張建華 徐澤?!≈x 輝 崔建臣 張銀萍 張金良 宋玉林
摘要:在北京順義隔離試驗圃內研究香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)的適應性,重點在于觀察該線蟲對北京地區(qū)栽培作物種類的寄生性和致病力、對北方低溫的抗逆生存能力及對北方堿性土壤環(huán)境的適應程度。通過實驗室和田間試驗研究,其結果表明香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)自然露地環(huán)境條件下不能越冬存活。但在溫室、大棚等設施環(huán)境中。該線蟲均可獲得適合的寄主、溫度及土壤酸堿度(pH)等條件,并可對作物造成嚴重危害,因此香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)溫室和大棚等設施條件下有著極高的適應性。
關鍵詞:香蕉穿孔線蟲;適應性;發(fā)生
中圖分類號:S 436.67
香蕉穿孔線蟲[Radopholus similes(Cobb)Thorne,1949]是國家一類禁止進境檢疫性有害生物,是國際公認的危險性植物病原物。據國外研究,香蕉穿孔線蟲的寄主范圍非常廣,已知的寄主植物超過15科250種,不僅嚴重危害多種熱帶、亞熱帶地區(qū)的香蕉、柑橘等果樹,還嚴重危害多種蔬菜、花卉和西瓜、玉米、高粱、甘薯、大豆等多種經濟作物。一般可造成減產40%~80%,重則可造成90%重的死亡,甚至絕收。同時該線蟲還隨著觀賞植物的貿易調運不斷擴散蔓延,因此,發(fā)生這種病害的國家和地區(qū)農作物及其產品的出口貿易也受到嚴重影響。2002年以來,香蕉穿孔線蟲在我國許多省(市)觀賞花卉植物上發(fā)現,疫情傳播蔓延形勢異常嚴峻?;ɑ軜I(yè)是目前北京市種植業(yè)結構調整中重點發(fā)展的產業(yè)之一,因此,香蕉穿孔線蟲侵入北京后若不能及時采取科學有效的措施持續(xù)控制其擴散和危害,將給北京農業(yè)生產安全和進出口貿易造成嚴重損失。
為了阻止和控制香蕉穿孔線蟲疫情的擴散,2003-2006年北京市植物保護站與華南農業(yè)大學資環(huán)學院植物線蟲研究室共同開展了香蕉穿孔線蟲生物學及其適生性研究。并在北京順義區(qū)建立了香蕉穿孔線蟲田間隔離試驗圃,針對侵入北京的香蕉穿孔線蟲種群就該線蟲對北京地區(qū)栽培作物種類的寄生性和致病力、對北方低溫,抗逆的生存能力及對北方堿性土壤環(huán)境的適應程度進行了室內及田間觀察和測定。
1材料與方法
1.1試驗材料
影響線蟲的適應性因子較多,本研究主要考慮了3個最主要的因子,即:寄主、溫度和土壤酸堿度(pH)。供試作物選擇北京地區(qū)栽培面積較大的蔬菜、大田和經濟作物。供試的香蕉穿孔線蟲種群取自北京某花場的觀賞花卉植物袖珍椰子,經室內在胡蘿卜愈傷組織上培養(yǎng)繁殖而成。基礎溫度數據依據北京14個氣象站點冬季(1~3、11~12月)的氣溫和耕層土壤溫度數據,以及在北京順義區(qū)冬季溫室、大棚等設施栽培條件下測得的氣溫和耕層土壤溫度數據。
1.2試驗方法
為防止線蟲擴散和易于分離計數線蟲,全部供試作物采用盆栽,平均單盆土重量1 500g。栽培盆土經100 ℃高溫處理2 h殺死盆土中的雜線蟲。接蟲方法采用根尖淋注法。將線蟲計數后,用移液管將:等量單位濃度的線蟲液均勻淋注在供試寄主作物根部及根際土壤。接種后不要立即澆水,以免蟲源隨流水被沖走。隔夜后可用細水淋灌,以后每次澆水的水流和水量都不可太大。分離線蟲時,稱重單盆土質量,將供試作物根部打碎與栽培土壤均勻混配,取100 g根土用貝曼漏斗分離線蟲并計數線蟲數量,再折合單盆土中線蟲數量。
1.2.1香蕉穿孔線蟲對寄主植物的寄生性與致病性研究
1.2.1.1對栽培寄主的寄生性研究
供試寄主作物為番茄、辣椒、黃瓜、白菜、花生、豆角、紫花苜蓿、玉米、小麥、早熟禾、韭菜11種作物。另選擇火鶴花(Anthuriun spp.)又名紅掌為供試指示寄主植物。平均每盆作物接入供試線蟲約900頭,接蟲70 d后觀察香蕉穿孔線蟲在這些作物的寄生和繁殖力。
1.2.1.2對不同作物種或品種間的寄生性差異
本試驗依據試驗1.2.1.1香蕉穿孔線蟲對栽培寄主作物的寄生性試驗結果,分別選擇了2個科不同屬的作物作為供試寄主。處理1:番茄組(線蟲繁殖率較高,嗜食寄主),品種為毛粉802、中蔬4號和櫻桃紅。處理2:辣椒組(線蟲可寄生存活),品種為茄門大椒、長城大椒和京研8號。處理3:十字花科作物組(線蟲存活率較低),作物種類為油菜(五月蔓)、蘿卜(滿堂紅)、白菜(小雜60號)和甘藍(8398)。接蟲60 d時分離供試作物根系及土壤檢測線蟲存活和繁殖情況。
1.2.1.3寄生繁殖與其致病力的關系
本試驗設接蟲組5個處理與不接蟲對照組,供試寄主作物選用番茄,品種為毛粉802。依線蟲繁殖的周期(約30 d),分別在接蟲后43、62、92、120 d和145 d時分離檢測線蟲數量和稱量供試寄主的生物產量(鮮質量)及測量其株高作為測定香蕉穿孔線蟲致病性的依據。
1.2.2香蕉穿孔線蟲對低溫抗逆生存能力研究
1.2.2.1實驗室條件下的觀察研究
將人工培養(yǎng)保存的香蕉穿孔線蟲接種于胡蘿卜愈傷組織上,每個胡蘿卜愈傷組織接種25條雌蟲。于12℃和8℃下分別處理25 d和35 d,再將其放置于25℃下培養(yǎng)45 d,分離、觀察蟲量變化情況。
1.2.2.2設施溫室環(huán)境下的觀察研究
將1.1寄生性與致病性研究接有香蕉穿孔線蟲的供試作物番茄、辣椒、黃瓜等供試作物逐盆計數線蟲數量后,放在冬季正常管理的日光溫室中,分別在次年1月份極值最低溫度出現后和3月、4月份氣溫回升后,分離檢查線蟲存活數量。
1.2.2.3露地環(huán)境下的觀察研究
北京進入冬季(11月)后,將1.2.1.3.對栽培作物的致病性測定研究的帶有香蕉穿孔線蟲土壤(盆裝)掩埋在室外耕層土壤內。隨北京氣溫的逐漸降低,每30天進行一次分離檢測,以確定線蟲在冬季露地低溫環(huán)境下的存活能力。
1.2.3土壤酸堿度對香蕉穿孔線蟲生存繁殖力的影響
將人工培養(yǎng)的香蕉穿孔線蟲懸浮液分別淋注在pH為5~9的一系列供試土壤中,供試栽培寄主作物為番茄,品種為毛粉802。接蟲后放入25℃人工培養(yǎng)箱內,每日光照12 h。當接蟲60 d時分離檢測線蟲繁殖情況。
2結果與分析
2.1香蕉穿孔線蟲對寄主植物的寄生性與致病性
2.1.1對栽培寄主作物的寄生性
接蟲70 d后,在田間小氣候平均溫度為21~26.6℃的條件下,其試驗結果表明:香蕉穿孔線蟲對上述供試作物的寄生性和致病性在同科不同屬作物上是有選擇的,玉米(玉蜀黍屬)、小麥(小麥屬)和早熟禾(早熟禾屬)都為禾本科植物,但香蕉穿孔線蟲對它們問的寄生性存在明顯差異。線蟲在供試作物番茄、花生、玉米、豆角、紫花苜蓿上是可以寄生和繁殖的,且蟲口密度增殖較大,為香蕉穿孔線蟲的嗜食寄主作物;在供試作物辣椒、黃瓜、早熟禾、火鶴上
可以寄生存活,但繁殖較慢或不能繁殖;在供試作物白菜、小麥和韭菜上分離檢測的線蟲量為0,說明該線蟲不能在這些作物上寄生和繁殖。特別是供試作物韭菜,在3年的重復試驗中都未檢出過活蟲。試驗結果見圖1。
2.1.2對不同作物種或品種間的寄生性差異
香蕉穿孔線蟲在茄科和十字花科作物間的寄生性存在著顯著差異;在茄科作物番茄屬和辣椒屬問的寄生性差異顯著,而在十字花科蕓薹屬和蘿卜屬作物上的寄生性無明顯差異;在番茄屬、辣椒屬和蕓薹屬的3個品種問的寄生性都無顯著差異。因此。香蕉穿孔線蟲對作物的寄生性因作物種類的不同而存在著差異,在同科同屬作物的不同品種問寄生性差異不大。
2.1.3香蕉穿孔線蟲的寄生繁殖與致病力的關系
圖2所示在接蟲后92 d時,線蟲的繁殖呈激增狀態(tài),處理組作物的生長勢也隨之出現急劇衰退,而此時對照組作物的生物產量正直旺盛增長階段。在接蟲后120 d時,處理組的平均鮮質量低于對照組30.8%。在接蟲145 d(11月2日)時,由于北京此時已進入冬季,日平均氣溫為12~13℃,露地栽培作物進入自然衰退和老熟階段,生物產量呈現自然下降。處理組的平均鮮質量仍低于對照組19.0%。由圖3可見對照株高平均高于同期接蟲株高66.29%。由此可見,香蕉穿孔線蟲對作物的產量危害很大,對栽培作物的致病力極強。線蟲侵染作物后,生物鮮質量迅速下降,生物生長緩慢,從而可以嚴重影響作物的經濟產量。
2.2香蕉穿孔線蟲對低溫抗逆生存能力
2.2.1室內研究
香蕉穿孔線蟲置于12℃下25 d后,再將其置于25℃條件下,培養(yǎng)45 d,結果表明其生存繁殖力未受到影響;在12℃下35 d后,再在25℃條件下,培養(yǎng)45 d,結果表明其生存繁殖力受到一定的影響而有所下降,但仍能較正常的繁殖。而在8℃35 d后,在恢復適宜溫度時不能很好繁殖,但仍能存活。說明侵入北京的這個種群具有很強的耐低溫能力。
2.2.2設施溫室栽培環(huán)境下的觀察
研究結果顯示,越冬后線蟲數量比接蟲數量有所降低,1月份線蟲量平均降低30%~40%左右;3月份土壤溫度升高,線蟲數量有所增長,但仍平均低于接蟲數量的15%;4月份隨耕層土壤溫度繼續(xù)回升,線蟲數量高于接蟲量10%左右。每年11月至次年2月,北京地區(qū)標準目光溫室內15~20 cm耕層土壤平均溫度在11~16℃之間變化,極值最低溫度出現在每年的1月,月平均土溫在12℃左右。這一研究結果與2.2.1的實驗室研究結果相符合。由此可以證明香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)設施溫室中是可以完成世代發(fā)育,并繁殖生長的。
2.2.3露地栽培環(huán)境下的觀察
本試驗結果表明,香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)室外露地環(huán)境條件下,隨空氣溫度和耕層土壤溫度降低到8℃下蟲量逐漸降低,經過長期的低溫后全部死亡。檢測結果見表1。
2.3土壤酸堿度對香蕉穿孔線蟲生存繁殖力的影響
此項研究表明,pH5~9之間線蟲繁殖率沒有大的變化。在不影響番茄生長的pH范圍內,pH的變化并不影響香蕉穿孔線蟲的侵染為害,其寄生和繁殖率無明顯差異。
3結論與討論
香蕉穿孔線蟲的寄主植物廣泛,適應性強,在北京地區(qū)自然露地環(huán)境下不能越冬存活,但在溫室、大棚等設施栽培環(huán)境中,均可獲得寄主、溫度及土壤酸堿度(pH)等適合的生存條件,并可對作物造成嚴重危害,是危害我國農業(yè)生產潛在的有害生物種群。
香蕉穿孔線蟲在供試作物番茄、花生、玉米、豆角、紫花苜蓿上可以寄生和繁殖,且蟲口密度增殖較大,為香蕉穿孔線蟲的嗜食寄主作物。這些作物在北京地區(qū)廣泛栽培,特別是蔬菜作物在設施溫室環(huán)境條件下周年往復連作種植,給香蕉穿孔線蟲的生存提供了廣泛的寄主植物資源。供試的香蕉穿孔線蟲種群具有較強的繁殖能力和耐低溫生存能力。在12℃時不僅能存活,在35 d后恢復適宜溫度還能很好的繁殖。雖然該種群在8℃35 d后恢復適宜溫度不能很好繁殖,但仍能存活,說明該種群具有很強的耐低溫能力。由于北京冬季最冷月地下15~20 cm處的平均溫度通常低于8℃,并且時間較長,一般從上年的10月下旬持續(xù)到翌年4月上旬,為期160天以上。所以,該種群在北京地區(qū)室外不能越冬。但是,冬季溫室、大棚等設施栽培環(huán)境中的溫度通常在11~16℃之間變化,大大高于8℃該線蟲繁殖最低溫度,由此可以證明香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)設施溫室中可以完成世代發(fā)育,并繁殖生長。試驗還證明該線蟲在不影響番茄生長的pH值范圍內,土壤酸堿度在pH5~9的變化并不影響香蕉穿孔線蟲對作物的侵染為害。供試的香蕉穿孔線蟲種群雖然來源于我國南方酸性土壤中,但在北京地區(qū)的堿性栽培土壤中均可侵染為害。因此,香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)溫室和大棚等設施條件下有著極高的適應性,在設施栽培環(huán)境中擴散危害的風險很大,特別是對蔬菜、花卉等在設施溫室條件下種植的作物危害將會是巨大的。
香蕉穿孔線蟲在北京地區(qū)冬季自然露地環(huán)境下不但不能繁殖,更不能存活。這給香蕉穿孔線蟲疫情的普查帶來了有利條件,一方面可以在很大程度上縮小普查范圍,減少普查時間。另一方面也為疫情的撲滅和鏟除提供了可靠依據,同時減少了疫情除治經費的投入。一旦發(fā)生香蕉穿孔線蟲危害,在應用硬性的強制手段對疫情進行封鎖、撲滅后,冬季施行休耕、裸棚、凍土,來年春季再選擇種植韭菜等抗性植物進行輪作倒茬的農業(yè)栽培措施就可有效鏟除和控制疫情。
總之,香蕉穿孔線蟲疫情的控制,一方面要應用科學的手段阻止疫情的發(fā)生和傳播擴散,另一方面需要各級領導的重視,加大植物檢疫監(jiān)督力度,增加疫情普查及除治費用的投入。形成全國各省、市、自治區(qū)間的聯動,及時通報疫情監(jiān)測信息和疫情發(fā)生、發(fā)展動態(tài),徹底阻斷疫情傳播擴散源。要加強對花卉種植經營者的宣傳,使其充分認識香蕉穿孔線蟲的嚴重危害性,認識植物檢疫的重要性和必要性,自覺接受檢疫。