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桑葚菌核病防控關(guān)鍵技術(shù)和殘留安全性試驗(yàn)

責(zé)任編輯:李曉丹 來源:盛桂林,張怡等,農(nóng)藥資訊網(wǎng) 日期:2022-03-18

來源:《農(nóng)藥》2022年第3期

作者:盛桂林1,張怡1,沈旦軍2,段亞冰3,楊文晏4,沈迎春1(1.江蘇省農(nóng)藥總站;2.宜興市植保植檢站;3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué);4.江陰蘇利化學(xué)股份有限公司)

 

桑葚,口感獨(dú)特,富含花青素、蕓香甙等多種微量元素,兼具食、藥功能,深受消費(fèi)者喜愛。在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下,桑葚三產(chǎn)融合發(fā)展迅速,桑葚果汁、桑葚酸奶、桑葚果糕、桑葚果醋等深加工產(chǎn)品不斷問世,桑葚種植和加工成為扶貧富民產(chǎn)業(yè),全國種植面積逐年擴(kuò)大,僅四川一個(gè)省桑葚產(chǎn)量已經(jīng)突破4萬t,鮮果種植的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)2.5億元。

 

由真菌引起的桑葚菌核病,又稱桑葚白果病,是桑葚第一大病害,包括肥大性菌核病、小粒性菌核病和縮小性菌核病3種類型,發(fā)病率一般為60%,條件適宜年份超過80%,甚至造成絕收。病菌危害桑葚果實(shí),導(dǎo)致桑果發(fā)白、異味、失去商品價(jià)值,嚴(yán)重制約桑葚產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前國內(nèi)無任何農(nóng)藥正式登記用于防治桑葚菌核(http://www.chinapesticide.org.cn/hysj/index.jhtml),生產(chǎn)上多是超范圍使用多菌靈、腐霉利等殺菌劑進(jìn)行防治,且無參考施藥量,導(dǎo)致殘留超標(biāo)、環(huán)境污染和抗藥性等問題頻發(fā)。本文針對桑葚菌核病病原不明確、藥劑防治效果不理想、植物安全性不清楚、農(nóng)藥殘留不達(dá)標(biāo)4個(gè)問題,研究了桑葚菌核病的發(fā)病規(guī)律,摸索桑葚菌核病防治中的農(nóng)藥應(yīng)用技術(shù),為提高防控效率、指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全提供了技術(shù)支撐。

01
材料與方法
1.1  材料

 

供試藥劑:2億孢子/g小盾殼霉可濕性粉劑(無錫鍵農(nóng)生物科技有限公司),3×108CFU/g哈茨木霉菌可濕性粉劑(美國邦沃股份有限公司),50%腐霉利可濕性粉劑(日本住友化學(xué)株式會(huì)社),70%甲基硫菌靈可濕性粉劑(江蘇龍燈化學(xué)有限公司),20%嘧菌酯可濕性粉劑、50%啶酰菌胺水分散粒劑(江陰蘇利化學(xué)股份有限公司),25%吡唑醚菌酯乳油(江蘇耘農(nóng)化工有限公司),乙腈(德國Merck公司),甲酸(SIGMA-ALDRICH公司)。

 

供試品種:篩選試驗(yàn),無籽大10;安全性試驗(yàn),十大、白珍珠、白玉王;啶酰菌胺藥效試驗(yàn),大實(shí)(江蘇省宜興市)、紅果2號(江西省南昌縣)、桂花蜜果桑(四川省青神縣);殘留試驗(yàn),中椹1號(江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū))、白玉王(河南省濟(jì)源市)、富士紅(湖南省長沙縣)、無籽大10(四川省廣漢市)。

 

1.2  試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.2.1  病原菌的分離鑒定

 

在江蘇省宜興市、江西省南昌縣和四川省青神縣試驗(yàn)進(jìn)行地區(qū)采集發(fā)病桑葚果實(shí),所有病果單獨(dú)裝袋,用于桑葚菌核病病原菌的分離。病果先用無菌水沖洗,晾干后,用無菌鑷子將小核果內(nèi)的菌核取出備用。用無菌手術(shù)刀將菌核從中間切開,并在75%酒精中浸泡消毒1 min,用無菌水漂洗3次,無菌條件下風(fēng)干。將菌核切面向下置于PDA平板(馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂20 g、蒸餾水至1 L、121℃滅菌20 min)上,25℃黑暗條件下培養(yǎng)5~7 d后挑取菌落邊緣菌絲轉(zhuǎn)至新的PDA平板上培養(yǎng),并轉(zhuǎn)接至凍存管進(jìn)行保存?zhèn)溆谩?/FONT>

 

從培養(yǎng)7 d的PDA平板上刮取適量菌絲,CATB法提取DNA,以引物ITS1/ITS4進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物在上海生工生物有限公司進(jìn)行測序,測序結(jié)果在NCBI數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行BLAST比對。

 

1.2.2  田間藥效篩選試驗(yàn)

 

選用小盾殼霉、哈茨木霉、腐霉利、甲基硫菌靈、嘧菌酯、吡唑醚菌酯和啶酰菌胺7種藥劑,每種藥劑設(shè)2個(gè)梯度稀釋濃度,另設(shè)1個(gè)清水空白對照,共15個(gè)處理。每個(gè)處理小區(qū)15株桑樹,隨機(jī)排列,每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。桑樹初花期(5%開花)第1次用藥,間隔7 d后第2次施藥。桑葚果實(shí)轉(zhuǎn)色成熟時(shí)調(diào)查1次,每個(gè)處理定點(diǎn)調(diào)查4株樹,記錄每個(gè)處理健康桑果粒數(shù)、病果粒數(shù)。計(jì)算總果粒數(shù)、病果率和校正防效。

 

1.2.3  植物安全性試驗(yàn)

 

根據(jù)農(nóng)藥對農(nóng)作物安全性評價(jià)準(zhǔn)則(NY/T 1965.1-2010),選取十大、白玉王和白珍珠3個(gè)常見品種為試驗(yàn)對象,將50%啶酰菌胺水分散粒劑用水溶液配制成416.65、833.3、1250、1,666.6 g a.i./hm2的濃度(即田間最高劑量的1、2、3、4倍),以清水作對照處理。將不同品種的果桑苗(每品種2盆)置于噴霧塔內(nèi),噴施不同濃度的50%啶酰菌胺水分散粒劑藥液(精確噴霧面積為0.2 m2,噴藥液10 mL,噴藥量為500 L/hm2,噴霧壓力為0.5 kPa)。噴藥后的果桑苗在自然條件下放置2 h,待葉片上藥液風(fēng)干后移至27℃、相對濕度為50%、12D/12L、光強(qiáng)3,000 lx的人工氣候培養(yǎng)室中,試驗(yàn)設(shè)4個(gè)重復(fù),每2盆果桑作為1次重復(fù)。試驗(yàn)噴藥前測量供試果桑苗萌發(fā)新梢的長度并標(biāo)記;噴藥處理后14 d再測量標(biāo)記新梢的梢長。用施藥后平均新梢長度減去施藥前平均新梢長度計(jì)算新梢的伸長值。試驗(yàn)期間,每隔2d觀察果桑苗生長狀態(tài)和葉色變化,施藥后第14天拍照。

 

1.2.4  啶酰菌胺農(nóng)藥登記試驗(yàn)

 

在江蘇省宜興市、江西省南昌縣和四川省青神縣3地進(jìn)行試驗(yàn),每個(gè)地區(qū)4個(gè)重復(fù),50%啶酰菌胺水分散粒劑設(shè)置600、800、1,000倍液3個(gè)濃度梯度,以20%嘧菌酯可濕性粉劑400倍液為對照,觀察防治效果。桑樹初花期(5%開花)第1次用藥防治,間隔7 d后第2次施藥。桑葚果實(shí)轉(zhuǎn)色成熟時(shí)調(diào)查1次,每個(gè)處理定點(diǎn)調(diào)查4株樹,記錄每個(gè)處理健康桑果粒數(shù)、病果粒數(shù)。計(jì)算總果粒數(shù)、病果率和校正防效。

 

1.2.5  啶酰菌胺在桑葚中殘留試驗(yàn)

 

在江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)、湖南省長沙縣、河南省濟(jì)源市和四川省廣漢市4地試驗(yàn)小區(qū)各設(shè)置1個(gè)處理小區(qū),1個(gè)對照小區(qū),每個(gè)小區(qū)4株桑葚,以制劑量600倍液(有效成分833.3 mg/kg)施藥2次,間隔7 d。最后1次施藥后的第7天和第14天分別采集成熟的桑葚果實(shí)樣品,準(zhǔn)確稱取5 g桑葚于50 mL離心管中,加入25 mL乙腈,研磨振蕩30 min,然后以5,000 r/min離心5 min,取0.5 mL上清液加1.5 mL乙腈混溶后,過0.22μm濾膜于1 mL進(jìn)樣瓶中,用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)法測定殘留量(GB 20769-2008)。在毒理學(xué)和化學(xué)殘留量基礎(chǔ)上,根據(jù)我國居民膳食消費(fèi)量,估算農(nóng)藥膳食攝入量,包括長期/短期膳食攝入,評估膳食風(fēng)險(xiǎn)。

 

1.3  數(shù)據(jù)分析

1.3.1  田間藥效篩選試驗(yàn)、啶酰菌胺農(nóng)藥登記試驗(yàn)

 

式中:PT為處理區(qū)病果率,CK為對照區(qū)病果率。

相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用鄧肯氏新復(fù)極差“DMRT”法,利用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

 

1.3.2  啶酰菌胺在桑葚中殘留量計(jì)算

 

式中:R為樣品中測試物殘留量(mg/kg),C為樣品提取溶液濃度-進(jìn)樣小瓶在儀器中檢測出的質(zhì)量濃度(mg/L),V1為樣品溶液的最終定容體積(2 mL,0.5 mL上清液+1.5 mL乙腈),V2為樣品溶液的移取體積(0.5 mL),V3為樣品提取溶液總體積(25 mL),W為樣品質(zhì)量5 g。

 

1.3.3  啶酰菌胺在桑葚中的膳食風(fēng)險(xiǎn)評估

 

計(jì)算國家估算每日攝入量:

 

式中:STMRi為農(nóng)藥在某種食品中的規(guī)范殘留試驗(yàn)中值(mg/kg);STMR-Pi為采用加工因子校正后的規(guī)范殘留試驗(yàn)中值(mg/kg);Fi為一般人群對該食品的消費(fèi)量(kg);b.w.為我國普通人群人均體質(zhì)量,按63 kg計(jì);RQ為風(fēng)險(xiǎn)商(%);ADI為農(nóng)藥的每日允許攝入量(mg/kg b.w.)。在計(jì)算NEDI時(shí),如果沒有合適的STMR值或STMR-Pi值,可直接采用相應(yīng)的MRL值代替。當(dāng)RQ≤100%時(shí),認(rèn)為該農(nóng)藥殘留對一般人群健康的影響在可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平,值越小,風(fēng)險(xiǎn)越低。

02
結(jié)果與分析
2.1  桑葚菌核病的病原菌鑒定

 

在江蘇省宜興市、江西省南昌縣和四川省青神縣試驗(yàn)區(qū)采集的桑葚菌核病病果上,累計(jì)分離獲得16株病原菌。ITS序列同源性比對分析結(jié)果顯示16株病原菌均為核地仗菌(Scleromitrula shiraiana)。形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果表明:在生化培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d后,氣生菌絲發(fā)達(dá),菌落表面呈灰色茸毛狀,再繼續(xù)培養(yǎng)7 d后,發(fā)現(xiàn)菌落表面呈淺綠色氈狀,緊貼培養(yǎng)基生長,菌落邊緣不整齊,接近菌落邊緣可看到小粒菌核凸起。顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn),分生孢子為卵圓形,一側(cè)略尖,符合核地仗菌的形態(tài)特征。形態(tài)學(xué)和分子鑒定結(jié)果表明,試驗(yàn)地桑葚菌核病病原均為核地仗菌。

 

2.2  桑葚菌核病田間藥效篩選試驗(yàn)

 

根據(jù)病原鑒定結(jié)果,選取對核地仗菌離體活性效果較好的吡唑醚菌酯、嘧菌酯、啶酰菌胺以及桑農(nóng)常用的甲基硫菌靈和腐霉利,同時(shí)增加對子囊菌作用效果較好的盾殼霉和哈茨木霉2種生物農(nóng)藥于2018年在江蘇省宜興市開展田間藥效篩選試驗(yàn)。

篩選試驗(yàn)結(jié)果表明:7種藥劑對桑葚菌核病均有一定防效,各藥劑防治后,桑葚菌核病的病果率雖然都出現(xiàn)了下降,但不同藥劑的防效存在明顯差異。其中吡唑醚菌酯對桑葚菌核病防效優(yōu)良,防效達(dá)到90%;嘧菌酯和啶酰菌胺防效良好,防效在85%以上;3種藥劑都能將病果率控制在10%以下。桑農(nóng)常用的甲基硫菌靈和腐霉利對桑葚菌核病防效中等偏差,其中腐霉利低劑量防效僅為36%;哈茨木霉菌和盾殼霉對桑葚菌核病防效較差,高劑量防效均低于40%,病果率達(dá)到30%(見表1)。

 

2.3  啶酰菌胺對桑葚菌核病的防效

 

根據(jù)江蘇省宜興市田間篩選試驗(yàn)結(jié)果,新煙酰胺類殺菌劑啶酰菌胺對桑葚菌核病防效較好,綜合考慮防效、登記現(xiàn)狀及抗藥性等因素,選取啶酰菌胺為代表性藥劑,進(jìn)一步開展田間防效、安全性及殘留檢測等系列試驗(yàn)。將吡唑醚菌酯和嘧菌酯作為儲備藥劑,用于后續(xù)開發(fā)和登記。

為進(jìn)一步明確啶酰菌胺在不同地區(qū)對桑葚菌核病作用效果及防效穩(wěn)定性,細(xì)化使用劑量,根據(jù)農(nóng)藥田間試驗(yàn)準(zhǔn)則,于2020年在江蘇省宜興市、江西省南昌縣和四川省青神縣3地桑葚主產(chǎn)區(qū)開展了啶酰菌胺防治桑葚菌核病田間試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示:在江蘇地區(qū),50%啶酰菌胺水分散粒劑600、800、1,000倍液于初花期施藥對桑葚菌核病的防效為88%~95%,在江西地區(qū)防效為76%~82%,在四川地區(qū)防效為71%~87%,3地防效雖有一定差異,但均高于70%,生產(chǎn)中可有效防控桑葚菌核病(見表2)。另外試驗(yàn)過程中,3地果桑正常生長,未觀察到藥害癥狀。

 

2.4  啶酰菌胺對桑葚的安全性評價(jià)

 

2020年在江蘇省句容市開展啶酰菌胺對果桑的安全性試驗(yàn),結(jié)果表明:不同濃度藥液噴霧的果桑苗葉色、葉形和株型與空白對照處理果桑苗沒有變化,桑葚生長正常。試驗(yàn)同時(shí)發(fā)現(xiàn):啶酰菌胺不同濃度藥液噴霧后對果桑新梢的伸長均有促進(jìn)作用,藥劑處理組桑苗新梢伸長的長度大于對照處理組,統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)十大和白珍珠2個(gè)品種的新梢伸長值顯著高于對照處理(見表3)。


2.5  啶酰菌胺在果桑中的殘留量

 

根據(jù)殘留試驗(yàn)指南要求,在江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)、河南省濟(jì)源市、四川省廣漢市和湖南省長沙縣4地開展了殘留試驗(yàn)。參考國標(biāo):水果和蔬菜中450種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定(GB 20769-2008)和已報(bào)道文獻(xiàn),采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測定殘留量。結(jié)果表明:啶酰菌胺在末次施藥7、14 d后在果桑中的最高殘留量分別為7.4、3.5 mg/kg,低于國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2763-2019規(guī)定漿果和其他小型水果中啶酰菌胺殘留最大值為10 mg/kg),即距離末次施藥7、14 d后采摘果桑安全(見表4)。

 

2.6  啶酰菌胺在果桑中膳食風(fēng)險(xiǎn)

 

根據(jù)我國農(nóng)藥登記和居民的人均膳食結(jié)構(gòu)情況分析,普通人群啶酰菌胺的國家估算每日攝入量是1.30mg,占日允許攝入量的50.38%,膳食風(fēng)險(xiǎn)可接受(見表5)。


03
討論與結(jié)論


桑葚菌核病與小麥赤霉病具有相似性,是桑葚第一大病害,田間藥劑防控效果直接決定桑葚的產(chǎn)量和質(zhì)量。結(jié)合病原侵染機(jī)制,選擇正確的防治時(shí)間是保證防治效果的前提。因無正式登記農(nóng)藥,加之部分桑農(nóng)缺乏防治經(jīng)驗(yàn),因此田間防控選擇首次施藥時(shí)具有隨意性、盲目性。研究發(fā)現(xiàn),桑葚菌核病花前用藥與盛花期用藥的防效明顯低于初花期用藥。田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),生物農(nóng)藥對桑葚菌核病作用效果較差,可能與生物農(nóng)藥見效慢有關(guān),在初花期噴施,可能在盛花期之后才能見效,導(dǎo)致錯(cuò)過最佳作用時(shí)期,生產(chǎn)中如需使用生物農(nóng)藥,建議提前2~4周施用,以確保防效。本試驗(yàn)開展的化學(xué)農(nóng)藥田間試驗(yàn)均以初花期(開花量5%)為首次施藥時(shí)期,防效較好,生產(chǎn)中建議以此為參考。

 

選擇合適藥劑是保證防治效果的決定因素。田間篩選試驗(yàn)表明,甲氧基丙烯酸酯類的吡唑醚菌酯、嘧菌酯和煙酰胺類的啶酰菌胺對桑葚菌核病效果較好,符合生產(chǎn)需求。3種藥劑均為廣譜類高效低毒藥劑,且都作用于病原菌線粒體,干擾病原菌能量供應(yīng)。因啶酰菌胺登記作物種類較多,因此選擇啶酰菌胺為代表藥劑開展了后續(xù)安全性試驗(yàn)、3地田間防效試驗(yàn)和殘留試驗(yàn),且試驗(yàn)效果較好。吡唑醚菌酯和嘧菌酯目前還未在喬木類木本植物上登記,殘留和植物安全性試驗(yàn)有待進(jìn)一步明確,可作為桑葚菌核病防治的技術(shù)儲備藥劑。

 

生產(chǎn)中常用的苯并咪唑類殺菌劑甲基硫菌靈和二甲酰亞胺類殺菌劑腐霉利對桑葚菌核病防效中等偏差,這與農(nóng)藥作用機(jī)制及生產(chǎn)中長期高劑量使用相關(guān)。以腐霉利為例,其作用機(jī)制是抑制病原菌體內(nèi)甘油三酯的合成,主要作用于葡萄孢屬和核盤菌屬真菌,非桑葚菌核病病原核地仗菌的最佳防治藥劑。生產(chǎn)中,甲基硫菌靈和腐霉利是最常用、最濫用的殺菌劑,由此引發(fā)的病菌抗藥性和殘留風(fēng)險(xiǎn)居高不下。建議田間防治以啶酰菌胺等藥劑替代甲基硫菌靈和腐霉利,以保證桑葚菌核病的田間防治效果。

 

安全性是農(nóng)藥推廣技術(shù)的重要指標(biāo)之一,多數(shù)特色作物如菊花、月季對農(nóng)藥較為敏感,常規(guī)劑量下易產(chǎn)生藥害,這主要決定于植物自身遺傳特性和農(nóng)藥作用方式。桑葚屬喬木類木本植物,未有相關(guān)安全性試驗(yàn)報(bào)道。本次安全性試驗(yàn)結(jié)果表明,啶酰菌胺對果桑植株具有較高的安全性。此外,啶酰菌胺對果桑新梢伸長具有促進(jìn)作用,但前期未見相關(guān)研究報(bào)道,具體促生機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

 

農(nóng)藥殘留引發(fā)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全是百姓關(guān)注的熱點(diǎn)話題之一。前期研究發(fā)現(xiàn)啶酰菌胺在多種草本植物和葡萄等藤本類木本植物上殘留符合國家標(biāo)準(zhǔn),安全間隔期一般為7 d,但在生菜等極少數(shù)特經(jīng)作物上殘留嚴(yán)重超標(biāo)。目前,未見啶酰菌胺在桑葚等喬木類木本植物上殘留試驗(yàn)報(bào)道。本試驗(yàn)首次在喬木類木本植物上開展啶酰菌胺的殘留試驗(yàn),江蘇、河南、湖南、四川4地樣品中啶酰菌胺的殘留值及膳食風(fēng)險(xiǎn)均處于可接受范圍內(nèi),安全間隔期為7 d,為啶酰菌胺登記用于桑葚菌核病的防治提供了安全性支持。另外,試驗(yàn)中4地的殘留值有一定差異,江蘇為7.2 mg/kg,明顯高于其余3地,但仍在國家限量(10 mg/kg)范圍內(nèi),這可能與桑葚品種、種植環(huán)境等多種因素相關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果與啶酰菌胺在南瓜、蘆筍和木瓜上的殘留結(jié)論一致。因此,在生產(chǎn)實(shí)踐中需嚴(yán)格按照推薦用量施藥,盲目提高施藥量易引發(fā)殘留超標(biāo)。

 

試驗(yàn)通過系列試驗(yàn)確認(rèn)了在桑葚初花期(開花量5%)噴施50%啶酰菌胺水分散粒劑600~1,000倍液,間隔7~14 d后第2次施藥,對桑葚菌核病防效較好,對桑葚植株安全,藥劑施用的為安全間隔期7 d,而且啶酰菌胺在果桑中的殘留量符合國家標(biāo)準(zhǔn),膳食風(fēng)險(xiǎn)可接受。因此,啶酰菌胺可作為生產(chǎn)中防治桑葚菌核病的首選藥劑,極具推廣價(jià)值。輪換用藥方面可以考慮吡唑醚菌酯和嘧菌酯,試驗(yàn)結(jié)果有待于今后進(jìn)一步驗(yàn)證。

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