關(guān)鍵詞:線蟲;土壤養(yǎng)分;數(shù)量特征;相關(guān)性;臨洮縣
中圖分類號:S513;S154.386 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2097-2172(2025)07-0681-06
doi:10.3969/j.issn.2097-2172.2025.07.015
Correlation Analysis of Nematode Quantity and Soil Nutrients in Different Maize Planting Areas of Lintao County
SUN Huidong, WEN Ruiting,MU Xiaoling, WANG Peng (Lintao Agricultural School,Lintao Gansu 7305OO,China)
Abstract:Todevelopamethodofcontrolingthenumberofnematodesbyimprovingsoilconditions,fromMay5th2,the nutrientcontentsandnematodenumbersofmaizerhizospheresoilweremeasuredevery3Odaysin14diferentmaizeplantingareas inLintaoCounty.Thechangesofsoil nematodeswithtimeandthecorelationbetweensoilnematodesandsoilnutrientswere analyzed.Resultsindicatedthatthenumberofnematodesinmaizerhizospheresoilincreasedwiththegrowthperiodofmaize. Significantvrtiosinsiltrentlevelsereedossdientsoilsontentsofiltotaltrogenvlablesos, availablepotassum,andogancmatterexhbitednolinearcorrelationswithnematodeabundance.Overall,nematodepoplations can be managed by adjusting soil nutrient levels. Specifically,maintaining available phosphorus content below 40mg/kg ,available potassium content below 200mg/kg, and applying an appropriate amount of nitrogen fertilizer can effctively control nematode numbers.
KeyWords:Nematode,Soil nutrient; Quantity characteristic; Correlation,Lintao County
線蟲是土壤中數(shù)量和功能類群最豐富的生物類群之一,自然界中線蟲約有50萬 ~100 萬種,其中植物線蟲約占 10%[1-4] 。在不同類型的土壤生態(tài)系統(tǒng)中,土壤線蟲的數(shù)量和生物量存在顯著差異。線蟲對土壤生態(tài)系統(tǒng)功能起到一定的調(diào)控作用,對土壤中有機物分解、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和能量傳遞等過程均具有重要作用[5-6]。但當(dāng)植物寄生線蟲寄生于作物根部后,會降低植株根系吸收和運輸水分及養(yǎng)分的能力,最終導(dǎo)致減產(chǎn)[7-8]。同時,線蟲侵染會引發(fā)真菌和細(xì)菌的復(fù)合病害,加重危害程度,加劇經(jīng)濟(jì)損失[9]。玉米幼苗極易感染線蟲病,受侵染的植株不僅生活力和根部生長受到影響,植株對其他病害的抵抗能力也會降低[\"o]。研究發(fā)現(xiàn)短體線蟲(Pratylenchusspp.)是玉米最常見的寄生線蟲,主要在根皮層內(nèi)寄生和繁殖,嚴(yán)重時會導(dǎo)致根部變褐、腐爛,地上部萎黃以及生長緩慢[11-12]。
線蟲可以通過輪作來防治,但其寄主范圍廣泛,供輪作的作物選擇難度相對較大。采用藥劑噴施或土壤熏蒸雖能有效防治線蟲,但易使線蟲產(chǎn)生抗藥性,并且對人畜造成危害,對環(huán)境帶來污染。目前選育抗性品種可作為防治線蟲的主要手段,遺傳抗性育種及分子標(biāo)記技術(shù)也已廣泛應(yīng)用于線蟲的防治與鑒定,但由于線蟲種類繁多,分離鑒定工作煩瑣,研究進(jìn)展緩慢「13]。土壤環(huán)境可直接影響線蟲的生存狀態(tài),研究土壤中有效成分和pH對線蟲的影響,對提高線蟲的防治效果有積極作用。目前,對臨洮縣玉米生產(chǎn)的研究主要集中在栽培和施肥方面,而針對線蟲在本縣不同玉米種植區(qū)域其種群種類、數(shù)量及危害的研究尚少。為此,本研究對臨洮縣14個玉米主要種植區(qū)域中不同時間玉米根際線蟲數(shù)量進(jìn)行了調(diào)查研究,尋找土壤中大量元素含量與線蟲數(shù)量的相關(guān)性,以期為該地玉米線蟲防治提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗地概況
調(diào)查采集樣地位于臨洮縣9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的14個村莊(表1)。
1.2 試驗設(shè)計
1.2.1土壤樣品的采集于2022年5—9月,每隔 30d 在玉米種植田采集玉米根部土壤進(jìn)行線蟲數(shù)量調(diào)查,采用5點法取樣,隨機選取5株玉米,每株沿4個方向鉆取 0~20cm 深的根際土樣,混勻后去除石塊,準(zhǔn)確稱取 300g 備用,重復(fù)3次。1.2.2土壤養(yǎng)分測定于2022年5—9月,每隔30d 取根際土壤樣品,測定土壤養(yǎng)分。土壤有機質(zhì)采用重鉻酸鉀滴定法進(jìn)行測定,全氮采用半微量開氏法進(jìn)行測定,速效磷采用 0.5mol/LNaHCO3 浸提-鉬銻抗比色法進(jìn)行測定,速效鉀含量采用1.0mol/LNH4OAc 浸提-火焰光度法進(jìn)行測定,pH使用酸度計測定[14-15]。
1.2.3線蟲的分離線蟲采用分篩法進(jìn)行分離[16]將 200g 土樣倒入 5L 水桶中,加水,將大顆粒土塊輕壓捏碎、混勻,用急水流沖成土壤懸浮液,靜置約 30s 后,將上清液經(jīng)過 0.044mm 的分樣篩,重復(fù)3次,收集篩上的殘留物,然后結(jié)合漏斗法進(jìn)行分離。 24h 后,由于趨水性和本身的重量,線蟲最后都會沉降至漏斗底部的橡皮管中。打開彈簧夾,取其底部約 1mL 的水樣,其中含有大部分的線蟲。如果在解剖鏡下觀察線蟲數(shù)量少,可 3000r/min 、 2~3min 離心后再檢查。
1.2.4線蟲的處理和固定用熱殺死法處理收集到的線蟲后,再用 4% 福爾馬林液固定,保存。
1.2.5線蟲的觀測及鑒定線蟲的形態(tài)鑒定主要參照謝輝等[的分類。玉米短體線蟲形態(tài)學(xué)特征為口針基部球?。槐呈车老倏谖挥谑车狼绑w部的口針基部球后;唇環(huán)有2~4個,唇區(qū)鎰縮;尾部細(xì)圓或?qū)拡A,錐形或亞圓柱形。燕麥真滑刃線蟲特征為口針較細(xì),無基部球;中食道球大,近方形,直徑近體寬,食道球瓣門發(fā)達(dá);尾部稍向腹面彎曲,末端鈍圓或?qū)拡A。
1.3 數(shù)據(jù)分析
采用Excel2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,采用SPSSStatistics22.0軟件分析數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性,繪制相關(guān)性圖。
表1不同玉米種植區(qū)域概況
2 結(jié)果與分析
2.1不同玉米種植區(qū)域土壤養(yǎng)分
由表2可知,土壤全氮含量以衙下集鎮(zhèn)楊家單莊、玉井鎮(zhèn)張家窯村較高,分別為1.39、1.37g/kg,除與南屏鎮(zhèn)靳家泉村和八里鋪鎮(zhèn)劉家崖村無顯著差異外,顯著高于其余區(qū)域;其中衙下集鎮(zhèn)楊家單莊土壤全氮含量是紅旗鄉(xiāng)出不啦村(全氮含量最低)的2.53倍。土壤中有效磷含量以太石鎮(zhèn)何家灣村、辛店鎮(zhèn)裴家灣村較高,分別為73.27、67.71mg/kg ,顯著高于其余區(qū)域,其中太石鎮(zhèn)何家灣村有效磷含量是衙下集鎮(zhèn)岳家河村(有效磷含量最低)的9.36倍。土壤有效鉀含量以玉井鎮(zhèn)張家窯村最高,為 330.46mg/kg ,顯著高于其余區(qū)域,是辛店鎮(zhèn)裴家灣村(有效鉀含量最低)的5.13倍。土壤中有機質(zhì)含量以衙下集鎮(zhèn)楊家單莊、八里鋪鎮(zhèn)劉家崖村、玉井鎮(zhèn)張家窯村較高,分別為20.98、20.80、 20.69g/kg ,顯著高于其余區(qū)域,其中衙下集鎮(zhèn)楊家單莊是紅旗鄉(xiāng)出不啦村(有機質(zhì)含量最低)的1.98倍。各區(qū)域土壤 pH 為 7.87~8.60 ,其中紅旗鄉(xiāng)出不啦村土壤 pH 最高,衙下集鎮(zhèn)毛家坪村最低。
2.2不同玉米種植區(qū)域土壤線蟲數(shù)量隨時間的變化
由表3可以看出,不同區(qū)域線蟲數(shù)量隨時間的推移變化顯著,均呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢,且各地9月的線蟲數(shù)量均達(dá)最多。不同地塊中,衙下集鎮(zhèn)毛家坪村8月和9月的玉米根際土壤線蟲數(shù)量均明顯高于其他地塊,9月的線蟲數(shù)量最多,高達(dá)3840頭 /100g 土壤,為該地塊5月初線蟲數(shù)量的59.08倍,且線蟲數(shù)量于8、9月驟增。線蟲數(shù)量相對較低的區(qū)域為衙下集鎮(zhèn)楊家單莊,9月的線蟲數(shù)量為705頭 /100g 土壤。由表3可以看出,不同區(qū)域5個月的線蟲數(shù)量變化趨勢基本一致,其中平均線蟲數(shù)量最多的為衙下集鎮(zhèn)毛家坪村,為1228頭 /100g 土壤;辛店鎮(zhèn)裴家灣村次之,為942頭 /100g 土壤;衙下集鎮(zhèn)楊家單莊最低,為231頭 ??/100g 土壤。
表2不同玉米種植區(qū)域土壤養(yǎng)分含量
2.3線蟲數(shù)量與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性
不同區(qū)域線蟲數(shù)量與土壤的相關(guān)性分析(圖1)表明,全氮含量與線蟲數(shù)量之間呈非線性相關(guān),回歸方程為 y=-4.98E3+1.25E4x+5.81E3x2(R2=0.169) 。表明并非土壤中全氮含量越高線蟲數(shù)量就會越多。其中太石鎮(zhèn)何家灣村、辛店鎮(zhèn)裴家灣村、衙下集鎮(zhèn)毛家坪村土壤中全氮含量分別為1.07、0.99、1.12g/kg ,位于線蟲數(shù)量曲線峰值處。土壤中有效磷含量與線蟲數(shù)量呈非線性相關(guān),回歸方程為y=2.67E3-1.08E2x+1.57x2(R2=0.469) 。表明隨土壤中有效磷含量增加線蟲含量顯著減少,但當(dāng)有效磷含量高于 60mg/kg ,線蟲數(shù)量顯著升高。14個調(diào)查區(qū)域中太石鎮(zhèn)何家灣村和辛店鎮(zhèn)裴家灣村有效磷含量分別為73.27, 67.71mg/kg ,顯著高于其余區(qū)域,9月份測得的線蟲數(shù)量也顯著高于其余區(qū)域。衙下集鎮(zhèn)毛家坪村有效磷含量為 7.87mg/kg 顯著低于其余區(qū)域,但該區(qū)域線蟲數(shù)量最多。土壤中有效鉀含量與線蟲數(shù)量呈非線性相關(guān),回歸方程為 y=3.51E3-26.31x+0.07x2(R2=0.205) 。當(dāng)土壤中有效鉀含量小于 50mg/kg 或大于 300mg/kg 線蟲數(shù)量增多。土壤中有效鉀含量相對較高的太石鎮(zhèn)何家灣村、南屏鎮(zhèn)靳家泉村、八里鋪鎮(zhèn)劉家崖村、玉井鎮(zhèn)張家窯村9月份線蟲數(shù)量顯著高于其余區(qū)域。土壤中線蟲數(shù)量隨有效鉀含量升高先呈降低趨勢,當(dāng)有效鉀含量在 200mg/kg 時線蟲數(shù)量顯著低于其余含量水平,隨后當(dāng)有效鉀含量升高線蟲數(shù)量增多。土壤中有機質(zhì)含量與玉米根際線蟲數(shù)量呈非線性相關(guān),回歸方程為 y=-0.81E3+1.14E3x- 33.23x2 ( R2=0.164 。各區(qū)域線蟲數(shù)量與有機質(zhì)含量相關(guān)性分析,決定系數(shù)反應(yīng) 4% 的數(shù)據(jù)可被描述,且數(shù)據(jù)分散程度高,無線性相關(guān)性。非線性曲線擬合度達(dá) 16.4% ,非線性相關(guān)程度高。土壤pH 與玉米根際線蟲數(shù)量之間無顯著線性相關(guān)和非線性相關(guān)性,本試驗調(diào)查樣地 ΔpH 為 7.87~8.60 ,屬于偏堿性土壤。 pH 與線蟲數(shù)量之間的關(guān)系不顯著,不能作為當(dāng)?shù)赜绊懢€蟲數(shù)量的主要因素。
圖1土壤中養(yǎng)分含量與根際線蟲數(shù)量相關(guān)性
2.4臨洮各區(qū)域線蟲種類鑒定
對各區(qū)域的線蟲進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定,發(fā)現(xiàn)本地線蟲以燕麥真滑刃線蟲為主要群體(圖2)。燕麥真滑刃線蟲頭部低,前端平圓,不鎰縮;口針基部增厚,無口針基部球,食道前體柱狀。食道峽部細(xì)而明顯;陰門位置較厚,尾部端鈍圓,符合真滑刃線蟲的形態(tài)特征。
3討論與結(jié)論
根結(jié)線蟲幾乎能寄生于所有的維管束植物,在植物根部的延長區(qū)孵化出2齡幼蟲侵染寄主,一般可采用化學(xué)手段或改善田間管理等措施來減少線蟲數(shù)量[18-19]。線蟲生活周期受土壤類型、溫度、濕度及王壤中離子含量等的影響,其中溫度對其存活率影響顯著[20]。對不同作物的根系根結(jié)線蟲卵孵化的適宜溫度研究表明,番茄、馬鈴薯、香蕉根系適宜線蟲孵化溫度分別為15~30、24~35、 15~30°C , 35°C 以上的高溫對線蟲的孵化和2齡幼蟲存活均有抑制作用[21]。在本研究中臨洮地區(qū)5月初平均氣溫較低,線蟲在深層土壤活動且線蟲孵化率較低,作物根際測定線蟲數(shù)量少,并且5—7月份增幅緩慢主要是因為線蟲基數(shù)小,而且追施尿素的管理措施對線蟲的增加存在一定抑制作用;7月開始進(jìn)入夏季高溫季節(jié),臨洮地區(qū)溫度超過 30qC ,最高可達(dá) 36°C ,玉米植株需水量增加,同時高溫引起土壤水分蒸發(fā)量增加,水分匱缺抑制了線蟲的活性,不利于繁殖;9月初氣溫逐漸降低至 30qC 以下,玉米生理活動下降,需水量降低,土壤水分蒸發(fā)量也逐漸降低,水分充足、溫度適宜是導(dǎo)致玉米根際線蟲數(shù)量顯著升高的主要因素。線蟲對不同地域環(huán)境適應(yīng)性不同,本研究中在玉米生長季中,隨時間推移,各種植區(qū)線蟲數(shù)量均表現(xiàn)出逐漸增多的趨勢,表現(xiàn)出對溫度變化的適應(yīng)性,該結(jié)果與伏召輝等[20]的研究結(jié)果相符。臨洮14個玉米種植區(qū)中,紅旗鄉(xiāng)3個村莊、太石鎮(zhèn)1村莊土壤類型為灰鈣土,衙下集鎮(zhèn)3個村莊、南屏鎮(zhèn)1個村莊為黑瀘土,其余6個村莊為黃綿土。同一土壤類型下不同區(qū)域的線蟲數(shù)量存在顯著差異,說明土壤性質(zhì)對線蟲數(shù)量和生活周期的影響不顯著,也可能是環(huán)境因素、土壤水分含量以及玉米品種相互作用的結(jié)果,在后期研究中應(yīng)該加入土壤水分與線蟲分布及數(shù)量的研究。
線蟲作為土壤生態(tài)系統(tǒng)的指示生物,可以對土壤的健康水平、土壤的生物學(xué)效應(yīng)、生態(tài)系統(tǒng)掩體及受害程度等做以評價[22]。線蟲數(shù)量在不同土壤條件下差異顯著,從土壤中主要物質(zhì)的含量與線蟲的相關(guān)性曲線分析,說明可以通過控制土壤肥力促進(jìn)植株生長,在一定程度上還有效抑制線蟲數(shù)量的作用。有研究發(fā)現(xiàn)土壤中有效磷不超過60mg/kg ,有效鉀的含量控制在 200mg/kg ,可有效控制線蟲數(shù)量,減少線蟲對玉米植株的危害[23]。本研究中太石鎮(zhèn)何家灣村樣地中土壤有效磷含量(73.27mg/kg 及有效鉀含量( 237.86mg/kg 均較高,同時在最適宜線蟲生長的9月份該地線蟲數(shù)量達(dá)2864頭,除衙下集鎮(zhèn)毛家坪村、辛店鎮(zhèn)裴家灣村外,顯著高于其他區(qū)域線蟲數(shù)量,說明在一定程度上,土壤中有效磷和有效鉀含量超出一定范圍會促進(jìn)線蟲數(shù)量增加。土壤中全氮、有效磷、有效鉀和有機質(zhì)含量與線蟲數(shù)量表現(xiàn)出一定非線性相關(guān)性。土壤全氮含量和線蟲數(shù)量相關(guān)性分析表明,全氮含量在 1.00g/kg 以上線蟲數(shù)量逐漸減少,表明適當(dāng)增加氮肥施用量可限制線蟲數(shù)量。土壤有效磷、有效鉀含量和線蟲數(shù)量相關(guān)性分析表明,土壤中有效磷含量低于 40mg/kg ,有效鉀的含量低于 200mg/kg 可進(jìn)一步限制線蟲數(shù)量。臨洮地區(qū)大部分區(qū)域土壤 pH 為 7.87~8.60 ,呈弱堿性,適宜線蟲的生長[20,24]。且該地玉米根際線蟲以玉米短體線蟲為主,在8月和9月根據(jù)線蟲形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)燕麥真滑刃線蟲(AphelenchusavenauBastian),但數(shù)量極少,說明臨洮縣玉米根際土壤并不是其生長發(fā)育的主要環(huán)境區(qū)域。本研究將對不同栽培管理制度下線蟲數(shù)量的控制提供支撐,也將對臨洮地區(qū)線蟲的分類學(xué)研究提供理論基礎(chǔ)。后期我們將進(jìn)一步研究土壤養(yǎng)分梯度與線蟲分布及數(shù)量的相關(guān)性,以更好地說明線蟲分布與數(shù)量的受限制因素,為該地區(qū)控制玉米病蟲害提供理論依據(jù)。
圖2線蟲形態(tài)鑒定
參考文獻(xiàn):
[1]杜賓.根結(jié)線蟲分類鑒定的原理和方法[J].太原學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2022,40(1):75-79.
[2]謝輝,馮志新.植物線蟲的分類現(xiàn)狀[J].植物病理學(xué)報,2000(1):1-6.
[3]卓侃,廖金鈴.植物線蟲分子鑒定研究進(jìn)展[J].植物保護(hù),2015,41(6):1-8.
[4]喬月靜,劉琪,曾昭海,等.輪作方式對甘薯根際土壤線蟲群落結(jié)構(gòu)及甘薯產(chǎn)量的影響[J」.中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(中英文),2019,27(1):20-29.
[5]秦鑫,王亞東,李紅梅,等.中國小麥短體線蟲種類的分子鑒定及地理分布[J].麥類作物學(xué)報,2020,40(2):251-259.
[6]杜宇,鄧宗漢,丁元明,等.四種短體線蟲的形態(tài)和分子生物學(xué)鑒定[J].植物病理學(xué)報,2020,50(1):28-39.
[7]THOMPSONJP,O'REILLYMM,CLEWETTTG.Re-sistancetotheroot-lesionnematodePratylenchusthorneiinwheatlandracesand cultivarsfromtheWest AsiaandNorthAfrica(WANA)region[J]. Crop amp; Pasture Sci-ence,2009,60:1209-1217.
[8]賀雨軒,張鈺杭,張若冰,等.豫西黃土高原果園自然生草對土壤線蟲群落及結(jié)構(gòu)的影響[J].草地學(xué)報,2025,33(3):798-805.
[9]JONES JT, HAEGEMAN A, DANCHIN E G, et al. Top10plant-parasiticnematodesinmolecularplant patholo-gy[J].MolecularPlantPathology,2013,14(9):946-961.
[10]劉炎琨,王碩,徐菲菲,等.山西長治玉米根腐線蟲病病原鑒定及致病性測定[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2022,50(10):78-86.
[11]李戌清,鄭經(jīng)武.4種短體線蟲形態(tài)及rDNA-ITS的PCR-RFLP鑒定[J].植物病理學(xué)報,2013,43(4):444-448.
[12]CHENDEV Y G, BURRAS C L, SAUER T J. Transforma-tion of forest soils in Iowa(United States)under the im-pact of long-term agricultural development[J]. EurasianSoil Science,2012,45:357-367.
[13]CEREVKOV A, MIKLISOV D, CAGAN L. Effects of ex-perimental insecticide applications and season on soilnematode communities in a maize field[J]. Crop Protec-tion, 2017, 92:1-15.
[14]康恩祥,張玉鑫,蒯佳琳,等.不同覆砂年限果園土壤水鹽及礦質(zhì)元素變化與砂田衰退關(guān)系研究[J].寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué),2024,3(12):1118-1123.
[15]李百云,許澤華,郭鑫年,等.寧夏不同生態(tài)類型區(qū)土壤養(yǎng)分狀況比較分析[J].寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué),2024,3(5): 434-440.
[16]BOAG B, EVANSK, YEATES G,et al. Global potentialdistribution of European longidorid virus-vector nema-todes[J]. Nematologica,1997,43: 99-106.
[17]謝輝,馮志新.植物線蟲分類系統(tǒng)概述[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1999(S1):17-36.
[18]CHOWDHURY I A, YAN G, KANDEL H, et al. Popu-lation development of the root-lesiion nematode Praty-lenchus dakotaensis on soybean cultivars[J]. Plant Dis-ease,2022,106(8): 2117-2126.
[19]GERMAN E,MAURICIO T, EDUARDO S, et al. Chem-ical control of Meloidogynespp. in grapevines(Vitisvinifera)[J].Journal of Applied Bosciences,2019,136(1):13896-13908.
[20]伏召輝,杜超,忤均祥.溫濕度及酸堿度對南方根結(jié)線蟲生長發(fā)育的影響[J].北方園藝,2012(6):137-140.
[21]吳曉晶.北方根結(jié)線蟲對溫度和無機化合物適應(yīng)性研究[D].沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),2020.
[22]劉方明,孟維韌,劉今子,等.不同土地利用方式下土壤線蟲群落的垂直分布分析[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,51(19): 4266-4269.
[23]倪雪蓉.長期施不同量化肥對黑土區(qū)旱田土壤線蟲、細(xì)菌群落及微食物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響[D].中國科學(xué)院大學(xué),2024.
[24]梁文舉,張萬民,李維光,等.施用化肥對黑土地區(qū)線蟲群落組成及多樣性產(chǎn)生的影響[J].生物多樣性2001(3):237-240