江 春, 張謹(jǐn)華*, 楊艷君, 楊萬明, 趙 宇, 方 果

(1. 山西省晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,晉中 030600; 2. 山西省植保植檢總站, 太原 030001)

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不同植物秸稈對番茄及南方根結(jié)線蟲的影響

江 春1, 張謹(jǐn)華1*, 楊艷君1, 楊萬明1, 趙 宇1, 方 果2

(1. 山西省晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,晉中 030600; 2. 山西省植保植檢總站, 太原 030001)

為有效防治南方根結(jié)線蟲,本試驗(yàn)研究了添加不同劑量的玉米秸稈(8.32、4.16、2.08 g/kg)、 辣椒秸稈(4.16、2.08、1.04 g/kg)和茵陳蒿秸稈(4.16、2.08、1.04 g/kg)對溫室大棚番茄及根結(jié)線蟲的影響。結(jié)果顯示,在根結(jié)線蟲侵染的土壤中添加植物秸稈后30 d,玉米秸稈(4.16、2.08 g/kg)對番茄株高有顯著影響,辣椒(4.16、1.04 g/kg)和茵陳蒿(4.16、2.08 g/kg)秸稈對番茄莖粗影響顯著;60 d時經(jīng)茵陳蒿處理的番茄植株比對照生長發(fā)育良好,對形態(tài)指標(biāo)的影響程度依次為莖粗>開花>分枝;120 d時番茄的莖粗、分枝和果實(shí)重量均顯著高于對照。末次接種后20 d調(diào)查,每種作物秸稈處理以高劑量對根結(jié)線蟲的防治效果最好,防治效果依次為:茵陳蒿秸稈>辣椒秸稈>玉米秸稈,分別為79.60%、71.32%、68.89%,表明茵陳蒿秸稈處理既可降低根結(jié)線蟲危害程度,又可提高番茄產(chǎn)量。本研究為溫室大棚有效防治根結(jié)線蟲提供了依據(jù)。

溫室大棚; 南方根結(jié)線蟲; 秸稈; 番茄

隨著人們生活水平不斷提高,利用溫室大棚種植反季節(jié)蔬菜和重茬蔬菜日益增加,但同時也為危害蔬菜的根結(jié)線蟲提供了適合的生存環(huán)境[1]。在設(shè)施栽培蔬菜中最重要的根結(jié)線蟲種類是南方根結(jié)線蟲(Meloidogyneincognita)。尤其是在土質(zhì)為沙壤土、有2年以上棚齡的溫室大棚中,幾乎都有根結(jié)線蟲。由于溫室大棚蔬菜長期單一連作,土壤中線蟲數(shù)量逐年增加,甚至使蔬菜發(fā)病率達(dá)90%以上,導(dǎo)致絕收[2-4]。根結(jié)線蟲與其他病原菌復(fù)合侵染,更加重了對蔬菜的危害。

目前,對設(shè)施栽培蔬菜根結(jié)線蟲的防治仍以殺線蟲劑為主。殺線蟲劑在殺滅線蟲的同時,不僅對土壤環(huán)境造成了污染,還使線蟲產(chǎn)生了抗藥性。對根結(jié)線蟲的防治,也有不少生物措施:曹志平等引入小麥秸稈來防治根結(jié)線蟲[5];劉晟等研究了22種中草藥提取物對根結(jié)線蟲的活性[6];近年來,還有一些利用菌株生物防治根結(jié)線蟲的報道[7-11]。但這些措施與山西省晉中市榆次區(qū)菜農(nóng)的傳統(tǒng)耕作方式和栽培習(xí)慣有較大不同,因此,在榆次區(qū)溫室大棚種植中未見使用。秸稈歷來是一種重要的生物資源,同時在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中具有重要地位[12]。但在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)中,秸稈資源大量過剩,就地焚燒現(xiàn)象日趨嚴(yán)重[13]。秸稈防治線蟲的措施具有安全有效、操作簡便、價格低廉等特點(diǎn),還可豐富土壤碳源[5],在榆次區(qū)也曾有菜農(nóng)嘗試使用,但由于添加量不科學(xué),農(nóng)作物秸稈未被充分利用,既浪費(fèi)資源又沒有真正起到秸稈還田的作用,且對根結(jié)線蟲的防治效果不理想。

為此,本研究選取當(dāng)?shù)卮罅糠N植的玉米‘豐田6號’秸稈和野生資源豐富的茵陳蒿秸稈,同時還選用了當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)廣泛栽培未發(fā)現(xiàn)被根結(jié)線蟲危害的油椒秸稈,以一定比例添加到土壤中,研究其對溫室大棚番茄根結(jié)線蟲的影響,以期為當(dāng)?shù)販厥掖笈镉行Х乐胃Y(jié)線蟲提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況與管理

試驗(yàn)在山西省晉中市烏金山鎮(zhèn)南湖村(海拔820 m,37°41.230′N,112°52.238′E)溫室大棚進(jìn)行。土壤有機(jī)質(zhì)含量4.05 g/kg,全氮0.389 g/kg,堿解氮238.0 mg/kg,有效磷228.2 mg/kg,速效鉀164.996 mg/kg,pH 6.4。供試番茄品種為‘金棚1號’,于2012年4月8日覆膜播種于滅菌土中,2葉1心時移苗,5月12日6～8葉時定植于溫室花盆內(nèi)。試驗(yàn)過程的地溫保持在17.1～25.2 ℃范圍內(nèi)(地下10 cm處溫度)。

1.2 試驗(yàn)材料

‘豐田6號’玉米(ZeamaysL.):上年采收果實(shí)后的秸稈,自然晾干,粉碎后過325目篩待用。

油椒(CapsicumfrutescensL.):上年采收果實(shí)后的秸稈,自然晾干,粉碎后過325目篩待用。

茵陳蒿(ArtemisiacapillarisThunb.):當(dāng)年4月采集全草,洗凈,烘干,粉碎后過325目篩待用。

供試線蟲:南方根結(jié)線蟲(M.incognita),由青島農(nóng)業(yè)大學(xué)提供。從感病嚴(yán)重的番茄根部分離根結(jié)線蟲卵囊,置于26 ℃無菌水中培養(yǎng)。將孵化的2齡幼蟲(J2)調(diào)整到500 條/mL,待用。

育苗土、定植土:采自晉中學(xué)院校區(qū)外,每10 kg土混合0.5 kg禽糞,常壓滅菌8 h,自然冷卻。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

參考華北地區(qū)農(nóng)田小麥秸稈還田模式平均輸入量(7.5 t/hm2)[14],稱取不同量的植物秸稈分別與定植土充分混勻,使定植土中玉米秸稈的含量分別為8.32、4.16、2.08 g/kg; 辣椒秸稈的含量分別為4.16、2.08、1.04 g/kg;茵陳蒿秸稈的含量分別為4.16、2.08、1.04 g /kg。將含秸稈的定植土置于21 cm×23 cm的花盆內(nèi),每盆種1株番茄苗。對照(CK)區(qū)不添加任何秸稈,每處理30盆,重復(fù)3次。置于溫室大棚內(nèi)隨機(jī)排列,按照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)方法種植管理。

1.4 接種線蟲、線蟲計數(shù)

待番茄緩苗后(5月20日),在距番茄根部2～3 cm的土壤中,用鉛筆扎4個深度10 cm左右的小洞接種J2線蟲,覆土。7 d后(5月27日)第2次接種J2線蟲,每次3 000條。 CK以相同方法加無菌水6 mL。末次接種后20 d(6月16日),隨機(jī)拔取各處理植株3株進(jìn)行根部酸性品紅染色[15],檢驗(yàn)接種效果。

在距番茄根3～15 cm 處取番茄根圍土,以改良貝爾曼漏斗法[15]分離J2并計數(shù),同時將線蟲數(shù)量折算成每100 g 干土含有線蟲的數(shù)量[16]。

1.5 生長量、產(chǎn)量及防治效果測定

分別于定植后30、60、120 d,測定株高、莖粗、分枝和開花率,采收果實(shí)計重量,拉秧時將番茄根拔出,沖洗干凈后,記錄每株根結(jié)數(shù)。參照劉維志分級標(biāo)準(zhǔn)[15]進(jìn)行病情分級和防效計算:0級為根系完整,無根結(jié);1級為有少量根結(jié),根壞死少于25%;2級為根結(jié)數(shù)占根系的26%～50%;3級為根結(jié)數(shù)占根系的51%～75%;4級為根結(jié)特多且較大,占根系的76%～100%。按下式計算防治效果。

防治效果(%)=(對照根結(jié)指數(shù)-處理根結(jié)指數(shù))/對照根結(jié)指數(shù)×100。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對番茄生長指標(biāo)的影響

由表1可見,添加玉米秸稈4.16 g/kg和2.08 g/kg處理的番茄株高顯著高于對照,極顯著高于添加油椒秸稈處理,添加油椒秸稈2.08 g/kg處理的株高最低,比對照低11%。玉米秸稈各處理、油椒秸稈2.08 g/kg處理和茵陳蒿1.04 g/kg處理與對照的莖粗無顯著差異,其余均有顯著差異。表明在苗期不同處理對植株的影響沒有規(guī)律性。

表1 不同秸稈添加處理下番茄苗期(30 d)生長指標(biāo)1)

1) 表中不同小寫和大寫字母分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著,下同。

The different lowercase and uppercase letters indicated significant difference at the 0.05 and 0.01 levels, respectively. The same below.

由表2可知, 1.04 g/kg和2.08 g/kg的油椒秸稈處理,不同濃度的茵陳蒿處理均對莖粗的影響有顯著差異,且不同濃度的茵陳蒿處理與對照差異極顯著;1.04 g/kg的茵陳蒿處理對分枝的影響差異顯著;1.04 g/kg和2.08 g/kg的茵陳蒿處理對開花數(shù)的影響差異顯著。表明60 d后經(jīng)茵陳蒿處理的植株比對照植株生長發(fā)育良好,其形態(tài)指標(biāo)的影響程度依次為:莖粗>開花數(shù)>分枝數(shù)。

由表3可見,2.08、4.16 g/kg茵陳蒿處理對莖粗和分枝有極顯著的促進(jìn)作用,油椒各處理對分枝有極顯著促進(jìn)作用,玉米、油椒和茵陳蒿各處理對果實(shí)均有極顯著促進(jìn)作用。添加茵陳蒿秸稈2.08 g/kg處理,番茄的莖粗、分枝和果實(shí)的值均極顯著高于對照(分別比對照高57.5%,57.1%,152.7%),且高于其他不同處理,表明添加適量的(2.08 g/kg)茵陳蒿秸稈處理可抑制根結(jié)線蟲,顯著促進(jìn)番茄的生長。

2.2 添加秸稈對根圍土根結(jié)線蟲的影響

2.2.1 添加秸稈對苗期根結(jié)線蟲數(shù)量的影響

由圖1可知,添加玉米、油椒和茵陳蒿秸稈對番茄苗期根結(jié)線蟲均有抑制作用。苗期添加玉米秸稈8.32、4.16 g/kg和添加油椒秸稈2.08 g/kg處理,均與對照有顯著差異。表明添加低劑量的玉米秸稈8.32、4.16 g/kg 和中等劑量的油椒秸稈2.08 g/kg對溫室大棚番茄苗期根結(jié)線蟲有抑制作用,添加8.32 g/kg的玉米秸稈處理效果最好,防效達(dá)27.15%。

表3 不同秸稈添加處理下番茄收獲期(120 d)生長指標(biāo)

圖1 不同處理對番茄苗期根圍土根結(jié)線蟲數(shù)量的影響Fig.1 Effect of different treatments on root-knot nematode number in the rhizosphere of tomatoes at seedling stage

2.2.2 添加秸稈對成株期根結(jié)線蟲數(shù)量的影響

由圖2可知,添加玉米、辣椒和茵陳蒿不同劑量秸稈對番茄成株期根結(jié)線蟲的防效均影響顯著,2.08 g/kg的茵陳蒿秸稈防效最好,達(dá)48.37%。

2.2.3 添加秸稈對收獲期土壤根結(jié)線蟲數(shù)量的影響

由圖3可知,添加玉米、辣椒和茵陳蒿不同劑量秸稈對番茄收獲期根結(jié)線蟲的防效均與對照有顯著差異,2.08 g/kg的茵陳蒿秸稈處理防效最好,達(dá)74.02%。

2.3 添加秸稈對收獲期根內(nèi)線蟲數(shù)量的影響

由表4可知,添加‘豐田6號’玉米秸稈8.32 g/kg時防效最好,達(dá)到了68.89%,根結(jié)指數(shù)顯著降低(P<0.05)。添加玉米秸稈4.16 g/kg與8.32 g/kg的防效和根結(jié)指數(shù)差異不顯著。因此,推薦添加玉米秸稈防治溫室大棚番茄根結(jié)線蟲的用量為4.16 g/kg。

圖2 不同處理對番茄成株期根圍土根結(jié)線蟲數(shù)量的影響Fig.2 Effect of different treatments on root-knot nematode number in the rhizosphere of tomatoes at adult stage

圖3 不同處理對番茄收獲期根圍土根結(jié)線蟲數(shù)量的影響Fig.3 Effect of different treatments on root-knot nematode number of tomatoes in the rhizosphere at harvest season

添加油椒秸稈4.16 g/kg時的防效最好,達(dá)到了71.32%,根結(jié)指數(shù)顯著降低(P<0.05)。添加4.16 g/kg與2.08 g/kg的油椒秸稈防效和根結(jié)指數(shù)差異不顯著。因此,推薦添加油椒秸稈防治溫室大棚番茄根結(jié)線蟲的用量為2.08 g/kg。

由表4可知,添加茵陳蒿秸稈4.16 g/kg的防效最好,達(dá)到了79.60%,根結(jié)指數(shù)顯著降低(P<0.05)。添加茵陳蒿秸稈各處理的根結(jié)指數(shù)與防治效果均達(dá)到0.05顯著水平。因此,推薦添加茵陳蒿秸稈防治溫室大棚番茄根結(jié)線蟲的用量為2.08 g/kg。

三種秸稈的防治效果依次為:茵陳蒿秸稈>油椒秸稈>玉米秸稈,表明茵陳蒿作為添加物效果最好。

表4 添加玉米秸稈、油椒秸稈、茵陳蒿秸稈對線蟲的防治效果

3 討論與結(jié)論

在調(diào)查晉中市溫室大棚根結(jié)線蟲危害時發(fā)現(xiàn),種植辣椒的土壤,無論是否連作,辣椒植株及根系基本正常,未見到由于根結(jié)線蟲危害形成特別膨大的根結(jié)。研究表明,辣椒根結(jié)線蟲的種群密度可達(dá)28～208個/g土,根結(jié)線蟲對辣椒的潛在危害十分嚴(yán)重,但未對辣椒根系造成危害[17];這可能與辣椒植株的化感作用對番茄根圍土中線蟲產(chǎn)生趨避作用有關(guān),從而抵消了根系分泌物對線蟲的吸引作用[18]。本試驗(yàn)結(jié)果表明:將辣椒秸稈1.04～4.06 g/kg添加到根結(jié)線蟲的病土中,對根結(jié)線蟲有一定的防治效果。

茵陳蒿是菊科(Compositae)蒿屬(ArtemisiaL.)的一種多年生草本植物,廣泛分布于我國南北各省區(qū),生長于山坡、荒地、路邊、草地等。幼嫩莖葉可入藥,具清熱利濕、退黃、利膽、利尿,治療皮膚病等作用,其主要成分為茵陳炔酮(capillin)。茵陳蒿提取物對儲糧害蟲赤擬谷盜(TriboliumferrugineumFabricius)有較強(qiáng)的趨避作用[19-20], 但對茵陳蒿秸稈防治根結(jié)線蟲的研究還未見報道。本試驗(yàn)嘗試用茵陳蒿秸稈作為土壤添加劑,結(jié)果表明,添加1.04、2.08 g/kg的茵陳蒿秸稈對番茄平均株高、莖粗和平均分枝的影響顯著。2.08 g/kg用量對平均果實(shí)重量有顯著影響,1.04 g/kg用量與對照差異也達(dá)到了顯著水平。本試驗(yàn)結(jié)果表明:施用茵陳蒿秸稈1.04～4.16 g/kg作為防治根結(jié)線蟲的植物秸稈均可應(yīng)用到生產(chǎn)中。

通過對比不同劑量的3種植物秸稈添加到滅菌土中對番茄根結(jié)線蟲的防治效果,表明添加適量的植物秸稈對根結(jié)線蟲均有較好的防治效果。植物在生長過程中會產(chǎn)生并釋放一些化感物質(zhì)[17,21],這些物質(zhì)通過影響根際微生物種群,進(jìn)一步直接或間接地影響和抑制根結(jié)線蟲的數(shù)量。尤其是添加茵陳蒿秸稈的處理,既可調(diào)整土壤碳源,改善土壤食物鏈結(jié)構(gòu);又因其主要成分茵陳炔酮對線蟲的趨避作用,可對番茄根結(jié)線蟲產(chǎn)生明顯的抑制效果[5,22]。

秸稈還田是從改變土壤生態(tài)角度尋求的一種生物防治根結(jié)線蟲的新方法[13]。曹志平等[5]在2010年就引入小麥秸稈抑制番茄根結(jié)線蟲,成功地將秸稈還田的農(nóng)業(yè)措施與防治根結(jié)線蟲聯(lián)系起來。引入小麥秸稈后,土壤線蟲群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,植食線蟲的比例下降了97.3%,下降原因與食細(xì)菌線蟲的比例上升了189.7%有關(guān)[5]。據(jù)雍太文等[21]報道:土壤微生物是維持土壤質(zhì)量的重要組成部分,也是土壤物質(zhì)循環(huán)的主要推動者。土壤微生物能快速分解土壤有機(jī)物質(zhì),促進(jìn)土壤團(tuán)粒的形成,且通過有益菌的活動能夠疏松土壤,土壤的保肥、供肥、保水、供水及透氣性都得到很好的調(diào)節(jié)。本試驗(yàn)結(jié)果與曹志平等[5]、雍太文等[21]的結(jié)論一致。試驗(yàn)中就地取材的‘豐田6號’玉米秸稈、油椒秸稈和茵陳蒿秸稈添加后對根結(jié)線蟲的防效,比曹志平等[5]小麥秸稈添加物的最佳防效低,這可能與本試驗(yàn)為了便于統(tǒng)計、單一檢測根結(jié)線蟲對不同植物秸稈的響應(yīng),采用滅菌土進(jìn)行試驗(yàn),殺死了根結(jié)線蟲、捕食性線蟲及微生物等天敵有關(guān)。但是,秸稈的添加并不是越多越好,引入小麥秸稈碳源過多,會對番茄生長造成不利影響。這可能與小麥秸稈自身含有大量的化感物質(zhì)有關(guān)[22-23]。本試驗(yàn)也表現(xiàn)出隨著3種秸稈添加量的加大,防治效果逐漸變緩的趨勢。所以,在抑制番茄根結(jié)線蟲,保證番茄產(chǎn)量的前提下,結(jié)合就地取材和防治效果綜合考慮,茵陳蒿作為添加物和趨避劑效果最好,可提高番茄產(chǎn)量,推薦劑量為1.04～4.16 g/kg。

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(責(zé)任編輯：王 音)

Effect of plant straws on tomato andMeloidogyneincognita

Jiang Chun1, Zhang Jinhua1, Yang Yanjun1, Yang Wanming1, Zhao Yu1, Fang Guo2

(1. College of Biological Science and Technology, Jinzhong University, Shanxi 030600, China; 2. Plant Protection and Quarantine Station of Shanxi Province, Taiyuan 030001, China)

In order to take effective control onMeloidogyneincognita(Kofoid & White) Chitwood, and to optimize cultivation conditions of greenhouse tomato, the effect of corn straw (8.32, 4.16, 2.08 g/kg), pepper straw (4.16, 2.08, 1.04 g/kg) andArtemisiacapillarisstraw (4.16, 2.08, 1.04 g/kg) on tomato andM.incognitawas investigated in this study. The results showed that different treatments had different effect on tomato at seedling stage (30 days), the corn straw (4.16, 2.08 g/kg) had significant influence on plant height, the pepper straw (4.16, 1.04 g/kg)andA.capillarisstraw(4.16, 2.08 g/kg)had significant influence on stem diameter. Tomato grew better than the control group 60 days after treated withA.capillarisstraw. Morphological parameter varied as stem diameter> flowering > branch. Stem diameter, branch and fruit parameters of the treated tomato were much higher than those of the control plants 120 days after treatment. The rank order of the control effect againstM.incognitawas:A.capillarisstalk> pepper stalk> corn stalk, with the efficacy of 79.60%, 71.32% and 68.89%, respectively. It was indicated thatA.capillarisstalk had the best effect to improve tomato yield and controlM.incognita.

greenhouse;Meloidogyneincognita; straw; tomato

2015-01-23

2015-03-03

山西省教育廳科技開發(fā)項(xiàng)目(20111025)；山西省自然科學(xué)基金(2013011039-2)

S 436.412

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.04.032

* 通信作者 E-mail: zhangjinhua211@126.com