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燕麦孢囊线虫在田间的水平和垂直分布

2014-02-28李秀花陈书龙王容燕

植物保护 2014年4期
关键词:孢囊土样燕麦

李秀花, 马 娟, 陈书龙, 高 波, 王容燕

(河北省农林科学院植物保护研究所,河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心,农业部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室,保定 071000)

燕麦孢囊线虫(Heteroder a avenae Wollenweber)是小麦等作物上的重要线虫病害,广泛分布于欧洲、亚洲、北美以及澳大利亚等世界禾谷作物主产区[1-3],我国自1989年在湖北首次发现燕麦孢囊线虫,目前已证实该线虫分布遍及我国16个省市[4-5],并呈逐年加重的趋势,给小麦的安全生产造成巨大威胁。明确燕麦孢囊线虫在田间的水平和垂直分布方式,对于燕麦孢囊线虫病害研究中确定适宜的取样策略以及预测预报至关重要。

植物寄生线虫空间分布主要受其生物学特性及其寄主的影响。线虫的水平分布不仅受寄主根系分布状况的影响[6],而且还受土壤因子如温度、土壤类型和p H等的影响[7-9]。在土壤中线虫的垂直分布取决于线虫种类[10]、寄主根系分布[11]、土壤类型和环境条件[12]。国外研究表明,线虫主要分布于土壤15~20 c m的土层中,这也是大多数研究者们的取样深度[13],而 Taylor等[14]报道 Pr atylenchus属中47%~84%的群体是在土壤上层0~10 c m;64%~94%的群体是在土壤上层20 c m。Villate等[15]报道传播葡萄扇叶病毒的介体Xiphinema index线虫主要分布在40~110 c m的土层中,这也是葡萄根系分布最多的土层。France[16]曾报道大豆孢囊线虫在田间水平分布呈负二项分布。国内的杨传广等[17]报道在安徽省小麦田燕麦孢囊线虫水平分布为聚集分布。燕麦孢囊线虫属于非迁移性内寄生线虫,雌虫产生的卵包裹在孢囊中,本研究分别在小麦田土壤翻耕前后进行取样,以期明确燕麦孢囊线虫在田间的分布方式,为其防治提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点位于河北省任丘市麻家坞镇(N 38.72°,E 116.25°),土壤质地为黏性壤土。该地多年种植小麦,夏秋季种植玉米,小麦收获后直接点播玉米,玉米收获后用新阳/XY-80旋耕机旋耕。试验地块为5.6 m×172 m,利用自制取样器取样,取样器直径3 c m,总长度为80 c m,刀口区长度为20 c m。

1.2 燕麦孢囊线虫在田间的水平分布

分别在小麦收获后播种玉米前和小麦播种前土壤翻耕后进行田间取样。采用平行线“Z”型取样[18]。整块地东西向分3行取样,每一样点由5个亚点组成,每样点东西间距约为1.8 m,南北间距为4 m。每次取样点数共132个。将每点样品混匀后取200 mL土样采用漂浮法分离孢囊。

1.3 燕麦孢囊在田间的垂直分布

分别在小麦收获后播种玉米前和播种小麦前土壤翻耕后进行田间取样。在水平面上随机选择37个样点,每个样点又分成不同土层深度,0~5、5~10、10~15、15~20、20~25、25~30、30~35、35~40、40~45 c m,每个样点由5个亚点组成。将每一样品混匀后取200 mL土样采用漂浮法分离孢囊,在体式显微镜下计数孢囊个数。

1.4 孢囊分离

将取样器收集的200 mL土样倾倒于2 000 mL的烧杯中,加满水用玻璃棒搅拌均匀后,静止10 s,把上清液倾倒在20目和80目上下镶嵌的网筛上,重复3次,然后用水冲洗20目网筛上的杂质至80目,把80目网筛上的残留物冲洗到滤纸上,最后在体视显微镜下计数孢囊个数[19]。

1.5 数据统计

1.5.1 田间燕麦孢囊线虫水平分布指标测定

依据Tho mas等[18]田间样本孢囊数量的方差S2与样本孢囊平均数的关系:S2<,为均匀分布;S2=,为随机分布;S2>,为聚集分布;聚集因子K值:K=/(S2-),K值表示种群的集群度,数值低表示聚集度高,数值高则表示聚集度低。

1.5.2 数据分析

数据用DPS软件进行统计分析,处理间数据经方差分析后,采用Duncan法测定不同处理之间的差异显著性(P<0.05)。

2 结果

2.1 燕麦孢囊线虫在田间的水平分布

田间燕麦孢囊线虫孢囊在翻耕前与翻耕后的具体分布如图1和图2所示,表明在田间水平分布呈现不均一性。翻耕前S2=2 824.7=83.6,K =2.6;翻耕后S2=2 080=80,K =3.2。翻耕前后方差和平均值的关系均是S2>,说明孢囊线虫在翻耕前与翻耕后均为聚集分布。翻耕前后聚集因子K值大于零且数值较小,说明燕麦孢囊线虫在田间呈高度聚集分布状态。翻耕后K值大于翻耕前K值,说明翻耕后田间孢囊的聚集度比翻耕前低。

图1 土壤翻耕前各点线虫数量Fig.1 The nu mber of nematodes before tillage

图2 土壤翻耕后各点线虫数量Fig.2 The number of nematodes after tillage

2.2 燕麦孢囊线虫在田间的垂直分布

燕麦孢囊线虫在麦田翻耕前后不同深度土壤中的分布趋势具有显著差异(表1)。在翻耕前燕麦孢囊主要分布于5~10 c m的土层,占孢囊总数的35.8%,其数量显著高于其他采样层,其次为0~5、10~15、15~20 c m,分别占孢囊总数的25.2%、14.9%和13.5%,在0~20 c m土层,孢囊数量占孢囊总数的89.4%。土层越深孢囊数量越少,但至45 c m土壤深处还有少量孢囊存在,说明小麦根系达到的深度范围内均有燕麦孢囊线虫孢囊分布。与翻耕前相比,翻耕后0~15 c m土层的孢囊分布趋于均一化,其在0~5、5~10、10~15 c m的孢囊和翻耕前孢囊数量差异显著,其中0~5、5~10 c m土层的孢囊数均比翻耕前有所降低,10~15 c m土层的孢囊数比翻耕前有所增加,而15 c m以下土层中的孢囊数量和翻耕前相比未发生明显变化。

3 讨论

燕麦孢囊线虫一年发生一代,在土壤中需经历一定时间的低温才能孵化[20]。幼虫孵化后,在靠近根尖处侵入,并在靠近中柱处寻找适宜取食位点,之后营定居型取食,直至形成孢囊。因此,寄主根系的分布范围以及线虫的侵染特点决定了土壤中孢囊的分布。了解线虫的分布可有效降低取样数量,提高线虫种群测定的准确度,本研究在燕麦孢囊线虫自然病田,分别测试了其水平分布与垂直分布,并确定了土壤翻耕对其分布的影响。对孢囊线虫的防治技术研究、预测预报以及防治均具有重要的指导作用。

本研究结果显示燕麦孢囊线虫在水平分布上呈聚集分布,这与国内外的一些研究结果相似[16-17]。并且在麦田翻耕后与翻耕前相比,其聚集程度有所降低,说明土壤翻耕使土壤中线虫的分布趋向于均一化。因此,在田间小区试验中对燕麦孢囊线虫的种群密度评估,如用简单的随机5点采样法可能会造成较大的试验误差,因此建议在此类试验中尽可能多采集一些样本,或者在一个样本中应包含数个亚样,这样才有利于提高试验的精确度。与翻耕前相比,其中0~5、5~10 c m土层的孢囊数均比翻耕前降低,10~15 c m土层的孢囊数比翻耕前增加,这主要是因为旋耕机的旋耕深度在15 c m左右,打破0~15 c m土层的土壤而使得不同土层的土壤进行混合所致。此外在土壤翻耕前后采用相同的采样数量与采样策略,在土壤翻耕后对种群密度的评估准确度要高于对土壤翻耕前对种群密度的评估。

燕麦孢囊线虫属于定居型内寄生线虫,排除人为因素对土壤的干扰,孢囊在土壤中的空间分布应该和寄主小麦根系的分布一致,因此在燕麦孢囊线虫研究中,对土样的采集深度以0~20 c m为宜,采集深度过浅会降低试验的准确率,但采集土样过深,会大大增加工作量。此外,在燕麦孢囊线虫的药剂防治中,对土壤的施药区域应以0~20 c m最佳,这样可有效地控制土壤中的孢囊线虫,达到理想的防治效果。

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