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1、我国大豆生产及病虫害发生情况
中国拥有5 000多年的大豆栽培历史,一直到上世纪50年代,我国仍是全球最大的大豆生产国和最大的出口国。但随着大田作物水稻、小麦、玉米等种植面积的不断扩大,以及巴西、美国、阿根廷等国家转基因大豆出口对我国大豆生产的冲击,我国大豆种植面积趋于减少,大豆高度依赖进口,现已成为全球最大的大豆进口国。
国家统计局数据显示:2015年,我国大豆种植面积和产量双双创下近10年新低;2016—2020年,大豆种植面积和产量实现大幅增长;2021年,受玉米、小麦市场行情好转,大豆种植面积及产量出现明显下降;2022年,大豆种植面积大幅扩张,大豆产量创下历史新高。近10年来我国大豆生产及进口情况见表1。
大豆生产常受到病虫草害侵扰,目前,我国大豆常发病虫害有500多种,造成重大危害的有50多种。就大豆病害而言,真菌性病害发生最多,包括大豆根腐病、猝倒病、霜霉病等;其他还包括细菌性病害斑点病、病毒类病害大豆花叶病毒、孢囊线虫和根结线虫引起线虫病等。总体来看,大豆根腐病、孢囊线虫病、灰斑病、菌核病、花叶病毒病造成的危害严重。2024年,全国大豆病虫害总体中等发生,大豆根腐病、大豆食心虫、甜菜夜蛾、烟粉虱在部分种植地区存在偏重发生风险。
2、大豆根腐病发生及危害
大豆根腐病为土传病害,发生面积大,危害重。目前,大豆根腐病在世界主要大豆产区均有发生,我国主要发生在大豆东北产区和黄淮海地区。一般发生时,大豆根腐病造成10%~30%的减产,严重时甚至造成绝收。
近年来,大豆耕作方式改变,土壤黏重、紧实,养分不均匀,天气高温闷热,以及土壤线虫影响都加剧了对大豆根部的危害,导致根腐病的发生。此外,部分除草剂的使用也会引发大豆根腐病。Wrona等研究发现,氟乐灵、二甲戊灵、异丙甲草胺等的大量使用会增加大豆、棉花、小麦、大麦和玉米等作物上由立枯丝核菌引起的病害的发病率和严重程度。
大豆根腐病通常由多种病原菌复合侵染所致。报道显示,引起大豆根腐病的病原菌主要有4种,分别为镰刀菌(Fusarium spp)、疫霉菌(Phytophthora sojae)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、腐霉菌(Pythium spp.)。大豆种植地区不同,则其病原菌也不同,其中,大豆疫霉菌和镰刀菌是报道较多的致病菌。
3、大豆根腐病的化学防治
大豆根腐病可通过种子处理和苗期喷雾处理来预防和治疗,种子处理是主要防治措施。大豆播种前应选择高效、低毒的悬浮种衣剂、种子处理悬浮剂等进行包衣或拌种。大豆生长的其他时期发生,则需根据田间病害发生情况,尽早采取措施避免病害的扩展和蔓延,如拔除发病植株,茎基部喷淋药剂等。由于大豆根腐病通常由多种病原菌复合侵染所致,因此,部分活性良好的杀菌剂不一定就能满足大豆根腐病的实际防治需求,其防治药剂相对较少。
查询中国农药信息网,截至2024年10月,登记用于防控大豆根腐病的药剂产品有45个,其中,单剂产品有9个,复配产品有36个。单剂产品的有效成分主要有精甲霜灵、咯菌腈、苯醚甲环唑等。登记产品均用于种子处理,剂型有种子处理悬浮剂、悬浮种衣剂、种子处理乳剂、悬浮剂、水剂等。登记情况见表2。
3.1 甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂
甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂通过阻止电子从细胞色素b到c1之间的传递,阻碍三磷酸腺苷(ATP)的产生,从而抑制线粒体呼吸,发挥抑菌作用。其对卵菌纲、子囊菌纲、半知菌纲、担子菌纲等大多数真菌引起的病害有效。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂高效、广谱、安全,已成为全球销售量最大的一类杀菌剂。目前,我国登记用于防治大豆根腐病的甲氧基丙烯酸类杀菌剂主要有吡唑醚菌酯和嘧菌酯,登记产品包括2.9%吡唑酯·精甲霜·甲维种子处理悬浮剂(吡唑醚菌酯1.8%+精甲霜灵0.5%+甲氨基阿维菌素0.6%)、11%精甲·咯·嘧菌种子处理悬浮剂(精甲霜灵3.3%+咯菌腈1.1%+嘧菌酯6.6%)、11%精甲·咯·嘧菌悬浮种衣剂(精甲霜灵3.3%+咯菌腈1.1%+嘧菌酯6.6%)、1%苯甲·嘧菌酯种子处理悬浮剂(苯醚甲环唑0.5%+嘧菌酯0.5%)。
吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)是兼具吡唑结构的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,其杀菌谱广,被广泛用于100多种作物,对几乎所有类型的真菌病原体引起的病害有效[16]。Li等采用吡唑醚菌酯对大豆种子进行处理,考察其对疫霉菌引起的大豆根腐病的防效,以及对大豆生长的影响。研究结果表明:大豆种子经吡唑醚菌酯处理后,疫霉根腐病发生程度显著降低,其防治效果达到60.7%。同时,吡唑醚菌酯能够增强植株防御系统,促进大豆植株根和茎的生长,叶绿素含量提高,根系活力增加,丙二醛含量降低;对植物根系和叶片的类黄酮水平和苯丙氨酸解氨酶活性产生持续的积极影响。这是有关吡唑醚菌酯用于大豆疫霉根腐病防治的首例报道。
黑龙江省农垦科学院研究了2.9%吡唑酯·精甲霜·甲维种子处理悬浮剂等5种药剂对大豆根腐病的防治效果及对产量的影响。结果表明,2.9%吡唑酯·精甲霜·甲维种子处理悬浮剂拌种对大豆根腐病防效良好,持效期长,且对大豆具有增产作用。
嘧菌酯(azoxystrobin)具有保护、治疗和铲除活性。蒋冰心等采用菌丝生长速率法测定了嘧菌酯等8种杀菌剂对由大豆疫霉菌引起的根腐病的室内毒力,并评价了其中4种杀菌剂两两复配的联合毒力及共毒系数。研究结果表明:嘧菌酯、甲霜灵、烯酰吗啉、霜脲氰、氟吗啉等对大豆疫霉菌毒力较强,EC50<1 mg/L;嘧菌酯分别与甲霜灵、烯酰吗啉、霜脲氰复配均可对大豆疫霉菌产生显著增效作用。
3.2 三唑类杀菌剂
三唑类杀菌剂为甾醇生物合成抑制剂,通过抑制C14脱甲基酶,最终影响麦角甾醇的生物合成。其高效广谱,对真菌病害具有较好的防控效果,在作物上广泛应用。该类杀菌剂由于作用位点单一,易产生抗性,因此,生产上常与其他杀菌剂复配使用。在加拿大阿尔伯塔省南部地区,大豆根腐病(主要病原菌为镰刀菌)发病率高,且发生程度严重。除了导致幼苗死亡外,根腐病还严重影响大豆植株在所有发育阶段的根质量,减少了水分和养分的吸收,使得大豆产量下降。Nyandoro等研究表明,使用三唑类杀菌剂进行种子处理能够减少大豆根腐病的发生,降低其危害程度。
目前,我国登记用于防治大豆根腐病的三唑类杀菌剂仅有苯醚甲环唑,登记产品有30 g/L苯醚甲环唑悬浮种衣剂、22%苯醚·咯·噻虫种子处理悬浮剂(苯醚甲环唑1%+咯菌腈1%+噻虫嗪20%)、25%苯醚·咯·噻虫悬浮种衣剂(苯醚甲环唑3.5%+咯菌腈1.5%+噻虫嗪20%)、22%苯醚·咯·噻虫悬浮种衣剂(苯醚甲环唑1%+咯菌腈1%+噻虫嗪20%)、1%苯甲·嘧菌酯种子处理悬浮剂(苯醚甲环唑0.5%+嘧菌酯0.5%)。此外,有研究显示,戊唑醇、丙环唑、氟环唑、丙硫菌唑、种菌唑等对大豆根腐病均表现出一定的活性。
苯醚甲环唑(difenoconazole)具有保护和治疗活性,对担子菌、子囊菌引起的病害有效,种子包衣或拌种处理能很好地抑制大豆根腐病发生。赵振邦等[24]选择9种农药对大豆进行拌种处理,结合初花期、鼓粒期喷施杀菌剂,研究了不同药剂处理对大豆根腐病的防治效果。研究结果显示,2%丙硫菌唑悬浮种衣剂、7.4%苯醚甲环唑·吡唑醚菌酯悬浮种衣剂、24%苯醚甲环唑·咯菌腈·噻虫嗪悬浮种衣剂等对大豆根腐病均有一定的防治效果。
谭兆岩等采用菌丝生长抑制法测定了丙环唑、烯效唑、阿维菌素原药对大豆根腐病致病菌尖孢镰刀菌(F.oxyporum)和禾谷镰刀菌(F.graminearum)的毒力,筛选出最佳复配比。结果显示:丙环唑对尖孢镰刀菌和禾谷镰刀菌的抑制作用较强,EC50分别为0.09和0.63 mg/L;丙环唑、烯效唑、阿维菌素三者质量比为5∶1∶2时,抑制活性最强。室内盆栽药效试验结果显示,采用筛选配方制备的8%烯·丙·阿悬浮种衣剂0.2~0.5 g处理1 kg大豆种子,对大豆根腐病的相对防效达80.1%,且对大豆出苗无不良影响。
何海涛等采用菌丝生长抑制法测定了戊唑醇、咯菌腈等10种杀菌剂对大豆尖孢镰刀菌和疫霉菌的活性,并进行了田间防效试验。结果显示:咯菌腈对尖孢镰刀菌和大豆疫霉菌的EC50分别为0.295、0.324 mg/L,咪鲜胺对尖孢镰刀菌和大豆疫霉菌的EC50分别为0.035、0.045 mg/L,戊唑醇对尖孢镰刀菌和大豆疫霉菌的EC50分别为0.444、0.077 mg/L,抑菌效果均较好;咪鲜胺、戊唑醇按质量比5∶1复配,对大豆尖孢镰刀菌、疫霉菌的增效系数分别为1.566、2.031,增效作用较好;戊唑醇、咪鲜胺复配产品种子处理后对大豆根腐病的防治效果为84.54%。
3.3 琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂
琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂对多种真病病害具有保护和治疗作用。其通过抑制电子从琥珀酸到泛醌的传递,从而阻断病原菌的能量代谢,最终导致病原菌死亡。SDHI类杀菌剂是近年来发展最快的一类杀菌剂,高效广谱、持效期长,具有选择性,可用于防治多种作物病害,如小麦白粉病、赤霉病、叶枯病,水稻纹枯病、稻瘟病,以及大豆褐斑病、根腐病等。
目前,我国登记用于防治大豆根腐病的SDHI类杀菌剂有氟唑环菌胺和萎锈灵,登记产品包括11%氟环·咯·精甲种子处理悬浮剂(氟唑环菌胺4.85%+咯菌腈2.55%+精甲霜灵3.6%)、400 g/L萎锈·福美双悬浮剂(萎锈灵200 g/L+福美双200 g/L)、35%噻虫·福·萎锈悬浮种衣剂(噻虫嗪15%+福美双10%+萎锈灵10%)、12%噻虫·福·萎锈种子处理悬浮剂(噻虫嗪5%+福美双3.5%+萎锈灵3.5%)。此外,有研究显示,氟唑菌苯胺、啶酰菌胺等对大豆根腐病也具有一定的防效。
氟唑环菌胺(sedaxane)高效、广谱,具有保护和治疗作用,并以保护作用为主。其适用于谷物、大豆、玉米等众多作物,防治多种土传、种传病害,对由立枯丝核菌、散黑粉菌等引起的多种病害有效,对大豆根腐病,玉米丝黑穗病、黑粉病和纹枯病等防效良好。有研究显示,氟唑环菌胺单剂及其与咯菌腈、福美双等的复配剂对由立枯丝核菌等引起的根腐病具有良好的防治效果。
周江明等研究了几种新种衣剂对大豆根腐病的防治效果。研究结果显示,40%溴酰·噻虫嗪悬浮种衣剂+11%氟环·咯·精甲种子处理悬浮剂和62.5g/L精甲·咯菌腈悬浮种衣剂对大豆根腐病具有良好的防治效果,出苗后15 d的防治效果在70%以上。
安徽省宿州市农业科学院针对大豆根腐病开展的田间药效试验结果显示:拌种3个月后,22%氟唑菌苯胺悬浮种衣剂、18%噻呋酰胺·啶酰菌胺悬浮种衣剂对大豆根腐病的株防效分别为44.6%和53.3%,病指防效分别为64.2%和67.6%,防效良好,且持效期较长。
3.4 其他化学杀菌剂
甲霜灵(metalaxyl)为酰胺类杀菌剂,精甲霜灵(metalaxyl-M)是其高效异构体。两者均具有内吸性,以及良好的保护、治疗和铲除活性,对由卵菌纲中的疫霉属、霜霉属和腐霉属病原菌引起的病害具有很强的活性。精甲霜灵具有独特的手性结构,与靶标位点的亲和性更强,田间防效表现更好。目前,登记用于防治大豆根腐病的精甲霜灵产品有350g/L精甲霜灵种子处理乳剂、62.5 g/L精甲·咯菌腈悬浮种衣剂、63 g/L精甲·咯菌腈种子处理悬浮剂、11%氟环·咯·精甲种子处理悬浮剂、11%精甲·咯·嘧菌种子处理悬浮剂、29%噻虫·咯·霜灵悬浮种衣剂等。杨明秀等研究了350 g/L精甲霜灵种子处理乳剂对大豆根腐病菌抑制活性。结果表明:350 g/L精甲霜灵种子处理乳剂对大豆立枯丝核菌、腐霉菌、疫霉菌的菌丝生长抑制率均较高,分别达到100%、100%和84.82%。苗期盆栽防治试验中,350 g/L精甲霜灵种子处理乳剂对尖孢镰刀菌、立枯丝核菌、腐霉菌和大豆疫霉根腐病作用效果明显,防效分别为70.93%、65.63%、63.71%和76.54%。
咯菌腈(fludioxonil)为苯基吡咯类杀菌剂,通过抑制病原菌葡萄糖磷酰化有关的转移,从而影响真菌菌丝生长,导致其死亡。目前,登记用于防治大豆根腐病的咯菌腈单剂产品有25 g/L咯菌腈种子处理悬浮剂、25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂,复配剂多与精甲霜灵复配,也与苯醚甲环唑复配。娄天成等研究了25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂对根腐病的室内毒力和田间防效。室内离体试验结果显示,咯菌腈对病原菌立枯丝核菌和高粱镰刀菌(F.andiyazi)菌丝生长的抑制作用较强,对禾谷镰刀菌和尖孢镰刀菌菌丝生长的抑制作用次之,对层出镰刀菌(F.proliferatum)菌丝生长无抑制作用。田间小区试验结果显示:25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂按照制剂用量200、400、600 g处理100 kg大豆种子,出苗后10d,对大豆根腐病的防效为75.60%~90.58%;出苗后30 d,对大豆根腐病的防效为69.61%~84.43%;出苗后60 d,对大豆根腐病的防效为58.37%~75.31%。
多菌灵(carbendazim)为苯并咪唑类杀菌剂,通过干扰细胞的有丝分裂过程,对子囊菌的某些病原菌和半知菌的大多数病原真菌有效。目前,用于防治大豆根腐病的多菌灵产品均为复配剂,登记产品包括38%多·福·毒死蜱悬浮种衣剂、35.6%阿维·多·福悬浮种衣剂、13%甲霜·多菌灵悬浮种衣剂、20.5%多·福·甲维盐悬浮种衣剂等。多菌灵对由立枯丝核菌引起的病害有效。研究发现,咯菌腈、咪鲜胺对大豆尖孢镰刀菌和疫霉菌抑菌效果较好,咯菌腈、咪鲜胺按质量比5∶1复配,对尖孢镰刀菌、大豆疫霉菌的增效系数分别为2.143、2.063,增效作用较好;两者复配产品处理大豆种子后,对大豆根腐病的防治效果达到85.57%。
3.5 生物防治药剂
生物农药与传统化学农药相比,毒性更低,选择性更强,残留更低,且不易产生抗药性。目前,我国登记用于防治大豆根腐病的生物农药仅有宁南霉素,登记产品为2%宁南霉素水剂。有研究显示,枯草芽孢杆菌、多粘类芽孢杆菌、申嗪霉素等生物农药对大豆根腐病也有效。
宁南霉素(ningnanmycin)为胞嘧啶核苷肽型杀菌剂、抗病毒剂,具有预防、治疗活性。其低毒、低残留。除了抑制病原真菌菌丝生长,破坏病毒粒体结构,达到防治病害的作用,宁南霉素还能诱导植物体产生抗性蛋白,从而提高植物体的免疫力。
4、小结
我国大豆的稳产、高产离不开病虫害的有效防控。大豆根腐病是引起大豆根部腐烂的土传病害,对大豆产量影响大,严重时会导致大豆绝产绝收。近年来,受气候因素影响,以及秸秆还田、连作、免耕等栽培模式的推广,大豆根腐病发生加重。
大豆根腐病原菌种类复杂,侵染时期长,全生育期均可发生,因此,需要加强预防管理,采取多种措施结合的防治策略。(1)选用抗(耐)病品种。目前,我国已经筛选和鉴定出多个抗(耐)病大豆品种,如黑农531、蒙豆1137、郑1307、金豆99等。(2)采取适当的农业措施。合理轮作,减少病原菌的积累;深翻土壤,加速病残体分解;起垄栽培,降低田间湿度;增施磷钾肥,提高植株抗病能力;及时清除病株和积水,减少病原菌侵染。(3)重视化学防治。大豆播种前采用低毒、高效药剂进行拌种或包衣是防治大豆根腐病的主要措施,因此,筛选防治大豆根腐病的新型药剂非常重要。开发出持效期长,且具有缓释功能的复配种衣剂能够有效应对该病害侵染周期长特点。此外,在病害发生较重时,需要结合茎叶喷雾防治。(4)重视生物防治技术的应用。进一步发挥微生物农药的作用,保障大豆的可持续发展。
对于大豆根腐病防治药剂,三唑类杀菌剂可以用于防治大豆根腐病,但需要根据具体情况选择合适的品种和用量,同时还要注意可能出现的药害问题。琥珀酸脱氢酶抑制剂类杀菌剂是一类高效、选择性的新型杀菌剂,在防治大豆根腐病等作物病害方面发挥着重要作用。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂对大豆根腐病也具有一定的作用。目前,大豆根腐病已对甲霜灵、精甲霜灵、苯醚甲环唑等多种药剂产生程度不同的抗性。在今后的生产和药剂筛选中,应加大新药剂筛选力度,以及复配药剂的开发与研究力度,以延缓药剂抗性的发展,延长药剂生命周期。
来源:《现代农药》2024年06期
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