不同植物秸稈對番茄及南方根結線蟲的影響

江 春, 張謹華*, 楊艷君, 楊萬明, 趙 宇, 方 果

(1. 山西省晉中學院生物科學與技術學院,晉中 030600; 2. 山西省植保植檢總站, 太原 030001)

?

不同植物秸稈對番茄及南方根結線蟲的影響

江 春1, 張謹華1*, 楊艷君1, 楊萬明1, 趙 宇1, 方 果2

(1. 山西省晉中學院生物科學與技術學院,晉中 030600; 2. 山西省植保植檢總站, 太原 030001)

為有效防治南方根結線蟲,本試驗研究了添加不同劑量的玉米秸稈(8.32、4.16、2.08 g/kg)、 辣椒秸稈(4.16、2.08、1.04 g/kg)和茵陳蒿秸稈(4.16、2.08、1.04 g/kg)對溫室大棚番茄及根結線蟲的影響。結果顯示,在根結線蟲侵染的土壤中添加植物秸稈后30 d,玉米秸稈(4.16、2.08 g/kg)對番茄株高有顯著影響,辣椒(4.16、1.04 g/kg)和茵陳蒿(4.16、2.08 g/kg)秸稈對番茄莖粗影響顯著;60 d時經茵陳蒿處理的番茄植株比對照生長發育良好,對形態指標的影響程度依次為莖粗>開花>分枝;120 d時番茄的莖粗、分枝和果實重量均顯著高于對照。末次接種后20 d調查,每種作物秸稈處理以高劑量對根結線蟲的防治效果最好,防治效果依次為:茵陳蒿秸稈>辣椒秸稈>玉米秸稈,分別為79.60%、71.32%、68.89%,表明茵陳蒿秸稈處理既可降低根結線蟲危害程度,又可提高番茄產量。本研究為溫室大棚有效防治根結線蟲提供了依據。

溫室大棚; 南方根結線蟲; 秸稈; 番茄

隨著人們生活水平不斷提高,利用溫室大棚種植反季節蔬菜和重茬蔬菜日益增加,但同時也為危害蔬菜的根結線蟲提供了適合的生存環境[1]。在設施栽培蔬菜中最重要的根結線蟲種類是南方根結線蟲(Meloidogyneincognita)。尤其是在土質為沙壤土、有2年以上棚齡的溫室大棚中,幾乎都有根結線蟲。由于溫室大棚蔬菜長期單一連作,土壤中線蟲數量逐年增加,甚至使蔬菜發病率達90%以上,導致絕收[2-4]。根結線蟲與其他病原菌復合侵染,更加重了對蔬菜的危害。

目前,對設施栽培蔬菜根結線蟲的防治仍以殺線蟲劑為主。殺線蟲劑在殺滅線蟲的同時,不僅對土壤環境造成了污染,還使線蟲產生了抗藥性。對根結線蟲的防治,也有不少生物措施:曹志平等引入小麥秸稈來防治根結線蟲[5];劉晟等研究了22種中草藥提取物對根結線蟲的活性[6];近年來,還有一些利用菌株生物防治根結線蟲的報道[7-11]。但這些措施與山西省晉中市榆次區菜農的傳統耕作方式和栽培習慣有較大不同,因此,在榆次區溫室大棚種植中未見使用。秸稈歷來是一種重要的生物資源,同時在農田生態系統中具有重要地位[12]。但在現代化農業中,秸稈資源大量過剩,就地焚燒現象日趨嚴重[13]。秸稈防治線蟲的措施具有安全有效、操作簡便、價格低廉等特點,還可豐富土壤碳源[5],在榆次區也曾有菜農嘗試使用,但由于添加量不科學,農作物秸稈未被充分利用,既浪費資源又沒有真正起到秸稈還田的作用,且對根結線蟲的防治效果不理想。

為此,本研究選取當地大量種植的玉米‘豐田6號’秸稈和野生資源豐富的茵陳蒿秸稈,同時還選用了當地菜農廣泛栽培未發現被根結線蟲危害的油椒秸稈,以一定比例添加到土壤中,研究其對溫室大棚番茄根結線蟲的影響,以期為當地溫室大棚有效防治根結線蟲提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與管理

試驗在山西省晉中市烏金山鎮南湖村(海拔820 m,37°41.230′N,112°52.238′E)溫室大棚進行。土壤有機質含量4.05 g/kg,全氮0.389 g/kg,堿解氮238.0 mg/kg,有效磷228.2 mg/kg,速效鉀164.996 mg/kg,pH 6.4。供試番茄品種為‘金棚1號’,于2012年4月8日覆膜播種于滅菌土中,2葉1心時移苗,5月12日6～8葉時定植于溫室花盆內。試驗過程的地溫保持在17.1～25.2 ℃范圍內(地下10 cm處溫度)。

1.2 試驗材料

‘豐田6號’玉米(ZeamaysL.):上年采收果實后的秸稈,自然晾干,粉碎后過325目篩待用。

油椒(CapsicumfrutescensL.):上年采收果實后的秸稈,自然晾干,粉碎后過325目篩待用。

茵陳蒿(ArtemisiacapillarisThunb.):當年4月采集全草,洗凈,烘干,粉碎后過325目篩待用。

供試線蟲:南方根結線蟲(M.incognita),由青島農業大學提供。從感病嚴重的番茄根部分離根結線蟲卵囊,置于26 ℃無菌水中培養。將孵化的2齡幼蟲(J2)調整到500 條/mL,待用。

育苗土、定植土:采自晉中學院校區外,每10 kg土混合0.5 kg禽糞,常壓滅菌8 h,自然冷卻。

1.3 試驗設計

參考華北地區農田小麥秸稈還田模式平均輸入量(7.5 t/hm2)[14],稱取不同量的植物秸稈分別與定植土充分混勻,使定植土中玉米秸稈的含量分別為8.32、4.16、2.08 g/kg; 辣椒秸稈的含量分別為4.16、2.08、1.04 g/kg;茵陳蒿秸稈的含量分別為4.16、2.08、1.04 g /kg。將含秸稈的定植土置于21 cm×23 cm的花盆內,每盆種1株番茄苗。對照(CK)區不添加任何秸稈,每處理30盆,重復3次。置于溫室大棚內隨機排列,按照當地常規方法種植管理。

1.4 接種線蟲、線蟲計數

待番茄緩苗后(5月20日),在距番茄根部2～3 cm的土壤中,用鉛筆扎4個深度10 cm左右的小洞接種J2線蟲,覆土。7 d后(5月27日)第2次接種J2線蟲,每次3 000條。 CK以相同方法加無菌水6 mL。末次接種后20 d(6月16日),隨機拔取各處理植株3株進行根部酸性品紅染色[15],檢驗接種效果。

在距番茄根3～15 cm 處取番茄根圍土,以改良貝爾曼漏斗法[15]分離J2并計數,同時將線蟲數量折算成每100 g 干土含有線蟲的數量[16]。

1.5 生長量、產量及防治效果測定

分別于定植后30、60、120 d,測定株高、莖粗、分枝和開花率,采收果實計重量,拉秧時將番茄根拔出,沖洗干凈后,記錄每株根結數。參照劉維志分級標準[15]進行病情分級和防效計算:0級為根系完整,無根結;1級為有少量根結,根壞死少于25%;2級為根結數占根系的26%～50%;3級為根結數占根系的51%～75%;4級為根結特多且較大,占根系的76%～100%。按下式計算防治效果。

防治效果(%)=(對照根結指數-處理根結指數)/對照根結指數×100。

1.6 數據處理

試驗數據采用SAS 9.0軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對番茄生長指標的影響

由表1可見,添加玉米秸稈4.16 g/kg和2.08 g/kg處理的番茄株高顯著高于對照,極顯著高于添加油椒秸稈處理,添加油椒秸稈2.08 g/kg處理的株高最低,比對照低11%。玉米秸稈各處理、油椒秸稈2.08 g/kg處理和茵陳蒿1.04 g/kg處理與對照的莖粗無顯著差異,其余均有顯著差異。表明在苗期不同處理對植株的影響沒有規律性。

表1 不同秸稈添加處理下番茄苗期(30 d)生長指標1)

1) 表中不同小寫和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著,下同。

The different lowercase and uppercase letters indicated significant difference at the 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same below.

由表2可知, 1.04 g/kg和2.08 g/kg的油椒秸稈處理,不同濃度的茵陳蒿處理均對莖粗的影響有顯著差異,且不同濃度的茵陳蒿處理與對照差異極顯著;1.04 g/kg的茵陳蒿處理對分枝的影響差異顯著;1.04 g/kg和2.08 g/kg的茵陳蒿處理對開花數的影響差異顯著。表明60 d后經茵陳蒿處理的植株比對照植株生長發育良好,其形態指標的影響程度依次為:莖粗>開花數>分枝數。

由表3可見,2.08、4.16 g/kg茵陳蒿處理對莖粗和分枝有極顯著的促進作用,油椒各處理對分枝有極顯著促進作用,玉米、油椒和茵陳蒿各處理對果實均有極顯著促進作用。添加茵陳蒿秸稈2.08 g/kg處理,番茄的莖粗、分枝和果實的值均極顯著高于對照(分別比對照高57.5%,57.1%,152.7%),且高于其他不同處理,表明添加適量的(2.08 g/kg)茵陳蒿秸稈處理可抑制根結線蟲,顯著促進番茄的生長。

2.2 添加秸稈對根圍土根結線蟲的影響

2.2.1 添加秸稈對苗期根結線蟲數量的影響

由圖1可知,添加玉米、油椒和茵陳蒿秸稈對番茄苗期根結線蟲均有抑制作用。苗期添加玉米秸稈8.32、4.16 g/kg和添加油椒秸稈2.08 g/kg處理,均與對照有顯著差異。表明添加低劑量的玉米秸稈8.32、4.16 g/kg 和中等劑量的油椒秸稈2.08 g/kg對溫室大棚番茄苗期根結線蟲有抑制作用,添加8.32 g/kg的玉米秸稈處理效果最好,防效達27.15%。

表3 不同秸稈添加處理下番茄收獲期(120 d)生長指標

圖1 不同處理對番茄苗期根圍土根結線蟲數量的影響Fig.1 Effect of different treatments on root-knot nematode number in the rhizosphere of tomatoes at seedling stage

2.2.2 添加秸稈對成株期根結線蟲數量的影響

由圖2可知,添加玉米、辣椒和茵陳蒿不同劑量秸稈對番茄成株期根結線蟲的防效均影響顯著,2.08 g/kg的茵陳蒿秸稈防效最好,達48.37%。

2.2.3 添加秸稈對收獲期土壤根結線蟲數量的影響

由圖3可知,添加玉米、辣椒和茵陳蒿不同劑量秸稈對番茄收獲期根結線蟲的防效均與對照有顯著差異,2.08 g/kg的茵陳蒿秸稈處理防效最好,達74.02%。

2.3 添加秸稈對收獲期根內線蟲數量的影響

由表4可知,添加‘豐田6號’玉米秸稈8.32 g/kg時防效最好,達到了68.89%,根結指數顯著降低(P<0.05)。添加玉米秸稈4.16 g/kg與8.32 g/kg的防效和根結指數差異不顯著。因此,推薦添加玉米秸稈防治溫室大棚番茄根結線蟲的用量為4.16 g/kg。

圖2 不同處理對番茄成株期根圍土根結線蟲數量的影響Fig.2 Effect of different treatments on root-knot nematode number in the rhizosphere of tomatoes at adult stage

圖3 不同處理對番茄收獲期根圍土根結線蟲數量的影響Fig.3 Effect of different treatments on root-knot nematode number of tomatoes in the rhizosphere at harvest season

添加油椒秸稈4.16 g/kg時的防效最好,達到了71.32%,根結指數顯著降低(P<0.05)。添加4.16 g/kg與2.08 g/kg的油椒秸稈防效和根結指數差異不顯著。因此,推薦添加油椒秸稈防治溫室大棚番茄根結線蟲的用量為2.08 g/kg。

由表4可知,添加茵陳蒿秸稈4.16 g/kg的防效最好,達到了79.60%,根結指數顯著降低(P<0.05)。添加茵陳蒿秸稈各處理的根結指數與防治效果均達到0.05顯著水平。因此,推薦添加茵陳蒿秸稈防治溫室大棚番茄根結線蟲的用量為2.08 g/kg。

三種秸稈的防治效果依次為:茵陳蒿秸稈>油椒秸稈>玉米秸稈,表明茵陳蒿作為添加物效果最好。

表4 添加玉米秸稈、油椒秸稈、茵陳蒿秸稈對線蟲的防治效果

3 討論與結論

在調查晉中市溫室大棚根結線蟲危害時發現,種植辣椒的土壤,無論是否連作,辣椒植株及根系基本正常,未見到由于根結線蟲危害形成特別膨大的根結。研究表明,辣椒根結線蟲的種群密度可達28～208個/g土,根結線蟲對辣椒的潛在危害十分嚴重,但未對辣椒根系造成危害[17];這可能與辣椒植株的化感作用對番茄根圍土中線蟲產生趨避作用有關,從而抵消了根系分泌物對線蟲的吸引作用[18]。本試驗結果表明:將辣椒秸稈1.04～4.06 g/kg添加到根結線蟲的病土中,對根結線蟲有一定的防治效果。

茵陳蒿是菊科(Compositae)蒿屬(ArtemisiaL.)的一種多年生草本植物,廣泛分布于我國南北各省區,生長于山坡、荒地、路邊、草地等。幼嫩莖葉可入藥,具清熱利濕、退黃、利膽、利尿,治療皮膚病等作用,其主要成分為茵陳炔酮(capillin)。茵陳蒿提取物對儲糧害蟲赤擬谷盜(TriboliumferrugineumFabricius)有較強的趨避作用[19-20], 但對茵陳蒿秸稈防治根結線蟲的研究還未見報道。本試驗嘗試用茵陳蒿秸稈作為土壤添加劑,結果表明,添加1.04、2.08 g/kg的茵陳蒿秸稈對番茄平均株高、莖粗和平均分枝的影響顯著。2.08 g/kg用量對平均果實重量有顯著影響,1.04 g/kg用量與對照差異也達到了顯著水平。本試驗結果表明:施用茵陳蒿秸稈1.04～4.16 g/kg作為防治根結線蟲的植物秸稈均可應用到生產中。

通過對比不同劑量的3種植物秸稈添加到滅菌土中對番茄根結線蟲的防治效果,表明添加適量的植物秸稈對根結線蟲均有較好的防治效果。植物在生長過程中會產生并釋放一些化感物質[17,21],這些物質通過影響根際微生物種群,進一步直接或間接地影響和抑制根結線蟲的數量。尤其是添加茵陳蒿秸稈的處理,既可調整土壤碳源,改善土壤食物鏈結構;又因其主要成分茵陳炔酮對線蟲的趨避作用,可對番茄根結線蟲產生明顯的抑制效果[5,22]。

秸稈還田是從改變土壤生態角度尋求的一種生物防治根結線蟲的新方法[13]。曹志平等[5]在2010年就引入小麥秸稈抑制番茄根結線蟲,成功地將秸稈還田的農業措施與防治根結線蟲聯系起來。引入小麥秸稈后,土壤線蟲群落結構發生了變化,植食線蟲的比例下降了97.3%,下降原因與食細菌線蟲的比例上升了189.7%有關[5]。據雍太文等[21]報道:土壤微生物是維持土壤質量的重要組成部分,也是土壤物質循環的主要推動者。土壤微生物能快速分解土壤有機物質,促進土壤團粒的形成,且通過有益菌的活動能夠疏松土壤,土壤的保肥、供肥、保水、供水及透氣性都得到很好的調節。本試驗結果與曹志平等[5]、雍太文等[21]的結論一致。試驗中就地取材的‘豐田6號’玉米秸稈、油椒秸稈和茵陳蒿秸稈添加后對根結線蟲的防效,比曹志平等[5]小麥秸稈添加物的最佳防效低,這可能與本試驗為了便于統計、單一檢測根結線蟲對不同植物秸稈的響應,采用滅菌土進行試驗,殺死了根結線蟲、捕食性線蟲及微生物等天敵有關。但是,秸稈的添加并不是越多越好,引入小麥秸稈碳源過多,會對番茄生長造成不利影響。這可能與小麥秸稈自身含有大量的化感物質有關[22-23]。本試驗也表現出隨著3種秸稈添加量的加大,防治效果逐漸變緩的趨勢。所以,在抑制番茄根結線蟲,保證番茄產量的前提下,結合就地取材和防治效果綜合考慮,茵陳蒿作為添加物和趨避劑效果最好,可提高番茄產量,推薦劑量為1.04～4.16 g/kg。

[1] 孫從法, 潘兆福, 董勤成, 等. 黃瓜根結線蟲病的綜合防治技術[J].北方園藝, 2002(5): 67-68.

[2] 廖金玲, 彭德良, 段玉璽, 等. 中國線蟲學研究(第四卷)[M].北京: 中國農業科學技術出版社, 2012: 34-46.

[3] 梁建根, 鄭經武. 設施栽培中蔬菜根結線蟲生物防治研究進展[J].中國農學通報, 2010, 26(19): 290-293.

[4] 李戍清, 鄭經武, 鄭積榮, 等. 番茄根結線蟲研究進展[J].浙江農業學報, 2012, 24(4): 748-752.

[5] 曹志平, 周樂昕, 韓雪梅. 引入小麥秸稈抑制番茄根結線蟲病[J].生態學報, 2010, 30(3): 0765-0773.

[6] 劉晟, 張敏, 顧玲, 等.22種中草藥提取物殺根結線蟲活性[J].農藥, 2009, 48(8): 598-602.

[7] 丁國春, 付鵬, 李紅梅, 等. 枯草芽孢桿菌AR11菌株對南方根結線蟲的生物防治[J]. 南京農業大學學報, 2005, 28(2): 46-49.

[8] 王志學,于淼, 方新, 等. 康寧木霉T2菌株防治根結線蟲的應用方法研究[J].安徽農業科學, 2011, 39(3): 1412-1414.

[9] 張成敏, 武俠, 才秀華. 厚垣普奇尼亞菌Pochoniachlamydosporia產生的幾丁質酶對南方根結線蟲卵孵化的影響[J].中國農業科學, 2009, 42(10): 3509-3515.

[10]梁建根, 鄭經武, 郝中娜, 等. 生防菌K-8對南方根結線蟲的防治及其鑒定[J].中國農學通報, 2011, 27(21): 282-286.

[11]黃成東, 任濤, 董林林, 等. 設施菜田土壤根結線蟲綜合防治技術的應用效果[J].中國蔬菜, 2010(21): 23-25.

[12]李歡, 楊仁斌, 陳亮. 秸稈能源利用模式分析及進展[J].農業環境科學學報, 2007, 26(S1): 628-631.

[13]趙建寧, 張貴龍, 楊殿林. 中國糧食作物秸稈焚燒釋放碳量的估算[J].農業環境科學學報, 2011, 30(4): 812-816.

[14]曾木祥, 王蓉芳, 彭士琪, 等. 我國主要農區秸稈還田試驗總結[J].土壤通報, 2002, 33(5): 336-339.

[15]劉維志. 植物線蟲學研究技術[M].沈陽: 遼寧科學技術出版社, 1995: 1-87.

[16]Liang W, Lavian I, Steinberger Y. Effect of agricultural management on nematode communities in a Mediterranean agroecosystem [J].Journal of Nematology, 2001, 33(4): 208-213.

[17]安連菊, 賈嘗, 阮維斌, 等. 五個辣椒品種對南方根結線蟲的抗性評價[J].北方園藝, 2010(5): 158-160.

[18]Perry R N, Moens M. 植物線蟲學[M].簡恒 譯. 北京: 中國農業大學出版社, 2011: 52-60, 209-216, 244-248.

[19]賈敏如, 李星煒. 中國民族藥志要[M].北京: 中國醫藥科技出版社, 2005: 39-105.

[20]張麗麗, 楊長舉. 茵陳蒿的三種不同溶劑提取物對赤擬谷盜作用方式和作用效果的研究[J].糧食儲藏, 2005, 34(2): 6-8.

[21]雍太文, 楊文鈺, 向達兵, 等. 不同種植模式對作物根系生長、產量及根際土壤微生物數量的影響[J].應用生態學報, 2012, 23(1): 125-132.

[22]楊思存, 霍林, 王建成. 秸稈還田的生化他感效應研究初報[J].西北農業學報, 2005, 14(1): 52-56.

[23]馬永清, 毛仁釗, 劉孟雨, 等. 小麥秸稈的生化他感效應[J].生態學雜志, 1993, 12(5): 36-38.

(責任編輯：王 音)

Effect of plant straws on tomato andMeloidogyneincognita

Jiang Chun1, Zhang Jinhua1, Yang Yanjun1, Yang Wanming1, Zhao Yu1, Fang Guo2

(1. College of Biological Science and Technology, Jinzhong University, Shanxi 030600, China; 2. Plant Protection and Quarantine Station of Shanxi Province, Taiyuan 030001, China)

In order to take effective control onMeloidogyneincognita(Kofoid & White) Chitwood, and to optimize cultivation conditions of greenhouse tomato, the effect of corn straw (8.32, 4.16, 2.08 g/kg), pepper straw (4.16, 2.08, 1.04 g/kg) andArtemisiacapillarisstraw (4.16, 2.08, 1.04 g/kg) on tomato andM.incognitawas investigated in this study. The results showed that different treatments had different effect on tomato at seedling stage (30 days), the corn straw (4.16, 2.08 g/kg) had significant influence on plant height, the pepper straw (4.16, 1.04 g/kg)andA.capillarisstraw(4.16, 2.08 g/kg)had significant influence on stem diameter. Tomato grew better than the control group 60 days after treated withA.capillarisstraw. Morphological parameter varied as stem diameter> flowering > branch. Stem diameter, branch and fruit parameters of the treated tomato were much higher than those of the control plants 120 days after treatment. The rank order of the control effect againstM.incognitawas:A.capillarisstalk> pepper stalk> corn stalk, with the efficacy of 79.60%, 71.32% and 68.89%, respectively. It was indicated thatA.capillarisstalk had the best effect to improve tomato yield and controlM.incognita.

greenhouse;Meloidogyneincognita; straw; tomato

2015-01-23

2015-03-03

山西省教育廳科技開發項目(20111025)；山西省自然科學基金(2013011039-2)

S 436.412

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.04.032

* 通信作者 E-mail: zhangjinhua211@126.com