几种药剂防治烟草青枯病的药效评价

2013-07-31 07:22叶建如
中国烟草科学 2013年1期
关键词:金霉素链霉素土霉素

叶建如,顾 钢,张 瀛*

(1.福建省烟草公司三明市公司,福建 三明 365001;2.福建省烟草农业科学研究所,福州 350003)

烟草青枯病(Bacterial wilt of tobacco)是由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearumYabuuchi et al.)引起的一种世界性重大病害,在我国南方烟区严重发生,属具有毁灭性的危险性病害之一,一般发病率 10%~30%,重者甚至全田枯死,成为影响烟草产质量的重要限制因素之一。近些年烟草青枯病有向北方烟区蔓延的趋势,北方少数烟区,如山东已有该病的报道。从目前国内的品种布局上看,感病或弱抗性品种的种植情况尚存普遍[1],抗病品种连作后也存在明显的抗性衰退问题[2]。因此,开展烟草青枯病防治的研究具有必要性和迫切性。

王金文[3]曾报道农用链霉素溶液浇灌烟株可以推延青枯病的发病,但长期单一使用会导致该药剂逐渐失去防治效果,出现效果差的现象[4-5]。后来出现了青枯灵等新型药剂,其药效优于72%农用链霉素[6],但这些化学制剂仅能预防而无治疗作用。赵志峰等[7]研究了K系抑菌剂(类似氨基多糖)对青枯病菌的抑制作用,实验室内的抑制率显著高于同浓度的农用链霉素,但还需进一步开展大田试验来验证其田间的防治效果。

本研究收集国内常用的抗生素和化学药剂,通过室内毒力测定试验、内吸防病能力测定试验以及田间药效比对试验,旨在找出较佳的药剂和使用方法,作为防治烟草青枯病的技术储备。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

(1)20%噻菌茂可湿性粉剂(青枯灵):温州鹿城植保化学有限公司;

(2)53.8%氢氧化铜干悬浮剂(可杀得):美国杜邦公司;

(3)77%氢氧化铜悬浮剂(润博胜):东方润博农化(山东)有限公司;

(4)40%琥铜•甲霜•乙铝可湿性粉剂(细菌快猎克):中美合资潍坊万盛生物农药有限公司;

(5)90%链•土霉素:石家庄三农化工有限公司;

(6)98%金霉素:福州抗菌素有限公司;

(7)72%农用链霉素(1000万单位):重庆永川农药厂;

(8)硫酸链霉素(100万单位):山东鲁抗舍里乐药业有限公司;

(9)99%硫酸铜:上海实验试剂有限公司;

(10)99%醋酸铜:上海实验试剂有限公司;

(11)0.5%六倍量式波尔多液。

1.2 烟草青枯菌的分离

从福建省宁化县安乐乡发生青枯病的烤烟翠碧1号上,采样分离到101个菌株,并采用一套鉴别寄主作致病力测定。101个菌株均为I型菌系[2],所获菌种保存于20 ℃下的无菌水里备用。

1.3 不同浓度药剂的配制

用无菌水配制不同浓度的药液备用(表1)。

1.4 药剂抑菌能力的测定

用微量加样器吸取108 cfu/mL的细菌悬液0.1 mL至9 cm直径的培养皿上,倒入冷却溶化的PSA培养基,与细菌悬液充分混均凝固。用打孔器将滤纸打成6mm直径的滤片,分别浸入表1所列药剂的药液里,移到平板上,每处理3皿,每皿3片。将培养皿置于28 ℃恒温培养箱里培养36 h后,用十字交叉法测量抑菌圈直径,计算各处理的加权平均数。

1.5 5种药液的内吸防病能力测定

试验设6个处理,(1)金霉素200单位;(2)链•土霉素200单位;(3)链霉素200单位;(4)润博胜800倍液;(5)青枯灵500倍液;(6)清水对照。分别取每种药液120 mL倒入150 mL三角瓶里,将6~7叶期的烟株植入盛有不同药液的三角瓶里,每处理6株,每瓶2株,以清水为对照。接着用沾菌液的剪刀对不同处理的烟草作剪叶接种,然后置于28 ℃下的人工气候箱里,10 d后检查各处理的病情,以叶片为单位进行病情分级。分级标准如下。

0级:叶片正常,剪口无病;

Ⅰ级:叶片剪口处失绿或变黄,扩展不到叶片的1/4;

Ⅱ级:病斑沿叶脉或叶肉扩展及叶片的1/3;

Ⅲ级:病斑沿叶脉或叶肉扩展及叶片的2/3以上,叶片大部分失绿或变黄;

Ⅳ级:整张叶片凋萎。

1.6 9种药剂防治烟草青枯病田间药效试验

2009年在福建省尤溪县洋中镇梅峰村进行试验,设10个药剂处理(表3),每处理重复3次,每小区40株。供试烟草为感病品种翠碧1号,1月15日移栽,从开始发病的5月11日起,每隔7 d择晴施药,连续3次,从烟株的茎基部定量浇灌药液150 mL(复配药剂随配随用);然后每隔10 d调查1次病情,直至烟叶采收结束。病情分级标准参照方树民等的方法[8]。

相对防效= [(对照药后病指-对照药前病指)-(处理药后病指-处理药前病指)]/(对照药后病指-对照药前病指)×100%。

2 结 果

2.1 各种药剂对烟草青枯菌的抑菌活性

14种药剂的室内抑菌能力从抑菌圈的大小可以明显地分为3类,反映出不同药物抑菌能力的强弱。第1类:抗生素类,其抑菌能力最强;第2类:抗生素与铜制剂混配剂,其抑菌能力次之;第3类:铜制剂,其抑菌能力最差(表1)。

硫酸链霉素、98%金霉素和90%链•土霉素200单位的抑菌圈直径分别达26.2、11.5和11.2mm;抗生素与铜制剂复配剂中,链•铜复配Ⅰ、链•铜复配Ⅱ、金•铜复配和链•土•铜复配的抑菌圈直径分别为25.7、23.5、10.8和9.7mm;铜制剂中53.8%氢氧化铜1000倍液、40%琥铜•甲霜•乙铝800倍液、77%氢氧化铜800倍液、20%噻菌茂500倍液、99%醋酸铜1000倍液、99%硫酸铜1000倍液和0.5%的6倍量波尔多液原液的抑菌圈直径分别为8.0、8.5、8.0、6.8、7.3、6.1和6.5mm。

表1 不同药剂对烟草青枯菌的抑制作用(抑菌圈直径)Table 1 Inhibition of various bactericides on R.solanacearum

2.2 5种药剂内吸传导防治效果

5种药液被烟草的根吸收后向上传导,对青枯病有明显的防治效果,不同药剂之间存在显著或极显著差异(表2)。抗生素类中 98%金霉素、90%链•土霉素的200单位、硫酸链霉素200单位防效分别达100%、97.2%和50%,差异显著;铜制剂中77%氢氧化铜800倍液和20%噻菌茂500倍液,防效分别为48.3%和43.3%,但二者之间无显著差异。以上可以看出,抗生素与化学制剂之间在内吸传导杀菌能力方面的差异,体现出抗生素在杀菌能力方面的优势。

表2 烟草根吸收不同药液后对从叶片剪口侵染的青枯病防治效果Table 2 Control effect of different bactericides through root absorption to prevent the bacterial wilt caused by leaf-cutting of tobacco leaves

2.3 9种药剂对烟草青枯病的田间防治效果

参试的9种药剂从始病期起连续施药3次的结果看出(表3),第1次施药后10 d,不同药剂显示出明显的药效差异。链•铜复配II、链•土•铜复配和 0.5%六倍量式波尔多液的防效分别为 100%、75%和62.5%;40%琥铜•甲霜•乙铝、链•铜复配Ⅰ和20%噻菌茂WP的防效为37.8%、33.3%和37.8%;72%农用链霉素、金•铜复配和77%氢氧化铜的防效则为0%和2.2%。

施药后30 d,除链•土•铜复配、0.5%6倍量式波尔多液和20%噻菌茂尚有微量的防效外,其余各处理均已无防治效果,病情指数存在显著差异,具体表现为72%链霉素200单位,77%氢氧化铜800倍液和金•铜复配:98%金霉素200单位与99%醋酸铜 1000倍液等 5个处理发病较重,病情指数为28.5~25.7,均高于对照,增加了16.4%~15.2%;20%噻菌茂500倍液、链•土•铜复配剂、99%醋酸铜1000倍液和 0.5%六倍量式波尔多液等 3个处理发病略轻,病情指数为 24.3~23.2,与对照相比,下降了0.4%~5.3%。然而,在防治效果方面,不同药剂处理均表现出无或微小的防治效果;参试药剂与对照之间无显著差异,体外抑菌活性与田间药效之间也看不出相关性(r= 0.3347)。此时抗生素类已无法体现室内抑菌能力和传导内吸抑菌能力的优势,该现象说明抗生素无论是单独使用还是混合使用,其抗病的持效期均不超过30 d。

表3 9种药剂对烟草青枯病的田间防治效果Table 3 Field control effects of nine bactericides on bacterial wilt of tobacco

3 讨 论

烟草青枯病菌可以存活于烟田土壤当中,但主要集中在30 cm以上的土层[9],从寄主根部伤口或自然孔口侵入,造成烟株萎蔫甚至枯死。施药的目的就是利用药液湿润根及根围土壤,形成局部空间药物屏障,达到抑制或杀灭病原细菌的目的,降低侵染率的目的,推迟田间发病时间或减轻发病后所造成的危害程度。

抗菌素类以其易被植物吸收而发生抑菌的作用,而得到广泛的应用,但稀释或施用后又极易降解失效[10-11],施用期间福建省的温度已接近25 ℃,对链霉素等的稳定性影响相对大,偏酸性的土壤(福建土壤pH值4.6~7.5,酸性土壤占82.1%)又促使链霉素等快速水解[12]。本试验中链霉素单独或与土霉素混合室内抑菌能力测定试验均对青枯菌具有很好的抑制作用,但施用于土壤大环境中,则很快失去抑病作用的现象,就可以十分明确地说明抗生素快速降解失效的过程。生产上长期使用抗生素极易促使病菌产生抗药性,一旦出现耐药性菌系,病菌可能会以更快的速度在寄主体内扩展,就目前使用最广泛的抗生素之一链霉素,作者调查了在流行年份施药田块与未施药田块之间就毫无明显的差别,辅以本试验中链霉素单独使用无田间防效的结果,或许就在形式上佐证了这一点。由于耕作制度与劳动观念的改变,农家肥使用量的减少,土壤中有机质逐渐减少,同时南方土壤偏酸,导致链霉素的吸附量增加,这也是链霉素使用效果不理想的根本原因所在。

田间条件下,抗生素的消解速率虽然明显低于实验室条件下的消解速率,但金霉素和土霉素在使用后10 d几乎降解失效,30 d后已无法检测到[13-14],这与本试验中所使用的金霉素和土霉素虽有较强的体外抑菌作用和内吸传导防病作用,但无法在生产上使用的结果相互印证。铜制剂中的铜离子对细菌有很强的触杀作用,已广泛用于细菌性叶斑病的防治,且持效期较长,但其弱点是难以被植物吸收进入体内,本试验中,如氢氧化铜田间单独使用的效果也足以说明这一点。

抗生素与铜制剂这两种制剂的缺点是显而易见的,若能取长补短,或许就可以获得意想不到的效果,如链霉素+氢氧化铜和链霉素+土霉素+醋酸铜混用虽然仅能控病10 d,但也足以说明抗生素与化学制剂混用的必要性和可能性,考虑到雨水的冲刷、淋失和稀释作用以及土壤净化及微生物的降解作用等方面的因素,如何有机结合增强抗生素的杀菌效能是当今或将来有所突破的研究关键之一。

4 结 论

(1)本试验中所使用的抗菌素显示出很强的抑菌活性和内吸防病能力,但田间防治效果不理想,说明生产上单独使用抗生素是难以起到控制烟草青枯病的作用,然而混用铜制剂后,短期内(10 d),链•铜复配II(硫酸链霉素200单位+53.8%氢氧化铜 1000倍液)的防效尚可达 100%,90%链•土霉素+99%醋酸铜的防效也可达75.0%,可以起到控制病害的目的。虽然30 d后的防治效果急剧下降甚至出现负效应,但他们的效果均略高于链霉素、氢氧化铜单独使用的效果,说明抗生素的使用过程中可以添加Cu2+来达到增效的作用。

(2)农业措施改善土壤环境,提高药效。增加有机质的施用量改善土壤的环境,减少土壤对链霉素的吸附;同时针对南方土壤偏酸的特点,适当增加土壤中的Ca2+浓度也可以减少链霉素的吸附,提高链霉素的使用效果。

(3)局部施药仅限于对少数病菌的抑制或杀灭,并未完全影响土壤中病原菌种群的数量,青枯菌仍可以快速繁殖并不断地对寄主再侵染。Cu2+的存在可以起到“表面”杀菌的作用,同时充足的铜还可以提高烟株的抗旱和抗霜冻能力,说明生产上在使用抗生素时,若配合使用铜制剂等可以有效地控制病害的发展,这与石硫合剂防治烟草青枯病的报道相吻合[15],但混合使用的比例尚需做更深入的研究。

(4)被吸收进入寄主体内的抗生素虽然能在短期内抑制病菌的繁殖,但快速降解的致命弱点,却影响了其控病的效果。这一问题可以延伸出,如何延缓抗生素的降解过程,延长其在植物体内或环境中的杀菌作用等问题,研制具有延缓降解和增加防效的抗生素混剂值得植物保护学者进一步的探索和研究。

(5)金霉素和土霉素虽然有较强的体外抑菌作用和内吸传导防病作用,但由于其降解过程几乎在使用后10 d就已经完毕,使用30 d后就完全降解至检测痕量以下,无法检测到。因此,目前在快速降解问题尚无突破性进展的情形下,无在生产过程中推广应用价值。

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