中草藥提取物對煙草根結線蟲病及根際土壤理化性狀的影響

王志江，葉賢文，詹莜國，薛建康，余 磊，鐘 宇， 蘇 源，劉佳妮，黃飛燕

（1. 云南省煙草公司昆明市公司，云南 昆明 6503001；2. 昆明學院，云南 昆明 650214）

煙草根結線蟲病是世界煙葉生產上的主要病害，其發生范圍廣、危害程度高、防治難度大，嚴重影響各煙區的煙葉產質量[1-4]。昆明市處于云貴高原中部，屬亞熱帶季風型氣候，四季分明、冬溫夏熱、降水豐沛，是優質煙葉生產區之一，其煙草生產在云南省占有重要地位[5]。近年來，由于大棚種植技術推廣，土地利用率大幅度提高，復種指數不斷增加，根結線蟲發病率呈現出逐年升高趨勢，已對昆明市煙草生產構成嚴重威脅。目前施用化學農藥是防治煙草根結線蟲的主要措施，常用的藥劑有克線磷、阿維菌素、噻唑磷等[6]。化學藥劑初期使用時均有較好的防效，但隨著處理時間延長，防治效果出現降低趨勢，而大多數化學藥劑成本比較高，在使用的過程中又會破壞土壤微生態引起環境污染等問題[7]。植物被譽為化學品和生物活性物質的寶庫，是自然界的“化學工廠”。應用植物殘體和植物提取物溶液進行病蟲害防治，符合現代農業生產的病蟲害防治理念。前人研究表明，印楝、萬壽菊、薄荷、芥菜等植物的浸提液均具有良好的殺線蟲效果[8-10]。但這些研究多集中于水果、蔬菜等作物，有關中草藥提取物對煙草根結線蟲病的研究相對較少。為此，筆者通過田間小區試驗，綜合比較不同中草藥提取物對煙草根結線蟲病的控制效果及對烤煙生長發育、土壤養分、酶活、酚酸類物質的影響，以期為昆明煙區煙草的安全生產提供理論依據與技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試中草藥提取物為蒼耳提取物、青蒿提取物、苦參提取物。用蒸餾水將提取物分別配置成有效成分為0.5%的水溶液，低溫保存備用。供試烤煙品種為紅花大金元，田間管理按昆明市優質烤煙栽培生產技術規范進行，煙葉成熟時按照葉位采收。

1.2 試驗設計

試驗于2019 年4—10 月在安寧市具有嚴重根結線蟲病發病史的植煙區（最近連續發病達3 a 或3 a以上，且發病率大于25%）開展。試驗設4 個處理：T1，蒼耳提取物溶液；T2，青蒿提取物溶液；T3，苦參提取物溶液；CK（空白對照），清水。各中藥提取物溶液和清水于烤煙移栽時澆穴灌根，施用量均為50 mL/株。土壤類型為紅壤。采用“S”形五點取樣法采集土壤樣品，分別在移栽前、移栽后30 d 采集不同處理近煙株根部10 cm 處，直徑3 cm、深度15 cm 的根際土壤樣品約1 kg，重復3 次。每份土壤樣品充分混勻后用于測定土壤養分、土壤酶活性和土壤酚酸類物質。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 不同處理煙株根結線蟲病病害情況調查 按照GB/T 23222—2008 的方法于煙葉采收末期調查不同處理煙株根結線蟲病發生情況。采取五點取樣法，每點不少于10 株，計算發病率、病情指數和相對防治效果（Rce）。

1.3.2 不同處理煙草農藝性狀調查 按照YC/T 142—1998 煙草農藝性狀調查方法，分別于移栽后30、60、90 d 進行調查。

1.3.3 土壤養分測定 參考鮑士旦[11]的方法測定土壤pH 值、有機質、堿解氮、有效磷和速效鉀等土壤養分。

1.3.4 土壤酶活性測定 參考關松蔭[12]的方法測定土壤蛋白酶、土壤磷酸酶、土壤脲酶、過氧化氫酶等活性。

1.3.5 土壤酚酸物質測定 參照榮思川等[13]的方法測定土壤中酚酸類物質含量。

1.4 數據處理

采用Microsoft excel 2010 和SPSS 17.0 進行數據整理和分析；采用Duncan’s 法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同處理對煙草根結線蟲病的防治效果

不同處理對煙草根結線蟲病防治效果如表1 所示。在煙葉采收末期，T1、T2、T3 和CK 處理煙株根結線蟲病發病率均為100%，病情指數分別為80.14、78.66、65.03 和85.42。T1、T2 和T3 處理防治效果分別為6.19%、7.91%和23.87%。綜合來看，上述3 種中草藥提取物均能一定程度上防治煙草根結線蟲病，但防效差異較大；其中，T3 處理防治效果較好，且明顯優于T1 和T2 處理，而T1 和T2 處理間無明顯差異。

表1 不同處理對煙草根結線蟲病的防治效果

2.2 不同處理對烤煙農藝性狀的影響

不同處理烤煙農藝性狀如表2 所示，移栽后30 d，各處理烤煙株高、有效葉片數、節距、最大葉長和最大葉寬均高于CK，其中以T3 處理煙株農藝性狀表現最好；移栽后60 d，各中草藥提取物處理煙株株高、有效葉片數、節距均高于CK，莖圍在各處理間無顯著差異，T2 和T3 最大葉長顯著大于T1 和CK 處理，T3 處理株高、節距、最大葉寬顯著大于其他處理；移栽后90 d，T1、T2 與T3 處理之間煙株株高、有效葉片數、節距和最大葉寬無顯著差異，但均顯著高于CK，各處理間莖圍無顯著差異。綜合來看，T3 處理（即移栽時澆穴灌根苦參提取物溶液50 mL/株）煙株農藝性狀在各生育期表現最好。

表2 不同處理烤煙的農藝性狀

2.3 不同處理對土壤養分的影響

不同處理土壤養分特征如表3所示。移栽后30 d，T1、T2 和T3 處理的pH 值均偏微酸性，且均較移栽前有所降低。各處理總氮含量移栽前和移栽后30 d均無顯著變化。移栽前T1 和T3 處理有機質含量高于T2 和CK，堿解氮、有效磷、速效鉀含量T1 和T3 顯著高于CK；移栽后30 d，T1 和T2 處理有機質、堿解氮、有效磷含量顯著高于T3 和CK，T1、T2、T3處理速效鉀含量顯著高于CK、且T3 速效鉀含量顯著高于T1 和T2。總體來看，移栽后30 d，3 個處理的土壤養分含量均高于CK；其中T1 和T2 有機質、堿解氮、有效磷含量較移栽前均有明顯提高；T1、T2、T3 及CK 處理的速效鉀含量較移栽前均有明顯提高，且T3 處理速效鉀含量顯著高于其他處理。

表3 不同處理土壤養分特征

2.4 不同處理對土壤酶活性的影響

不同處理土壤酶活性如表4 所示，移栽前，不同處理間過氧化氫酶和脲酶活性差異較大，磷酸酶在不同處理間無顯著差異，T1 和T2 蛋白酶活性顯著高于T3 和CK。移栽后30 d，不同處理間磷酸酶無顯著差異；T3 土壤中過氧化氫酶活性顯著增高，較CK 提高了86.97%，且過氧化氫酶和脲酶活性分別較移栽前增加了275.16%和136.09%；T1 和T2 土壤中蛋白酶活性較移栽前降低了66.49%和84.46%，T3 土壤中蛋白酶活性與移栽前無顯著差異，而CK 土壤蛋白酶活性較移栽前提高了836.94%。總體來看，烤煙移栽時施用中草藥提取物對土壤部分酶的活性有一定的影響；其中，移栽時澆穴灌根苦參提取物溶液50 mL/株（T3）可以提高移栽30 d 后的土壤過氧化氫酶和脲酶活性；而添加上述3 種中草藥提取物不利于土壤蛋白酶活性的提高。

2.5 不同處理對土壤酚酸類物質的影響

不同處理土壤酚酸類物質如表5 所示。不同處理煙株根際土壤中共檢測出6 種酚酸類物質，分別為對羥基苯甲酸、香草酸、丁香酸、4-香豆酸、阿魏酸和肉桂酸。移栽前，不同處理之間土壤酚酸類物質含量差異較大，其中以T3 和CK 的土壤酚酸含量較高。移栽后30 d，T3 中各類土壤酚酸（香草酸除外）含量相比移栽前明顯降低，其中對羥基苯甲酸、丁香酸、4-香豆酸、阿魏酸和肉桂酸含量分別較CK 降低了84.62%、81.45%、72.33%、75.00%和86.57%；3 個中草藥提取物處理的對羥基苯甲酸、丁香酸、4-香豆酸、阿魏酸含量明顯低于CK，T3 的肉桂酸含量顯著低于T1、T2 和CK。總體來看，烤煙移栽時施用中草藥提取物有利于降低土壤酚酸類物質含量，其中T3 處理的效果最好。

3 結論與討論

煙草根結線蟲發病土壤中根結線蟲、煙株、土壤和根際微生物組成了一個小的生態系統，作為典型的土傳病害，其發生流行與土壤微生態環境關系密切。長期采用傳統化學農藥防治根結線蟲病易造成土壤板結、微生態結構單一，同時造成的農藥污染和殘留既危害生態環境，還影響著煙草及其制品的安全性[7]。隨著環境保護意識的增強，人們對低毒、低殘留、可降解的植物源根結線蟲防治藥劑越來越重視[14]。有研究表明，苦參、苦楝、紫莖澤蘭、細辛、牛心樸子葉等植物提取物對南方根結線蟲有較強的毒殺活 性[15-17]；但這些研究多集中在香蕉、番茄、花生等作物上，對煙草根結線蟲的無公害防治研究較少。此研究表明，在烤煙移栽時施用苦參提取物溶液對煙草根結線蟲病防治效果較佳，防效達23.87%；而蒼耳提取物溶液、青蒿提取物溶液對煙草根結線蟲病的防治效果不明顯。

表4 不同處理土壤酶活性

表5 不同處理土壤酚酸類物質 （μg/g）

植物生長的基礎是土壤，而土壤酶主要來源于土壤動物、植物根系和微生物的細胞分泌物及其殘體的分解物。土壤酶活性體現了土壤中各種生物化學過程的強度和方向[18]，是土壤肥力和自凈能力評價的重要指標[12]。其中，過氧化氫酶表示土壤氧化過程的強度，其活性與土壤有機質轉化速度密切相關；土壤脲酶可將土壤中的有機化合物尿素水解為氨態氮，對提高氮素的利用率和促進土壤氮素循環具有重要意義[12]。研究表明，在烤煙移栽時施用蒼耳提取物溶液、青蒿提取物溶液和苦參提取物溶液均有利于提高土壤養分，促進烤煙的生長發育；其中苦參提取物溶液明顯提高土壤過氧化氫酶和脲酶活性，烤煙的農藝性狀表現最好；蒼耳提取物溶液和青蒿提取物溶液抑制土壤過氧化氫酶的活性。另外，上述3 種中草藥提取物對土壤磷酸酶的影響不明顯、對土壤蛋白酶的活性均有不利影響。

土壤酚酸類化合物可直接影響作物根系細胞膜的特性，進而對作物產生抑制作用，是作物產生連作障礙的主要因素之一[19-20]。研究表明，移栽30 d 后，施用蒼耳提取物溶液、青蒿提取物溶液和苦參提取物溶液的處理土壤中羥基苯甲酸、丁香酸、4-香豆酸、阿魏酸含量明顯低于對照，其中采用苦參提取物溶液的處理效果整體上優于采用蒼耳提取物溶液、青蒿提取物溶液的處理。

綜合來看，在烤煙移栽時施用蒼耳提取物溶液、青蒿提取物溶液和苦參提取物溶液均有利于提高土壤養分、降低土壤酚酸類物質、促進烤煙的生長發育；其中苦參提取物溶液明顯提高土壤過氧化氫酶和脲酶活性，降低土壤酚酸類物質的積累，烤煙的農藝性狀表現最好，煙草根結線蟲病防治效果最佳；而蒼耳提取物溶液、青蒿提取物溶液對煙草根結線蟲病的防治效果不明顯。筆者推測，受外源因子中草藥提取物的誘導，影響了土壤微生物活性和碳素轉化等能力，促進了烤煙的生長發育、提高了煙草的抗性。中草藥提取物對防治煙草根結線蟲的作用機理和中草藥提取物不同使用劑量對植物體的吸收利用能力、烤煙的生長發育、土壤微生物群落及誘導抗性差異的影響等有待進一步研究。