9种生物制剂对甘薯长喙壳菌的抑制作用及防治效果

33 5 681 685 中国生物防治学报 Chinese Journal of Biological Control 2017 年 10 月 收稿日期 2017 04 11 基金项目 国家甘薯产业技术体系建设项目 CARS 11 02A 河南省科技攻关 172102110217 河南省重点实验室项目 132300413220 作者简介 张德胜 副研究员 E mail zhangdesheng404 通信作者 研究员 E mail zhangzhenchen DOI 10 16409 ki 2095 039x 2017 05 015 9种生物制剂对甘薯长喙壳菌的抑制作用及防治效果 张德胜 王永江 王 爽 白瑞英 张振臣 河南省农业科学院植物保护研究所 农业部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室 河南省生物农药工程研究中心 郑州 450002 摘要 为筛选防治甘薯黑斑病的生物农药 测定了 9 种生物制剂对甘薯长喙壳菌孢子萌发和菌丝生长的抑 制作用 并进行了防治效果验证 结果表明 四霉素对分生孢子萌发以及菌丝生长均表现出最强的抑制作 用 EC50分别为 0 10 和 0 15 mg L 丁子香酚次之 EC50分别为 0 24 和 0 93 mg L 四霉素对薯苗黑斑病 具有较好的防治效果 当接种甘薯长喙壳菌分生孢子浓度为5 104孢子 mL时 四霉素有效用量6与9 mg L 处理的防治效果分别为 66 67 和 78 57 当接种浓度为 5 105孢子 mL 时 四霉素有效用量 6 与 9 mg L 处理的防治效果分别为 77 44 和 90 23 本研究为生物农药应用于甘薯黑斑病的防治提供了依据 关 键 词 甘薯长喙壳 生物农药 孢子萌发 菌丝生长 防治效果 中图分类号 S435 311 文献标识码 A 文章编号 1005 9261 2017 05 0681 05 Inhibitory Activities and Control Efficacy of Nine Biopesticides to Ceratocystis fimbriata Ellis et Halsted ZHANG Desheng WANG Yongjiang WANG Shuang BAI Ruiying ZHANG Zhenchen IPM Key Laboratory in Southern Part of North China Ministry of Agriculture Biological Pesticides Engineering Research Center of Henan Province Institute of Plant Protection Henan Academy of Agricultural Sciences Zhengzhou 450002 China Abstract To screen biopesticides for controlling black rot of sweet potato the inhibitory activities of 9 biopesticides against mycelial growth and conidial germination of Ceratocystis fimbriata Ellis et Halsted were measured and the control efficacies were tested The results showed that tetramycin had the highest inhibitory activities to conidial germination and mycelial growth with the EC50 values of 0 10 and 0 15 mg L respectively Eugenol showed the second highest inhibitory activities with the EC50 values of 0 24 and 0 93 mg L respectively When inoculated C fimbriata with 5 104 spores mL control efficacy of tetramycin at 6 and 9 mg L were 66 67 and 78 57 respectively At 5 105 spores mL the efficacy were 77 44 and 90 23 respectively This study provided an experimental basis for rational use of biopesticides for controlling black rot of sweet potato Key words Ceratocystis fimbriata Ellis et Halsted biopesticides conidial germination mycelial growth control efficacy 甘薯黑斑病是造成甘薯减产减收的重要病害 该病由甘薯长喙壳菌 Ceratocystis fimbriata Ellis et Halsted 引起 1 每年由甘薯黑斑病造成的产量损失为 5 10 危害严重时可达 20 50 食用病薯 还可引起人畜中毒 2 甘薯黑斑病可施用杀菌剂进行防控 但我国仅有多菌灵 甲基硫菌灵 代森铵和乙 蒜素 4 种化学杀菌剂登记用于防治该病害 3 防治药剂的匮乏会造成单一品种杀菌剂被频繁使用 从而使 抗药性风险增加 长期频繁使用化学合成杀菌剂还伴随着残留 环境污染等问题 4 2000 年报道甲基硫菌 灵与多菌灵对甘薯长喙壳菌菌丝生长的抑制作用相当 而 2012 年对菌丝生长的抑制试验显示 甲基硫菌 682 中 国 生 物 防 治 学 报 第 33 卷 灵和多菌灵的 EC50分别为 14 03 和 118 39 mg L 多菌灵的抑菌效果已明显下降 5 6 本文作者在筛选防治 甘薯储藏期黑斑病的药剂时 发现 60 d 后粉唑醇残留仍然超标 7 甘薯生产中迫切需要引入安全有效的新 型杀菌剂 甘薯的营养和保健作用突出 8 消费者对鲜食甘薯及甘薯制品的需求越来越大 有效控制病害发生和 保障食品安全是促进甘薯产业发展的关键之一 生物杀菌剂具有毒性低 环境友好等特点 用于甘薯黑斑 病防治符合甘薯生产的新要求 有研究表明 鸭嘴花 苦楝等植物的提取物以及宁南霉素等生物制剂对该 菌的菌丝生长有明显的抑制作用 9 10 苦参碱与百菌清混配可以增强对苗期黑斑病的防治效果 11 甘薯长喙壳菌的分生孢子在水中萌发率很低 2 无法满足抑制病原真菌孢子萌发试验的条件 12 在掌 握了提高甘薯长喙壳菌分生孢子萌发率方法的基础上 本文不仅测定了 9 种生物杀菌剂对甘薯长喙壳菌菌 丝生长的抑制作用 而且测定了对分生孢子萌发的抑制作用 并进行了不同接种浓度下对薯苗黑斑病的防 治效果试验 以期对生物杀菌剂的防病效果进行全面的评价 1 材料与方法 1 1 供试菌株及薯苗品种 甘薯长喙壳菌株 CFSC 01 保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心 CGMCC 薯 苗品种为商薯 19 脱毒薯苗由河南省农业科学院植物保护研究所提供 1 2 供试药剂 0 3 四霉素水剂 辽宁微科生物工程有限公司 0 5 几丁聚糖水剂 河北上瑞化工有限公司 0 5 氨 基寡糖素水剂 保定市亚达化工有限公司 0 5 苦参碱水剂 北京三浦百草绿色植物制剂有限公司 1 香菇多糖水剂 北京三浦百草绿色植物制剂有限公司 2 春雷霉素水剂 日本北兴化学工业株式会社 2 宁南霉素水剂 德强生物股份有限公司 3 中生菌素可湿性粉剂 福建凯立生物制品有限公司 20 丁子 香酚水乳剂 江苏剑牌农化股份有限公司 20 乙蒜素乳油 对照药剂 河南省南阳卧龙农药厂 1 3 抑制分生孢子萌发试验 参照相关行业标准 12 在预试验的基础上 将每种供试药剂设置 6 个质量浓度梯度 将药液 0 5 mL 与分生孢子悬浮液 0 5 mL 含 5 105分生孢子 mL 并进行促萌发处理 混合均匀后使用移液器滴在凹玻 片上 25 黑暗保湿培养 3 h 镜检 每个浓度处理 4 次重复 并设不含药剂的处理做空白对照 孢子萌发 率 孢子萌发数 调查孢子总数 100 孢子矫正萌发率 处理孢子萌发率 空白对照孢子萌发 率 100 孢子萌发相对抑制率 空白对照孢子萌发率 处理矫正孢子萌发率 空白对照孢子萌 发率 100 1 4 抑制菌丝生长试验 参照相关行业标准 13 在预试验的基础上 将每种供试药剂设置 6 个质量浓度梯度 使用移液器将药 剂移入灭菌三角瓶中 加入 50 左右的 PSA 培养基 充分混匀后制成含药培养基平板 以加入同体积无 菌水的培养基平板为空白对照 用打孔器从培养 7 d 的甘薯长喙壳菌落边缘打取直径 7 mm 的菌块 接种 到各含药培养基平板和空白对照平板中央 每处理接种 4 皿 25 暗培养 9 d 后 用十字交叉法测量各处 理的菌落直径 计算各处理对菌落扩展的生长抑制率 生长抑制率 空白对照菌落直径 药剂处 理菌落直径 空白对照菌落直径 菌饼直径 100 1 5 对苗期黑斑病的防治效果 1 5 1 甘薯薯苗的获得 薯块催芽后 通过高剪法获得健康甘薯薯苗 薯苗高度为 15 20 cm 并将薯苗 第 2 叶以下叶片全部去除 保留腋芽 1 5 2 孢子悬浮液制备 将菌株 CFSC 01 接种至 PSA 平板培养基中央 25 避光培养 12 d 用无菌水冲 洗孢子 制成分生孢子悬浮液 浓度分别为 5 104和 5 105孢子 mL 1 5 3 对甘薯薯苗的药剂处理 共设 11 个处理 药剂种类和有效成分用量分别为 四霉素 3 6 和 10 mg L 丁子香酚 5 10 和 20 mg L 苦参碱 500 mg L 香菇多糖 200 mg L 中生菌素 1000 mg L 宁南霉素 200 mg L 无菌水 每处理 4 次重复 每重复 10 株薯苗 将每重复薯苗分别置入混合均匀的药液中 药液深度约 4 cm 第 5 期 张德胜等 9 种生物制剂对甘薯长喙壳菌的抑制作用及防治效果 683 25 处理 6 h 将每重复薯苗转移至单独放置的孢子悬浮液中 浸泡接种 6 h 浸泡深度与药剂处理时相 同 后转入无菌水中继续培养 7 d 后调查黑斑病发病情况并计算防治效果 观察有无药害现象 1 5 4 病害分级 黑斑病在甘薯薯苗上的分级标准参照杨冬静等 10 的方法 并进行修改 0 级 无病斑 1 级 有零星小病斑出现 病斑总数 5 个 3 级 病斑较大 病斑总数 15 个 5 级 病斑相连 连片长 度 1 5 cm 7 级 病斑相连 连片长度 1 5 cm 病情指数 各级发病薯苗数 相对级数值 调查 总薯苗数 7 100 防治效果 无菌水对照病情指数 药剂处理病情指数 无菌水对照病情指 数 100 1 6 数据统计与分析 利用 DPS 8 01 专业版计算毒力回归方程 相关系数 EC50和 95 置信限 以及防治效果数据的差异 显著性分析 14 2 结果与分析 2 1 药剂对甘薯长喙壳菌分生孢子萌发的毒力 四霉素与丁子香酚抑制甘薯长喙壳菌孢子萌发的能力较强 EC50分别为 0 10 和 0 24 mg L 几丁聚糖 的 EC50为 6 78 mg L 均高于对照药剂乙蒜素 EC50为 9 25 mg L 对甘薯长喙壳菌孢子萌发的抑制作用 中生菌素 氨基寡糖素和香菇多糖也对甘薯长喙壳菌孢子萌发有抑制作用 EC50分别为 98 89 152 36 153 53 mg L 苦参碱 宁南霉素 春雷霉素在质量浓度小于 1000 mg L 时未能抑制分生孢子萌发 表 1 表 1 9 种药剂对甘薯长喙壳菌孢子萌发的毒力 Table 1 Toxicity of 9 pesticides to conidial germination of C fimbriata 供试药剂 Fungicide 毒力回归方程 Toxicity regression equations 相关系数 Correlation coefficient r EC50 mg L 95 置信限 Confident limits 0 3 四霉素水剂 tetramycin AS y 9 99x 14 78 0 90 0 10 0 07 0 15 20 丁子香酚水乳剂 eugenol EW y 12 24x 12 68 0 94 0 24 0 18 0 31 0 5 几丁聚糖水剂 chitosan AS y 1 49x 3 76 0 95 6 78 3 67 12 51 3 中生菌素水剂 zhongshengmycin WP y 1 87x 1 26 0 97 98 89 73 09 133 80 0 5 氨基寡糖素水剂 amino oligosaccharin AS y 2 54x 0 55 0 93 152 36 55 23 420 32 1 香菇多糖水剂 lentinan AS y 4 25x 4 28 0 92 153 53 69 60 338 66 0 5 苦参碱水剂 matrine AS 2 宁南霉素水剂 ningnanmycin AS 2 春雷霉素水剂 kasugamycin AS 20 乙蒜素乳油 ethylicin EC y 1 44x 3 61 0 94 9 25 6 25 13 69 注 当药剂的质量浓度小于 1000 mg L 未能有效抑制分生孢子萌发时 不显示测定结果 下同 Note When the mass concentration was less than 1000 mg L the pesticides could not inhibit conidial germination and their toxicity measurement results were not listed The same below 2 2 药剂对甘薯长喙壳菌菌丝生长的毒力 四霉素与丁子香酚抑制甘薯长喙壳菌丝生长的能力较强 EC50分别为 0 15 和 0 93 mg L 均高于对照 药剂乙蒜素 EC50为 3 48 mg L 对甘薯长喙壳菌菌丝生长的抑制作用 苦参碱 香菇多糖 中生菌素 宁南霉素 几丁聚糖和春雷霉素对甘薯长喙壳菌菌丝生长均有抑制作用 EC50分别为 5 15 8 24 53 28 71 85 362 27 和 503 98 mg L 氨基寡糖素在质量浓度小于 1000 mg L 时未能有效抑制甘薯长喙壳菌的菌 丝生长 表 2 2 3 不同接种浓度下 9 种药剂对薯苗黑斑病的防治效果 当接种的分生孢子浓度为 5 104孢子 mL 时 0 3 四霉素水剂有效成分用量 9 6 3 mg L 的防治效 果分别为 78 57 66 67 39 02 0 5 苦参碱水剂有效成分用量 500 mg L 的防治效果为 53 66 2 宁南霉素水剂 1 香菇多糖水剂 3 中生菌素水剂的防治效果分别为 27 50 26 83 7 50 20 丁 684 中 国 生 物 防 治 学 报 第 33 卷 表 2 9 种药剂对甘薯长喙壳菌菌丝生长的毒力 Table 2 Toxicity of 9 pesticides to mycelial growth of C fimbriata 供试药剂 Fungicide 毒力回归方程 Toxicity regression equations 相关系数 Correlation coefficient r EC50 mg L 95 置信限 Confident limits 0 3 四霉素水剂 tetramycin AS y 7 56x 11 27 0 92 0 15 0 11 0 21 20 丁子香酚水乳剂 eugenol EW y 2 21x 5 07 0 99 0 93 0 83 1 03 0 5 苦参碱水剂 matrine AS y 2 18x 3 45 0 93 5 15 2 71 9 76 1 香菇多糖水剂 lentinan AS y 3 07x 2 19 0 90 8 24 3 98 17 09 3 中生菌素水剂 zhongshengmycin WP y 0 86x 3 52 0 99 53 28 46 02 61 68 2 宁南霉素水剂 ningnanmycin AS y 1 40 x 2 41 0 95 71 85 32 89 156 93 0 5 几丁聚糖水剂 chitosan AS y 0 70 x 3 20 0 91 362 27 108 56 1208 87 2 春雷霉素水剂 kasugamycin AS y 0 76x 2 93 0 99 503 98 328 53 773 11 0 5 氨基寡糖素水剂 amino oligosaccharin AS 20 乙蒜素乳油 ethylicin EC y 4 44x 2 59 0 90 3 48 2 11 5 76 子香酚水乳剂没有明显防治效果 当接种的分生孢子浓度为 5 105孢子 mL 时 0 3 四霉素水剂有效成分用量 9 6 和 3 mg L 的防治效 果分别为 90 23 77 44 和 66 17 0 5 苦参碱水剂有效成分用量 500 mg L 的防治效果为 56 39 显 著优于 2 宁南霉素水剂 1 香菇多糖水剂 3 中生菌素水剂和 20 丁子香酚水乳剂的防治效果 用不同浓度的甘薯长喙壳菌分生孢子悬浮液接种药剂处理过的薯苗 0 3 四霉素水剂 0 5 苦参碱水 剂的对薯苗黑斑病均有较明显的防治效果 且防治效果随接种浓度的加大而提高 只有 1 香菇多糖水剂 对薯苗黑斑病的防治效果随接种强度的增加而降低 薯苗经不同浓度 0 3 四霉素水剂处理后 在接触药剂 的茎段表皮处出现黄色的斑点 不定根生长正常 表 3 表 3 甘薯长喙壳菌不同接种浓度下 9 种药剂浸渍甘薯薯苗对甘薯黑斑病的防治效果 Table 3 Control efficacy of 9 pesticides on C fimbriata by immersion of stems with different inoculation concentration 接种浓度 5 104孢子 mL Inoculation concentration 5 104 spores mL 接种浓度 5 105孢子 mL Inoculation concentration 5 105 spores mL 供试药剂 Fungicide 有效成分用量 Active ingredient rate mg L 病情指数 Disease index 防治效果 Control effect 病情指数 Disease index 防治效果 Control effect 3 8 71 2 86 39 02 4 55 cd 14 61 2 22 66 17 2 88 bc 6 4 76 2 62 66 67 9 16 ab 9 74 1 68 77 44 3 88 ab 0 3 四霉素水剂 tetramycin AS 9 3 06 1 30 78 57 10 02 a 4 22 1 24 90 23 5 14 a 5 15 68 3 39 9 76 5 00 f 42 86 6 09 0 75 10 81 ef 10 15 31 2 00 7 14 6 99 f 40 26 5 51 6 77 8 36 ef 20 丁子香酚水乳剂 eugenol EW 20 14 98 1 43 4 88 11 88 f 39 29 4 67 9 02 14 11 def 0 5 苦参碱水剂 matrine AS 500 6 62 0 60 53 66 2 08 bc 18 83 4 80 56 39 11 12 c 1 香菇多糖水剂 lentinan AS 200 10 45 1 45 26 83 5 06 de 46 51 2 25 7 71 5 20 f 3 中生菌素水剂 zhongshengmycin WP 300 13 21 2 65 7 50 9 29 ef 36 04 5 45 16 54 12 61 de 2 宁南霉素水剂 ningnanmycin AS 200 10 36 3 17 27 50 11 09 de 32 79 5 65 24 06 13 08 d 无菌水对照 CK 14 29 3 59 43 18 5 02 注 同列数据后不同字母表示数据间差异显著 P 0 05 Note Values in the same column followed by different letters were significantly different P 0 05 3 讨论 四霉素 丁子香酚均能有效抑制甘薯长喙壳菌分生孢子萌发和菌丝生长 优于对照药剂乙蒜素 对薯 苗黑斑病的防治试验中 四霉素的防治效果明显 但丁子香酚在有效成分用量 20 mg L 时对苗期黑斑病没 有明显防治效果 苦参碱 宁南霉素 春雷霉素和氨基寡糖素不能同时抑制分生孢子萌发和菌丝生长 通 第 5 期 张德胜等 9 种生物制剂对甘薯长喙壳菌的抑制作用及防治效果 685 过对比苦参碱有效成分用量 400 mg L 对薯苗黑斑病的药效 42 64 11 发现该药剂的防治效果相对稳 定但不突出 不能有效抑制分生孢子萌发可能是原因之一 采用不同的生测方法并结合防治试验 更有助 于全面评估药剂的抑菌效果 四霉素已登记用于防治小麦白粉病 Blumeria graminis f sp tritici 3 且对水稻稻瘟病 Magnaporthe oryzae B C Couch 苹果树腐烂病 Valsa ceratosperma Tode Fr Maire 果蔬灰霉病 Botrytis cinerea Pers Ex Fr 杨树溃疡病 Botryosphaeria ribis Tode Grossenb et Duggar 均有明显的防治效果 15 18 引起这几类 病害的病原菌均为子囊菌门真菌 甘薯长喙壳同属子囊菌门 四霉素对该菌明显的抑制作用及对苗期黑斑 病的良好防治效果 与四霉素对子囊菌门多种真菌的抑制效果相一致 研究表明 四霉素与包括多菌灵在 内的多种杀菌剂不存在交互抗性 17 有助于在甘薯黑斑病防治中进行轮换用药 降低抗药性产生的风险 赵永强等 19 发现四霉素对引起甘薯根腐病的病原菌菌丝生长有较好的抑制作用 说明四霉素可能有兼治甘 薯其他病害的作用 当使用 0 3 四霉素水剂处理甘薯薯苗 6 h 处理后 7 d 调查发现 薯苗接触药液的茎 段表皮有少量黄色斑点产生 未接触药剂的表皮没有此现象 因此 该药剂的安全性还需进一步评估 不同接种浓度下 薯苗发病程度明显不同 当孢子悬浮液浓度为 5 104孢子 mL 接种时 清水对照薯 苗的病情指数为 14 29 当孢子悬浮液浓度为 5 105孢子 mL 接种时 清水对照薯苗的病情指数为 43 18 四霉素的防治效果随接种浓度的增加而提高 香菇多糖的防治效果却明显下降 说明各药剂的防治效果会 随接种浓度的变化而出现相应的改变 我国生物农药仅占 5 7 的市场份额 20 目前还没有登记用于防治甘薯黑斑病的生物农药 本研究 发现部分生物农药对甘薯长喙壳菌具有明显的抑制作用 特别是四霉素在防治薯苗黑斑病的试验中表现出 稳定的防治效果 为筛选低毒 环境友好的生物农药应用于甘薯黑斑病防治提供了试验依据 参 考 文 献 1 贾赵东 郭小丁 尹晴红 等 甘薯黑斑病的研究现状与展望 J 江苏农业科学 2011 1 144 147 2 中国农业科学院植物保护研究所 中国植物保护学会 中国农作物病虫害 第三版 M 北京 中国农业出版社 2015 848 852 3 防治甘薯黑斑病登记有效期内产品目录 DB OL 中国农药信息网 4 Tripathi P Dubey N K Exploitation of natural products as an alternative strategy to control postharvest fungal rotting of fruit and vegetables J Postharvest Biology and Technology 2004 32 235 245 5 杨秀娟 陈福如 张联顺 防治贮存期甘薯黑斑病的药剂筛选 J 植物保护 2000 26 5 38 39 6 张德胜 张永超 乔奇 等 10 种杀菌剂对