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作物根结线虫病防治研究进展

2022-01-12韩冰洁张立君张建君

长江蔬菜 2021年22期
关键词:阿维菌素线虫病生物防治

韩冰洁,张立君,张建君

(1.秦皇岛市抚宁区农业农村局,河北,066000;2.秦皇岛市抚宁区人力资源和社会保障局)

根结线虫(Meloidogyne spp.)是一种为害农作物的重要病原生物,在世界各地均有发生。根结线虫寄主范围非常广泛,受害作物分属114个科3 000多种,其中以葫芦科、茄科、十字花科最为严重[1](图1、2)。近年来,随着保护地蔬菜栽培面积增加,土壤中的根结线虫大量繁殖,根结线虫病的发生和为害区域迅速扩大,给我国农业经济造成巨大损失,根结线虫病每年可使作物减产10%~30%,严重时达75%以上[2],有时甚至造成作物绝收[3],对我国农作物生产影响严重。

目前已有报道的根结线虫为90多种,但导致作物发生根结线虫病的主要有4种,即南方根结线虫(M.incognit a)、爪哇根结线虫(M.javanica)、花生根结线虫(M.arenaria)和北方根结线虫(M.hapla)[4,5]。根结线虫分布在5~30 cm土层中[6],通过侵染植株根部形成瘤状根结来破坏作物的根部组织,吸收作物营养,从而破坏整个代谢系统,甚至引起其他病原菌的复合侵染[7,8],造成植株长势减弱甚至死亡,农作物减产甚至绝收。根结线虫病是一种顽固性的土传病害,分布广、防治难,是世界性植保难题之一。

图1 番茄根结线虫病

图2 胡萝卜根结线虫病

目前根结线虫病的为害逐年增加,其防治仍面临巨大问题,针对根结线虫病寄主广泛、传播快、难以根治等特点,以及“预防为主,综合防治”的植保方针,防治方法主要有抗病育种、农业防治、物理防治、化学防治和生物防治。本文综述了作物根结线虫病的防治方法,以期对农业生产中根结线虫病的有效防治提供参考。

1 抗病育种

农业生产中使用耐病、抗病品种可以有效降低根结线虫病的发生。应用抗病品种是一种经济有效的防治作物根结线虫病的方法,尤其对寄主专化性强的线虫,效果非常明显[9]。抗病育种不仅可以降低土壤中根结线虫密度,还能减少根结线虫的侵染数量,是生产中长期使用抗病效果较好的一种方法。目前,抗根结线虫病番茄品种主要有汉姆7号、汉姆8号、汉姆9号、汉姆16号、昊德168、思贝德、牟番1号[10]、辽粉2号、千禧、迪芬妮、抗TY3、达尔文、瑞菲等[11];辣椒品种主要有Rela2、L506M、L317、L319、L316、L287-2、L522-1M、L504M、L515-2、L512M、L292-1、13SM87-1、Rela5和13SM100-1等[12]。抗病育种有诸多优点,但抗性资源的缺乏、市场上抗性品种不足等问题也制约着其在农业上的应用。对种植者而言,大棚中的害虫、真菌、细菌及病毒等病害较多且发生密集,而抗性基因比较单一、选择性强,也会使农户无从选择合适的抗病品种。

2 农业防治

防治根结线虫病最基础的方法是农业防治,生产中常用的农业防治措施主要有加强田间管理、轮作和土壤改良等方法。

2.1 加强田间管理

收获后彻底清洁温室,清除病残体和田间杂草可以减少根结线虫虫口密度。大量的根结线虫在寄主作物的根系和周围土壤中聚集[13,14],将成为下一茬作物根结线虫病的主要传染源,因此,采收后应及时清理作物残留物和田间杂草,以有效减少田间根结线虫数量[15]。此外,农用器械在不同地块的交叉使用是人为传播的重要途径,农用器械使用后要及时清洗、消毒,可有效减少根结线虫病的人为传播[11,16]。

2.2 轮作

轮作是比较传统的农业管理措施,目前在温室蔬菜根结线虫病防治中仍常被使用,通常与大蒜、韭菜、葱等免疫或高抗作物轮作或套作,年限越长效果越好。通过合理轮作不仅可以有效减少土壤中根结线虫数量,降低病害发生概率,还能提高土壤生物多样性。然而,也有研究表明,由于南方根结线虫的寄主广泛,轮作方法在南方根结线虫病的防治中作用有限[17]。

2.3 土壤改良

土壤中施入有机物质可以提高土壤微生物的活性,影响土壤病原菌活性和残存量,有效减少虫口密度,同时还可以对土壤进行一定的改良,增强土壤肥效(图3)。吕建平等[18]提出猪粪肥能够有效抑制烟草根结线虫病的发生。也有研究指出鸡粪水对室内根结线虫卵孵化具有一定的抑制作用[19],茶树菇[Ligrocybe aegerita(Briganti)Singer]菌渣能够减少番茄根结线虫病的发生[20]。

3 物理防治

目前主要的物理防治措施有:高温闷棚、暴晒耕作土、土壤药剂消毒、土壤热水处理、臭氧水消毒、超声波或射线处理以及最新的定向脉冲技术方法等[21]。

3.1 高温处理

根结线虫的致死温度为40℃。在炎热的夏季,每20~30 d翻耕1次土壤,使土壤暴露在表面,经太阳照射,能杀死线虫。日光消毒土壤(Soil solarization),其原理是对土壤覆1~2层膜使土壤温度达50℃以上,从而达到对土壤中根结线虫的消杀效果。意大利西西里的甜椒生产基地应用此方法后有效抑制了线虫的生长和繁殖[22]。在闷棚处理过程中,为了提高温度,制造缺氧、毒性环境,可配合使用有机物质或熏蒸药剂等,如施加棉隆[23]、石灰氮[24]、植物源熏蒸剂(竹醋液和辣根素)+玉米鲜秸秆[25]、麦草+鸡粪[26]、秸秆+石灰氮+X-20菌肥[27]等可以有效提高闷棚效果(图4)。蒸汽或电阻丝加热提高土壤温度杀死线虫的方法由于耗能高,只适合在小型温室中使用,不适宜大面积应用。

图3 撒施腐熟鸡粪改良土壤

图4 土壤喷药后覆膜日光消毒

图5 土壤药剂消毒处理

3.2 消毒处理

应用氰氨化钙土壤消毒法对茄子根结线虫病具有良好的防效,可达55.92%~68.29%[28]。黄文坤等[29]利用生物熏蒸与阳光消毒相结合的方法对温室根结线虫进行治理,效果较好。同时有研究表明,臭氧水对南方根结线虫卵的孵化、2龄幼虫的侵染能力,均有明显的抑制作用,并对2龄幼虫具有较高的致死率[30]。田间多次灌溉臭氧水对番茄、生姜、西瓜等根结线虫病有良好的防治效果[31~33]。臭氧水田间应用浓度一般控制在0.50~2.00 mg/L[31,34],臭 氧 水 浓度过低(<0.20 mg/L)不仅对根结线虫无抑制作用,反而对卵的孵化表现出一定的促进作用[34](图5)。

4 化学防治

化学防治一直作为根结线虫病防治的主要手段,深受菜农、果农青睐。但目前我国农业发展重点强调绿色、有机食品,化学防治方法将对人类和环境造成一定的破坏。从长远来看,高效、低毒、绿色农药的开发对农业生产尤为重要。

溴甲烷是较早应用于保护地蔬菜根结线虫病防治的药剂,并取得了较优异的效果,但溴甲烷对大气臭氧具有严重的破坏性,因此各国出台了相关政策停止使用。目前农业生产中阿维菌素应用较为广泛,但由于根结线虫抗药性的累积,常规用量下单一化学药剂的药效有限,生产中经常采取联合用药,如阿维菌素·噻唑膦颗粒剂既具有阿维菌素的高效性又有噻唑膦的内吸传导和长效性,对黄瓜根结线虫病的防治效果明显优于单一使用阿维菌素和噻唑膦[35,36]。另外,联合用药还可增强药效,减缓耐药性产生,如将阿维菌素与熏蒸剂达唑胺或氯吡啶组合,可使阿维菌素的半衰期显著增长,增加低浓度阿维菌素与熏蒸剂的协同作用,提高对黄瓜根结线虫病的防治效果[37]。

5 生物防治

生物防治是目前重视程度较高的一种防治措施,它是符合现代健康与环保理念的一种新型防治方法,并已取得可喜的研究成果。目前防治根结线虫的真菌、细菌数量非常多,但是很多都处在实验室研究阶段,应用到农业生产上的产品较少[38]。此外,生物防治见效慢、周期长、在土壤中难以定殖、受环境条件影响大等问题是现阶段应用中的难点,在防治过程中土壤条件也会和其他微生物产生一定的互作关系,因此关于生物防治的开发利用还有待进一步研究[39,40]。

5.1 食线虫真菌

食线虫真菌是一种对根结线虫具有拮抗作用的真菌。李天飞等[41]将食线虫真菌分为4类:捕食性线虫真菌、内寄生线虫真菌、机会真菌以及产毒真菌。全世界存在着巨大的物种多样性,因此生物防治具有良好的前景。研究发现,具有生防活性的有益真菌主要包括木霉属(Trichodermaspp.)、淡紫拟青霉(Paecilomyces lilacinus)、黑曲霉(Aspergillus niger)、 柱 孢 属 (Cylindrocarponspp.)、 胶 帚 属(Gliocladium)及镰刀菌属(Fusarium)的尖孢镰刀菌(F.oxysporum)、茄镰刀菌(F.solani)和2个未定种[42]。

5.2 线虫天敌细菌

许多细菌对根结线虫具有毒杀作用,目前研究多集中在假单胞杆菌(Pseudomonas)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)、巴氏杆菌(Pasteruria)、链霉菌 (Streptomyces)、蜡状 芽孢杆 菌(Bacillus cereus)和类立克次体(Rickettsia)及其他一些土壤细菌[43~45],其中假单胞杆菌和苏云金芽孢杆菌在生防中最有价值。

根际细菌是一种从根际分离对线虫具有拮抗或促生作用的细菌。自20世纪80年代至今已发现多个类群根际细菌,主要有芽孢杆菌(Bacillius)、假单胞菌(Pseudomonas)、土壤杆菌(Agrobacterium)、色杆菌(Chromobacterium)、不动杆菌(Acinebacter)、沙雷氏菌(Serratia)和肠杆菌(Enterobacter),这些细菌均对根结线虫具有一定的防效,其中芽孢杆菌和假单胞菌种类较多[46,47]。

6 展望

根结线虫病是流行性毁灭性病害,分布广,寄主范围大,尤其对温室大棚内蔬菜产量造成严重损害。随着我国产业结构的调整,保护地作物栽培面积迅速发展,使得该病的发生越来越猖獗,成为当今农民朋友最难解决的土传病害之一。利用抗病育种进行防治是较好的措施,但选育抗病品种需要较长的周期,目前市面上的抗病品种抗性基因相对单一,农民在选择的过程中缺少合适的抗病品种;轮作虽然具有一定的效果,但效果有限;采用高温对土壤进行消毒的方法,不适宜大面积操作;生物防治是现在研究热门的一种防治措施,但在田间应用的防效并不理想,没有达到预期的目标。现阶段农业生产过程中,由于利用化学药品等杀线剂见效快,效果明显,故仍然是农民种植过程中防治根结线虫病的首选方法。

从现有的相关文献看,虽然目前人们对根结线虫病的防治取得了一些好的效果,但不可否认,任何一种防治方法都有其优缺点,特别是长期依赖化学防治措施的地区,化学药剂对环境的污染和危害不容忽视。因此,根结线虫病的防治仍需坚持综合防治的原则,以化学防治为主,其他防治方法为辅。笔者认为,在未来作物根结线虫病的长期防治过程中,抗病育种由于针对性强,对人畜无药害,仍是今后研究和应用的方向之一;生物防治具有长效、稳定和相对安全等特点,同时还有减轻污染、保护环境等特点,仍然是现阶段重点研究的方向,同时高效菌株的筛选和应用等还有待进一步研究。

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