遼寧果樹根圍土壤線蟲的多樣性研究

摘要：對遼寧沈陽、海城和旅順3個地區4種果樹根圍土壤進行線蟲種群多樣性的研究，共鑒定出土壤線蟲16科26個屬，其中食細菌線蟲營養類群為根圍土壤中的優勢類群，相對豐度均超過50％，植物寄生線蟲類群次之。食真菌線蟲類群數量較少，雜食一捕食性線蟲類群數量最少。不同果樹根圍土壤中的線蟲優勢屬各不相同。調查的果園在0～60cm土層都有土壤線蟲的分布，但主要以20～30cm土層的土壤線蟲總量為最多。土壤線蟲的消長動態與果樹根系的生長發育活動一致，在每年8—9月份果實膨大期線蟲的繁殖數量達到最大。對不同果樹根圍線蟲的生態指數分析表明，在樹齡較小的果樹根圍，線蟲群落的多樣性指數和均勻度指數均高于樹齡較高的果樹，而優勢度指數正相反；同時在樹齡較小的果樹根圍鑒定到短體線蟲屬和矮化線蟲屬等植物病原線蟲，而高齡樹則無，說明植物線蟲更易于侵襲幼齡果樹，樹齡較小的果樹能夠為比較多的線蟲種類的繁殖提供營養。

關鍵詞：果樹；土壤線蟲；營養類群；生物多樣性

中圖分類號：S66

文獻標識碼：A

文章編號：1009-9980(2010)03-4lO-06

在果樹及苗木的栽培生產中，根圍線蟲的危害能夠引起植物的生長衰弱和發育不良，是影響果樹生長的重要原因之一。如南京毛刺線蟲(TrichodorusnanjingensisChen)是蘋果樹粗短根病的主要病原。大多數果樹都受到一種或一種以上病原線蟲的危害。我國報道對果園造成經濟危害的種類包括根結線蟲屬(Meloidogyne)、短體線蟲屬(Praty-lenchus)、盤旋線蟲屬(Rotylenchulus)和半穿刺線蟲屬(Tylenchulus)。果樹根際土壤中存在的線蟲種類較多，其種類和數量根據樹種、土層深度及土壤環境的不同而變化。如郭文英等發現在天津靜海縣梨樹根圍土中的索雷劍線蟲(Xiphinema thornei)發生頻率最高，為優勢種群；鄧大林等研究表明四川梨樹寄生線蟲優勢種為矮化線蟲屬(Tylenchorynchus)、短體線蟲屬及長針線蟲屬(Longidorus)；趙立榮等記述了昆明地區梨樹根際的4種毛刺科線蟲。

遼寧省是我國大果產區的北界。果樹根圍線蟲的生物多樣性研究還未見報道，因此，本研究針對遼寧省主栽果樹南果梨、蘋果等4種果樹根圍線蟲進行定期采樣鑒定和多樣性指數分析，旨在摸清果樹根圍線蟲種群數量和分布情況，為進一步研究線蟲對果樹生產的危害及果樹線蟲病害的控制提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 調查區自然概況

沈陽農業大學南果梨(Pyrus ussuriensis)園和紅富士蘋果(Malus pumila)同(123°37′48″E，40°51′35″N)，屬溫帶半濕潤大陸性氣候，全年氣溫在29-36℃，平均氣溫8.3℃，全年降水量550-950mm，全年無霜期150-170d。受季風影響，降水集中，溫差較大，四季分明。南果梨樹種植年限為50a，果園土壤以壤土為主，土壤深層偏黏質；8a生紅富士蘋果樹生長于土層深厚、土質疏松、排水良好的壤土中。

海城市英不落村南果梨產區(122°18′E，40°29′N)，屬低山丘陵氣候區，海拔100-500m。最熱月為7月，月平均氣溫24.6℃；最冷月為1月，月平均氣溫-11.2℃，熱量不足，無霜期為158d，降水量偏高，全年降水700-750mm。海城南果梨樹生長年限為25a，栽植于砂質壤土中，土壤質地以砂為主，透氣狀況好，保水力較差，不耐干旱。

大連市旅順口區雪花梨(Pyrus bretschneideri)園和紅燈櫻桃(Prunus cwium)園(121°8′44″E，38°50′8″N)，地處遼東半島最南端，三面環海，具有北溫帶季風氣候特征。年平均溫度10.3℃，年極端最低溫度為-19℃。年降雨量580mm左右，無霜期為183d。四季分明，冬夏長、春秋短。8a生雪花梨樹和6a生紅燈櫻桃樹均栽植于土層深厚、土質疏松、通氣良好的壤土中。

1.2 方法

1.2.1 取樣 選取沈陽農業大學的南果梨園和蘋果園、海城市英不落村的南果梨園、大連市旅順口區的雪花梨樹園和櫻桃園為試驗樣地。其中蘋果園樣地設置為8×8株樹，其余果樹樣地均設為10×10株。在果樹4個不同生長期(萌芽期、開花期、結果期和落葉期)，按大5點取樣法，每株樹分4個方向取土，依土壤深度劃分為6個不同的層次(0～10cm，10～20cm，20～30cm，30～40cm，40～50cm，50～60cm)，同株樹同一層取樣土混合，作為一份土樣。

1.2.2 線蟲分離 用天平準確稱取土樣200g，采用淘洗過篩一蔗糖梯度密度離心法進行線蟲分離。

1.2.3 線蟲殺死固定 將分離得到的線蟲饑餓后置于60℃水浴鍋中10min殺死后，采用TAF固定液固定置于青霉素瓶中備用。

1.2.4 線蟲鑒定 在光學顯微鏡和體視解剖鏡下，參考相關線蟲分類資料對線蟲進行屬種水平的鑒定。

1.2.5 線蟲計數 將分離到的線蟲液稀釋至100mL以后，朋帶刻度的滴管每次吸取5mL于表面皿中，在體視解剖鏡下觀察并統計線蟲總數，根據土壤含水量折算出每100g干土中所包含的土壤線蟲條數。土壤含水量的測定方法是將采集的土樣置于80℃烘箱內烘干12h來測定土壤的含水量。

1.3 線蟲群落結構的劃分

根據線蟲的取食習性和食道特征，將土壤線蟲群落劃分為4個常見營養類群：食細菌線蟲(bacte-rial feeder，BF)、食真菌線蟲(fungi feeder，FF)、植物寄生線蟲(plant parasitic feeder，PP)和雜食一捕食性線蟲(omnivore-predators feeder，OP)。

1.4 線蟲生態指數及計算方法

根據Yeates等的方法來計算線蟲的生態指數。

豐度(Abundance)=100g干土中土壤線蟲的數量

相對豐度(Relative Abundance，RA)=豐度／線蟲總數

香農多樣性指數(Shannon-Weaver Diversity In，dex)：H′=-∑Pi lnPi；香農多樣性指數又稱物種多樣性指數。

均勻度指數(Evenness)：J′=H′／LnS。

優勢度指數(Simpson Dominaee)：λ=∑Pi2；優勢度指數也叫辛普森指數(Simpson Index)。

自由生活線蟲成熟度指數(Free Live NematodeMaturity Index)MI=∑v(i)×f(i)；

植物寄生線蟲成熟度指數(Plant Parasites Ma-turity Index)PPI=∑v(i)×f′，(i)。

其中N：鑒定的線蟲個體數目：S：鑒定分類單元的數目；Pi為第i個分類單元中個體所占的比例：(i)是自南生活線蟲科／屬在線蟲種群中所占的比重；f′(i)是植物寄生線蟲科／屬在線蟲種群中所占的比重；v(i)為在生態演替中根據土壤線蟲群落組成屬于k一選擇和r-選擇的科屬線蟲分別賦予cp值。

2 結果與分析

2.1 果樹根圍土壤線蟲優勢屬種與群落結構分析

通過對4種果樹根圍土壤線蟲的分離和形態學觀察，共鑒定出線蟲16科26屬(表1)。線蟲群體數量比較龐雜，其營養類群中以食細菌線蟲為優勢類群，在各試驗地區分離的相對豐度均超過50％，植物寄生線蟲營養類群次之，食真菌線蟲類群數量較少。而雜食一捕食性線蟲類群數量最少。

針對不同生長年限、不同種類果樹而言，生長年限短的果樹更易遭受侵染的植物線蟲種類較多，如6a生的櫻桃樹根圍土壤鑒定出的線蟲種類最多，達18屬，8a生雪花梨樹根圍土壤線蟲種類次之，為17屬，并鑒定出短體線蟲屬(Pratylenchus)、矮化線蟲屬(Tvlenchorhynchus)和長針線蟲屬(三ongidorus)等可致果樹根部細胞壞死的植物寄生線蟲種類，而在25 a以上生長的果樹根圍的植物線蟲則是以致病性較弱的螺旋線蟲屬(Helicotylenchus)為優勢種類，未鑒定到致病性強的種類，而腐生線蟲種類優勢明顯，且土壤線蟲總數相對較少。總之，櫻桃樹和較年幼的梨樹更易遭受多種植物線蟲的侵染。

不同種類果樹的根圍線蟲優勢屬也各不相同，如在8a生的雪花梨樹根圍土壤中，以真頭葉線蟲屬(Eucephalobus)為優勢屬，所占分離比例達到29.46％；小桿線蟲屬(Rhabditis)和絲尾墊刃線蟲屬(Filenchus)為亞優勢屬，所占分離比例均超過11％：而25a以上生長的梨樹則是以小桿線蟲屬為優勢屬，螺旋線蟲屬和真頭葉線蟲屬為亞優勢屬(表1)。櫻桃根圍的土壤線蟲以板唇線蟲屬(Chiloplacus)為優勢屬，螺旋線蟲屬為亞優勢屬，其次小桿線蟲屬、真頭葉線蟲屬、絲尾墊刃線蟲屬和針線蟲屬(Paraty-lenchus)相對豐度也超過5％。蘋果樹根圍土壤線蟲以小桿線蟲屬為優勢屬，螺旋線蟲屬為亞優勢屬。比較而言，除食細菌線蟲作為優勢種群存在外，植物線蟲作為亞優勢種群也存在于果樹的根圍，而植物病原線蟲的種群數量則可能決定著樹勢生長的程度。

2.2 果樹根圍土壤線蟲的空間分布

對不同果樹根圍土壤線蟲的垂直分布研究顯示(圖1)：在0～60cm土層都有土壤線蟲的分布，主要以20～30cm土層處的土壤線蟲總量最多。各土層中均以櫻桃根圍土壤線蟲的數量為多，種類也最多，多數線蟲集中于10～40cm處；其次是雪花梨和蘋果樹根圍土壤線蟲數量比較接近，多數線蟲集中于20～40cm處。海城南果梨和沈陽南果梨樹根圍土壤線蟲數量都較少，其中海城南果梨的各層土壤線蟲數量均最少，這可能由于海城南果梨園土壤質地以砂為主，土壤空隙度小，含水量低，土壤中線蟲繁殖數量較少，尤其在土壤淺層0～10am的線蟲數量更少。線蟲在土壤中的分布是受水分和植物根的分泌物以及土壤質地、溫度、透氣狀況等諸多因素影響的。一般情況土壤淺層線蟲不易生存，數量較少，而20～30cm綜合土壤環境較適于線蟲的生存，因而該土層線蟲數量最多。

不同土壤層次線蟲種類也有差異，在櫻桃根圍土壤中，螺旋線蟲屬(Helicotylenchus)和小環線蟲屬(Criconemella)主要分布在0～20cm的淺層土壤中，而針線蟲屬(Paratylenchus)在30～50cm土壤中分布最多。在雪花梨樹根圍土中，絲尾墊刃線蟲屬(Fi-lenchus)多集中于10～20cm土層中。在沈陽南果梨樹根圍土中，植物寄生線蟲優勢屬螺旋線蟲屬在各土層中分布廣泛，多集中于20～50cm土層。作為土壤優勢類群的食細菌線蟲營養類群在土壤淺層更為豐富。小環線蟲屬和矮化線蟲屬(rytenchorhynchus)在40cm以下深層土壤中分布數量極少。

2.3 果樹根圍土壤線蟲的時間動態變化

對果樹不同生長發育時期的根圍土壤線蟲群體動態變化的研究顯示，在果樹的4個生長發育時期中，土壤線蟲數量變化的趨勢表現為：果樹萌芽期的根圍土壤線蟲數量最低，開花期土壤線蟲數量上升，至果實膨大期增至最高，落葉期土壤線蟲數量顯著下降，但仍高于萌芽期土壤線蟲數量，表現出果樹根圍土壤線蟲群體數量的時間動態變化與果樹根系的發育時間有一定程度的吻合，如蘋果樹和梨樹的根系在6月至7月里的生長勢最強，為全年發根最多的時期，而在這一生長期，蘋果樹根圍土壤線蟲的數量也明顯增至較高水平。櫻桃的果實發育期很短，從4月開花到6月果實成熟僅需50～60d，因此對于櫻桃園的取樣時期要早于其他果園，獲得的數據仍然是線蟲在6—7月份的繁殖數量最大，而在櫻桃萌芽期和開花期根圍土壤線蟲數量較少，可能與這2個時期(3月和4月)的土壤溫度較低有關。對果樹不同生長發育時期的線蟲種類變化研究顯示，早期食細菌線蟲營養類群數量占優，而后期植物寄生線蟲營養類群的種類和數量均成上升趨勢。

2.4 果樹根圍土壤線蟲多樣性指數分析

通過對土壤線蟲多樣性指數的分析，發現香農多樣性指數以櫻桃根圍土壤線蟲為最高。其次是蘋果和雪花梨樹，鑒定的線蟲種類和數量均以櫻桃樹根圍土壤線蟲為最多，說明樹齡較小的櫻桃樹根圍線蟲種類較豐富，多樣性程度較高。均勻度指數分析表明，蘋果和櫻桃樹均勻度指數相對較高，海城、沈陽樹齡較高的南果梨樹根圍土壤線蟲群落的優勢度指數較高。

3 討論

通過對遼寧果樹根圍土壤線蟲的研究，共鑒定出線蟲16科26屬。其中以食細菌線蟲營養類群為優勢類群，植物寄生線蟲類群次之，雜食一捕食性線蟲類群數量最少。李琪等觀測發現稻田土壤線蟲群落以短腔線蟲屬(BrevibUCCa)、莖線蟲屬(Dity-lenchus)和墊刃線蟲屬(Tylericbus)為優勢屬。陳立杰等鑒定遼寧大豆田土壤線蟲以植物線蟲營養類群為優勢種群，螺旋線蟲屬為絕對優勢屬。王壽華等對山東乳山縣26種樹木根圍線蟲調查顯示，美洲劍線蟲(Xiphinemaamericanum)和一種環線蟲(Criconemoides sp.)發生頻率和棲居樹種數最高，說明土壤生境和植物寄主的不同會引起根際土壤線蟲群落組成的差異。

我們從時間和空問動態上研究了果樹根圍土壤線蟲種群的變化，發現多數土壤線蟲主要集中于20～40cm土層，且其繁殖高峰分布于每年7月份，樹齡較小的果樹如6a生櫻桃樹能夠供養更大的線蟲種群，且易遭受植物病原線蟲的侵襲。不同種類果樹根圍土壤線蟲的優勢線蟲屬各不相同。櫻桃樹以板唇線蟲屬(Chiloplacus)為優勢屬，而螺旋線蟲屬(Helicotylenchus)為亞優勢屬，并鑒定出可致果樹根系壞死的病原線蟲矮化線蟲屬(Tylenchorhynchus)、短體線蟲屬(Pratylenchus)和長針線蟲屬(Longldorus)3種線蟲。謝成倫等n2報道短體線蟲(Pratylencbus)、根結線蟲(Meloidogyne)和矮化線蟲(Tylen-chorhynchus)在四川桃園中發生頻率高，危害重，是四川桃園中線蟲的優勢種類舊。短體線蟲亦是蘋果、梨和柑橘園中的重要寄生線蟲。8a生的雪花梨樹根圍土壤線蟲種類也較多，鑒定到17屬，以真頭葉線蟲屬(Eucephalobus)為優勢屬，小桿線蟲屬(Rhabditis)和絲尾墊刃線蟲屬(Filenchus)為亞優勢屬，而且也鑒定出了短體線蟲屬、長針線蟲屬和擬毛刺線蟲屬(Paratrichodorus)。并且針線蟲屬(Paraty-lenchus)的種群數量也很大。但8a生的蘋果樹根圍土壤線蟲種類較少，僅鑒定到15屬，以小桿線蟲屬為優勢屬，螺旋線蟲屬為亞優勢屬，僅鑒定到短體線蟲屬一種重要病原線蟲，但另一種病原線蟲小環線蟲屬(Criconemella)的數量卻很高。

研究也發現樹齡較大的果樹根圍土壤線蟲的種類和數量均要少于樹齡較小的果樹，如25a生的海城南果梨樹根圍土壤線蟲種類僅有13個屬，而50a生的沈陽南果梨根圍土壤線蟲種類為14個屬，其中均以小桿線蟲屬為優勢屬，螺旋線蟲屬和真頭葉線蟲屬為亞優勢屬，而重要植物病原線蟲種類除針線蟲屬和小環線蟲屬外，其他重要病原線蟲種類未鑒定到。這說明植物病原線蟲更易于侵襲年幼的果樹根系來獲取營養，也就是說樹齡較低的果樹能夠供養更多的線蟲種群。丁兆龍對桃樹根際線蟲密度研究表明，樹齡越小，線蟲密度越大。樹苗根際線蟲數量或密度尤其突出。植物寄生線蟲更趨向于在樹齡較小的果樹根圍取食繁衍的可能原因是：老齡樹木栓化程度增加，根系分泌物減少；幼樹代謝旺盛，根分泌物多，有利于線蟲趨向取食和繁殖。徐非等對比不同樹齡柑桔根際的線蟲密度，發現柑橘在定植后的前10a，線蟲密度增長較快，在10～14a線蟲種群增長速度稍有減慢，18a以后線蟲種群密度開始下降，而最大密度常出現在柑橘定植后的第16a。

土壤線蟲數量在果樹的4個生長發育期的變化趨勢，表現為在果實膨大時期土壤線蟲數量最高，萌芽期土壤線蟲數量最低，萌芽期至開花期土壤線蟲數量呈上升趨勢，而膨果期至落葉期土壤線蟲數量下降顯著。其中蘋果樹和雪花梨樹根圍土壤線蟲的時間動態變化表現為與其根系的生長發育趨勢有一定關聯。

對果樹根圍土壤線蟲群落生態指數分析顯示：樹齡較小的果樹根圍土壤線蟲群落多樣性指數較高，最高的為櫻桃樹，樹齡較高的海城南果梨和沈陽南果梨樹則多樣性指數較低而優勢度指數正相反。表明樹齡越老，供養的線蟲種群數量越少越單一。

4 結論

對遼寧省4種果樹根圍土壤線蟲群體的多樣性進行了研究，共鑒定出線蟲16科26屬，其營養類群均以食細菌線蟲為優勢類群，但不同種類果樹根圍土壤的優勢線蟲屬各不相同，樹齡較小的果樹能夠為較多的線蟲種類的繁殖提供營養，且較易遭受植物病原線蟲的侵襲。