胡安東，梁 晨，于維霞，孫先濤，王學(xué)亮，趙洪海

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)植物醫(yī)學(xué)學(xué)院/山東省植物病蟲(chóng)害綜合防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/山東省應(yīng)用真菌重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東青島 266109；2.濰坊市農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局，山東 濰坊 261061）

植物病原線蟲(chóng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的重要有害生物，每年對(duì)作物可造成約12%的產(chǎn)量損失[1]，貨幣損失約為1 570億美元[2]。根結(jié)線蟲(chóng)（Meloidogynespp.）為害多種作物，是世界上分布最廣、危害最重的植物病原線蟲(chóng)[3-4]。根結(jié)線蟲(chóng)能夠侵染幾乎所有蔬菜作物，對(duì)保護(hù)地蔬菜的危害尤其嚴(yán)重[1，5-8]，已經(jīng)成為我國(guó)保護(hù)地蔬菜生產(chǎn)的最重要限制因子之一。

蔬菜根結(jié)線蟲(chóng)的防治技術(shù)主要包括抗病品種和砧木利用、無(wú)土栽培、輪作、蒸汽（熱水）消毒、太陽(yáng)能消毒、生物熏蒸、化學(xué)土壤熏蒸、非熏蒸性殺線蟲(chóng)劑使用等[9]。非化學(xué)防治技術(shù)存在一定的限制性，如一些作物上尚無(wú)可利用的抗病品種，無(wú)土栽培和熱力消毒成本太高，太陽(yáng)能消毒和生物熏蒸操作復(fù)雜、用工量多、規(guī)范和推廣難度大等；化學(xué)防治方面存在老品種逐漸被淘汰、新品種少，高毒農(nóng)藥多、低毒農(nóng)藥少，環(huán)境污染、食品安全和抗藥性問(wèn)題突出等問(wèn)題[10-11]。新型、高效、環(huán)境友好型的線蟲(chóng)防治技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)與推廣已經(jīng)成為蔬菜“雙減”和綠色生產(chǎn)的迫切需求。近年來(lái)，防控根結(jié)線蟲(chóng)的臭氧設(shè)備研發(fā)和推廣在山東農(nóng)機(jī)領(lǐng)域及高產(chǎn)值蔬菜產(chǎn)區(qū)成為一個(gè)熱點(diǎn)[12]，即利用臭氧設(shè)備產(chǎn)生臭氧，將臭氧與水混合形成臭氧水，用之澆灌以殺滅土壤中的線蟲(chóng)。本研究旨在利用室內(nèi)盆栽和溫室小區(qū)試驗(yàn)，探究土壤臭氧水消毒技術(shù)對(duì)蔬菜根結(jié)線蟲(chóng)的防治效果，以期為根結(jié)線蟲(chóng)的綠色防控提供新途徑。

1 材料和方法

1.1 室內(nèi)盆栽試驗(yàn)

1.1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為感病品種“格雷”，由瑞克斯旺（中國(guó)）種子有限公司提供。用于接種的根結(jié)線蟲(chóng)群體為南方根結(jié)線蟲(chóng)（Meloidogyne incognita），采自青島即墨國(guó)家農(nóng)業(yè)高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)溫室大棚，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制備成卵懸浮液作為接種體[13]。

臭氧發(fā)生器為WY-F100型，由濰坊萬(wàn)有環(huán)保設(shè)備有限責(zé)任公司生產(chǎn)并提供；臭氧發(fā)生器通過(guò)風(fēng)冷放電方式產(chǎn)生臭氧，利用管道氣水混合器將臭氧混入水中，形成較高濃度的臭氧水。臭氧測(cè)試儀型號(hào)為CY-1A型，由上海海爭(zhēng)電子科技有限公司生產(chǎn)。對(duì)照藥劑為10%噻唑膦顆粒劑（系目前我國(guó)防治根結(jié)線蟲(chóng)的主流化學(xué)殺線蟲(chóng)劑），商品名稱(chēng)為福氣多，由日本石原產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社生產(chǎn)。番茄栽植容器為高17 cm、直徑16 cm的塑膠盆，購(gòu)置于青島諾維亞聚合物有限公司。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

盆栽試驗(yàn)在2016年6—8月進(jìn)行。將壤土與細(xì)沙按1∶1比例充分混勻、熱力消毒后裝盆。用卵懸浮液對(duì)盆土進(jìn)行線蟲(chóng)接種，接種量為5 000卵/盆[13]，之后立即進(jìn)行清水和臭氧水處理。共設(shè)5個(gè)處理：（1）空白對(duì)照，5次均澆灌清水；（2）臭氧水處理1次，前4次澆灌清水，最后1次澆灌臭氧水；（3）臭氧水處理3次，前2次澆灌清水，后3次澆灌臭氧水；（4）臭氧水處理5次，5次均澆灌臭氧水；（5）噻唑膦處理，土壤處理1次。用于處理的臭氧水中O3濃度為0.5 mg/kg，每次澆灌量為500 mL/盆，澆灌處理間隔3 d，與此同時(shí)空白對(duì)照以及不進(jìn)行臭氧水處理的每次澆灌等量清水。設(shè)計(jì)為噻唑膦處理的，在第5次澆水前，按0.07 g/盆用藥量將10%福氣多顆粒劑與適量細(xì)干土混勻后撒施于盆土，耙入土后再澆灌清水。每個(gè)處理重復(fù)10次（盆）。全部處理結(jié)束后，次日定植預(yù)先培育的株高約為6 cm、長(zhǎng)勢(shì)一致的番茄幼苗，置溫室內(nèi)在25～30 ℃下培育，正常水肥管理。

1.1.3 調(diào)查和統(tǒng)計(jì)方法

定植后35 d，剪取番茄植株地上部，測(cè)定植株高度和地上部鮮質(zhì)量?？叟枞〕鋈扛?，用清水沖洗干凈后，檢查每株根系形成根結(jié)情況，按“0～5級(jí)”根結(jié)指數(shù)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)每個(gè)植株的根結(jié)指數(shù)級(jí)別值[14]。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：

0級(jí)，根系上無(wú)根結(jié)；

1級(jí)，根系上只有極少的小根結(jié)；

2級(jí)，有根結(jié)的根系占比不到25%，且沒(méi)有相連成串的大型根結(jié)；

3級(jí)，25%～50%的根系上有根結(jié)，部分根結(jié)相連成串變?yōu)榇笮透Y(jié)；

4級(jí)，50%～75%的根系上有根結(jié)，半數(shù)以上根結(jié)相連成串，部分主、側(cè)根變粗呈畸形；

5級(jí)，75%以上的根系上有根結(jié)，且相互連接，多數(shù)主、側(cè)根呈畸形或腐爛。

計(jì)算各處理及對(duì)照的根結(jié)指數(shù)以及各處理的相對(duì)防效，公式：根結(jié)指數(shù)＝[∑（具某根結(jié)指數(shù)級(jí)別值的植株數(shù)量×相應(yīng)級(jí)別值）/（植株總數(shù)×5）]×100；相對(duì)防效＝[（對(duì)照根結(jié)指數(shù)-處理根結(jié)指數(shù)）/對(duì)照根結(jié)指數(shù)]×100%。

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均采用Microsoft Office Excel 2007軟件和DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan新復(fù)極差法對(duì)各處理進(jìn)行顯著性分析。

1.2 溫室分區(qū)處理試驗(yàn)

1.2.1 試驗(yàn)場(chǎng)地和材料設(shè)備

溫室分區(qū)處理試驗(yàn)于2017年6—9月在濰坊市濰城區(qū)于河街道辦事處前王村多年連作番茄的冬暖溫室中進(jìn)行。棚內(nèi)種植面積為1 000 m2；地塊根結(jié)線蟲(chóng)種類(lèi)為南方根結(jié)線蟲(chóng)，在上茬番茄上發(fā)生嚴(yán)重且分布比較均勻；番茄品種為“齊大力”。

臭氧發(fā)生器型號(hào)為WY-F160，由濰坊盛唐農(nóng)業(yè)裝備科技有限公司研制；臭氧測(cè)試儀型號(hào)為CY-1A，由上海海爭(zhēng)電子科技有限公司生產(chǎn)。對(duì)照藥劑為土壤熏蒸劑“滅線至尊”，有效成分為異硫氰酸甲酯，由英國(guó)恩多貝植物營(yíng)養(yǎng)有限公司生產(chǎn)。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

將溫室從東到西劃分成3個(gè)處理區(qū)，每個(gè)處理區(qū)面積320 m2，處理區(qū)間設(shè)1.5 m寬過(guò)道。3個(gè)處理區(qū)從東到西分別依次進(jìn)行臭氧水澆灌、清水澆灌（空白對(duì)照）、熏蒸劑土壤熏蒸處理。（1）臭氧水處理區(qū)，6月27日畦內(nèi)土壤全部深翻整地后進(jìn)行4次臭氧水澆灌處理，每次間隔7 d，出水口臭氧水濃度為1.0 mg/kg，澆水量控制在完全浸濕30 cm土層但無(wú)明顯積水；（2）熏蒸劑處理區(qū)，6月27日土壤撒施“滅線至尊”后翻地覆膜，667 m2用量10 kg，30 d后揭膜；（3）空白對(duì)照區(qū)，澆灌4次清水，時(shí)間與用量同臭氧水澆灌處理。8月7日，各處理區(qū)同時(shí)定植番茄，之后正常管理。

1.2.3 調(diào)查和統(tǒng)計(jì)方法

番茄定植后35 d，采用“Zig-Zag”取樣法，每個(gè)處理區(qū)挖取20株番茄根系，參照1.1.3的方法確定根結(jié)指數(shù)級(jí)別值，計(jì)算根結(jié)指數(shù)、相對(duì)防效，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)盆栽試驗(yàn)

2.1.1 不同處理對(duì)室內(nèi)盆栽番茄長(zhǎng)勢(shì)的影響

番茄定植35 d后，臭氧水和噻唑膦處理促進(jìn)番茄植株高度和地上部鮮質(zhì)量不同程度的增加。噻唑膦處理的番茄植株高度和地上部鮮質(zhì)量增加最為明顯，增長(zhǎng)率分別為92.9%和190.1%，與澆灌不同次數(shù)臭氧水處理均存在顯著性差異。澆灌5次臭氧水處理的番茄植株高度和地上部鮮質(zhì)量增長(zhǎng)率分別為60.2%和108.2%，顯著高于澆灌1次和3次的處理（表1）。

2.1.2 不同處理對(duì)室內(nèi)盆栽番茄根結(jié)線蟲(chóng)病的防治效果

番茄定植35 d后，空白對(duì)照植株根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)生嚴(yán)重，根結(jié)指數(shù)高達(dá)86.0。各處理對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的相對(duì)防效均存在顯著性差異；定植前臭氧水澆灌處理1次，根結(jié)指數(shù)與空白對(duì)照的差異不顯著，對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)防效甚微；臭氧水澆灌處理3次，根結(jié)指數(shù)較空白對(duì)照的顯著降低，對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)有一定的防治效果，相對(duì)防效為30.2%。臭氧水澆灌處理5次，與空白對(duì)照、臭氧水澆灌處理1次和3次相比，根結(jié)指數(shù)均顯著降低，對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的相對(duì)防效為65.1%；噻唑膦處理的植株根結(jié)指數(shù)最小，對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)防效最高，相對(duì)防效達(dá)82.6%（表2）。

表1 不同處理對(duì)室內(nèi)盆栽番茄長(zhǎng)勢(shì)的影響

2.2 溫室分區(qū)處理試驗(yàn)

不同處理對(duì)溫室番茄根結(jié)線蟲(chóng)病的防治效果見(jiàn)表3。番茄定植35 d后，空白對(duì)照植株根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)生最嚴(yán)重，根結(jié)指數(shù)達(dá)61.0。定植前臭氧水澆灌和熏蒸劑熏蒸處理的根結(jié)指數(shù)分別為17.0和12.0，兩者之間差異不顯著，但均顯著低于空白對(duì)照。臭氧水和熏蒸劑處理對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的相對(duì)防效分別為72.1%和80.3%，前者為后者的90%。

3 結(jié)論與討論

本研究采用盆栽定量接種法和溫室分區(qū)處理試驗(yàn)測(cè)定了番茄定植前澆灌臭氧水對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)的防治效果。室內(nèi)盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明：番茄定植前澆灌O3濃度為0.5 mg/kg的臭氧水5次，雖未達(dá)到噻唑膦（0.07 g/盆）的防治效果，但也獲得相對(duì)防效為65.1%的較好效果。溫室分區(qū)處理試驗(yàn)結(jié)果表明：番茄定植前澆灌O3濃度為1.0 mg/kg的臭氧水4次，對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的相對(duì)防效為72.1%，達(dá)到熏蒸劑“滅線至尊”相對(duì)防效的90%。

O3是一種具有極強(qiáng)滅生性的氧化劑。由于溴甲烷的逐漸淘汰，國(guó)內(nèi)外均已開(kāi)始將O3作為其替代品進(jìn)行土壤熏蒸的研究。除了對(duì)線蟲(chóng)直接的殺滅作用外，O3還可能具有誘導(dǎo)植物對(duì)線蟲(chóng)的抗性作用。Veronico 等[15]利用臭氧水澆灌的方式測(cè)定了O3對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)侵染番茄的影響，結(jié)果顯示：臭氧可調(diào)控植物基本防御系統(tǒng)，顯著降低線蟲(chóng)侵染率。O3對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的防治效果，主要取決于其濃度高低和保持時(shí)間。郭培強(qiáng)等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)皿清水中，當(dāng)O3濃度低于0.2 mg/kg時(shí)臭氧水對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)卵的孵化有促進(jìn)作用，當(dāng)濃度≥0.5 mg/kg時(shí)才有抑制作用；隨著濃度的增大，對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)的致死效果呈上升趨勢(shì)。Qiu等[17]用不同劑量的氣態(tài)O3處理爪哇根結(jié)線蟲(chóng)病土，發(fā)現(xiàn)1%（w/w）O3在通氣施用劑量相當(dāng)于50 kg/hm2和250 kg/hm2時(shí)，爪哇根結(jié)線蟲(chóng)分別減少24%和68%。張瑞華等[18]在生姜、西瓜和番茄生長(zhǎng)期用不同濃度臭氧水分別澆灌20次、5次和11次，發(fā)現(xiàn)隨著臭氧水濃度（1.0、1.5、2.0 mg/kg）的增大，3種作物上的根結(jié)數(shù)量均呈減少趨勢(shì)。本研究發(fā)現(xiàn)，與較低O3濃度（0.5 mg/kg）臭氧水澆灌處理5次相比，較高O3濃度（1.0 mg/kg）臭氧水澆灌處理4次對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的防效較好。因此，提升臭氧水中O3的濃度及其穩(wěn)定性有望獲得更好的防治效果，或者達(dá)到保持防治效果而減少澆灌處理次數(shù)的目的。眾所周知，O3在水中的溶解度低，且極不穩(wěn)定。如何提升O3在水中的溶解度和穩(wěn)定性是有效防控根結(jié)線蟲(chóng)的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，O3與植物油中的不飽和脂肪酸發(fā)生氧化反應(yīng)后可以產(chǎn)生過(guò)氧化氫、醛類(lèi)等，對(duì)微生物、動(dòng)物等有較強(qiáng)殺滅作用，如臭氧化葵花油（oleozon）對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)2齡幼蟲(chóng)具有較強(qiáng)的殺滅作用，0.5 g/L的處理劑量對(duì)2齡幼蟲(chóng)的殺滅效果優(yōu)于飽和臭氧水；盆栽試驗(yàn)結(jié)果則顯示，含量為5 g/L和10 g/L的臭氧化葵花油制劑對(duì)甜瓜根結(jié)線蟲(chóng)病的防治效果分別為79.2%和88.7%[19]。

表2 不同處理對(duì)室內(nèi)盆栽番茄根結(jié)線蟲(chóng)病的防治效果

表3 不同處理對(duì)溫室番茄根結(jié)線蟲(chóng)病的防治效果

綜上可知，O3對(duì)作物根結(jié)線蟲(chóng)具有防控作用，理想的防治效果取決于土壤中O3足夠高的濃度及其足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間。獲得較高濃度臭氧水的途徑可能涉及高濃度臭氧發(fā)生器、高效臭氧水混合器、助溶輔劑和臭氧緩釋劑等的研發(fā)。針對(duì)不同作物上的根結(jié)線蟲(chóng)病，臭氧水的施用時(shí)期（定植前或生長(zhǎng)期）、次數(shù)和時(shí)間間隔尚需深入研究，高濃度O3對(duì)土壤生態(tài)，特別是微生物和原生動(dòng)物區(qū)系的影響亦需高度關(guān)注和系統(tǒng)探討。