草坪疾病一直是草坪总监的“心腹之患”,除了使用药剂,似乎别的方法很难凑效,但是施药也需要讲究时机。温度也是影响药剂效力的重要因素之一,对于杀真菌剂而言,更是如此。草坪疾病,如果杀真菌剂失败了,别着急,还有温度!
对于大多数草坪总监来讲,真菌疾病是球场上的“心头大患”。虽然时常喷施杀真菌剂,有些草坪疾病,比如币斑病和炭疽病仍是球场上的常客,尤其是在高温潮湿时期更是肆虐无度。美国普度大学的里克·拉丁博士已经确定了草坪系统中会影响杀真菌剂效力的三种主要因素。第一个因素就是疾病胁迫,其中包含了若干个与病原体侵袭性、病原体种菌数量以及宿主敏感性相关的因素。第二个因素是杀真菌剂沉积量,这与杀真菌剂喷施作业本身相关,包括喷施频率、在喷施强度和覆盖面相关。第三个因素是杀真菌剂损耗和保护,迄今为止,这一因素很难量化,并且在进行杀真菌剂失败调查中,很少受到草坪总监、技术代表以及诊断专家的关注。
温度是草坪疾病萌发的关键性环境因素。但是,温度不仅会影响病原体活动和宿主,也会影响喷施到草坪上的杀真菌剂药效持久性。在其影响杀真菌剂损耗的6个过程中,4个——蒸发、植物吸收、生物降解以及非生物降解——都会直接或者间接受到温度的影响。来自草坪系统和非草坪系统的研究展现出了矛盾的结果,两者展现出的温度对杀真菌剂药效持久性的影响呈现出矛盾的结果。在农业土壤和土豆叶片上,百菌清、三唑酮以及扑海因在高温下药力消耗会加剧。与此相反,另一个研究表明,在花生、西红柿和匍匐剪股颖上,其药力降解消耗过程并不受或者很少受温度的影响。
这些矛盾的报告导致了确定造成杀真菌剂消耗的“元凶”更加困难,也难以让人们确定消耗是否会受到温度影响。在生长季,最常用的杀真菌剂再喷施方略是以杀真菌剂产品厂家给出的产品标签推荐为准,其周期约为7—28天。不过,产品标签上的推荐并不会根据各地的温度条件不同而给出具体的推荐。在不同温度条件下,杀真菌剂的消耗速度不同,这也解释了为什么缩短再喷施间隔或者增加施用量是在高温潮湿条件下有效管理草坪疾病的有效方法。相反,如果在低温下杀真菌剂消耗减少,那就需要延长再施用间隔,而不是一味遵守产品标签上的推荐方案。
本项实验的主要目标是量化杀真菌剂百菌清和扑海因在50华氏度(10摄氏度),68华氏度(20摄氏度)以及86华氏度(30摄氏度)的条件下,在施用4—5周后每周的表现。假定每种药品在在高温下消耗会更多。
我们在美国威斯康星州麦迪逊市的O.J. Noer草坪研究所选择了一块匍匐剪股颖草坪,其高度为0.5英寸(约1.3厘米)。四种施用的杀真菌剂为非治疗控制、扑海因(Chipco 26GT, Bayer)、百菌清(Daconil WeatherStik,Syngenta)以及一种混合型杀真菌剂。三种温度分别为50华氏度、68华氏度以及86华氏度。实验设计为4种复制随机完全区组;杀真菌剂分别在2010年6月22日、2011年6月14日以及2011年8月2日施用。百菌清的施用量为5.5液盎司/1000平方英尺(1.59毫升/平方米)、扑海因的施用量为4.0液盎司/1000平方英尺(1.27毫升/平方米)。所有杀真菌剂都施用2.0加仑水/1000平方英尺(981.49毫升/平方米),喷嘴压力为40每秒,施用co2加压喷管式喷雾器。
在喷施约1小时后,实验员从3-foot*10-foot的区域采集了直径2英寸(5厘米)的样本。这些来自不同区域的相同数量的样本随后被放在威斯康星-麦迪逊大学的三个不同的生长室内(50华氏度、68华氏度和86华氏度)。每个生长室内的温度都保持恒定不变,每个样本的根带都保持在0.5英寸(1.7厘米)深的水中以保证植株的存活。每个样本都被分别保存在独立的生长室内,采集时间为施药后0、7、14或者21天。
2010年实验中,由于大量扑海因残留物存在于施用药剂21天后的样本中,2011年,实验人员新增了施药后28天和35天的样本。2010和2011年实验人员对百菌清杀真菌剂0、7、14、21和28天的样本进行了分析。在2011年实验的每一个日期分析中,两个新增加的样本分别来自施用扑海因和百菌清的试验田。这些样本随后在实验室里进行了分析,对比生长室条件和田野条件下杀真菌剂的消耗。
实验使用了采购自Horiba 的SmartAssay 酶联免疫试剂盒来分析扑海因和百菌清的浓度。该试剂盒是用于检测流向市场中的新鲜农产品中杀真菌剂的含量,在实验中,我们用来检测高尔夫球场草坪。利用数学公式最终得出的结果是DT50,这表示从开始施用后50天,杀真菌剂会降为50%。
在三个实验中,温度对扑海因药效持久力都产生了影响(Figure 1)。2010年扑海因DT50在不同温度条件下的天数分别为:50华氏度下8.98天、68华氏度下6.73天、86华氏度下2.53天(如Table 1)。这些结果表明,在50华氏度的条件下扑海因从最初喷施到消耗为50%最多只需要9天,在68华氏度下扑海因从最初喷施到消耗为50%需要将近7天,在86华氏度下从最初喷施到消耗为50%仅需要2.5天。换言之,2010年的实验中,扑海因在86华氏度下比50华氏度下的消耗速度快3.5倍。DT50值在2011年的实验数据中变化多端,但是在50华氏度时保持最高,在86华氏度下保持最低(如Table 1)。基于温度影响的实验数据对于扑海因应用于草坪疾病管理有着重大的意义。根据产品标签,扑海因每14—21天就应该再次施用。虽然再施用是基于田野实验,但是在不同的环境条件在,这样的推荐并不总是凑效。扑海因在86华氏度下的消耗和在50华氏度下的消耗显然不同,减弱的药效很可能让植株暴露在病原体的侵袭下。相反,在低温下扑海因的药效更加持久,其施用间隔可以比标签上的推荐时间更长,可以避免不必要的额外施用,为草坪总监节省经济成本。
温度也会影响草坪叶片上百菌清的药效持久性,但是百菌清的影响并没有扑海因那么明显(如Figure2)。百菌清的DT50值在50华氏度中处于最高点,比68华氏度和86华氏度中更高一些,但是在2011年的实验中,百菌清的DT50值处于最低点(如Table1)。虽然温度对百菌清的影响并不如扑海因那么持久,但是其对草坪疾病管理同样具有重大意义。根据产品标签,百菌清的再施用周期为7—14天。根据实验数据,暴露于86华氏度中的14和21天样本百菌清浓度为暴露于50华氏度的样本的一半。在扑海因的案例中一样,这意味着高温会增加草坪爆发疾病的潜在危险。另一方面,低温会造成其再施用周期比标签上推荐的时间更长。
虽然人们已经观察到了杀真菌剂的消耗差异,但是造成消耗的具体机制仍未露出真面目。扑海因是局部渗入性杀真菌剂,因此会被叶片吸收。施用在叶面上的杀真菌剂会在7天内被叶片吸收,但是,仍会有50%的杀真菌剂会残留在叶面上。
在高温下植株代谢活动增加可能是扑海因加速降解的可能性因素。即使是百菌清,接触性杀真菌剂也会残留在叶片表面,诱发植株解毒作用。虽然还是未知,但是植株解毒作用在百菌清新陈代谢中所扮演的角色是不言而喻的。
草坪疾病管理是一个复杂的课题,由多方面因素制约,其中包括宿主抵抗力、病原体毒性、环境条件和杀真菌剂效力。草坪叶片上杀真菌剂的活动和持久性是草坪疾病管理的关键组成部分,但是这部分知识还未得到充分挖掘。很明显温度在草坪疾病管理中不仅扮演了重要角色,也影响了宿主抵抗力和病原体毒性。如果草坪总监不顾环境条件,仅仅依靠药品标签来进行杀真菌剂施用作业,其施用时机和效力就会大打折扣。如果掌握温度的影响,草坪总监可以更好的把握高温和低温条件下的施用周期,从而达到更加高效的草坪疾病管理项。
保罗•L•寇驰是威斯康星-麦迪逊大学植物病理学系助理教授;詹姆斯.P.肯斯是北卡罗来纳州立大学植物病理学助理教授。
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