防治小麥莖基腐病種衣劑的篩選及全生育期防控效果

紀莉景，王亞嬌，栗秋生，李聰聰，肖穎，孫夢偉，孔令曉

（河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所，農(nóng)業(yè)部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室，河北省有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心，河北 保定 071000）

小麥莖基腐病又稱小麥冠腐?。╢usarium crown rot，F(xiàn)CR），是旱地小麥生產(chǎn)中普遍發(fā)生且為害嚴重的土傳病害[1]，主要由假禾谷鐮刀菌（Fusarium pseudograminearum）引起。該病原菌在小麥整個生長季均可侵染根莖基部引起莖稈變褐腐爛，在小麥抽穗灌漿期受侵染植株遇到干旱脅迫時會形成枯白穗，病穗通常不結(jié)實，導致小麥減產(chǎn)。小麥莖基腐病于2012 年在我國首次報道[2]，近年來在我國小麥主產(chǎn)區(qū)發(fā)生發(fā)展迅速。據(jù)報道，在河南和河北省部分地區(qū)小麥莖基腐病病田率分別高達65.1%和81.4%，嚴重地塊田間白穗率達到31.5%和50.0%[3，4]。該病害已對小麥生產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅，亟需進行防控技術(shù)研究。

澳大利亞、美國等在抗小麥莖基腐病品種篩選和培育方面已經(jīng)進行了多年研究，盡管也發(fā)現(xiàn)了一些具有部分抗性或耐病的品種（系），但是目前國內(nèi)外生產(chǎn)上可供利用的抗小麥莖基腐病資源仍然十分有限[5～7]。因此，澳大利亞等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)國家在防控小麥莖基腐病時主要采用合理施肥、改變耕作方式、秸稈處理、休耕，以及與油菜、芥菜、鷹嘴豆、高粱輪作等農(nóng)業(yè)措施[8～10]。由于我國的小麥耕作模式與國外有很大區(qū)別，因此國外的這些農(nóng)業(yè)防控措施多數(shù)在我國并不適用。種子包衣技術(shù)是防控作物土傳病害簡便易行、效果顯著的一項關(guān)鍵措施[11]。國內(nèi)外研究顯示，萎銹靈、氯苯嘧啶醇、三唑酮和三唑醇能夠抑制小麥莖基腐病菌菌絲生長[12，13]，多菌靈、戊唑醇、苯醚甲環(huán)唑、精甲霜靈和敵委丹等種子處理對小麥莖基腐病有一定的防治效果[14～19]。但是這些研究結(jié)果多數(shù)是針對苗期或灌漿期小麥進行的防治效果評價，尚未見到針對小麥全生育期莖基腐病田間防治效果的研究。本研究是在防治小麥莖基腐病種衣劑室內(nèi)篩選的基礎(chǔ)上，測定了種子處理對小麥全生育期莖基腐病的田間防治效果，以期為該病害的有效防控提供實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥莖基腐病病原菌菌株為假禾谷鐮刀菌菌株1339 和2035，均由河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所真菌病害實驗室于2014 年在衡水市景縣采集的小麥莖基腐病株上分離、純化得到。

供試種衣劑為2%戊唑醇濕拌種劑、3%苯醚甲環(huán)唑懸浮種衣劑、2.5%咯菌腈懸浮種衣劑、4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈懸浮種衣劑、3.5%咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑和6.25%咯菌腈·精甲霜靈懸浮種衣劑，共6種。除2%戊唑醇濕拌種劑為德國拜耳有限公司生產(chǎn)外，其他種衣劑均為中國化工集團公司生產(chǎn)。

供試小麥品種為石新828、石麥15、衡4399 和滄麥6005，共4 個。其中，石新828 用于防治小麥莖基腐病種衣劑的室內(nèi)篩選試驗；其他3 個品種均用于種衣劑處理對小麥全生育期莖基腐病的田間防控效果試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 假禾谷鐮刀菌接種體的制備 分別將2 個供試菌株在PDA 平板上培養(yǎng)7 d，用直徑6 mm 的打孔器打取菌盤并置于羧甲基纖維素（CMC）液體培養(yǎng)基[20]中，在溫度25 ℃、轉(zhuǎn)速170 r/min 條件下振蕩培養(yǎng)5 d；然后，將2 個菌株的孢子懸浮液等量混合，用于室內(nèi)種衣劑篩選接種試驗。

1.2.2 防治小麥莖基腐病種衣劑的室內(nèi)篩選 試驗于2017 年在河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所實驗室內(nèi)進行。分別利用6 種種衣劑進行種子包衣，種衣劑用量均設2 mL/kg（種子，下同）和4 mL/kg 計2 個水平；以未包衣種子處理為對照（CK）。種子陰干后，播種于底層裝有無菌基質(zhì)的塑料營養(yǎng)缽中，播種量6 粒/缽，每處理3 缽，4 次重復；其上接種1 層105 個孢子/g（土）的菌土層，菌土層上再覆一薄層滅菌土。將營養(yǎng)缽置于溫度22 ℃、12 h 光暗交替的培養(yǎng)室中培養(yǎng)28 d后，測量小麥株高；參照Bovill 等[21]根據(jù)第1葉鞘下莖稈褐變長度的分級方法，對小麥莖基腐病發(fā)生的嚴重度進行分級。其中，0 級：無??；1 級：褐變長度占25%以下；2 級：褐變長度為25%～50%；3 級：褐變長度為50%～75%；4 級：褐變長度為75%～100%。計算各處理的病情指數(shù)和防治效果：

病情指數(shù)=100×Σ（各級病株數(shù)×各級病級）/（調(diào)查總株數(shù)×4）

防治效果=（對照病情指數(shù)-處理病情指數(shù)）/對照病情指數(shù)×100%

1.2.3 種衣劑處理對小麥全生育期莖基腐病的田間防控效果 試驗于2017～2018 年在衡水市景縣的龍華鎮(zhèn)以及滄州市滄縣的興濟鎮(zhèn)和姚官屯鄉(xiāng)同時進行。選用室內(nèi)篩選防效較好的種衣劑，按照用量4 mL/kg 進行種子包衣處理；以未包衣種子處理為對照（CK）。采用大區(qū)對比排列，按照當?shù)卣２テ诓シN，石麥15、衡4399、滄麥6005 播種量分別為225、225 和300 kg/hm2，常規(guī)管理。分別于小麥苗期（冬前）、拔節(jié)期和灌漿期，采用Zig-Zag 取樣方法，每重復選擇6 個樣點，每樣點取小麥植株20～30 株，每處理取樣重復4 次，調(diào)查各地塊小麥莖基腐病的發(fā)生情況，并計算病株率（病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100%）、病情指數(shù)和防治效果。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

利用SPSS 13.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用Duncan’s 新復極差法和獨立樣本t 檢驗進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 防治小麥莖基腐病種衣劑的室內(nèi)篩選

種子包衣處理的小麥株高均顯著＞CK；但不同種衣劑處理的株高差異達到了顯著水平，其中2.5%咯菌腈FS、3%苯醚甲環(huán)唑FS、3.5%咯菌腈·精甲霜靈FS 和4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 不同用量處理的株高差異不顯著，但均顯著＞其他2 種種衣劑處理（表1）。表明用6 種種衣劑進行包衣處理后均對小麥株高生長具有明顯的促進作用，其中2.5%咯菌腈FS、3%苯醚甲環(huán)唑FS、3.5%咯菌腈·精甲霜靈FS 和4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 的促進作用更好。

種子包衣處理的小麥莖基腐病病情指數(shù)均顯著＜CK，防治效果為92.6%～100.0%，且6 種種衣劑4 mL/kg 用量處理的防效均≥2 mL/kg 用量處理。其中4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 包衣處理效果最好，不同用量下病情指數(shù)均為0、防治效果均為100%。

綜上分析，低用量（2 mL/kg）的4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 進行種子包衣后，對小麥莖基腐病的防效高達100%，且還明顯促進小麥生長。因此，篩選4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 進行下一步的大田小麥莖基腐病防控效果試驗。

表1 種子包衣處理對小麥苗期莖基腐病的防治效果Table 1 Control effects of seed coating treatments on Fusarium crown rot at seedling stage

2.2 4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 種子包衣對小麥全生育期莖基腐病的田間防控效果

2.2.1 種子包衣處理后三地小麥全生育期莖基腐病的發(fā)生情況 4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 按照4 mL/kg用量進行種子包衣處理后，三地苗期至灌漿期的小麥莖基腐病病株率和病情指數(shù)均呈逐漸增大趨勢，其中苗期至拔節(jié)期病害發(fā)展相對緩慢，拔節(jié)期至灌漿期病害發(fā)展迅速（圖1 和圖2）。但不同地點小麥莖基腐病的發(fā)生程度有所不同，其中龍華鎮(zhèn)和姚官屯鄉(xiāng)小麥莖基腐病發(fā)生較重，灌漿期病株率分別達到73.3%和82.6%，病情指數(shù)分別為28.1 和47.7；興濟鎮(zhèn)小麥莖基腐病發(fā)生較輕，灌漿期病株率和病情指數(shù)分別為13.3%和4.1。

2.2.2 種子包衣處理對三地小麥全生育期莖基腐病的防治效果 4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 按照4 mL/kg用量進行種子包衣處理后，對苗期、拔節(jié)期和灌漿期小麥莖基腐病均有一定的防治效果，其中在發(fā)病較輕的興濟鎮(zhèn)防治效果較好，在發(fā)病較重的姚官屯鄉(xiāng)防治效果較差（圖3 和4）。隨著小麥生育期的推移，種衣劑對三地小麥莖基腐病的防治效果均呈下降趨勢。

苗期，種子包衣處理能夠顯著降低三地小麥莖基腐病的病株率（興濟鎮(zhèn)：F=4.534，df=5，P=0.007；龍華鎮(zhèn)：F=1.647，df=4，P=0；姚官屯鄉(xiāng)：F=0.431，df=4，P=0.002）和病情指數(shù)（興濟鎮(zhèn)：F=5.628，df=5，P=0.001；龍華鎮(zhèn)：F=2.894，df=4，P=0.014；姚官屯鄉(xiāng)：F=2.169，df=4，P=0.028），對興濟鎮(zhèn)、龍華鎮(zhèn)、姚官屯鄉(xiāng)小麥莖基腐病病株率的防治效果分別為100.0%、65.5%和60.4%，對病情指數(shù)的防治效果分別為100.0%、62.6%和45.5%。

圖1 種子包衣處理后不同時期小麥莖基腐病的病株率Fig.1 Diseased plant rate of Fusarium crown rot at different stages after seed coating treatment

圖2 種子包衣處理后不同時期小麥莖基腐病的病情指數(shù)Fig.2 Disease index of Fusarium crown rot at different stages after seed coating treatment

拔節(jié)期，種子包衣處理對三地小麥莖基腐病仍有一定的防治效果。其中，興濟鎮(zhèn)種子包衣處理的病株率、病情指數(shù)分別為0.6%和0.1，均顯著＜CK（病株率5.7%，病情指數(shù)1.4），2 個指標防效均為90.3%；龍華鎮(zhèn)包衣處理的病株率、病情指數(shù)分別為4.1%和1.5，均顯著＜CK（病株率9.5%，病情指數(shù)3.4），指標防效分別為57.0%和56.7%；姚官屯鄉(xiāng)種子包衣處理的病株率（38.1%）與CK（47.0%） 差異不顯著，病情指數(shù)（10.5）顯著＜CK（13.8），指標防效分別為18.9%和23.9%。

灌漿期，三地小麥莖基腐病的發(fā)生程度均呈加重趨勢，種子包衣處理的防治效果也有所下降。其中，興濟鎮(zhèn)種子包衣處理的病株率、病情指數(shù)分別為13.3%和4.1，均顯著＜CK（病株率24.8%，病情指數(shù)14.3），指標防效分別為46.1%和71.0%；龍華鎮(zhèn)種子包衣處理的病株率、病情指數(shù)分別為73.3%和28.1，均顯著＜CK（病株率85.1%，病情指數(shù)40.0），指標防效分別為13.8%和29.7%；姚官屯鄉(xiāng)種子包衣處理的病株率、病情指數(shù)分別達到82.6%和47.7，與CK（病株率86.2%，病情指數(shù)51.9）差異均不顯著，指標防效僅分別為4.2%和8.1%。

圖3 種子包衣處理對小麥全生育期莖基腐病病株率的防治效果Fig.3 Control effects of seed coating treatment on diseased plant rate of Fusarium crown rot at wheat growth period

圖4 種子包衣處理對小麥全生育期莖基腐病病情指數(shù)的防治效果Fig.3 Control effects of seed coating treatment on disease index of Fusarium crown rot at wheat growth period

3 結(jié)論與討論

小麥莖基腐病主要由假禾谷鐮刀菌引起，是近年來我國小麥生產(chǎn)中發(fā)展迅速、為害嚴重的病害之一。在我國小麥—玉米連作、小麥留茬收獲、隨下季玉米秸稈旋耕還田的耕作模式下，病原菌在土壤耕作層病殘體上繁殖存活，小麥整個生育期均可受到侵染，且病菌侵入越早對植株為害越重，產(chǎn)量損失也就越大[3]，早期發(fā)病嚴重的植株可導致抽穗前植株枯死。因此，通過種子包衣處理控制返青前病害侵染、降低病害前期發(fā)生率是控病保產(chǎn)的一項措施。

前人研究結(jié)果表明，萎銹靈、氯苯嘧啶醇、三唑酮和三唑醇能夠抑制小麥莖基腐病菌菌絲生長，用這些藥劑進行種子處理后均能減少小麥苗期腐爛，提高植株存活率，但是對后期病害防治及產(chǎn)量無顯著影響[12，13]。Moya-Elazondo 等[14]在溫室試驗中發(fā)現(xiàn)，苯醚甲環(huán)唑和精甲霜靈種子包衣處理能降低小麥莖基腐病發(fā)生嚴重程度29%～50%。Balmas 等[11]和Akgül 等[15]報道，戊唑醇種子包衣處理對由黃色鐮刀菌引起的小麥莖基腐病防治效果可達到47.8%和37%～45%。但是，由于環(huán)境條件、土壤物理性質(zhì)或有效成分被土壤微生物快速降解等因素的影響，殺菌劑持效性短，防治效果通常限制在小麥生長的早期階段[11]。張鵬等[16]研究顯示，多菌靈、戊唑醇等種子處理能有效防控苗期莖基腐病的發(fā)生，但在灌漿期防治效果顯著降低。本研究是先在室內(nèi)篩選出對小麥苗期莖基腐病防治效果較好的種衣劑4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS，而后按照4 mL/kg 用量進行種子包衣處理后在3 個不同的地點對小麥整個生育期莖基腐病的田間應用效果進行持續(xù)測定，結(jié)果顯示，隨著小麥生育進程，三地小麥莖基腐病不斷加重，病株率和病情指數(shù)持續(xù)增加，種衣劑的防治效果逐漸降低，尤其是到了小麥灌漿期，莖基腐病發(fā)生嚴重的田塊防治效果很低。此外，本研究多點試驗結(jié)果表明，種衣劑包衣處理的防治效果與小麥病害的發(fā)生程度有關(guān)，在病害較輕地塊上的防治效果顯著高于重病地塊。因此，應加強生產(chǎn)中小麥莖基腐病發(fā)生情況的監(jiān)測，在病害發(fā)生較輕時及時進行種子包衣處理或其他防控措施，有效控制田間病害的發(fā)生發(fā)展。

本試驗結(jié)果僅僅是推薦用量下的種衣劑防治效果，增加用藥量能否提高對小麥灌漿期莖基腐病的防治效果尚不清楚。本研究中我們發(fā)現(xiàn)，用4.8%苯醚甲環(huán)唑·咯菌腈FS 種子包衣處理后雖然對小麥灌漿期莖基腐病的防治效果較低，但能夠延緩小麥莖基腐病病原菌的侵染，降低小麥生育前期莖基腐病的發(fā)生程度，對小麥成穗率無顯著影響，尤其在小麥莖基腐病發(fā)生嚴重地塊，種子包衣處理能顯著增加小麥千粒重和產(chǎn)量（數(shù)據(jù)待發(fā)表）。因此，在小麥莖基腐病發(fā)生嚴重地區(qū)早播情況下需要進行種子包衣處理，以降低小麥莖基腐病造成的產(chǎn)量損失。

靠單一的防控措施通常不能達到理想的病害防治效果，種子包衣處理僅是防治小麥莖基腐病的一個應急防控措施。本研究中發(fā)現(xiàn)，發(fā)病后期種子包衣處理的小麥莖基腐病病株率較未種子包衣處理（CK）降低不明顯，說明種子包衣處理對田間病原菌量無明顯的控制效果。因此，今后應加強高效種衣劑篩選、抗性品種利用以及與其他有效技術(shù)協(xié)調(diào)防控技術(shù)的研究。由于小麥莖基腐病發(fā)生受多種因素的影響，在小麥連續(xù)種植的耕作模式中，小麥品種抗性水平、播種時期、施肥措施以及秸稈管理措施等均直接影響小麥莖基腐病的發(fā)生程度[15，22～24]。不同小麥品種對莖基腐病的抗耐病性存在差異，本研究中僅測定了種子包衣措施對當?shù)厣a(chǎn)中正常施肥條件下個別主栽品種的病害防治效果，今后還需要根據(jù)各地生產(chǎn)中主栽品種的抗性特征、栽培習慣以及肥水管理措施，研究制定與種子包衣技術(shù)配合施用的綜合防治措施，為高效防控小麥莖基腐病提供技術(shù)支持。