辣椒废弃物与堆肥对根结线虫的抑制效果

杜龙龙 陈 飞 李彦明

（中国农业大学资源与环境学院，北京100193）



辣椒废弃物与堆肥对根结线虫的抑制效果

杜龙龙 陈 飞 李彦明*

（中国农业大学资源与环境学院，北京100193）

摘 要：以辣椒废弃物和堆肥为拮抗根结线虫的原料，通过生物急性毒性试验和盆栽试验研究了其对番茄根结线虫的影响。结果表明，在堆肥中添加辣椒废弃物后，其浸提液对根结线虫的校正死亡率从61.4%提高到90%以上，且在辣椒废弃物含量较低时就有较强的致死作用；盆栽试验结果表明，添加辣椒废弃物、堆肥与辣椒废弃物的混合物后，番茄的根结数量分别比不添加有机物料的对照降低78.9%和81.8%，且与对照差异显著；但对于土壤中线虫的数量，只有单独施用堆肥的处理表现出了抑制效果。

关键词：蔬菜；辣椒废弃物；堆肥；根结线虫

杜龙龙，博士研究生，专业方向：有机废物高效资源化循环利用，E-mail：dulong1989@126.com

根结线虫是一种危害巨大的植物寄生性土传病害（Perry et al.，2006；曹志平 等，2010），寄主繁多，在蔬菜、果树等很多作物上都有关于其为害的报道（刘畅，2009；王艳艳 等，2014），每年在全球造成的经济损失高达800亿～1 000亿美元，约占农业总损失的10%（谢辉和冯志新，2000；董娜 等，2003）。目前对根结线虫的防治主要以化学药剂毒杀为主（杨秀鹃 等，2002），虽然可以有效地降低线虫的为害，但由于毒性较高，长期使用会严重污染人类生存环境（文艳华 等，2001）。因此，高效、低毒、低成本以及低环境效应的根结线虫控制方法是今后现代农业优先发展的方向。Oka和Yermiyahu（2002）发现堆肥的浸提液对根结线虫幼虫有较高的抑杀活性；朱开建等（2006）研究发现，盆栽条件下添加工农业废弃物堆肥能有效抑制土壤中的根结线虫；Buena等（2007）利用胡椒植株残体处理土壤后，对根结线虫的生长有明显的抑制作用；陈飞等（2014）研究表明，添加烟草废弃物对堆肥腐熟度及抑制线虫作用有明显的影响。

辣椒是我国最重要的蔬菜作物之一，我国的辣椒年播种面积在150 万～200 万hm2（王立浩 等，2016），每年大约有6.9×107t的辣椒废弃物产生（何圣米 等，2009），大部分的辣椒秸秆未经有效利用被直接丢弃或燃烧后还田（陆相龙 等，2012）。侯永侠等（2006）的研究表明，辣椒秸秆腐解物化感作用会对辣椒自身的生长产生抑制作用，因此辣椒秸秆不宜直接还田。目前关于辣椒秸秆和堆肥联合防控植物根结线虫的措施还未见报道，因此本试验尝试探讨辣椒秸秆和堆肥防控植物根结线虫的效果，以期为辣椒废弃物的资源化利用和根结线虫的生物防治提供技术支撑。

1　材料与方法

1.1试验材料

以鲜牛粪、蘑菇渣与锯末（6 V∶2 V∶1 V）的混合物作为堆肥原料，堆成长3 m、宽3 m、高1.4 m的条垛，经厌氧发酵24 d，腐熟后在室外进行风干处理后备用。供试辣椒秸秆取自北京市平谷区夏各庄村的生态园温室，于辣椒拉秧后直接取走；堆肥和辣椒秸秆风干后用粉碎机单独粉碎，所有物料粉碎后过20目筛备用。

试验所用含有根结线虫的病土取自北京市昌平区小汤山特菜大观园基地的温室，该温室多年连作番茄，根结线虫发病严重，经测定，土壤中的线虫含量平均为2.12条·g-1，线虫测定方法参照刘维志（1995）的贝曼漏斗法。供试河沙购自北京市平谷区建材市场，所有沙土在北京市金土地肥料研究所进行了彻底的消毒处理。为确保试验过程中根结线虫病害易于发生，将含虫病土与沙土分别过1mm的筛，然后再按照1 V∶1 V的比例充分混匀备用。供试土壤的基本理化性状见表1。

表1　供试土壤的基本理化性状

供试作物为红巨星番茄（Solanum lycopersicum L.var.hongjuxing），由北京市特种蔬菜种苗公司提供，使用穴盘育苗，播种后40 d选取长势一致的健壮幼苗备用。供试根结线虫为上述基地内温室盆栽番茄上单卵块扩增的南方根结线虫〔Meloidogyne incongnita（Kofold & White）Chitwood〕。在培养皿底部铺两层湿润纱布，挑取番茄根系上新鲜的根结线虫卵块，放置到纱布上，然后将培养皿置于25 ℃培养箱内保湿培养，从第2天开始每天收集孵化出的二龄幼虫（J2），保存于4 ℃冰箱中，使用前用纯水调节二龄幼虫悬浮液浓度为1 000条·mL-1。

1.2试验方法

试验于2010年11月至2011年1月在中国农业大学西校区268实验温室进行，盆栽试验在1.5 L的塑料盆（直径12cm，高12cm）中进行。共设置4个处理，即不施用有机物料的对照（CK）、辣椒秸秆处理（A）、堆肥处理（B）、辣椒秸秆与堆肥质量比为1∶2的混合物料处理（AB）；每盆添加的有机物料为10 g，每个处理3次重复。

首先每盆加入1.25kg的上述混沙土后，再加入称量好的有机物料，充分混合均匀后，加入300 mL蒸馏水，经过14 d稳定化处理和培养后，选取健壮的番茄苗进行移栽，每盆定植1株，7 d后每盆分3次共接种1 000条二龄根结线虫幼虫（在番茄根周围轻轻刨开2～3cm的表层土壤，然后将二龄根结线虫幼虫悬浮液均匀加入土中，再用刨开的土壤覆盖，3次接种最好分别在根的不同部位，围绕根部形成一圈）。接种根结线虫后按照常规方式进行日常管理，番茄幼苗移栽第55天进行取样，测定植株的株高、茎粗和地上部的生物量等生长指标；根部先用自来水冲洗，再用蒸馏水洗干净，然后用吸水纸吸干水分，称量根部鲜质量并计量整个番茄根系上的根结数量；每盆土壤收集后用来测定土壤中根结线虫数量。

根结线虫二龄幼虫的24 h死亡率及校正死亡率的测定方法：称取10 g堆肥样品于振荡瓶中，分别加入0、1、2、3、4、5 g辣椒秸秆，再加入100 mL水，振荡24 h后，离心过滤后再离心，上清液即为浸提液。将浸提液与二龄幼虫悬浮液等体积（150μL）加入到灭菌的24孔细胞培养板中，置于26℃下保湿培养，24 h后镜检二龄幼虫存活数与死亡数，计算出死亡率、校正死亡率（McKellar & Nelson，2003）。以无菌水+二龄幼虫悬浮液作对照，每处理3次重复。判别线虫死亡方法：线虫僵直不动为死虫，线虫弯曲蠕动为活虫。

线虫死亡率=死亡线虫数/供试线虫数×100%

线虫校正死亡率=（处理组死亡率-对照组死亡率）/（1-对照组死亡率）×100%

1.3数据处理

试验数据采用Excel软件进行统计、计算、分析和绘图，利用SPSS数据处理软件对不同处理的番茄生长状况进行差异显著性分析。

2　结果与分析

2.1辣椒秸秆浸提液对根结线虫校正死亡率的影响

从图1可以看出，单独的堆肥浸提液处理对根结线虫的校正死亡率只有61.4%；添加不同比例的辣椒废弃物，可以提高对根结线虫的抑制效果，各混合浸提液根结线虫的校正死亡率均达到了90%以上，与不添加辣椒废弃物的处理相比，校正死亡率提高了28个百分点以上。从整体数据来看，随着辣椒废弃物在混合物料中占比的增大，混合浸提液对根结线虫的抑制作用没有显著差异，表明辣椒废弃物与堆肥混合后能很好地抑制线虫，低浓度的辣椒废弃物与堆肥混合就可以对线虫表现出较强的致死作用。

图1　辣椒废弃物与堆肥混合浸提液对根结线虫幼虫的抑制效果图柱上不同小写字母表示处理间差异显著（α=0.05），下图同。

2.2盆栽试验中不同处理对番茄和根结线虫生长的影响

2.2.1不同处理对番茄生长的影响 如表2所示，与对照相比，处理A与处理B分别使番茄株高增加了28.6%、33.7%，与对照差异显著。对于茎粗和地上部干质量，3个处理虽比对照有所增加，但与对照均未达到显著差异。综上，单独施用辣椒废弃物或堆肥有促进植物生长的趋势。

2.2.2不同处理对番茄根结数量的影响 与未施用有机物料的对照相比，处理A、B、AB对根结数量的降低效果分别为78.9%、26.1%和81.8%，处理A、AB与对照的差异均达到了显著水平（图2）。由此可见，辣椒废弃物的加入具有更好地抑制根结数量的作用。

表2　不同处理对番茄生长状况的影响

图2　不同处理对番茄根系上根结数量的影响

2.2.3不同处理对土壤中线虫数量的影响 与对照相比，处理B土壤中线虫数量降低了41%；处理A和处理AB土壤中线虫数量分别增加了36%和77%，并未起到抑制作用（图3）。由此可见，在抑制土壤中线虫数量方面，堆肥的作用优于辣椒废弃物。

图3　不同处理对土壤中线虫数量的影响

3　结论与讨论

从生物急性毒性试验结果可以看出，在堆肥中添加辣椒秸秆后，可使其浸提液对线虫的24 h校正死亡率提高至90%以上；添加辣椒秸秆、添加辣椒秸秆与堆肥混合物的2个处理均能显著降低根系上根结的数量，为辣椒废弃物资源化利用提供了良好的依据。但对于盆栽试验中土壤中线虫的数量，只有单独添加堆肥的处理表现出了抑制效果，其他2个处理土壤中线虫数量甚至高于对照。这种现象可能是由于分离出来的土壤中的线虫多数是非植物寄生性线虫，这类线虫是初级分解过程中最重要的消费者，对调控土壤中小动物的数量和植物寄生线虫有一定的积极作用（陈云峰，2004）。因此，需要进一步对线虫进行属的鉴别，研究有机物料施用后对植物寄生线虫数量的变化以及对病原土壤生态功能的调整作用，才能更好地解释混合配方对根结线虫的防治效果。本试验对于辣椒秸秆抑制线虫的机理并未进行深入的研究，下一步应当确定辣椒秸秆抑制线虫的主要作用物质，并通过进一步试验获得既能控制根结数量又能抑制土壤中根结线虫数量的方法。

参考文献

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Control Effect of Hot Chili Wastes and Compost on Root-knot Nematode

DU Long-long，CHEN Fei，LI Yan-ming*
（College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University，Beijing 100193，China）

Abstract：This experiment took hot chili wastes（HCW）and compost as material to study their effect on disease occurrence of tomato root knot nematodes by acute toxicity test and pot experiment.The results indicated that after adding HCW in the compost，its leach liquor could improve the calibration mortality of root knot nematode from 61.4% to over 90%.And it maintained a strong lethal effect even at a low HCW content level.The pot experiment results showed that adding HCW or the mixture of HCW and compost can reduce the root knot number in tomato by 78.9%，81.8%，respectively；and there were remarkable differences with that of the contrast.But for the number of nematodes in soil，only the treatment with compost alone showed some inhibitory effect.

Key Words：Vegetable；Hot chili waste；Compost；Root-knot nematode

基金项目：以都市型现代农业为支撑的大学农业科技服务关键技术集成与示范项目（2013BAD20B01），蔬菜副产物综合利用技术研究与示范项目（201303079）

收稿日期：2015-06-17；接受日期：2015-08-17

*通讯作者（

Corresponding author）：李彦明，副教授，主要从事废弃物处理与资源化利用研究，E-mail：liym@cau.edu.cn