CN107535509A

CN107535509A - 一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物及其用途

Info

Publication number: CN107535509A
Application number: CN201710897559.2A
Authority: CN
Inventors: 龚双军; 杨立军; 薛敏峰; 向礼波; 史文琦; 曾凡松; 张学江; 汪华; 喻大昭
Original assignee: Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer of Hubei Academy of Agricultural Science
Current assignee: Institute of Plant Protection and Soil Fertilizer of Hubei Academy of Agricultural Science
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2018-01-05

Abstract

本发明公开了一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物及用途，属于农药技术领域。本发明的农药组合物由四霉素、叶菌唑组成，该组合物可显著提高防治赤霉病的效果，还能显著降低谷物中DON毒素的污染水平。四霉素与叶菌唑复配，不仅延缓小麦病原真菌抗药性的发展、延长四霉素的持效期，且兼治麦类白粉病、锈病和纹枯病，减少农药使用次数，大幅度降低化学农药的使用剂量，对环境友好。

Description

一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物及其用途

技术领域

本发明属于农药技术领域，更具体地涉及一种农药组合物及在防治麦类赤霉病中的用途。

背景技术

小麦是世界上最重要的谷类栽培作物之一，也是中国的主要粮食作物之一。谷类作物常常面临赤霉病、白粉病、纹枯病、锈病和叶枯病等真菌病害的威胁。在世界谷类种植区均会发生这些病害，严重影响谷类农产品的产量和品质，尤其是由镰刀菌引起的麦类赤霉病不仅能够造成毁灭性的产量损失，而且在感染的谷粒中还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Trichothecenes，DON)和玉米赤霉烯酮(Zearalenon)等毒素，严重危害人和动物的健康。

近一个世纪以来，人们开展了大量用于麦类真菌病害的杀菌剂研发工作，先后开发出无机杀菌剂、有机硫杀菌剂和芳烃类等保护性杀菌剂，特别是20世纪60年代以后开发出的苯并咪唑类杀菌剂、麦角甾醇生物合成抑制剂、细胞色素b抑制剂和琥珀酸脱氢酶抑制剂等选择性杀菌剂，使许多麦类作物重要病害的流行危害得到有效控制，如谷类作物黑穗病、白粉病、锈病、叶枯病、眼斑病等。然而，由于镰刀菌(Fusarium spp.)产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素具有致病因子的功能，增加对多种杀菌剂的耐药性作用，以致绝大多数杀菌剂对麦类赤霉病的防治效果并不十分理想。因此，如何有效控制谷类作物赤霉病，是当今保障粮食安全和食品安全的重大社会需求。

随着长期大量使用这些作用机理单一的选择性杀菌剂，自然界的病原真菌群体中出现了抗药性，使用效果逐年下降。已发现中国江苏、安徽地区对多菌灵等苯并咪唑类杀菌剂产生抗药性的镰刀菌已经形成优势群体，常用的多菌灵、硫菌灵等苯并咪唑类杀菌剂基本丧失了对麦类赤霉病的防治价值。同时还因为抗药性病菌产生DON毒素的能力是敏感菌株的5倍以上，日益加重了中国麦类赤霉病的危害和食品安全的风险。农民为了减少产量损失，往往加倍使用多菌灵等杀菌剂，进一步加剧了抗药性、农药残留、环境污染和食品安全问题。

四霉素(梧宁霉素)为不吸水链霉菌梧州亚种的发酵代谢产物，它包括A1，A2，B和C四个组分，其中A1和A2为大环内脂类的四烯抗生素；B为嘧啶核甘酸类抗生素；C为含氮杂环芳香族抗生素。它对谷物、果树、蔬菜等作物上的多种植物病害均具有保护和治疗活性，尤其对灰霉病(番茄、黄瓜、辣椒等作物)、白粉病(麦类、瓜类、果树等)、黑星病(苹果、梨等)等真菌病害具有很好的防治效果。

叶菌唑(Metconazole，CAS号125116-23-6)是20世纪90年代开发的一种三唑类杀菌剂，作用机制是抑制麦角甾醇生物合成中C-14脱甲基化酶细胞色素P450_14DM，导致麦角甾醇明显减少并引起2,4-亚甲基二羟基羊毛甾醇的积累，使菌体细胞膜功能受到破坏而发挥作用，具有保护、治疗和铲除作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对麦类赤霉病有增效减量作用的由四霉素、叶菌唑组成的农药组合物，且该组合物可显著降低麦类作物DON毒素污染水平。

发明人经过大量实验和不懈努力，获得了一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物，该组合物由四霉素与叶菌唑按照重量比1～40:40～1组成的。

优选地，如上所述的一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物，所述的农药组合物由四霉素与叶菌唑按照重量比1～20:20～1组成的。

优选地，如上所述的一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物，所述的农药组合物由四霉素与叶菌唑按照重量比1～10:10～1组成的。

本发明还涉及一种用于防治麦类赤霉病的农用杀菌剂，该农用杀菌剂含有以重量计0.1-90.0％所述的农药组合物，余量为在农药中可接受的载体和/或助剂。

优选地，如上所述的种用于防治麦类赤霉病的农用杀菌剂，该农用杀菌剂可加工为可湿性粉剂、悬浮剂、微乳剂、水分散粒剂中的任一种。

优选地，如上所述的种用于防治麦类赤霉病的农用杀菌剂，所述的载体为水、高岭土、硅藻土、凹凸棒土或轻质碳酸钙中的一种或几种。

优选地，如上所述的种用于防治麦类赤霉病的农用杀菌剂，所述的助剂为乙醇、甲醇、乙二醇、丙二醇、NNO-1、NNO-7、黄原胶、聚乙二醇、甘油、拉开粉、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、硫酸铵、烷基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、苯乙基酚甲醛树酯聚氧乙基醚、烷基酚聚氧乙烯基醚磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯、磺酸聚甲醛缩合物、N-甲基吡咯烷酮、烷基苯磺酸钙、丁基萘磺酸钠、苯甲酸、木质素磺酸钠、羧甲基纤维素、硅酮类化合物、硅酸镁铝或聚乙烯醇中的一种或几种。

本发明还涉及一种用于防治麦类赤霉病的农用杀菌剂的应用，该杀菌剂可防治小麦赤霉病。

与现有技术相比，本发明的优点为：

1、本发明人在开展了四霉素抑制镰刀菌致病因子DON合成及其与其他各种杀菌剂的混合物在田间防治麦类赤霉病的增效配方筛选，创造性地发现四霉素与叶菌唑组合物防治麦类作物赤霉病具有显著增效、降低DON毒素污染和大幅度减少叶菌唑用量的有益效果。

2、该生物-化学复配杀菌剂能够降低病原菌对化学药剂的抗药性风险水平，有利于病原菌敏感度的保持，同时能延缓病菌对配方中单剂出现抗药性。

3、配杀菌剂属于复配农药，具有相容性，提高了杀菌活性，减少了单一杀菌剂的用药剂量，节省了农药使用成本。

4、该配方的杀菌效果显著，能有效防治小麦赤霉病，并兼治小麦白粉病、小麦锈病和小麦纹枯病，治理病原菌对多菌灵的抗药性，减少了病害对农作物生产造成的为害，提高了农产品的产量和品质。

具体实施方式

为能清楚说明本发明方案的技术特点，下面结合具体实施例，对本发明进行阐述。但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

发明人对于四霉素与叶菌唑的复配组合进行了大量的试验，具体实验如下：

试验1、室内活性测定

以对多菌灵敏感(菌株11)和抗药性(菌株506)的小麦赤霉病菌为试验靶标，室内测定四霉素和叶菌唑不同比例的组合物对靶标的毒力和互作增效系数。其方法采用95％叶菌唑原药用甲醇溶解成1000μg/mL母液，四霉素的原药用水稀释1000μg/mL母液，均在4℃保存备用。将四霉素与叶菌唑按有效含量分别配制成1:40、1:20、1:10、1:5、1:1、5:1、10:1、20:1、40:1混剂的系列试液，然后混入培养基质(PDA)，测定对小麦赤霉病多菌灵敏感(菌株11)及抗性(菌株506)菌株菌丝生长的抑制活性，计算EC₅₀值和增效系数,采用DPS数据处理系统，计算出回归方程和EC₅₀值。按Wadley法，计算增效系数(SR)，根据增效系数(SR)评价药剂混用的联合作用类型，即SR＜0.5为拮抗作用，0.5≤SR≤1.5为相加作用，SR＞1.5为增效作用。结果见表1、表2。

菌丝生长平均抑制率＝[(对照菌落直径均值-处理菌落直径均值)/(对照菌落直径均值-接种菌饼直径)]×100％

SR＝EC₅₀(Eth)/EC₅₀(ob)，EC₅₀(Eth)＝(a+b)/[(a/EC₅₀A)+(b/EC₅₀B)]

其中，A、B分别为杀菌剂单剂，a、b为相应单剂在混剂中的比例，EC₅₀(Eth)为混剂EC₅₀理论值，EC₅₀(Eob)为混剂EC₅₀实测值。

根据表1和表2结果可以看出，当四霉素和叶菌唑的配比为1～40:40～1时，对多菌灵敏感及抗性的小麦赤霉病菌的EC₅₀为0.0225～0.2185μg/ml，增效系数为1.61～3.75，均达到了增效的效果。

表1四霉素·叶菌唑室内配方筛选结果(抗性菌株506)

药剂	回归方程	相关系数	EC50	增效系数
					四霉素(A)	y＝1.6211x+5.4013	R²＝0.9115	0.11
叶菌唑(B)	y＝0.7472x+5.8000	R²＝0.948	0.085
					A:B(1:40)	y＝0.7186x+5.9116	R²＝0.9583	0.054	1.58
A:B(1:20)	y＝0.8542x+5.935	R²＝0.9854	0.049	1.74
					A:B(1:10)	y＝1.0007x+6.3403	R²＝0.9607	0.046	1.89
A:B(1:5)	y＝0.9264x+6.2100	R²＝0.9763	0.049	1.79
					A:B(1:1)	y＝1.0079x+6.2831	R²＝0.9955	0.053	1.80
A:B(5:1)	y＝1.1158x+5.6259	R²＝0.9957	0.027	3.88
					A:B(10:1)	y＝0.7374x+5.9639	R²＝0.9169	0.049	2.17
A:B(20:1)	y＝1.0702x+5.395	R²＝0.7903	0.043	2.52
					A:B(40:1)	y＝0.8034x+5.9711	R²＝0.8838	0.062	1.77

表2四霉素·叶菌唑室内配方筛选结果(敏感菌株11)

试验2四霉素对镰刀菌毒素生物合成能力的抑制活性

本发明人选用毒素合成能力(单位菌量合成DON重量，μgDON/g干重菌丝)较强的亚洲镰刀菌Fusarium asiaticum作为进一步研究毒素合成的材料。将引起麦类赤霉病的亚洲镰刀菌菌株506接种于灭菌的3％绿豆汤中，在温度25℃和12/24小时散射光下摇培10天，离心收集分生孢子。将分生孢子按照最终为10⁶/mL接种于含四霉素不同剂量的马铃薯蔗糖(PS)培养液中，在温度25℃和12/24小时散射光下摇培，在7和14天后，过滤培养物，分别检测培养液中的毒素含量和测量菌丝干重，分析毒素合成能力(单位重菌丝产生的毒素量)。毒素测定方法：培养滤液分别用与培养滤液等体积的乙酸乙酯萃取2次，合并萃取液，减压蒸馏干燥，再用1mL乙腈溶解，转移到新离心管中，再蒸馏干燥，在温度-20℃下保存待测。检测时加入100LTMS衍生化试剂(TMSI：TMCS＝100：1)，混匀10min后加入1mL超纯水，震荡分层，吸取上清液加到GC进样瓶，用装有电子捕获监测器的气相色谱(GC-ECD)进行毒素含量检测。以Sigma的DON试剂为标样，建立标准曲线，计算培养液中的DON含量，其中包括DON、3ADON和15ADON。同时将滤出菌丝在温度80℃下烘至恒重，称量菌丝干重。此外，摇培7天时取菌丝检测毒素合成关键基因Tri5的表达水平，结果见表3-5。

从表3的实验结果可以发现，赤霉病菌的菌丝生长量随着培养时间延长而增加，但在含有不同剂量四霉素处理的培养基中摇培，四霉素对液体培养的赤霉病菌的生长也有显著抑制作用，与在PDA平板上的线性生长速率测定结果一致。

从表4和表5列出的实验结果可以发现，我们发现单位菌丝重量合成DON毒素的量(μg DON/g干重菌丝)则随四霉素处理剂量增加而显著减少。1.2μg/ml的四霉素7天和14天时对DON生物合成抑制率分别达到75.99％和75.95％。而且四霉素对DON合成的抑制作用随培养时间延长而下降，尤其是低浓度处理下降幅度更大。说明四霉素随着试验时间的延长可能发生降解，从而降低了对毒素生物合成的抑制作用。

表3四霉素抑制镰刀菌DON毒素合成能力的作用

表4四霉素抑制镰刀菌DON毒素合成能力的作用

表5四霉素对镰刀菌DON合成基因Tri5基因表达的影响

试验3叶菌唑对镰刀菌毒素生物合成能力的抑制活性

叶菌唑处理能够破坏赤霉病菌的细胞膜透性，抑制菌丝生长。叶菌唑与四霉素组合物处理时，能够增加病菌对四霉素的吸收利用。在实施例2测定四霉素抑制镰刀菌DON毒素生物合成的同时，测定了四霉素在存在0.1μg/mL叶菌唑的情况下，培养7天和14天时对Fusarium asiaticum的DON毒素生物合成能力的抑制作用，分析叶菌唑对四霉素抑制DON毒素生物合成的增效作用。DON检测方法与实施例2相同，结果见表6。

从表6结果可以看出，0.1μg/ml叶菌唑处理7天和14天时对镰刀菌毒素的生物合成能力与空白对照的毒素合成能力没有显著的抑制作用，说明叶菌唑只有菌丝生长抑制活性，没有毒素合成能力的抑制作用。但四霉素各处理浓度在0.1μg/ml叶菌唑存在时，对DON毒素生物合成能力的抑制作用大幅度提高。而且随着培养时间延长，四霉素对毒素合成能力的抑制作用下降速度显著低于没有叶菌唑的对照处理，尤其对低浓度四霉素处理的增效及延长作用时间更加明显。基于同时实验的表6结果，计算存在叶菌唑0.1μg/mL剂量情况下，对四霉素处理7天和14天时抑制镰刀菌毒素生物合成的增效作用，结果列于表6中。这些结果说明：(1)四霉素具有强烈降低镰刀菌DON毒素生物合成能力的作用，叶菌唑则没有这种作用；(2)叶菌唑对四霉素抑制镰刀菌毒素生物合成具有明显的增效作用，并随四霉素处理剂量降低，增效作用增强；(3)叶菌唑能够延长四霉素对镰刀菌毒素合成的抑制作用时间，增效作用随处理时间延长而增强。

表6 0.1g/mL叶菌唑对四霉素抑制小麦赤霉病菌DON毒素合成的增效作用

增效系数计算方法：在0.1μg/ml叶菌唑存在下，四霉素对毒素合成的抑制除以四霉素单独处理相应剂量的毒素合成抑制率(表4)，乘以100。

试验4.四霉素与叶菌唑农用杀菌剂悬浮剂防治小麦赤霉病的增效作用及降低毒素作用

按照四霉素与叶菌唑的重量比1:40、1:20、1:3、1:2、1:1.5、2:1、50:3、5:1、20:1和40:1，分别制备含量以重量计20％(1:40、1:20、1:3、1:2、1:1.5、1:1、2:1、5:1、5:1.5)和40％(10:1、20:3、50:3、50:2.5、50:1.5、40:1)的农用杀菌剂悬浮剂实验用样品。样品制备方法是叶菌唑和四霉素原药按照重量比混合后，加入含以重量计5％乙二醇和丙二醇混合溶剂(体积比1:1)、2％甘油、1.0％NNO-1分散剂、3％十二烷基硫酸钠、0.3％有机硅消泡剂和少量水的溶液中，最后用水补充至100％，经砂磨机粉碎至90％的药剂颗粒直径≦5μm。设计每亩使用四霉素和叶菌唑组合物的不同剂量，同时根据使用混剂中的单剂用量设计了相应的单剂处理。

试验地安排在小麦赤霉病菌对多菌灵已经产生抗药性的安徽宿州农科院试验农场。小麦品种分别为皖麦48号。2014年11月播种，田间管理按常规进行，未使用其他农药。2015年5月2日即小麦扬花初期采用农稼乐16L背负式电动喷雾器进行第一次施药，根据天气预报5月9日(灌浆初期)进行第二次施药。各小区面积为50平方米，4个重复，用水量为50Kg/亩，空白对照不施药。2015年5月26日进行病情调查，防治效果见表7。按照农业部有关杀菌剂田间药效试验准则行业标准规定的相应方法，在乳熟期调查小麦赤霉病、白粉病和条锈病发生情况，计算病情指数、防治效果和上述Abbott(1925)方法计算对赤霉病防治的增效作用。

毒素测定方法：在蜡熟期各处理5点取样200麦穗，室内脱粒，烘干后随机取样30克麦粒粉碎。按Goswami和Kistler方法，取5克面粉置于离心管中，加入20mL的乙腈：水(84:16)提取液，涡旋机混匀后摇床上震荡24小时，5000rpm离心10min,取上清2mL于Eppendorf离心管中N气吹干-20℃保藏。检测时加入100LTMS衍生化试剂(TMSI：TMCS＝100：1),混匀10min后加入1mL超纯水，震荡分层后吸取上清液加到GC进样瓶，用装有电子捕获监测器的气相色谱(GC-ECD)进行毒素含量检测。结果见表7。

表7：四霉素与叶菌唑农用杀菌剂悬浮剂防治小麦赤霉病的增效作用及减少DON毒素污染的作用

本发明防治麦类赤霉病的组合物增效作用配比的田间筛选及试验结果表明，四霉素与叶菌唑组合物在小麦扬花初期至灌浆期喷施，在每亩使用四霉素有效成分0.5～100g和叶菌唑有效成分1～20g的混剂时，不仅均对赤霉病的防治具有显著增效作用(增效系数大于120)。而且四霉素与叶菌唑组合物应用后，对降低谷物的DON污染水平具有显著增效作用，可以减少DON含量85％以上，将毒素污染水平控制在1mg DON/kg谷物以下的安全水平。同时对感染麦粒的病菌定量分析结果也再次表明，四霉素具有抑制菌体毒素合成能力，而叶菌唑则没有这种作用。多菌灵单独处理虽然对赤霉病有67.5％的防效，但谷物毒素污染水平仍有5.67mg/kg谷物，比空白对照仅下降55％。

此外，四霉素与叶菌唑组合物悬浮剂防治小麦赤霉病每亩用四霉素0.5～100克有效成分、叶菌唑每亩用3～15克有效成分不仅对小麦赤霉病、白粉病和锈病具有极好的防治效果，远好于常用多菌灵(经检测试验地病原菌群体中对多菌灵表现抗药性的病菌占42.7％)，而且对包括抗药性赤霉病菌引起的赤霉病具有极其显著的增效防治作用。

试验5：20％本发明农用杀菌剂可湿性粉剂防治小麦病害的效果

试验时间与地点：2014年4月，湖北襄阳农科院实验田(襄阳)，试验安排在实例4的相同田块。试验材料：小麦；品种：襄麦25。

试验方法：按照叶菌唑与四霉素原药重量比1:1混合后，加入以重量计10％高岭土载体、2％木质素磺酸钠助剂、2％羧甲基纤维素、1％烷基酚聚氧乙烯基醚磷酸酯与2％聚乙烯醇，最后添加轻质碳酸钙载体补充至100％，经砂磨机粉碎和过300目筛。制备含量以重量计20％农用杀菌剂可湿性粉剂实验用样品。每亩分别使用四霉素和叶菌唑有效成分量20、15、6克农用杀菌剂可湿性粉剂。在襄麦25小麦扬花初期对水喷施，间隔5天喷施第二次药，每亩喷水量45公斤。按照相同有效成分量，使用含量以重量计20％单剂可湿性粉剂(制备方法同上)为对照，和使用清水为对照，设60克/亩50％多酮可湿性粉剂为对照药剂。各处理重复3次，每小区面积50平方米。按照杀菌剂田间药效试验准则规定的相应方法，在乳熟期调查小麦赤霉病、白粉病和锈病发生情况，计算病情指数和和防治效果。试验结果列于表8中。

表8 20％本发明农用杀菌剂可湿性粉剂防治小麦病害的效果

上述试验结果表明，四霉素与叶菌唑组合物防治赤霉病的增效作用及增产作用显著。这种作用与使用剂量有关，而与加工制剂的含量及助剂没有显著性关系。

试验6：30％四霉素与叶菌唑农用杀菌剂水分散粒剂防治小麦病害及降低毒素污染的效果

试验时间与地点：2015年4月，湖北省农科院实验田(武汉)，试验材料：小麦，品种：郑麦9023。

试验方法：按照四霉素与叶菌唑重量比5:1加工得到含量30％的农用杀菌剂水分散粒剂。其加工方法如下：量取39.1重量份15％四霉素(有效成分25份)、5.2重量份96.2％叶菌唑原药(有效成分5份)、30重量份硫酸铵、17.2重量份轻质碳酸钙、2.5份烷基酚聚氧乙烯醚、2.5份十二烷基苯磺酸钠与3.5份脂肪酸聚氧乙烯酯，经常规粉碎、过筛、造粒处理得到所述的水分散粒剂。每亩用200、100、50、30克农用杀菌剂制剂，在小麦扬花初期对水喷施，间隔5天喷施第二次药，每亩喷水量50公斤。按照100克/亩使用含量以重量计20％本发明农用杀菌单剂可湿性粉剂(制备方法同上，只是使用单剂)为对照，和使用清水为对照，各处理重复3次，每小区面积50平方米。按照杀菌剂田间药效试验准则规定的相应方法，在乳熟期调查小麦赤霉病、白粉病和锈病病发生情况，计算病情指数和和防治效果。试验结果列于表9中。

表9 30％四霉素与叶菌唑农用杀菌剂水分散粒剂防治小麦病害的效果

表9的田间应用效果表明，每亩按5份四霉素和1份叶菌唑的农用杀菌剂水分散粒剂喷施18～120克有效成分，对小麦赤霉病、白粉病和锈病均有良好防治效果，尤其在每亩喷施组合物有效成分18～60克时，性价比最好。

Claims

1.一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物，其特征在于：该组合物由四霉素与叶菌唑组成。

2.如权利要求1所述的一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物，其特征在于：四霉素与叶菌唑的重量比是1～40:40～1。

3.如权利要求1所述的一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物，其特征在于：四霉素和叶菌唑的重量比为1～20:20～1。。

4.如权利要求1所述的一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物，其特征在于：四霉素和叶菌唑的重量比为1～10:10～1。

5.一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物的用途，其特征在于：使用该农药组合物制备的农用杀菌剂可用于防治麦类赤霉病和降低谷物DON毒素污染水平。

6.如权利要求5所述的一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物的用途，其特征在于：所述的农用杀菌剂含有以重量计0.1～90.0％的农药组合物与余量为在农药中可接受的载体和/或助剂组成。

7.如权利要求5所述的一种用于防治麦类赤霉病的农药组合物的用途，其特征在于：所述的农用杀菌剂可制备成可湿性粉剂、悬浮剂、微乳剂、水分散粒剂中的任一种。