甘薯莖線蟲在南方薯區(qū)的發(fā)生風險及影響因素研究

徐振+孫厚俊+楊冬靜+張成玲+趙永強+謝逸萍

摘要：【目的】明確甘薯莖線蟲在我國南方薯區(qū)的發(fā)生風險，及影響甘薯莖線蟲發(fā)生為害的環(huán)境因素?！痉椒ā糠謩e以種植健康薯苗、薯苗內帶蟲、人工接種莖線蟲三種處理方法在實驗田內種植栗子香甘薯品種，設3次重復，收獲時調查莖線蟲發(fā)病情況。第二年在相同地點種植健康栗子香甘薯品種，檢測莖線蟲在南方薯區(qū)定殖的可能性。通過室內盆栽接種實驗，研究土壤含水量對甘薯莖線蟲病發(fā)病程度的影響?！窘Y果】調查結果顯示，在薯苗帶蟲及人工接種的情況下，莖線蟲在三明市地區(qū)均可發(fā)病，但發(fā)病程度有逐年下降趨勢。室內實驗結果表明，土壤含水量對莖線蟲病的發(fā)病程度具有顯著影響。土壤含水量為20%時最適宜莖線蟲病的發(fā)生，含水量升高或降低均會降低莖線蟲病的為害程度。【結論】甘薯莖線蟲在我國南方薯區(qū)存在較大定殖風險，薯苗帶蟲及人工接種均可導致莖線蟲病的發(fā)生，但為害程度逐年降低。土壤濕度過高是導致莖線蟲病在南方薯區(qū)為害程度降低的原因之一。

關鍵詞：甘薯莖線蟲；發(fā)生區(qū)域；土壤含水量；南方薯區(qū)

中圖分類號：S435文獻標識碼：A文章編號：1003-4374（2017）03-0026-04

Abstract：【Objective】Study on risk of potato rot nematode（Ditylenchus destructor Thorne） and environment influencing factors of sweet potato planting area in south China【Method】Conducted field contrast test，applying the arrangement with three repetition，applying healthy seedlings，nematode inoculation and artificial inoculation stem nematodeResearch the disease incidence during the harvest；The second year plan healthy seedlings in the same block to test the possible of colonization by potato rot nematode in sweet potato planting area of south ChinaIndoor potted experiment were carried out to check the effects of soil moisture on the potato rot nematode【Results】 Results of two consecutive years shows that potato rot nematode can occurs in Sanming city under both conditions of T1 and T2，with a reducing morbidity degree year by yearThe results of laboratory experiments shows that the highest disease index occurs under the 20% soil moisture content，which is significantly higher than other treatments【Conclusion】there are much possibility for potato rot nematode to colonizate in sweet potato planting area of south China，and the excessive soil moisture is one of the factors reducing the disease index of potato rot nematode in south area

Key words：Potato rot nematode（Ditylenchus destructor Thorne）； occurrence region； soil moisture content；sweet potato planting area in south China

甘薯莖線蟲（[WTBX]Ditylenchus destructor Thorne）是莖線蟲屬中為數(shù)不多的植物寄生性線蟲之一。該線蟲寄主范圍十分廣泛，涵蓋包括甘薯、馬鈴薯、花生、大蒜等重要經濟作物在內的100多種作物和雜草類植物，同時還可通過取食多種真菌完成生活史。在我國，甘薯莖線蟲主要為害甘薯，目前在河北、河南、山東、山西、安徽、江蘇等省份均有發(fā)生，通?？稍斐筛适頊p產20%～50%，嚴重時甚至絕收[1]。

大多數(shù)學者認為，甘薯莖線蟲主要在溫帶地區(qū)發(fā)生[2]。我國甘薯產業(yè)技術體系對甘薯相關病害調查結果中也很少有甘薯莖線蟲病在南方薯區(qū)發(fā)生的報道。然而，對甘薯莖線蟲的生物學特性研究結果表明，該線蟲對不利環(huán)境具有較高的耐受能力[3]，即使在-20℃條件下處理180天，不同種群仍有485%～1921%的存活率[4]。25～30℃為莖線蟲生長的最適溫度，在35℃時仍可完成生活史[5]。De Waele等通過離體實驗證明，甘薯莖線蟲發(fā)育的最適溫度為28℃，在這一溫度條件下甘薯莖線蟲的產卵量最高，卵孵化平均只需44天，且卵成活率高達90%以上，幼蟲到成蟲的生活史周期平均為6～7天。當溫度條件為34℃時，甘薯莖線蟲種群仍然保持著很高的繁殖速率[6]。此外，上述結果為離體條件下測定，當甘薯莖線蟲在寄主體內時，其對環(huán)境因素的耐受范圍將進一步擴大。通過比較現(xiàn)有的研究結果發(fā)現(xiàn)，甘薯莖線蟲對環(huán)境因素的適應范圍與我國南方薯區(qū)的氣候條件仍具有一定重疊區(qū)域。因此，本項研究的目的即在于探討甘薯莖線蟲病在我國南方薯區(qū)發(fā)生的可能性以及影響其為害程度的環(huán)境因素。

徐振，孫厚俊，楊冬靜，張成玲，趙永強，謝逸萍：甘薯莖線蟲在南方薯區(qū)的發(fā)生風險及影響因素研究[=]

1材料與方法

11南方薯區(qū)莖線蟲病發(fā)病風險研究

111甘薯莖線蟲分離

莖線蟲發(fā)病薯塊采自徐州地區(qū)甘薯田內，采用淺盤法分離獲得莖線蟲懸浮液。將獲得的莖線蟲懸浮液在5000rpm離心3min濃縮，棄上清，加入含有01%硫酸鏈霉素和0002%放線菌酮的消毒液對莖線蟲表面消毒1h。用滅菌水清洗3次，4℃保存?zhèn)溆肹7]。

112甘薯品種準備

以高感莖線蟲病甘薯品種栗子香為實驗材料，選取健康薯塊通過苗床育苗獲得健康薯苗。通過打孔法向健康的栗子香薯塊內接種莖線蟲，在室溫條件下培養(yǎng)40天。利用接種過莖線蟲的薯塊在封閉的水泥池內育苗，獲得帶莖線蟲的栗子香薯苗。

113處理方法

在我國南方薯區(qū)內福建省三明市（26°13′N，117°36′E）選擇實驗田，經隔離處理后按3種處理方法實施實驗。Control：種植健康栗子香薯苗；T1：種植帶莖線蟲薯苗；T2：種植健康薯苗，后用根部滴加法人工接種莖線蟲。每個處理小區(qū)內種植40棵薯苗，設3次重復，處理小區(qū)之間及實驗田邊緣設2行保護行。收獲時調查各處理的發(fā)病率及病情指數(shù)。第二年（2015年）在同一田塊內統(tǒng)一種植健康的栗子香薯苗，收獲時調查各處理小區(qū)內莖線蟲病發(fā)生情況。

12土壤含水量對莖線蟲病發(fā)生程度的影響

將田間土壤在120℃下烘干24小時，再在每個圓形塑料花盆中裝入1kg烘干土壤。分別向花盆中加入110ml，250ml，350ml，430ml滅菌水，水中統(tǒng)一含有400頭莖線蟲。根據(jù)：水重/（水重+土重）×100%計算不同處理的土壤含水量分別為10%，20%，26%，30%。選擇生長一致的栗子香薯苗，每盆栽種1棵，單獨稱量并記錄每個花盆和薯苗的總重量。試驗共設4個處理，每個處理10次重復。薯苗栽種完成后放置于25℃的植物生長間內培養(yǎng)，每天對每個花盆進行稱重，根據(jù)原有記錄補充散失的水分。薯苗培養(yǎng)50天后調查薯苗的病情指數(shù)和單位重量薯苗內莖線蟲的數(shù)量。

13病情指數(shù)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

病情指數(shù)調查方法根據(jù)徐振等方法設計[8]。甘薯苗地下莖病害調查方法是用解剖剪將薯苗自基部起向上剖開，根據(jù)莖線蟲為害癥狀的面積進行病害分級，具體分級標準如為：0級：全株不發(fā)??；1級：開始發(fā)病，尚不顯著；2級：受害達全株1/3；3級：受害達全株1/2；4級：受害達全株2/3；5級：全株發(fā)病。薯塊病害調查方法是用刀將薯塊切開，根據(jù)莖線蟲侵染程度進行分級，分級標準如下：0級：無病；1級：為害面積占薯塊橫切面積1/4以下；2級：為害面積占薯塊橫切面積1/4至1/2；3級：為害面積占薯塊橫切面積1/2至3/4；4級：為害面積占薯塊橫切面積3/4以上。對樣品進行分級后，根據(jù)以下公式計算病情指數(shù)：

病情指數(shù)=[SX（]（各級感病薯塊數(shù)×相應級數(shù)）[]調查薯塊數(shù)×4[SX）]×100%

甘薯苗地下莖和薯塊的病情指數(shù)通過[KF（]（x+1）[KF）]轉化后進行單因素方差分析比較處理間的差異顯著性。

2結果與分析

21南方薯區(qū)莖線蟲病發(fā)病情況調查

為研究甘薯莖線蟲病在我國南方薯區(qū)的發(fā)生風險，本人所在的徐州甘薯研究中心與南方病蟲害崗位專家團隊合作在福建省三明市設置隔離實驗田，通過薯苗帶蟲及人工接種兩種方法調查甘薯莖線蟲病在田間的發(fā)病情況。2014～2015年期間的田間調查結果表明，在薯苗帶蟲及人工接種的情況下，甘薯莖線蟲病均可在南方薯區(qū)田間發(fā)生，且為害程度可達到莖線蟲病病害分級的最高等級4級（圖1A）。2014年的調查結果顯示，薯苗帶蟲處理區(qū)內薯塊的發(fā)病率為28%，人工接種處理區(qū)發(fā)病率為23%。2015年在相同田內種植健康栗子香薯苗，兩處理區(qū)域內薯苗發(fā)病率均有所下降，分別為12%和4%。值得注意的是，2015年在對照區(qū)內薯苗也存在發(fā)病的情況，證明了莖線蟲在田間的擴散趨勢（圖1B）。發(fā)病薯塊的病情指數(shù)同樣表現(xiàn)出逐年下降的趨勢，2014年薯苗帶蟲及人工接種處理區(qū)的薯塊病情指數(shù)分別為165%和125%，到2015年時分別下降到75%和30%（圖1C）。然而，田間仍然能看到達到4級的病薯，說明莖線蟲在南方薯區(qū)仍存在定殖的可能性。

22土壤含水量對莖線蟲病發(fā)病程度的影響

中國南、北方薯區(qū)間自然條件存在巨大差異，其中土壤含水量是差異最為顯著的環(huán)境因素之一。本研究通過室內實驗，研究了土壤含水量對甘薯莖線蟲病發(fā)生為害的影響。結果表明，甘薯莖線蟲病在土壤含水量為20%時發(fā)病最重，隨著土壤含水量的升高或降低，甘薯莖線蟲病的為害程度均下降（圖2）。在接種莖線蟲50天后，土壤含水量為20%的處理薯苗病情指數(shù)為最高的92%，1克組織內莖線蟲數(shù)量高達1615頭。當土壤含水量升高為26%和30%時，薯苗病情指數(shù)分別下降為52%和20%，薯苗單位重量組織內的莖線蟲數(shù)量也分別下降到925頭和170頭。另一方面，當土壤含水量降低為10%時，莖線蟲病為害同樣減輕，病情指數(shù)僅為44%，莖線蟲種群密度為320頭/克組織（表1）。

3討論與結論

自1982年甘薯莖線蟲在中國發(fā)生的首次報道以來[9]，人們普遍認為甘薯莖線蟲的發(fā)生具有明顯的區(qū)域性，主要集中在溫帶地區(qū)。本項研究所設的實驗地點為福建省三明市（26°13′N，117°36′E），處于熱帶地區(qū)邊緣，南方薯區(qū)范圍內。田間調查結果表明，無論是人工接種還是薯苗內帶線蟲條件下，甘薯莖線蟲病均可發(fā)生。雖然發(fā)病程度與同等條件下北方薯區(qū)相比有所降低，但依然說明南方薯區(qū)存在較大的發(fā)生風險。更重要的是，第二年在統(tǒng)一種植健康薯苗的情況下，田間仍然能夠發(fā)現(xiàn)達到病害分級最高等級的受害植株，證明莖線蟲在當?shù)鼐哂休^高的定殖風險。長期以來，關于南方薯區(qū)莖線蟲病發(fā)生的報道較少，其可能原因首先是莖線蟲病在北方薯區(qū)的嚴重為害以引起產業(yè)內人士的足夠重視，加強了薯苗調運的檢驗檢疫，阻礙了莖線蟲向南方薯區(qū)的擴散。第二個可能的原因是與北方薯區(qū)相比，南方薯區(qū)的確存在某些環(huán)境因素不利于莖線蟲病的定殖為害。

甘薯莖線蟲病的發(fā)生受多種環(huán)境因素的影響。通常來講，甘薯腐爛莖線蟲在濕潤、疏松、通氣及排水好的砂質土壤中發(fā)病較重；在黏土地、有機質多的地塊、過分干燥的土壤中發(fā)病較輕[10]。本項研究結果表明，在薯苗帶蟲及人工接種的情況下，甘薯莖線蟲都可在南方薯區(qū)發(fā)生，但為害程度呈逐年下降趨勢?？紤]到實驗設計的因素，莖線蟲病在第二年為害減輕，部分原因是由于第二年種植的都是健康薯苗，且無人工接種處理，田間莖線蟲種群基數(shù)減少。然而，研究證明，土壤濕度同樣是莖線蟲病發(fā)生程度的重要影響因素。室內研究結果表明，當土壤含水為20%時，莖線蟲病發(fā)生最為嚴重。含水量升高或降低，均會影響莖線蟲病的發(fā)生程度。另一方面，福建省三明市的年均降水量為1688mm，而北方薯區(qū)的年平均降水量則主要集中在400～800mm區(qū)間內。綜上所述，土壤含水量的差異很可能是導致莖線蟲病在南方薯區(qū)發(fā)生逐年減輕的一個主要因素。

不利的環(huán)境因素能阻礙病害的發(fā)展，同時也提供了強大的選擇壓力，促進能夠適應不同生存環(huán)境的病原種群的分化形成[11，12]。本項研究首先證明了甘薯莖線蟲在南方薯區(qū)發(fā)生的可能性，雖然連續(xù)兩年的調查結果顯示其發(fā)病程度有下降的趨勢，但不能否定不利的環(huán)境選擇壓下促進莖線蟲形成對高溫高濕環(huán)境具有更高耐受能力的種群的可能性。如果經過一段時間的種群積累，這種耐高溫的地理種群很可能對當?shù)氐淖魑镌斐蓢乐氐膿p失。另一方面，本次實驗選擇的種植時間為當?shù)刈顭岬南募荆^高的溫度對莖線蟲病的發(fā)生程度具有較大的限制。然而甘薯莖線蟲寄主十分廣泛，因此如果不嚴格控制莖線蟲的擴散，則很可能造成莖線蟲在冬季作物上大發(fā)生的嚴重后果。因此，盡管目前尚無甘薯莖線蟲在我國南方薯區(qū)大發(fā)生的報道，仍需對甘薯莖線蟲進行嚴格的檢驗檢疫，避免莖線蟲向南方擴散的風險。

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