三環唑屬于細胞黑色素生物合成抑制劑,是一種作用機理非常獨特的殺菌劑,通常對病原菌直接毒性較低。大多數黑色素合成抑制劑如三環唑、稻瘟酰胺、環丙酰菌胺、咯喹酮等,是防治水稻稻瘟病病菌的專用藥劑。
1、三環唑研發登記情況
三環唑由美國Eli Lilly公司研制成功,1979年登記注冊,向世界各地推廣,開發代號EL-291,在日本于1981年注冊,商品名Beam(比艷)。80年代三環唑在我國開始推廣使用,目前在我國登記產品共有307個,包括原藥11個、可濕性粉劑257個、懸浮劑32個、水分散粒劑5個、懸乳劑2個。
2、抗性發展情況
三環唑是防治稻瘟病的內吸性殺菌劑,具有高效、持效期長、使用次數少等特點,在我國生產上大面積使用已近30年。隨著我國稻瘟病菌陸續對稻瘟凈、異稻瘟凈、稻瘟靈等殺菌劑產生抗藥性,導致多種藥劑防效下降,三環唑逐漸成為田間防治稻瘟病的主要藥劑。近年來,我國部分地區也陸續出現了三環唑防效下降的報道。
黃春艷等采用室內抑菌試驗方法,對來自黑龍江省不同地區160份稻瘟病標樣中的98個純菌株進行抗藥性測定結果表明,三環唑對不同地區稻瘟病菌的平均抑制中濃度(EC50)有很大差異。敏感菌株的平均抑制中濃度,哈爾濱菌株為10~20 mg/Kg,牡丹江菌株為20~40 mg/Kg,佳木斯和綏化菌株均接近50 mg/Kg,國營農場的菌株接近40 mg/Kg,抗性菌株平均抑制中濃度均大于50 mg/Kg,該試驗結果說明,黑龍江省大部分稻區的稻瘟病菌對三環唑已產生一定的抗性,抗性菌株抑制中濃度大約是敏感菌株的1.25~5倍。
侯東艷等對遼寧省7個市53個稻瘟菌株對三環唑的敏感性測定,結果表明不同地區稻瘟菌株對三環唑的敏感性不同,經統計分析,敏感的是丹東菌株和大連菌株,其EC50平均值分別為0.3412、0.3461 mg/L,不敏感的是本溪菌株和沈陽菌株,其EC50平均值分別為0.5171、0.4938 mg/L,前兩者和后兩者之間差異達到0.05的顯著水平,其余各市菌株EC50平均值差異不顯著。
三環唑對黑龍江省19個水稻稻瘟病菌菌絲生長抑制中濃(EC50)中,對富錦地區水稻稻瘟病菌株菌絲抑制濃度大,為234.5mg/Kg。這可能是富錦地區對同一品種三環唑使用年限過長,致使該地區的稻瘟病菌菌株產生一定程度的抗藥性。三環唑對黑龍江省不同地區的菌株抑制率有所不同,對濃江農場的菌株抑制率均高于30%;對尚志、富錦地區、佳木斯、蘿北、連珠山、北林區、寧安江南地區的菌株的抑制率均低于30%。說明尚志、富錦地區、佳木斯、蘿北、連珠山、北林區、寧安江南地區稻瘟病菌已經對三環唑產生了一定程度的抗藥性。其原因可能是藥劑使用年限過長,并且隨著篩選代數的增加,導致病菌對三環唑的敏感性逐漸下降。
貴州省各水稻種植區稻瘟病菌對三環唑的抗藥性水平仍然處于低抗以下,尚未有中抗以上的菌株出現。其中,抗藥性水平低的菌株和抗性頻率高的地區都出現在遵義,該地區稻瘟病菌的抗藥性水平差異大,達到2.69倍,同時抗性頻率高,達到7.29%,這一結果說明在農業種植水平相對較高的遵義,是否是農藥長期施用促使該地區稻瘟病菌出現了抗性遺傳變異和抗藥性菌株的頻率已有所明顯增加,尚需進一步研究。
來自云南不同地區的稻瘟病菌菌株對三環唑的敏感性存在一定差異。敏感的是大理地區菌株,其EC50值為49.0043 mg/L,不明感的是宜良地區菌株,其EC50值為65.0004 mg/L,相差1.33倍,相差倍數不大。其原因可能是由菌株個體差異引起的或者由于抗藥性問題所致,還需進一步研究。
當前,三環唑仍是大面積防治稻瘟病的理想藥劑。鑒于已有試驗結果,必須加強抗藥性檢測,并做好負交互抗性藥劑篩選等工作,為有效、合理地使用三環唑提供依據。
3、三環唑抗性機理
殺菌劑產生抗藥性主要是由于對靶標病原菌的作用位點單一,對于有多個作用位點的殺菌劑一般不容易產生抗藥性。同時幾個作用位點產生變異而導致抗藥性的頻率較低,因此許多保護性殺菌劑從開發沿用至今仍很少產生抗藥性。
三環唑防治稻瘟病具有多種作用機制,一是主要作用于黑色素生物合成途徑中的三羥基萘酚還原酶和四羥基萘酚還原酶,并且可誘導水稻體內與抗性反應有關的酶活性提高,二是抑制病原菌對植株的在侵染。這可能是三環唑不易產生抗性的原因,屬于低抗性風險的農藥之一。
關于三環唑的抗藥性有不同的觀點,一種認為,三環唑在離體條件下對水稻稻瘟病菌菌絲生長和孢子萌發沒有影響,因而田間病原菌敏感性降低多是與用藥水平相關;另一種觀點認為,三環唑對水稻稻瘟病菌菌絲生長和孢子萌發有明顯影響,濃度與病原菌敏感性成相關關系。
用20mg/mL的三環唑溶液對水稻稻瘟病病菌的菌絲生長抑制率和孢子萌發抑制率測定。結果表明:三環唑對稻瘟病菌絲生長抑制率僅為0.39%,抑制作用不明顯;處理孢子的平均萌發率為95%,無顯著抑制作用。
于三環唑噴霧處理稻苗24 h后接種稻瘟病菌,防效為81.3%;稻苗接種稻瘟病菌24 h后用三環唑噴霧處理,防效為35.6%;三環唑與稻瘟病菌孢子同時噴霧處理稻苗,防效為46.3%。統計結果表明,使用同一濃度藥劑防治稻瘟病,病菌接種與藥劑處理的時間不同,防效差異顯著。稻瘟病菌接種稻苗24 h之后,分生孢子已經黑色素化,完成了侵入寄主的過程,此時再使用三環唑則不能很好達到防治病害的目的。
稻瘟病孢子的附著孢在24 h內已全部黑色素化。如果三環唑的作用機制僅為抑制黑色素的生物合成,那么在黑色素已經完全形成后用藥應該無明顯防病效果,但從陳炎的試驗結果表明,接種后14、16和24 h用藥的防治效果分別為91.2%、90.3%和87.2%,三環唑防病并非僅僅抑制黑色素的生物合成。
10mg/mL三環唑于接種后48 h噴霧處理對再侵染的抑制效果為63.28%。說明在稻瘟病完成對寄主葉片的穿透后(25℃下,>10 h)再用三環唑處理雖然不能很好地控制藥劑處理植株病害的發展,但卻可以有效地抑制該病株作為再侵染源引起周圍其他未經藥劑處理的健康植株的發病。
誘導抗性是一種控制植物病害的有效方法,但投入到生產實際應用得還較少,三環唑可能通過JA途徑介導的誘導抗性,阻止病原菌在植株體內的再侵染,從而延長了的持效期。
4、三環唑的抗性治理
黃星等的研究結果表明,三環唑防治水稻稻瘟病田間防效下降并不是水稻稻瘟病病菌產生抗藥性,提高用藥技術,科學合理使用三環唑是關鍵。
秧苗移栽前將其在三環唑藥液中浸根處理,可有效預防稻瘟病的發生,且方法簡單易行,效果顯著。在第1次藥劑處理3 d后再進行1次三環唑噴霧處理,則可提高防效,延長藥劑的持效期,可使水稻通過易感病的分蘗盛期。在實際生產中,還應注意藥劑的使用時間,若病原菌附著孢已經完成黑色素化、分生孢子侵入水稻苗之后再使用三環唑,則防效下降,達不到防治病害的目的。田間風、雨和農事操作等因素都有可能造成水稻葉片傷口,當葉片有傷口時,病原菌無需完成穿透過程,可從傷口直接進入水稻體內定殖,此種情況會導致藥劑失去防效,造成損失。因此,在農事操作中要盡量避免對水稻葉片造成傷口。施用三環唑后短時間內有降雨,會導致防效下降,降雨與施藥的時間間隔越短,對防效影響越大。田間使用三環唑,選擇施藥時間需3 h內無降雨。
與其他藥劑混配是提高藥劑防效的重要方法之一。稻瘟病菌對三環唑與咪鮮胺和嘧菌酯EC50的相關系數分別為0.6373(R2=0.4061)和0.0877(R2=0.0077),差異均不顯著,說明三環唑與咪鮮胺和嘧菌酯之間均不存在交互抗藥性。
將咪鮮胺與三環唑混配,可以將防治稻瘟菌的不同作用機制結合起來,達到增效的作用。可以抑制菌絲的生長與稻瘟菌的產孢量,提高對稻瘟病的作用,抑制病斑的擴展。藥劑的防治持效期延長,內吸性與耐雨水沖刷能力增強。混劑較好的集中了三環唑與咪鮮胺單劑的優點,優勢互補,提高了藥劑防效。
雖然目前仍沒有關于大面積水稻稻瘟病對三環唑產生抗性的報道,三環唑目前作為我國防治水稻稻瘟病的主要藥劑,其抗性發展情況值得密切關注,在加強抗性監測的同時,科學合理使用該藥劑也是十分重要的。