新型杀菌剂及其施用方法在马铃薯生长季节对红根腐菌(Phytophthora erythroseptica)防控中的效果

《Crop Protection》:Efficacy of new fungicides and fungicide program application approaches for in-season management of Phytophthora erythroseptica in potatoes

【字体: 时间:2026年03月04日 来源:Crop Protection 2.5

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  田间和储藏期粉色腐烂病(由Phytophthora erythroseptica引起)防控效果评估显示,基于oxathiapiprolin的Orondis Gold杀菌剂程序(沟施或叶面喷施)联合mefenoxam或与chlorothalonil复配(Ridomil Gold Bravo),较未处理对照分别减少田间腐烂15-18%、储藏腐烂25-33%,并提升总产量2-3.6吨/公顷。CruiserMaxx Vibrance+Revus种子处理未达显著效果。试验证实oxathiapiprolin基程序在爱达荷州田间条件下能有效控制粉色腐烂病并兼顾产量提升。

  
菲利普·S·沃顿(Phillip S. Wharton)| 凯蒂·L·马莱克(Katie L. Malek)| 艾伦·马莱克(Alan Malek)
爱达荷大学昆虫学、植物病理学与线虫学系,美国爱达荷州阿伯丁市,邮编83210

摘要

Phytophthora erythroseptica引起的粉腐病会导致马铃薯在田间和储存过程中的严重损失,而对该病原体敏感性的降低使得寻找替代化学药剂变得尤为迫切。2018年至2024年间,在爱达荷州阿伯丁的研究与推广中心进行了七次随机完全区组田间试验,使用易感品种Russet Burbank的接种地块,评估了种子处理、沟施和叶面喷施杀菌剂对粉腐病的季节性控制效果。试验中使用的药剂包括:沟施和/或叶面喷施的oxathiapiprolin + mefenoxam(Orondis Gold)、phosphite(Phostrol)、mefenoxam + chlorothalonil(Ridomil Gold Bravo)以及种子处理药剂(CruiserMaxx Vibrance + Revus),并与未处理对照组进行了对比。出苗率(以出苗进度曲线下的相对面积RAUEPC表示)在不同年份间有所波动,但并未受到杀菌剂处理的影响,表明这些处理措施对植株建立没有不良影响。相反,无论在田间还是储存期间,杀菌剂处理均显著降低了粉腐病的发生率。基于Orondis Gold的处理方案效果最为显著且稳定,通常可使田间病害发生率降低15%至18%,储存期间的发病率和严重程度降低25%至33%。含有Orondis Gold或Ridomil Gold Bravo的处理方案还使总产量增加了2.0至3.6吨/公顷;而仅使用phosphite的处理方案尽管能有效抑制病害,但未能持续提升产量。总体而言,在爱达荷州的田间条件下,基于oxathiapiprolin的处理方案无论是单独使用还是与mefenoxam联合使用,都能提供最可靠的季节性控制效果,并带来最大的产量收益。

引言

粉腐病是由卵菌Phytophthora erythroseptica引起的,是一种危害马铃薯(Solanum tuberosum L.)的毁灭性病害,影响着全球大多数马铃薯种植区(Salas和Secor, 2001;Johnson等人, 2004)。该病原体会侵染田间的匍匐茎和正在发育的块茎,导致减产以及储存期间的腐烂(Taylor等人, 2004;Peters等人, 2005)。病害的发生在土壤饱和、温度适宜(20至25°C)以及土壤中病原体浓度较高的情况下更为严重(Lennard, 1980;Olsen等人, 2006)。虽然粉腐病在排水不良的田地里最为严重,但在灌溉频繁的轻质土壤或水分层允许游动孢子移动的沙质土壤中也可能发生(Johnson等人, 2004)。受感染的块茎在暴露于空气中时,其外皮会出现特征性的粉红色变色,随后发展为棕色或黑色的软腐,这种腐烂可能会因继发细菌感染而加剧(Olsen等人, 2006)。当受感染的块茎在温暖潮湿的储存环境中存放时,病害会继续扩散,从而导致严重的产后损失(Taylor等人, 2004;Peters等人, 2005;Wharton等人, 2026)。
P. erythroseptica的病害循环包括能够在土壤或受感染块茎中存活数年的持久性卵孢子(Salas和Secor, 2001)。在适宜条件下,卵孢子萌发产生孢子囊,释放出游动孢子,这些游动孢子可通过气孔、伤口或直接穿透外皮侵入马铃薯组织(Peters等人, 2004)。由于该病原体既可以在田间收获前感染块茎,也可以在收获后储存期间感染块茎,因此需要采取综合防治措施。宿主抗性也是病害综合管理的重要组成部分。然而,目前没有商业化的Russet品种能够完全抵抗粉腐病,品种间的抗性存在差异,选择抗性较低的品种并结合排水管理和杀菌剂处理可以降低风险(Salas等人, 2003;Fitzpatrick-Peabody, 2008)。诸如轮作、清除自生马铃薯和改良土壤排水系统等农艺措施也是抑制病害的关键(Olsen等人, 2006)。然而,在高病原体压力或适宜的环境条件下,这些措施往往不足以实现可靠的防控效果。因此,化学防治仍是粉腐病综合管理方案中的重要组成部分(Wharton等人, 2019;Gachango等人, 2012;Al-Mughrabi等人, 2007)。
三十多年来,苯胺类杀菌剂mefenoxam(metalaxyl-M)一直是控制Phytophthora erythroseptica及其他卵菌病原体(如Pythium ultimum)的主要手段(Salas和Secor, 2001;Johnson等人, 2004;Wharton等人, 2025)。在块茎形成期进行沟施或叶面喷施时,mefenoxam能为易感品种提供良好的保护(Taylor等人, 2004)。然而,这种单一作用机制的广泛和长期使用导致美国和加拿大多个马铃薯生产区出现了对该病原体的抗性菌株(Taylor等人, 2004;Olsen等人, 2006;Chapara等人, 2011)。由于存在对mefenoxam不敏感的菌株,田间试验中的失败凸显了迫切需要具有新作用机制和更强抗性管理潜力的替代化学药剂(Wharton等人, 2026)。
最近开发的卵菌杀菌剂引入了具有新型作用机制的新活性成分。其中,oxathiapiprolin(FRAC分类F49)通过抑制卵菌中的oxysterol-binding蛋白(OSBP)功能,对多种PhytophthoraPythium物种表现出卓越的抑制效果(Pasteris等人, 2016)。实验室和田间研究表明,oxathiapiprolin兼具预防和治疗作用,能在植物体内横向和系统性地传播,并具有持久的保护效果(Ji和Csinos, 2014;Pasteris等人, 2016)。尽管其用于马铃薯的注册时间较短,但初步试验表明,该药剂在沟施或叶面喷施时能有效抑制粉腐病(Wharton等人, 2019)。然而,关于不同病害压力下沟施与叶面喷施方式的相对效果,目前还缺乏足够的田间数据,且大多数研究都是针对整体处理方案而非单独评估施药时机的效果。
基于phosphite的产品和其他系统性杀菌剂(如ethaboxam和fluopicolide)也显示出对粉腐病的潜在效果,但其效果在田间条件下往往不稳定,且受施用量、施药时机和土壤条件的影响较大(Gachango等人, 2012;Wharton等人, 2026)。由于粉腐病通常在生长后期或收获期间发生,此时杀菌剂对发育中块茎的覆盖有限,因此确定最有效的施药时机对于实现持续控制至关重要。
因此,本研究旨在:(i)评估新型杀菌剂及其处理方案对马铃薯中Phytophthora erythroseptica的季节性控制效果;(ii)在田间条件下,比较不同的沟施和叶面喷施方案,包括在播种时沟施Orondis Gold与在块茎形成期开始时叶面喷施Orondis Gold的效果。研究结果为将新型化学药剂整合到现有的病害管理方案中提供了实际指导,有助于实现马铃薯生产的可持续控制策略。

真菌分离株与接种物制备

Phytophthora erythroseptica的纯培养株最初是从爱达荷州生长的病害马铃薯块茎中分离获得的。将单孢子分离株接种在PDA(马铃薯葡萄糖琼脂,VWR International,宾夕法尼亚州兰多尔)培养基上,置于塑料培养皿(直径1×10厘米)中,在23°C的温度下进行培养,光照时间为每天12小时(320至500勒克斯),黑暗时间为每天12小时。用于田间处理的接种物取自生长中的Phytophthora erythroseptica培养物边缘的琼脂块。

结果

出苗率(以出苗进度曲线下的相对面积RAUEPC表示)在不同年份间存在显著差异(表4,图1A)。2018年的出苗率最慢,2023年的出苗率最快,这反映了播种时的环境差异(图1A)。然而,无论是哪种杀菌剂处理方案或年份与处理方案的交互作用,均未对出苗率产生显著影响(表4,图1B),表明这些处理措施既没有延迟植株建立,也没有引起药害。
田间与储存期效果
讨论
这七次随机化的田间试验表明,在爱达荷州的田间条件下,基于oxathiapiprolin的处理方案(Orondis Gold)是抑制Phytophthora erythroseptica引起的粉腐病并减少储存损失的最可靠选择。在七年间,无论是在播种时沟施还是块茎形成期叶面喷施Orondis Gold,均显著降低了田间病害发生率、储存期间的发病率和病害严重程度。
CRediT作者贡献声明
菲利普·S·沃顿(Phillip S. Wharton):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、软件使用、资源调配、方法设计、实验设计、资金筹集、数据分析、概念构建。凯蒂·L·马莱克(Katie L. Malek):实验设计、数据管理。艾伦·马莱克(Alan Malek):实验实施。
资金声明
本研究部分由对爱达荷大学马铃薯病理学项目的资助支持。无其他需要声明的资助来源。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
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