小麦纹枯病化学和生物防治研究进展

世界农化网中文网报道：  小麦纹枯病（Wheat sharp eyespot）又称尖眼斑病，主要是由禾谷丝核菌（Rhizoctonia cerealis Vander Hoeven）引起的一种世界性土传真菌病害。目前，该病害在我国近20个省（市）均有不同程度发生，尤其以江苏、浙江、安徽、山东、河南、河北、陕西、贵州、湖北及四川等省麦区发病比较普遍。纹枯病在小麦整个生育期均可发生，病原菌易侵染叶鞘和茎秆。发病初期，在近地表叶鞘上产生周围褐色、中央淡褐色至灰白色的梭形病斑，后逐渐扩展至茎秆，且颜色变深，重病株茎基l～2节变黑甚至腐烂，导致幼苗折倒或死亡。发病中后期，小麦叶鞘上病斑呈云纹状花纹，病斑深入茎壁后，发展成中部灰褐色、边缘褐色的近椭圆形眼斑，最后因植株得不到必需的养分和水分而导致枯死、枯孕穗和枯白穗。近年来，在中国北方秸秆还田麦区纹枯病发生程度呈逐年加重趋势，严重威胁着小麦产量和品质。

目前，因抗性品种匮乏、栽培技术难精确掌控及气候因素变化无常等原因，生产中纹枯病防治手段仍以化学防治和生物防治为主。化学药剂虽能有效防治小麦纹枯病，但也存在易导致病原菌产生抗药性、农药残留和环境污染等不足。生防制剂具有环境友好、无残留、无污染等诸多优点，但其防效偏低、见效较慢、价格较高和有效菌株田间定殖能力较差等因素亦成为其大面推广应用的瓶颈。本文在详细调查已登记的小麦纹枯病药剂信息的基础上，综述了小麦纹枯病化学防治和生物防治的研究进展，旨在为该病害综合防控体系的制定与科学防治提供参考。

1  近17年小麦纹枯病防治药剂种类

以“小麦”和“纹枯病”为检索词，根据中国农药信息网登记的结果可知（见表1）：已登记防治药剂主要有三唑类、酰胺类、抗生素类杀菌剂单剂和二、三元复合制剂，其各占登记总数的34.34%、2.02%、3.03%和54.54%。其中悬浮种衣剂（FSC）为主导剂型，其次是可湿性粉剂（WP）、悬浮剂（SC）和水分散粒剂（WG），各占登记总数的21.21%、8.08%、13.13%和2.02%。所有制剂的有效成分相对含量在0.25%～79%之间。66个国内企业主要来自江苏、山东和湖南省，而外资企业仅占总数的7.04%（5个）。药剂推荐使用方法主要为“播前药剂拌种+小麦拔节期茎基部喷雾”。

表1  2004—2020年小麦纹枯病防治药剂登记情况

2  小麦纹枯病化学防治研究进展

2.1  三唑类杀菌剂对小麦纹枯病的防效

2.1.1  禾谷丝核菌对三唑类药剂的敏感性

诸多研究表明：禾谷丝核菌对三唑类药剂均表现出较高的敏感性。段学兰等利用菌丝生长速率法测定的结果表明：戊唑醇、氟环唑、烯唑醇、三唑醇、吡唑醚菌酯和丙环唑原药的EC50值分别为0.115、0.158、0.237、0.432、0.652、1.426 mg/L，均对禾谷丝核菌表现出较强的抑制活性。王文桥等测定表明：5%己唑醇ME、12.5%戊唑醇EW对禾谷丝核菌菌丝生长的EC50值均为0.020 mg/L。于晓丽等研究表明：60 g/L戊唑醇FSC对禾谷丝核菌有较强的抑制作用，其EC50值仅为0.006 mg/L。祁之秋等研究发现：戊唑醇对禾谷丝核菌具有极强的抑菌作用，EC50值为0.0489 mg/L。刘英华研究证明：将禾谷丝核菌在含戊唑醇培养基上培养至第6代，其EC50值由0.0120 mg/L增至0.0337 mg/L，抗性倍数达2.8倍；至第18、29、35代，抗性倍数分别达7.9、15.7、33.4倍；故判定其属中等风险药剂。

2.1.2  三唑类药剂对小麦纹枯病的相对防效

姜淑霞等研究发现：500 mg/L 10%己唑醇SC、500 mg/L 43%戊唑醇SC和500 mg/L 12.5%烯唑醇WP在拔节期对小麦纹枯病的田间防效分别为65.3%、68.7%和66.0%。杨共强等证明：在拔节期，110 g a.i./hm2 12.5%烯唑醇WP、110 g a.i./hm2 12.5%腈菌唑EC、180 g a.i./hm2 25%丙环唑EC对小麦纹枯病的防效分别为79.5%、76.3%和63.9%。王恒亮等研究表明：76.5 g a.i./hm2 30%己唑醇SC和168.75 g a.i./hm2 75%肟菌·戊唑醇WG（25%肟菌酯+50%戊唑醇）对（拔节期）小麦纹枯病的防效分别为62.77%和60.58%，增产率分别高达27.65%和21.30%，显著优于其他10种杀菌剂。李海燕等研究表明：3%苯醚甲环唑保水缓释种子处理剂300 g a.i./100kg种子拌种可有效防治小麦纹枯病，返青期和拔节期用药防效分别为85.9%和81%。前期研究表明，三唑类杀菌剂对小麦纹枯病的田间防效均较好。

2.2  酰胺类杀菌剂对小麦纹枯病的防效

2.2.1  禾谷丝核菌对酰胺类药剂的敏感性

齐永志等测定了噻呋酰胺对166株禾谷丝核菌的活性，EC50值仅为（0.072±0.022）mg/L。徐建强等测定结果表明：禾谷丝核菌对噻呋酰胺的EC50值为0.009～0.405 mg/L，且EC50最大值是最小值的44.47倍，平均值为（0.070±0.061）mg/L。宋立妹等测定了氟酰胺对90株禾谷丝核菌的活性，其EC50值为（0.4063±0.1005）mg/L。王成凤通过紫外诱变获得了2株噻呋酰胺抗性突变体，其EC50值分别为0.0014、0.3638 mg/L，其抗性倍数分别为9倍和33倍；转代培养5代后，其敏感性均显著下降，EC50值分别为0.1080、0.5256 mg/L，其抗性倍数下降3、14倍；结果表明禾谷丝核菌对噻呋酰胺的抗性风险属于低到中等抗性风险。Zhang等在河南、山东、安徽和江苏4个地区采集的120株禾谷丝核菌对噻呋酰胺的平均EC50值为（0.064±0.013）mg/L。

2.2.2  酰胺类药剂对小麦纹枯病的相对防效

李山东等研究表明：采用300 g a.i.枯草芽孢杆菌NJ-18菌株与200 g a.i. 20%氟酰胺WP混合拌100 kg种子，拔节期用药其对纹枯病的防效为74.8%，显著高于两者同剂量单用处理的防效。任学祥等报道，5%噻呋酰胺FS以1∶200和1∶400制剂量进行拌种处理，在拔节期用药对小麦纹枯病的防效分别高达为90.32%和87.79%，显著高于同等剂量25 g/L咯菌腈FS的防效。24%噻呋酰胺SC以300 mL/hm2 制剂量喷雾20 d后（拔节期）对小麦纹枯病防效为85.6%，增产率达16.5%，显著高于3 L/hm2 12.5%井·蜡芽菌AS（2.5%井冈霉素+10%蜡质芽孢杆菌）和1.2 L/hm2 5%己唑醇EC的增产率。付佑胜等发现：24%噻氟酰胺SC以150～300 mL/hm2处理剂量喷雾对小麦纹枯病防效高达90%。上述结果表明，酰胺类杀菌剂对小麦纹枯病的田间防效均在74%以上。

2.3  抗生素类杀菌剂对小麦纹枯病的防效

2.3.1  禾谷丝核菌对抗生素类药剂的敏感性

马振国等研究表明：5 mg/L 5%井冈霉素SP对禾谷丝核菌的抑制率是75.8%。夏晓明等通过测定采自4个麦区5株禾谷丝核菌对井冈霉素的抗性发现，菌株分别产生了7.26、7.75、10.46、14.92、23.31倍的抗性。顾广杰等发现：新奥霉素能明显抑制禾谷丝核菌菌丝生长，EC50值为27.36 mg/L。田加才研究表明：2.5、5、10 mg/L 20%井冈霉素DP均对禾谷丝核菌表现较强的活性，菌落生长抑制率分别为82.9%、88.6%和92.9%。夏晓明研究结果表明：采自山东泰安、山东聊城和江苏镇江等地区的5株禾谷丝核菌对井冈霉素均产生了10倍以上的抗性；其中JZ菌株对井冈霉素的抗性倍数高达23.31，属高等抗性风险。大部分研究表明：抗生素类杀菌剂对禾谷丝核菌均表现出较强的活性；但亦有研究表明，井冈霉素抗性风险较高，为进一步明确禾谷丝核菌对抗生素如井冈霉素的抗性变化，需要加强对使用该类药剂的麦区连续性监测。

2.3.2  抗生素类药剂对小麦纹枯病的相对防效

全鑫等利用室内试验证明：5%井冈霉素WP与200亿孢子/g枯草芽孢杆菌WP（1:1）复配在制剂用量500 mg/L时防效为75%，显著高于对照药剂5%井冈霉素WP（500 mg/L）。石卫东等研究表明：在返青期采用1%申嗪霉素SC 2 mL/kg 制剂量拌种对小麦纹枯病的防效为84.79%，显著高于50%多菌灵WP 2 g/kg制剂量拌种。100 mg a.i./L 1%申嗪霉素SP对小麦纹枯病的防效为71.5%。在生产中，通常以“返青至拔节期喷施抗生素类杀菌剂+播前化学药剂拌种”方式联合防治小麦纹枯病，但单独使用抗生素类防治纹枯病的相关报道较少。

2.4  复配杀菌剂对小麦纹枯病的防效

2.4.1  禾谷丝核菌对复配类药剂的敏感性

耿忠义等研究发现：氰烯菌酯与己唑醇（质量比1∶7）混配对禾谷丝核菌的EC50值是0.207 mg/L，增效系数为1.52。孔凡彬等利用室内生物活性试验证明，0.035 g/L 20%井冈霉素WP与0.017 g/L 12.5%烯唑醇WP混配对禾谷丝核菌的抑制率高达96.39%。徐开云研究发现：95.5%苯醚甲环唑与95%丙环唑（质量比1∶1）混配对禾谷丝核菌菌丝生长抑制作用最强，其EC50为0.4243 mg/L，共毒系数为194.78。张毓妹等试验证明：1%申嗪霉素SC和27%苯醚·咯·噻虫SC 22.6%噻虫嗪+2.2%苯醚甲环唑+2.2%咯菌腈，商品名酷拉斯）体积比在4∶6和3∶7时，有效抑制率为61.44%和63.73%。噻呋酰胺与氟硅唑原药复配，在体积比为1∶2时，对纹枯病的EC50值为0.131 mg/L，共毒系数为148.88，有一定的增效作用。

2.4.2  复配类药剂对小麦纹枯病的相对防效

在拔节期，15%井冈·戊唑醇SC以600 mL/hm2处理剂量喷雾，纹枯病病株率和病情指数分别为72.32%和76.37，田间防效为76.37%。毕秋燕等研究发现：92～184 g a.i./100kg  230 g/L吡虫·咯·苯甲FSC（20%吡虫啉+2%苯醚甲环唑+1%咯菌腈）对拔节期纹枯病的田间防效为73.51%～82.14%，显著高于1.25～7.5 g a.i./100kg 25 g/L 咯菌腈FSC和250 g a.i./100kg 15%多·福FSC。王汉芳等研究结果表明：10.4%吡虫啉·烯唑醇FSC包衣在药种质量比为1∶50～1∶60时对纹枯病的田间防效为69.14%～86.64%。齐永霞等测定了拔节期5%咯菌腈FSC以200 mL/100kg剂量拌种对纹枯病的田间防效为72.75%，防效显著高于对照药剂2%戊唑醇WS和15%三唑酮WP，该药剂具有持效期长的优点。45%烯肟·苯·噻虫FSC（0.6%烯肟菌胺+1.8%苯醚甲环唑+42.6%噻虫嗪）对小麦纹枯病的室内防效为70.8%，其最佳使用剂量为400～800 g a.i./100kg。罗兰等研究表明：156～208 g a.i./100kg 52%吡虫·咯·苯甲FSC（50%吡虫啉+1%咯菌腈+1%苯醚甲环唑）对纹枯病的田间防效为83.35%～86.29%。左桂英等发现45%戊唑·咪鲜胺EW（15%戊唑醇+30%咪鲜胺）与50%嘧菌酯WG复配对拔节期纹枯病的田间防效为79.07%，其使用剂量分别为750、1,200 mL/hm2和300、150 g/hm2。与单剂相比，复配杀菌剂对小麦纹枯病的田间药效均表现出防效高、持效期长、药效谱广的特点。因此，为尽量减缓或避免病原菌抗药性的产生与提高，生产中应尽量轮换用药或多使用复配制剂。

3  小麦纹枯病的生物防治

3.1  拮抗细菌对小麦纹枯病的防效

目前对禾谷丝核菌有抑制作用或对小麦纹枯病具有一定防控效果的细菌主要有蜡质芽孢杆菌（Bacillus cereus）、枯草芽孢杆菌 （Bacillus subtilis）、假单胞菌（Pseudomonas spp.）和土地类芽孢杆菌（Paenibacillus terrae），其作用机制主要是通过抑制禾谷丝核菌的菌丝生长而降低菌丝在植物体内的侵染能力。何建清等研究发现：土地类芽孢杆菌菌株R4对禾谷丝核菌的抑菌圈直径达20.5 mm，抑菌率达98.2%，且能显著推迟菌核的萌发。金京京等开展的田间试验表明：在越冬期、拔节期和成熟期，枯草芽孢杆菌B1514 WP（2.0×108 cfu/g）以500 g/100kg制剂量拌种对纹枯病的防效分别为90.0%、68.6%和64.3%，显著高于B1514片剂处理。陈丽华等利用荧光假单胞杆菌（Pseudomonas fluorescens）B42菌液（1×109 cfu/mL）浸种试验发现：室内对纹枯病防效达71.7%。贺振宁利用室内盆栽试验和田间试验证明500 g枯草芽孢杆菌B1514 WP（2.0×108 个/g）/100kg拌种对纹枯病的防效分别为71.61%和70%～85%，增产率为6.3%～12.5%。文才艺等开展的研究表明：内生细菌EBS05发酵液对纹枯病的盆栽和田间防治效果分别为91.2%和66.3%。黄秋斌等发现GFP标记的蜡质芽孢杆菌B3-7突变菌株能够在小麦根部长期定殖，在分蘖期定殖量最高，根部达1.0×105 cfu/g；利用生防菌B3-7菌液（1×109 cfu/mL）浸种在分蘖期、孕穗期和灌浆期对纹枯病的防效分别为60%、34%和34%。汤谷月等研究证明：从根际土种筛选出的辣椒溶杆菌菌株X2-3（Lysobacter capsici）对禾谷丝核菌的抑菌效果最优，抑菌圈半径均在10 mm以上。李纪顺等从俄罗斯明斯克市的大麦根际土中分离出2株拮抗细菌——褐球固氮菌YKT41（Azotobacter chrococcum）和伯克霍尔德氏菌B418（Burkholderia sp.），温室试验证明其对小麦纹枯病的防效分别为47.02%和61.62%。齐永志等研究发现：多功能菌B1514在含秸秆的小麦根际定殖时间长、定殖量高；秸秆浸种处理至56 d时，小麦根际和根内定殖量分别为7.2×103 cfu/g土和1.1×103 cfu/g根鲜重。

上述结果表明：不同拮抗细菌对禾谷丝核菌抑制作用及其发酵液对纹枯病的防效差异较大。多数拮抗细菌均在室内条件下防效较高，但其田间防效相对较低，可能主要与有效菌的田间定殖情况相关。随着生防菌筛选技术水平的提高，兼具拮抗病菌、降解秸秆和活化土壤磷钾等多重功能的菌株已被研发应用，该类菌株在生产中具有很好的推广应用前景。

3.2  拮抗真菌对小麦纹枯病的防效

在已有报道中，对禾谷丝核菌具有拮抗作用的真菌主要是木霉菌（Trichoderma spp.）。木霉菌对植物病原真菌的拮抗作用机制主要包含竞争作用、重寄生作用及抗生作用。卢德鹏等利用5,000 g木霉菌WG 1×108 cfu/g/100kg 拌种和灌根防治纹枯病，成熟期防效可达71.59%，增产率高达16.8%，均显著高于对照药剂20%井冈霉素SP。管怀骥等研究表明：哈茨木霉TH-1菌株对禾谷丝核菌菌丝生长具有较强抑制作用，抑制率为81.3%。肉座菌（Hypoc-reales sp.）RF5和杂色曲霉（Aspergillus versicolor）RF6对禾谷丝核菌的抑菌圈宽度分别为23、19 mm。薛宝娣等从土壤中分离的木霉菌TR-5对禾谷丝核菌菌丝生长的有效抑制浓度为1.0×106～1.0×107个孢子/mL。

3.3  拮抗放线菌对小麦纹枯病的防效

放线菌可通过竞争、捕食、重寄生等作用降低病原菌的侵染力或致病力，进而降低病害发生程度。王玲等测定了161株放线菌，发现7个菌株对禾谷丝核菌表现出较强的抑菌活性；其中，S024菌株抑菌活性最优，菌丝生长抑制率达78.6%，S024菌株发酵液对室内和田间小麦纹枯病防效分别为45.38%和63.21%。葛玉力等从18株海洋放线菌中筛选出2株对禾谷丝核菌有拮抗作用的菌株，其中菌株YC3发酵上清液对禾谷丝核菌菌丝生长的抑制率为69.13%，盆栽防效为63.84%。张俊发现放线菌5071对禾谷丝核菌的抑菌作用较强，抑菌率达到73.26%。王旭正研究表明拮抗放线菌FX-H-51对小麦纹枯病室内防效为81.20%。诸多研究结果表明：拮抗放线菌对禾谷丝核菌菌丝生长也表现出较强的抑制作用，但目前研究多局限于平板试验或室内盆栽试验，以放线菌为功能菌创制新型生防制剂的相关研究还较少。

4  结论与展望

4.1  加强禾谷丝核菌对三唑类类杀菌剂的抗性监测

近15年来，生产中小麦纹枯病高效防治药剂仍以戊唑醇、三唑醇、苯醚甲环唑等三唑类杀菌剂为主，该类杀菌剂占到目前农药登记品种总数的34.34%。早期研究认为真菌对SBIs抗性是由多基因控制的，加之抗性菌株适应性差，因此，在自然界很难形成抗性群体。但是，刘英华、夏晓明等研究发现：利用含戊唑醇PDA培养基诱导选育禾谷丝核菌至35代，其对抗性倍数达33以上，且小麦返青期后发病程度明显加重；同时，禾谷丝核菌抗性菌系对同类药剂三唑酮、丙环唑和醚唑分别产生了31.2、22.8、15.5倍的交互抗性，对抗生素类井冈霉素和有机硫类福美双亦表现较高水平抗性。夏晓明等室内驯化继代培养禾谷丝核菌后，第36代菌系对井冈霉素的抗性高达49.2倍；田间采集的5个菌株对其抗性倍数在7.26～23.31之间。上述研究结果表明，禾谷丝核菌对三唑类药剂和井冈霉素抗性风险均较高，但近20年来还未见有关禾谷丝核菌对两类药剂的抗性监测报道。鉴于三唑类药剂推广应用范围广、时间长、次数多等原因，为防止田间禾谷丝核菌敏感性减弱或药剂防效降低现象的发生，生产中亟需针对病原菌进行抗性监测研究，同时应增加轮换用药或推荐使用复配制剂的应用。

4.2  丰富禾谷丝核菌与药剂互作分子机制

井冈霉素和三唑酮处理禾谷丝核菌后，其体内的电解质外渗程度明显加重，且前者处理还能诱导菌株产生较多的可溶性蛋白和还原糖。沈寅初研究发现：井冈霉素会导致禾谷丝核菌菌丝体形成不正常分枝，但无致死作用。戊唑醇能导致禾谷丝核菌菌丝异常膨大、菌丝生长速度降低、原生质体内液泡增多、细胞膜透性增加和细胞壁增厚。孙海燕等通过紫外诱导获得了18株禾谷丝核菌抗噻呋酰胺突变体，其RCSdhB基因的246位、RCSdhC基因的139位、RCSdhD基因的116位氨基酸均由组氨酸变为酷氨酸；且RCSdhB基因上的H246Y突变菌株对啶酰菌胺、噻呋酰胺、氟唑菌苯胺均表现中抗。细胞膜高透性、氨酶和可溶性蛋白的组成及其活性均与禾谷丝核菌抗性密切相关；禾谷丝核菌对戊唑醇敏感菌株和高抗菌株的保守区域片断序列在8、593、670、673位的核苷酸分别由T、A、T、A变为C、G、C、T。致病基因决定着病原菌侵染寄主植物过程中与植物建立寄生关系，破坏寄主细胞正常的生理代谢功能等过程。近年来，部分学者虽然已系统研究了不同杀菌剂对禾谷丝核菌形态学、生理生化指标的影响，明确了抗性菌株和敏感菌株保守序列的部分差异，但禾谷丝核菌与不同杀菌剂互作后，其胞外水解酶类（果胶酶、纤维素酶、蛋白酶等）和毒素合成酶等基因或两者之间互作分子机制仍需要进一步深入研究。

4.3  稳定生防制剂的田间防效

在未来相当长一段时间内，化学药剂将在小麦纹枯病防治中继续起决定作用。但是，随着经济发展和生活水平的提高，人类对绿色无公害的食品越来越重视，运用生防制剂部分代替化学杀菌剂已呈大势所趋。虽然目前生产实践中已有低毒、与环境兼容性好、低残留的生防制剂在麦田推广应用，还仍存在产品种类少、作用效果单一、田间定殖能力弱、投资成本偏高和持效期较短等不足。有研究表明：5%噻呋酰胺FSC、230 g/L吡虫·咯·苯甲FSC（20%吡虫啉+2%苯醚甲环唑+1%咯菌腈）和10.4%吡虫啉·烯唑醇FSC等菌剂拌种或包衣，在返青期对小麦纹枯病均表现出较高的防控效果，但在成熟期或拔节后期防效均降至35%以下。李海燕等以兼抗多种土传病原菌的枯草芽孢杆菌B1514为功能菌研制成1种多功能土壤添加剂HAD-5，其可在加速玉米秸秆腐解的同时，还能利用腐解秸秆获得营养而快速繁殖，提高土壤养分，促防控土传病害和提高小麦产量。常娜等研发的多功能微生物菌剂（枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌）不仅可活化土壤磷钾、促进小麦生长发育、提高产量，还能显著减少化肥、农药用量。综上可知，为稳定生防制剂田间防效，保证生物制剂大面积田间推广应用，需要在菌株功能多样性、发酵条件优化、田间定殖能力等方面展开特异性研究。

作者：肖茜，闫翠梅，齐永志，甄文超