閻世江
(山西農業大學 園藝學院,山西 太原 030031)
近年來,隨著蔬菜生產的發展,設施蔬菜的種植規模越來越大,由于受到自身條件的限制,設施蔬菜連作障礙時有發生,對蔬菜生產造成較多負面影響,其中根結線蟲病是蔬菜常見的一種病害,特別是在中國北方地區,均發現有根結線蟲為害的報道[1-2]。由于線蟲生命力頑強,很難防治,因此引起了科研工作者的重視,為此筆者通過查閱資料,并與植保專家進行座談,從根結線蟲的發病癥狀、抗病育種、科學防治等方面對根結線蟲的防治進行闡述,以期為根結線蟲的防治提供參考。
根結線蟲(Meloidogyne)屬動物門線蟲綱,主要危害葫蘆科、茄科、十字花科蔬菜的根部,主要分布在5 ~30 cm 的耕層土壤中。根結線蟲為害的癥狀是受害蔬菜的根系生長出念珠狀的白色瘤狀物,后期顏色變深,此時解剖根瘤可看到根結線蟲的幼蟲[3-4]。發病較輕的蔬菜地上部無明顯發病癥狀,由于其根系受傷害,在發病中期地上部出現葉片生長速度慢、發黃枯萎等現象。夏秋季高溫天氣下,蔬菜受害后植株容易發生萎蔫,澆水后癥狀有所緩解,后期植株出現死亡現象。除影響根系吸收養分外,發生根結線蟲病害后在蔬菜根部容易形成傷口,使土壤病害侵入植株。
目前,已發現的根結線蟲有90 種之多,如何有效防治根結線蟲一直是專家學者關注的課題,經筆者調研,提出如下防治方法。
生產中應用抗病的優良品種是簡單有效防治根結線蟲的方法。對廣大育種專家而言,培育抗根結線蟲病的蔬菜品種多采用常規的回交轉育方法。先對育種材料進行抗病性鑒定,將鑒定材料直接種植在發病嚴重的病圃中,一段時間后觀察植株發病情況,如發病較輕,則表明該材料抗病性較強,可利用該材料通過系統選育或回交轉育的方法得到抗病品種。至今已有一些蔬菜抗病品種問世,如番茄品種有“漢姆7 號”“漢姆8 號”“牟番1 號”“遼粉2 號”“千禧”“迪芬妮”“達爾文”“瑞菲”等,辣椒品種有“Rela2”“Rela5”[5-6]。上述品種被根結線蟲侵染后,表現出一定的抗病性,但品質差、產量不高,對其他病蟲害表現出抗性較低,制約了這些抗病品種的推廣。近年來,分子生物學逐步興起,有科學家在分子標記、基因克隆等方面做了一些基礎性的工作,但大多停留在實驗室階段,在生產中應用較少。
農業防治一般是指采用耕作、田間管理等栽培措施調整和改善作物的生長環境,以達到防治根結線蟲的效果。
根結線蟲的幼蟲多在蔬菜根系周圍的土壤中越冬,待條件適宜時開始萌動為害,因此應在上一茬作物成熟收獲后,及時清除作物秸稈及其他廢棄物,尤其是作物殘根。清除雜草、作物殘根能有效殺滅根結線蟲幼蟲蟲卵,減少害蟲基數。在進行農事操作如翻地、除草、培土之后,應對農具進行消毒,避免根結線蟲在不同地塊間傳播[7]。
輪作在中國出現的時間較早,是廣大農戶在實踐中總結出的病蟲害防治的有效方法,尤其在設施農業上效果比較明顯。如種植同一種蔬菜5年以上的地塊,通常采用與大蒜、大蔥等蔬菜進行輪作,輪作時間越長,土壤中根結線蟲的幼蟲數量越少,同時土壤中有益微生物數量上升,有利于抑制土壤有害微生物的生長,可控制作物病蟲害的發生。研究發現中國北方地區輪作的效果較好,但該方法在南方地區的作用有限[8]。
在土壤中施入大量腐熟的有機肥有利于蔬菜生長,如羊糞、牛糞、雞糞、豬糞等,其原因是腐熟的有機肥能改善土壤理化性質,增加土壤有機質含量,提高土壤微生物活性,抑制根結線蟲病的發生。此外,施用土壤調理劑或食用菌種植后產生的菇渣也能有效減少根結線蟲病的發生[9]。
采用物理防治根結線蟲病是近年來興起的一項技術,目前應用較多的是通過高溫暴曬、施用藥劑、沸水、臭氧等方法。
研究表明,根結線蟲生活的最適溫度為20 ℃~35 ℃,根結線蟲在溫度過高或過低時都很少活動。在溫室土壤中,出現氣溫低于5 ℃的極端情況較少,因此可利用溫度高于40 ℃根結線蟲無法成活的特性加以殺滅。實際生產中,通常在夏季蔬菜栽培結束后利用休棚的時間段,采用高溫悶棚技術進行防治,一般采取耕翻土壤,深度為20~30 cm,之后向地面潑水,覆蓋塑料薄膜,關閉棚室通風口,當中午溫室內的空氣溫度達到50 ℃以上、土壤溫度達到40 ℃以上時,連續處理15 d 以上,能有效抑制根結線蟲的發生。在此基礎上,中國科學家還在土壤中添加了棉隆、石灰氮、氰氨化鈣等,使該技術的使用效果更好。此外,還有利用臭氧的強氧化性起到防治作用。有研究表明,在中國南方地區施用1 mg·L-1臭氧水進行田間灌溉時,番茄、黃瓜、西葫蘆等蔬菜種植田內根結線蟲蟲卵、2 齡幼蟲的數量顯著下降。臭氧水濃度過高或過低均對根結線蟲無效[10]。
近年來,生物防治已成為業界的研究熱點,這種防治方法的出現符合大眾追求健康、環保的理念,在有些方面已初步取得成效,如山西省農業科學院植物保護研究所培育多種昆蟲防治有害昆蟲,得到相關專家學者以及用戶的認可。
唐平等[11]的研究證實,目前有4 種真菌能殺滅根結線蟲,統稱為食線蟲真菌。此外木霉屬、曲霉屬、柱孢屬、鐮刀菌屬的真菌對根結線蟲的發生也有抑制作用。
國外學者深入研究對根結線蟲具有毒殺作用的細菌,如蘇云金芽孢桿菌、鏈霉菌等。蘇云金芽孢桿菌對多種病蟲害的發生有抑制作用,盡管未在生產中大規模應用,但其具有極大的應用潛力。另有研究發現,芽孢桿菌、不動桿菌等從發生根結線蟲的土壤中分離得到的細菌對根結線蟲有天然的抑制作用,未來將能在殺滅線蟲劑中得到應用[12]。
化學防治是指用化學藥劑防治根結線蟲的方法,是以往農戶常用的防治措施。近年來,中國政府加強對化學農藥的管理,禁止生產銷售和使用高毒、高殘留農藥,大力推廣高效、低毒、低殘留農藥,以減少對環境的負面影響,這也是未來化學農藥的發展方向。但不可否認的是在今后相當長的時間內,化學防治根結線蟲病仍是一種重要的手段。據Transparency Market Research 報告顯示,全球知名的化工企業如孟山都、先正達、陶氏等公司均積極致力于根結線蟲防治藥劑的研發,2016年全球殺線蟲藥劑市場價值為12 億美元[13],預計2024年將達到16.5 億美元。中國的農藥企業2016年取得農藥登記的殺線蟲劑達190個,其中包含150 多個單劑,30 多個混配制劑。
非熏蒸殺線蟲劑主要以麻醉線蟲為主,影響線蟲的發育、產卵、繁殖過程,延緩對作物的侵入時間和為害峰期。此類殺線蟲劑還能兼治地下害蟲,但對病害、雜草無效。該藥劑以非氣態的形式被線蟲吸入體內后產生殺滅作用,使用方法簡便,用量小,對環境影響較小,如氟烯線砜等[14]。
常見的線蟲抑制劑包含有機磷、滅線磷、克百威等,其作用機理是其被線蟲吸收后,使線蟲體內的乙酰膽堿酯酶失活,干擾并阻斷神經傳導,造成神經紊亂,最終致線蟲死亡。需要注意的是,堿性土壤、高溫環境和微生物等可能會加速這類線蟲抑制劑的降解而導致藥效降低。
芳基甲酰胺類殺線蟲劑被根結線蟲吸收后,能破壞線蟲體內的呼吸系統,抑制其呼吸,迫使線蟲窒息而亡[15]。這類殺蟲劑一般用量較低,作用速度較快,但對線蟲活動的抑制作用與暴露時間和濃度有關。
線蟲接觸三氟丁烯類殺線蟲劑后,線蟲的神經系統受到麻痹,干擾其對作物的定位,其生長發育、產卵、繁殖也受到嚴重影響,一般在接觸藥劑后幾天內便死亡[16]。
該種殺線蟲劑能干擾線蟲體內核糖體的運轉,影響其新陳代謝,使線蟲死亡。這類藥劑對土壤半衰期影響時間較長,一般只用作種子處理。
目前,根結線蟲主要為害設施蔬菜生產,具有為害嚴重、發生面積大的特點。抗性育種是一種較好的防治根結線蟲的方法,但培育抗性專用品種所需的時間較長,通常為8 ~10年,時效性較差。采用高溫殺滅的方法在大面積推廣時所耗費的人力、物力、財力較多。生物防治雖然對人畜無害,對環境友好,但在實際應用中存在效果不明顯的現象,因此生產中未被廣泛應用。化學防治具有見效快、使用簡便、成本低的優點,目前生產上仍以化學防治根結線蟲為主。
未來應在以下幾方面進行研究探索:一是研究殺滅線蟲活性物質的機理;二是防治根結線蟲藥劑的更新換代,以研發生產高效、低毒、低殘留、低售價的化學藥劑為主;三是研制高效的生物殺線蟲劑,降低產品的入市門檻,擴大產品應用空間。