植物源制劑抗黃瓜根結線蟲病及促生效果

王 娜 ，王慶菊 ，劉陳晨 ，神興明 ，任士偉 ，2，3，4

(1.金正大生態工程集團股份有限公司 山東臨沭 276700； 2.養分資源高效開發與綜合利用國家重點實驗室山東臨沭 276700； 3.國家緩控釋肥工程技術研究中心 山東臨沭 276700；4.農業部植物營養與新型肥料創制重點實驗室 山東臨沭 276700)

根結線蟲(Meloidogynespp.)寄主范圍廣，發生面積廣泛，危害嚴重，常常造成農作物減產，并且難以根治[1]。現今，我國防治根結線蟲主要以化學防治為主，如魯旭鵬等[2]使用1.8%阿維菌素乳油和10%噻唑磷顆粒劑抑制黃瓜根結線蟲侵染。但隨著化學防治中土壤熏蒸法和藥劑撒施給土壤帶來的危害越來越大，如農藥殘留難以分解、土壤板結、土壤營養過剩等，呼吁使用生物源農藥和植物源農藥的人們越來越多。生物源農藥的研究很多，如席先梅等[3]使用蠟質芽孢桿菌水劑灌根能提高黃瓜和番茄的商品性；馬玉琴等[4]使用短短芽孢桿菌、交枝頂孢霉、淡紫擬青霉、鉤狀木霉等制成生物菌肥，與基質混合使用，提高相對防效，并有明顯的促生效果和增產作用；冀宇等[5]使用淡紫擬青霉、紅灰鏈霉菌和蒼白桿菌的復合菌劑，抑制土壤線蟲擴繁，提高對病害的防效。而近幾年使用植物源制劑防治根結線蟲的報道也越來越多，如王偉軒等[6]研究由半夏和苦豆子生物堿制成的植物源殺線蟲劑；鄧人可[7]研究中藥稀釋液由萬壽菊、三顆針等中藥材配制抑制三七的根結線蟲和防治根腐病的植物源制劑，但需要物料復雜并且難以獲取，難以推廣到實際生產中[6-7]。

茶皂素(Tea saponin，TS)是從茶籽餅粕中提取的一種皂類，在我國含量極為豐富，總量約75萬t，其基本結構由三萜皂苷、結構糖、結構酸組成，可為農藥主要成分，或者作為增效劑、潤濕劑使用，具有殺蟲、殺菌和促進植物生長等多種生理作用，藥效持久，耐水沖刷，毒性極微，無致畸性且對皮膚無刺激性，對土壤環境友好，使用安全[8-11]。茶皂素作為直接殺害劑，在防治地下害蟲、觸殺或胃毒鱗翅目幼蟲、抑制枯萎病等方面有較好的效果。如歐曉明等[12]研究報道，茶皂素與殺蟲單按1∶3比例混合，殺蟲單作為農藥助劑能提高茶皂素對葉蟬和粘蟲的殺蟲效果。所以筆者為明確茶皂素對根結線蟲的防治效果及對作物的促生效果，進行了不同濃度茶皂素對室內根結線蟲抑制侵染活性試驗和沖施盆栽黃瓜的藥效試驗，以期篩選出最適宜的濃度，為茶皂素作為植物源殺線蟲制劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料及室內試驗

1.1.1 TS溶液配制 將60%茶皂素分別用蒸餾水配制成體積分數為 1.0‰、2.5‰、5.0‰、7.5‰和15.0‰的溶液，以蒸餾水為對照。

1.1.2 供試線蟲 在山東省臨沂市等地采集分離獲得，經過雌蟲會陰花紋鑒定為南方根結線蟲，二齡幼蟲(J2)由所采集的卵囊孵化獲得，方法是將卵囊在培養皿中加水至淹沒，培養10 d后，存放在4℃冰箱備用，存放時間不超過2 d。

1.1.3 殺線蟲活性測定 本試驗于2016年5月20至7月20日在山東省臨沂市臨沭縣國家緩控釋肥工程技術研發中心試驗室內進行。采用浸漬法，選用透明培養皿(直徑6 cm)，每個培養皿中用移液槍加入J2懸浮液1 mL(500條·mL-1)，各處理分別加入2 mL配制的TS溶液，放于26℃恒溫培養箱中培養。試驗共設6個處理，每個處理5次重復。分別在 6、12、24、48、60 和 72 h，取 100 μL 溶液于表面皿上。線蟲死亡時呈僵直或彎曲如弓狀；活體通常多扭動彎曲。用顯微鏡觀察J2存活情況并記錄，在清水中復活2 h觀察存活情況并記錄。計算不同濃度茶皂素對J2致死情況，參考下列公式計算校正死亡率[13]:

1.2 田間試驗

1.2.1 盆栽試驗設計 本試驗于2016年9月10日至11月30日在山東省臨沂市臨沭縣國家緩控釋肥工程技術研發中心溫室中進行。供試線蟲病土取自臨沭周邊根結線蟲發病嚴重的溫室大棚，均勻混合。試驗設6個處理，以盆栽方式進行，每處理3次重復。每盆裝病土共4.5 kg，移栽均勻一致的黃瓜苗于盆中，澆水充足且等量。移栽7 d后，按TS溶液配制處理進行沖施，間隔15 d沖施1次，共3次。統一日常肥水管理，不再施藥。

1.2.2 指標測量方法 采用SPAD502葉綠素含量測定儀測定黃瓜葉綠素相對含量，采用卷尺量取黃瓜的地上部長度，采用游標卡尺測定黃瓜靠近根部的第一節莖的直徑；用電子秤測量單果質量和總果質量；莖葉干質量測定時將地上部莖葉裝入信封標記，置于80℃烘箱中烘干并稱量記錄；根系根結百分率和根結指數測定將根系整盆土壤全部倒出裝入40目網袋，用水沖洗根系，按分級標準記錄根系上的根結數及根結指數。按照肖炎農等[14]的方式，對根結指數進行分級，共5級，記錄并按以下公式計算病情指數和防治效果:

2 結果與分析

2.1 室內試驗結果分析

圖1和圖2分別表示在培養皿中添加不同質量濃度茶皂素，調查 6、12、24、48、60 和 72 h 時的線蟲死亡率和校正死亡率，表明茶皂素可抑制根結線蟲活性。不同質量濃度的茶皂素殺線活力均呈現相似規律，隨著觀察時間遞增至60 h時，J2死亡率和校正死亡率逐漸提高；至72 h時，J2死亡率在15‰時達到100%，而校正死亡率為77.9%。在6 h茶皂素體積分數為7.5‰和15‰時開始觀察到J2死亡，其中體積分數為15‰處理的死亡率和校正死亡率最高，分別是25.7%和8.2%；在12 h，各處理的J2均出現死亡，以15‰茶皂素處理的死亡率和校正死亡率最高，分別是85.5%和33.4%；在24～60 h，死亡率和校正死亡率由高到低的處理均為15‰>7.5‰>5‰>2.5‰>1‰，其中15‰茶皂素處理在24 h的死亡率到達100%；在72 h，線蟲死亡率與60 h相同，而線蟲校正死亡率以7.5‰茶皂素處理最高，為78.5%。

本次試驗中，當TS濃度在1‰～2.5‰時，J2校正死亡率前24 h低于16.0%，至72 h在20.0%～35.0%之間；當TS濃度在7.5‰～15‰時，J2校正死亡率在24 h達到38.0%～41.0%，至72 h在77.5%～79.0%之間，當TS濃度高于7.5‰時，J2校正死亡率增幅有所下降。隨著TS質量濃度的提高，TS對根結線蟲的擊倒能力和致死率均提高；死亡校正率與死亡率比較，J2校正死亡率有一定程度下降，說明加入清水后，線蟲又漸漸復蘇，表明TS對J2擊倒能力強，致死能力相對較弱。

圖1 不同茶皂素含量對根結線蟲死亡率隨時間變化情況

圖2 不同茶皂素含量對根結線蟲校正死亡率隨時間變化情況

2.2 茶皂素對黃瓜根結線蟲病的防效

依據試驗處理，使用不同TS溶液對盆栽黃瓜進行沖施，觀察黃瓜根結線蟲病的發生情況。從表1可看出，沖施不同體積分數TS的根結百分率和根結指數顯著降低，對南方根結線蟲均有防治效果。根結百分率，當TS處理的體積分數達到5.0‰時，較對照減少了62.07%，與處理7.5‰和15.0‰之間無明顯差異。根結指數，當TS處理達到5.0‰時，較對照減少了52.14%，與處理7.5‰和15.0‰之間無顯著差異。綜合來看，隨著茶皂素體積分數的提升，對根結數和根結指數有明顯的改善，根結線蟲病得到抑制，當茶皂素體積分數達到5.0‰后，各項指標明顯達到拐點，之后提高茶皂素體積分數，各項指標增幅不大，甚至有下降趨勢。

表1 不同茶皂素含量對設施黃瓜根結線蟲病防治效果

2.3 茶皂素對黃瓜農藝性狀的影響

從表2可看出，茶皂素對黃瓜的葉綠素含量、株高和莖粗有增加作用，隨著濃度的增加，農藝性狀增長率均呈現先提高后降低的趨勢，當茶皂素濃度為5.0‰時，各農藝性狀值達到最大，之后快速降低。其中葉綠素相對含量由高至低為5.0‰>7.5‰>15.0‰>2.5‰>1.0‰，以5.0‰處理最優，較清水增長9.99%，顯著高于其他處理，2.5‰和15.0‰處理之間差異不顯著。株高由高至低的處理為5.0‰>7.5‰>15.0‰>2.5‰>1.0‰，以 5.0‰最優，較清水增長10.47%，顯著高于其他處理，7.5‰和15.0‰處理之間差異不明顯。莖粗由高至低的處理為5.0‰>15.0‰>7.5‰>2.5‰>1.0‰，以 5.0‰處理最優，較清水增長6.17%，顯著高于其他處理，7.5‰和15.0‰處理之間差異不顯著。

表2 不同茶皂素含量對黃瓜農藝性狀的影響

試驗結果表明，TS處理在1.0‰至15.0‰時，隨水沖施對黃瓜的葉綠素含量、株高和莖粗均有促進作用，隨著TS體積分數的增加，各指標相較于對照均呈現上升趨勢，當體積分數在5.0‰時，各指標達到最高值，葉綠素含量增加9.99%、株高增加10.47%、莖粗增加6.17%，隨著TS體積分數的繼續提升，各項指標呈下低趨勢。

2.4 茶皂素對黃瓜產量的影響

由表3可以看出，茶皂素對黃瓜的莖葉干質量、單果質量、果數和總果質量均有促進生長的作用，隨著茶皂素體積分數的提高，當體積分數達到5.0‰時，各項指標均達到最優，地上部干質量增長率為13.04%，單果質量增長率為10.96%，果數增長率為33.33%，總果質量增長率為47.94%，當茶皂素體積分數再提高時，產量下降。說明當黃瓜受根結線蟲侵染時，茶皂素體積分數為5‰時，對黃瓜產量促生效果最優，當高體積分數處理時，對黃瓜產量的促生效果逐漸下降。

表3 不同茶皂素含量對黃瓜產量的影響

3 討論與結論

茶皂素作為一種植物源農藥，有較強的殺蟲、殺菌能力，并且有良好的潤濕、發泡等作用，用途廣泛[15]。本次試驗茶皂素添加體積分數在1.0‰～15.0‰的范圍，能促進黃瓜的生長發育，抑制根結線蟲病的發生；當茶皂素添加體積分數為5.0‰時，黃瓜的各個生長指標促進效果最優，根結最少，抑制根結線蟲病能力最強。但當添加高體積分數茶皂素時，對黃瓜生長有一定的抑制作用，且抑制根結線蟲病效果下降。

同時根據前人研究表明，測定茶皂素離體殺線能力，明顯對植物線蟲有選擇性致死活性，對土壤生態保護有積極意義，并且5.0 mg·mL-1效果最優；也有研究表明，使用添加茶皂素的顆粒復配劑底施，對黃瓜、番茄、空心菜、木耳菜的根結線蟲病有50%左右防治效果，且具有緩釋效果，持效期長[16-17]。以上試驗結論均與本試驗結論相符。

通過本次試驗，茶皂素室內試驗表明其能擊倒根結線蟲，盆栽試驗表明其能抑制根結線蟲病的發生，對黃瓜有促生作用，并且能提高產量，且茶皂素在我國資源豐富，可將茶皂素制成相應劑型，進行大田試驗，驗證其促生及抑制根結線蟲的效果。