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不同助剂对嘧菌酯防治3种植物病害的增效作用

王斌 司乃国 郭静 遇璐 赵杰

引用本文:
Citation:

不同助剂对嘧菌酯防治3种植物病害的增效作用

    作者简介: 王斌,男,高级工程师,主要从事新化合物杀菌活性筛选及植物病害化学防治技术研究,E-mail:wangbin16@sinochem.com.
    通讯作者: 司乃国, sinaiguo@sinochem.com
  • 中图分类号: TQ450.4

Synergistic effect of different adjuvants on azoxystrobin against three plant diseases

    Corresponding author: Naiguo SI, sinaiguo@sinochem.com ;
  • CLC number: TQ450.4

  • 摘要: 为研究不同助剂对嘧菌酯防治植物病害的增效效果,通过表面张力、临界胶束浓度 (cmc)、药液叶片持留量的测定以及室内盆栽活性试验,测定了Silwet408、NF-100、倍达通、迈道和速捷5种助剂对玉米、小麦、大豆叶片的润湿持留能力和对嘧菌酯防治病害的增效作用。结果表明:供试的5种助剂均可显著降低药液的表面张力,增加药液在叶片上的最大稳定持留量 (Rm),其中Silwet408的Rm值达7.32 mg/cm2,倍达通的Rm值达11.16 mg/cm2。5种助剂可显著增加嘧菌酯对小麦白粉病、大豆锈病和玉米锈病的防治效果,其中:对于玉米锈病,迈道的增效效果 (EC50 0.016 mg/L) 最好,其次为倍达通 (EC50 0.029 mg/L);对于小麦白粉病,NF-100 (EC50 0.009 mg/L) 和Silwet408 (EC50 0.009 mg/L) 的增效效果最好;对于大豆锈病,迈道 (EC50 0.006 mg/L) 和Silwet408 (EC50 0.007 mg/L) 的增效效果最好。综合来看,Silwet408和迈道对嘧菌酯防治3种植物病害是较好的增效助剂。
  • 图 1  不同助剂的临界胶束浓度

    Figure 1.  Critical micelle concentrations of different adjuvants

    图 2  不同助剂药液在玉米叶片上的最大稳定持留量

    Figure 2.  Rm values of different adjuvants on corn leaves

    图 3  不同助剂药液在小麦叶片上的最大稳定持留量

    Figure 3.  Rm values of different adjuvants on wheat leaves

    图 4  不同助剂药液在大豆叶片上的最大稳定持留量

    Figure 4.  Rm values of different adjuvants on soybean leaves

    图 5  不同助剂对嘧菌酯防治玉米锈病的增效作用

    Figure 5.  Synergistic effect of different adjuvants on the efficacy of azoxystrobin against corn rust

    图 6  不同助剂对嘧菌酯防治小麦白粉病的增效作用

    Figure 6.  Synergistic effect of different adjuvants on the efficacy of azoxystrobin against wheat powdery mildew

    图 7  不同助剂对嘧菌酯防治大豆锈病的增效作用

    Figure 7.  Synergistic effect of different adjuvants on the efficacy of azoxystrobin against soybean rust

    表 1  盆栽活性试验供试药液配制 (小麦白粉病)

    Table 1.  The solutions preparation of pot experiment (wheat powdery mildew)

    嘧菌酯质量浓度
    Conc. of azoxystrobin/(mg/L)
    各助剂质量浓度
    Conc. of adjuvants/(mg/L)
    301101005001 000
    101101005001 000
    0.33301101005001 000
    0.11101101005001 000
    0.03701101005001 000
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    表 2  盆栽活性试验供试药液配制 (玉米锈病、大豆锈病)

    Table 2.  The solutions preparation of pot experiment (corn rust and soybean rust)

    嘧菌酯质量浓度
    Conc. of azoxystrobin/(mg/L)
    各助剂质量浓度
    Conc. of adjuvants/(mg/L)
    101101005001 000
    0.501101005001 000
    0.2501101005001 000
    0.12501101005001 000
    0.062 501101005001 000
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-19
  • 录用日期:  2019-11-19
  • 网络出版日期:  2020-03-06
  • 刊出日期:  2020-04-01

不同助剂对嘧菌酯防治3种植物病害的增效作用

    通讯作者: 司乃国, sinaiguo@sinochem.com
    作者简介: 王斌,男,高级工程师,主要从事新化合物杀菌活性筛选及植物病害化学防治技术研究,E-mail:wangbin16@sinochem.com
  • 1. 沈阳中化农药化工研发有限公司,新农药创制与开发国家重点实验室,沈阳 110021
  • 2. 沈阳沈化院测试技术有限公司,沈阳 110021

DOI: 10.16801/j.issn.1008-7303.2020.0061

摘要: 为研究不同助剂对嘧菌酯防治植物病害的增效效果,通过表面张力、临界胶束浓度 (cmc)、药液叶片持留量的测定以及室内盆栽活性试验,测定了Silwet408、NF-100、倍达通、迈道和速捷5种助剂对玉米、小麦、大豆叶片的润湿持留能力和对嘧菌酯防治病害的增效作用。结果表明:供试的5种助剂均可显著降低药液的表面张力,增加药液在叶片上的最大稳定持留量 (Rm),其中Silwet408的Rm值达7.32 mg/cm2,倍达通的Rm值达11.16 mg/cm2。5种助剂可显著增加嘧菌酯对小麦白粉病、大豆锈病和玉米锈病的防治效果,其中:对于玉米锈病,迈道的增效效果 (EC50 0.016 mg/L) 最好,其次为倍达通 (EC50 0.029 mg/L);对于小麦白粉病,NF-100 (EC50 0.009 mg/L) 和Silwet408 (EC50 0.009 mg/L) 的增效效果最好;对于大豆锈病,迈道 (EC50 0.006 mg/L) 和Silwet408 (EC50 0.007 mg/L) 的增效效果最好。综合来看,Silwet408和迈道对嘧菌酯防治3种植物病害是较好的增效助剂。

English Abstract

  • 农药药液在作物表面上的润湿性和持留期影响着药效的发挥,而润湿性和持留期与药液的表面张力等有关[1-4]。在剂型配方中或施药时添加合适的助剂,可以有效地降低药液的表面张力,促进药剂在作物表面的润湿及持留能力,从而提高农药利用率[2]。有研究表明:助剂不仅有助于氨氯吡啶酸、甲嘧磺隆和氟磺胺草醚防除紫茎泽兰[5]和苘麻[6],还可以增加啶虫脒、吡虫啉、四氯虫酰胺、茚虫威和螺螨酯对烟粉虱[7]、蚜虫[8]、菜青虫[9]、稻纵卷叶螟[10]和柑橘全爪螨[11]的防治效果。而在植物病害防治方面,许勇华等[12]发现,添加有机硅助剂可显著增加苯醚菌酯对瓜类炭疽病菌的活性;Guijarro等[13]的研究结果表明,羧甲基纤维素钠和吐温-20等助剂可增强生防制剂常现青霉对核果褐腐病的防治效果;刘迎等[14]利用飞防助剂可有效降低肟菌 • 戊唑醇防治水稻纹枯病的田间用量。助剂虽然可有效提高农药利用率,但不同植物叶片性质不同也会影响药液的润湿和持留能力[15],因此针对不同作物来筛选适宜的助剂,对于进一步提高农药利用率有重要意义。

    嘧菌酯是甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,对多种植物病害均有很好的防治效果,但有研究报道,黄瓜霜霉病菌[16]和致病疫霉[17]等已对嘧菌酯产生了抗性,导致嘧菌酯对病害的防治效果下降和田间用量的增加。为了提高农药活性,减少农药田间用量,本研究以嘧菌酯为研究药剂,选取不同类型助剂,针对不同作物及其病害,探究了不同助剂对嘧菌酯防治不同植物病害的增效作用。

    • 小麦:辽春18,小麦白粉病菌Blumeria graminis;大豆:沈豆15,大豆锈病菌Phakopsora pachyrhizi Sydow.;玉米:极品白粘,玉米锈病菌Puccinia sorghi Schw.。以上供试作物、菌种和叶片均由沈阳中化农药化工研发有限公司农药生物测定中心提供。

    • 96%嘧菌酯 (azoxystrobin) 原药 (沈阳中化农药化工研发有限公司);Silwet408(基于烷氧基改性的聚三硅氧烷,迈图高新材料 (南通) 有限公司);NF-100 (糖基改性有机硅表面活性剂,诺农北京国际生物技术有限公司);倍达通 (Beidatong) (植物油河北明顺农业科技有限公司);迈道 (Maidao) (矿物油,北京广源益农化学有限责任公司);速捷 (Sujie) (植物油,中农立华生物科技股份有限公司)。

    • JZHY-180型界面张力仪 (承德大华试验机有限公司生产);3WPSH-500E型喷雾塔 (农业部南京农业机械化研究所生产);YMJ-CH-智能叶面积测量仪 (浙江托普云农科技股份有限公司)。

    • 先将嘧菌酯原药用二甲亚砜 (DMSO) 配制成质量浓度为1 × 104 mg/L的母液备用。供试助剂用蒸馏水配制成系列浓度梯度溶液,再用各浓度助剂溶液将嘧菌酯母液稀释成所需的药剂系列质量浓度溶液。以蒸馏水稀释嘧菌酯母液为对照。见表1表2

      表 1  盆栽活性试验供试药液配制 (小麦白粉病)

      Table 1.  The solutions preparation of pot experiment (wheat powdery mildew)

      嘧菌酯质量浓度
      Conc. of azoxystrobin/(mg/L)
      各助剂质量浓度
      Conc. of adjuvants/(mg/L)
      301101005001 000
      101101005001 000
      0.33301101005001 000
      0.11101101005001 000
      0.03701101005001 000

      表 2  盆栽活性试验供试药液配制 (玉米锈病、大豆锈病)

      Table 2.  The solutions preparation of pot experiment (corn rust and soybean rust)

      嘧菌酯质量浓度
      Conc. of azoxystrobin/(mg/L)
      各助剂质量浓度
      Conc. of adjuvants/(mg/L)
      101101005001 000
      0.501101005001 000
      0.2501101005001 000
      0.12501101005001 000
      0.062 501101005001 000
    • 参照文献[18]方法测定液体的表面张力;参照顾中言方法[4]测定临界胶束浓度 (cmc)。

    • 分别将玉米叶和小麦叶叶片剪成叶段,并用叶面积测量仪测量其面积;黄瓜叶片用打孔器打成直径1.5 cm叶碟待用,叶片面积记为S (cm2);称量叶片质量,记为m1 (g)。将叶片浸没于配制好的各处理稀释液中5 s,取出至无药液滴下时称其质量,记为m2 (g)。每处理重复5次,取平均值。按公式 (1) 计算Rm值(mg/cm2)。

      ${R_{\rm m}} = \frac{{\left( {{m_2} - {m_1}} \right) \times 1\;000}}{S}$

      (1)
    • 试验处理及调查方法参照标准方法[19]进行。

    • 试验处理及调查方法参照标准方法[20]进行并有所调整。选择生长整齐一致的2叶期大豆盆栽幼苗,每盆不少于3株苗。其余同标准。

    • 试验处理及调查方法参照标准方法[20]进行并有所调整。选择生长整齐一致的2~3叶期玉米盆栽幼苗,每盆不少于3株苗。其余同标准。

    • 试验数据使用DPS数据处理系统进行分析。根据防效求出各处理EC50值。以EC50值为纵坐标、助剂浓度为横坐标,绘制不同助剂质量浓度对药剂防治各病害的活性曲线。

    • 图1是5种助剂的表面张力和溶液中助剂的cmc值测定结果,曲线的转折点表明溶液内的表面活性剂已达到cmc值。如图显示,当Silwet408的质量浓度为54.58 mg/L时达到了其cmc,对应的表面张力约为20.33 mN/m;倍达通的cmc为1 096.48 mg/L,对应的表面张力约为30.37 mN/m;迈道的cmc为333.43 mg/L,对应的表面张力约为27.13 mN/m;速捷的cmc为498.88 mg/L,对应的表面张力约为29.28 mN/m;NF-100的cmc为9.18 mg/L,对应的表面张力约为33.26 mN/m。

      图 1  不同助剂的临界胶束浓度

      Figure 1.  Critical micelle concentrations of different adjuvants

    • 图2可见:随着倍达通、NF-100、迈道和Silwet408质量浓度的增加,药液在玉米叶片上的Rm值明显上升,显著高于未添加助剂的Rm值 (0.40 mg/cm2);而随着速捷质量浓度的增高,Rm值无变化。当Silwet408的质量浓度为100 mg/L、迈道为500 mg/L、百达通和NF-100为1 000 mg/L,即达到或超过其cmc值时,其在叶片上Rm值达到最大。添加100 mg/L Silwet408的药液在玉米叶片上的Rm值可达7.32 mg/cm2,显著高于其他助剂。

      图 2  不同助剂药液在玉米叶片上的最大稳定持留量

      Figure 2.  Rm values of different adjuvants on corn leaves

    • 图3可见:随着5种助剂质量浓度的增加,药液在小麦叶片上的Rm值明显上升,显著高于未添加助剂的Rm值 (0.36 mg/cm2)。当Silwet408、百达通和迈道的质量浓度为500 mg/L,NF-100为1 000 mg/L,即达到或超过其cmc时,其在叶片上Rm值达到最大。添加500 mg/L倍达通的药液在小麦叶片上的Rm值可达11.16 mg/cm2,显著高于其他助剂。

      图 3  不同助剂药液在小麦叶片上的最大稳定持留量

      Figure 3.  Rm values of different adjuvants on wheat leaves

    • 图4可见:随着5种助剂质量浓度增加,药液在大豆叶片上的Rm值与小麦和玉米不同,出现先显著降低再逐渐增大的趋势。NF-100在1 000 mg/L时Rm值 (12.52 mg/cm2) 高于未添加助剂的Rm值 (11.11 mg/cm2),其余助剂各质量浓度下均低于未添加助剂的Rm值。

      图 4  不同助剂药液在大豆叶片上的最大稳定持留量

      Figure 4.  Rm values of different adjuvants on soybean leaves

    • 5种助剂对嘧菌酯防治玉米锈病的增效作用结果见图5。表明随着助剂的添加,药液在玉米叶片上的Rm值增加,嘧菌酯的活性增加,其用量明显减少。当助剂的质量浓度达到1 mg/L时,各药液对玉米锈病的EC50值分别为:倍达通0.620 mg/L、速捷0.849 mg/L、NF-100 0.666 mg/L、迈道0.590 mg/L和Silwet408 0.673 mg/L,明显低于未添加助剂药液的EC50值 (1.411 mg/L)。随着助剂质量浓度的增加,添加助剂的药液活性明显增加,其中1 000 mg/L的迈道 (EC50值0.016 mg/L) 增效作用最明显,其后依次为500 mg/L的倍达通 (EC50值0.029 mg/L)、1 000 mg/L的NF-100 (EC50值0.057 mg/L)和1 000 mg/L的Silwet408 (EC50值0.084 mg/L)。添加上述浓度的助剂后药液的EC50值较小,表明可以减少嘧菌酯的用量。

      图 5  不同助剂对嘧菌酯防治玉米锈病的增效作用

      Figure 5.  Synergistic effect of different adjuvants on the efficacy of azoxystrobin against corn rust

    • 5种助剂对嘧菌酯防治小麦白粉病的增效作用结果见图6。可见:随着助剂的添加,药液在小麦叶片上的Rm增加,嘧菌酯活性增加,其用量明显减少。当助剂的质量浓度达到1 mg/L时,各药液对小麦白粉病EC50值分别为:迈道0.293 mg/L、倍达通1.414 mg/L、NF-100 2.085 mg/L、Silwet408 2.475 mg/L和速捷3.963 mg/L,明显低于未添加助剂药液的EC50 (5.996 mg/L)。随着助剂质量浓度增加,添加迈道的药液活性趋于平稳;添加其他助剂的药液活性增加明显,其中添加1 000 mg/L的NF-100 (EC50值0.009 mg/L) 和500 mg/L的Silwet408 (EC50值0.009 mg/L) 的嘧菌酯药液增效作用最明显,其次为添加1 000 mg/L的迈道 (EC50值0.069 mg/L)。

      图 6  不同助剂对嘧菌酯防治小麦白粉病的增效作用

      Figure 6.  Synergistic effect of different adjuvants on the efficacy of azoxystrobin against wheat powdery mildew

    • 5种助剂对嘧菌酯防治大豆锈病的增效作用结果见图7。可见:未添加助剂时嘧菌酯药液的EC50值为0.250 mg/L。随着添加迈道和Silwet408质量浓度的增加,药液的活性呈持续增加趋势,增效最明显为1 000 mg/L的迈道 (EC50值为0.006 mg/L)和500 mg/L的Silwet408 (EC50值为0.007 mg/L);添加速捷的药液,活性先增加后减小,之后再增加,其中添加1 000 mg/L时药液的EC50值 (0.075 mg/L) 最小;添加倍达通药液的活性呈现先减小后增加趋势,其中添加1 000 mg/L时药液的EC50值 (0.011 mg/L) 最小;添加NF-100药液的EC50值呈先减小后增加再减小的趋势,当其质量浓度≥500 mg/L时出现药害症状,添加100 mg/L时药液的EC50值 (0.125 mg/L) 最小。

      图 7  不同助剂对嘧菌酯防治大豆锈病的增效作用

      Figure 7.  Synergistic effect of different adjuvants on the efficacy of azoxystrobin against soybean rust

    • 本研究结果表明,供试的5种助剂均可有效降低嘧菌酯药液的表面张力,当达到其cmc时,溶液的表面张力均在33.26 mN/m以下,小于大多数作物的临界表面张力值[4]。当助剂的质量浓度达到或超过其cmc值时,药液在叶片上能有更好的润湿持留能力。Rm值测定结果也表明,5种助剂可显著增加药液在玉米和小麦叶片上的Rm值,但是不同助剂在不同叶片上的Rm值不同,Silwet在玉米叶片上的Rm值最大,而倍达通在小麦叶片上的Rm值最大。说明添加助剂后药液的表面张力减小,并不能代表药液的Rm值就更大,针对不同助剂和不同作物叶片会有不同。另外,试验也表明,助剂添加并不能增加药液在大豆叶片上的Rm值,甚至在低浓度时会明显降低大豆叶片对药液的持留能力,这也与赵义涛等[21]对茄子和黄瓜叶片的研究结果一致。

      盆栽试验结果表明,5种助剂对嘧菌酯防治小麦白粉病、大豆锈病和玉米锈病有明显的增效作用,但不同助剂对不同作物病害的增效作用差异较大。对于小麦白粉病,当添加助剂的浓度达到或大于其cmc值时,药液有较高的活性,嘧菌酯用量减少较多。试验也发现:添加迈道在1 mg/L下就能达到其最大防效,之后随着添加质量浓度的增加,药液的活性不再明显提高,与cmc值和Rm值的研究结果呈现不同的规律;倍达通有最高的Rm值,但其增效作用不是最高的,也说明润湿持留能力不是唯一影响助剂增效作用的因素。对于玉米锈病,跟小麦白粉病有类似规律,总体上助剂的cmc值及此时的表面张力可影响药液在叶片上的润湿持留能力,进而影响增效效果,但并不是助剂质量浓度越高,增效效果就越好,除了药液表面张力的因素外,针对不同作物,每类助剂还有不同的作用方式,在其应用前要明确其最经济、有效的浓度范围。另外,针对大豆这类亲水性作物[15],助剂的使用要更加谨慎,助剂并不都能增加药液在叶片上的Rm,低浓度助剂甚至可能减少药液的Rm值,并且有些助剂会出现药害情况。虽然总体上添加助剂会对嘧菌酯防治大豆锈病有增效作用,但是与cmc值和Rm值不成对应关系。

      因此,助剂的应用不仅要考虑助剂本身的性能,还要考虑具体靶标作物的情况,针对不同作物病害研究所需的增效助剂才能更好地提高农药利用率,达到农药减施增效的目的。

      此外,本研究中选用嘧菌酯原药而没有选用其制剂进行试验,主要是考虑到农药制剂中已经含有不同助剂,目前常规使用的农药助剂品种已超过3 000种,包括表面活性剂、溶剂、增效剂和分散剂等[22];此外,不同公司的制剂产品配方成分也会有很大不同。这些因素会对助剂的评价造成干扰,因此为了准确评价助剂增效效果,最终选用原药来进行试验。本研究也发现,不同助剂应用在不同作物上增效能力是有差异的,在此基础上,可以针对不同作物病害,选用适宜的助剂及其用量,再结合制剂产品进行田间桶混试验,明确制剂产品和助剂田间使用方法,更高效地进行作物病害的防治。

参考文献 (22)

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