南方根结线虫初始接种量对番茄生长的影响及防治指标研究

葛俊杰，王延红，刘长仲

(1.甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070；2.武威市农业科学研究院，甘肃 武威 733000)



南方根结线虫初始接种量对番茄生长的影响及防治指标研究

葛俊杰1，2，王延红1，刘长仲1

(1.甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070；2.武威市农业科学研究院，甘肃 武威 733000)

【目的】 研究南方根结线虫(Meloidogyneincongnita(KofoldWhite) Chitwood)不同初始接种量对番茄生长发育、生物量及产量的影响，确定其防治指标.【方法】 在甘肃农业大学试验地采用田间人工接种法进行，供试番茄品种为‘红玉98’，根结线虫采自武威市凉州区温室大棚.【结果】 不同初始接虫量对番茄茎叶鲜质量、根茎鲜质量和根系鲜质量均有不同程度的影响,接虫后第100天，处理Ⅲ(1 000粒/株)、Ⅳ(2 000粒/株)和处理Ⅴ(4 000粒/株)的茎叶鲜质量损失率分别达到28.69%、36.81%和50.42%，根茎鲜质量的损失率分别为42.15%、48.24%和59.94%,根系鲜质量的损失率为-6.09%、-6.36%和-21.21%,株高分别只有CK的85.19%、79.08%和75.85%,茎粗分别达到CK的89.68%、95.33%和119.75%.将初始接种量与各处理总产量损失率进行曲线拟合，结果以logistic曲线拟合效果最好(r=0.980 6)，防治指标为149.52条(粒)/株.【结论】收获后土壤线虫密度对番茄各处理总产量以指数函数拟合效果最好(R2=0.933 5)；收获后土壤线虫密度对各处理产量损失率以对数函数拟合效果最好(R2=0.949 0).

南方根结线虫；初始接种量；产量损失率；拟合曲线

蔬菜根结线虫病是我国蔬菜生产上的毁灭性病害，危害严重的田块减产达40%～80%，甚至绝收[1-3].长期以来，由于根结线虫防治困难，农药防治效果不明显，造成农民加大用药量，使根结线虫的发生与流行不仅没有得到有效控制，病情反而逐渐加重，进而导致农药残留、污染等问题，还增加了生产成本.针对蔬菜感染根结线虫后的产量损失和防治指标研究，宋协松等[4]研究表明，中等产量水平的田块中，播种前每千克土壤中含有花生根结线虫侵染期幼虫和卵31.14条(粒)即要开始防治；郭衍银等[5-9]研究表明生姜上最大根结线虫接种卵平衡密度为每100 g干土746.20个.目前，农业生产中还缺少常见蔬菜感染根结线虫后防治指标和产量损失的研究，而国内尚未有番茄根结线虫病防治指标的报道.因此，作者对南方根结线虫(Meloidogyneincongnita(KofoldWhite) Chitwood)不同初始接种量与番茄生长发育、生物量以及产量的关系进行了系统探索，同时对番茄根结线虫病的防治指标进行研究，以期为田间防治提供指导.

1 材料和方法

1.1 供试材料

试验在甘肃农业大学试验地进行，供试番茄品种为‘红玉98’，催芽5 d后种植于育苗盘中，50 d后定植于试验地块中，每块实验地定植120株.从武威市凉州区温室大棚中采集黄瓜病根，带回实验室分离卵囊，制成卵悬浮液(21粒/μL)，置于4 ℃冰箱备用.

1.2 试验方法

1.2.1 线虫种类鉴定 参照刘维志[10]植物线虫鉴定方法，通过雌虫会阴花纹和同工酶鉴定，表明本实验采集的根结线虫为南方根结线虫(Meloidogyneincongnita).

1.2.2 初始接种量处理 参照刘维志[10-11]根结线虫接种技术，将收集到的线虫卵悬浮按每100 g干土含100(Ⅰ)、500(Ⅱ)、1 000(Ⅲ)、2 000(Ⅳ)和4 000(Ⅴ)粒卵接种于番茄幼苗根部，以清水为对照(CK).

1.3 数据收集和处理

在接种后第20、40、60、80和100天分别测定番茄株高、茎粗、茎叶鲜质量、根茎鲜质量和根系鲜质量，以确定不同线虫接种量对番茄生长的影响，每次测定8株[11-13]，3次重复.所得数据用EXCEL和DPS软件处理.

2 结果与分析

2.1 初始接种量对番茄生长的影响

不同线虫初始接种量对番茄茎叶鲜质量、根茎鲜质量和根系鲜质量均有不同程度的影响(图1).在整个调查期内，番茄茎叶鲜质量、根茎鲜质量和根系鲜质量的总体质量在增长，但茎叶鲜质量和根茎鲜质量均低于CK,且随着接种量增大差异也逐渐增大.接种后第100天，处理Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的茎叶鲜质量的损失率分别达到28.69%、36.81%和50.42%，根茎鲜质量的损失率分别为42.15%、48.24%和59.94%.在整个调查期内，根系鲜质量整体表现出较小的差异，但第80天以后，与CK相比，接种量越大的处理，根系鲜质量反而越大，第100天时，处理Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ较CK的损失率达到-6.09%、-6.36%和-21.21%(图1B)，这是因为根结线虫重复侵染，使根结大量增生，形成蚕豆大小的根结[14]，如念珠般生长在一起导致.

由图2可以看出，不同的线虫初始接种量对番茄的株高和茎粗具有较大影响.接种40 d后，不同处理间株高的差异逐渐明显，且线虫初始接种虫量越大，影响越大，其中处理Ⅴ只有CK的78.60%，差异最小的处理Ⅰ也只有CK的89.71%.第100天时，处理Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的株高分别只有CK的85.19%、79.08%和75.85%.茎粗对接虫量和受害天数的增加表现出较小的差异，接种后100 d，处理Ⅲ和Ⅳ茎粗分别达到CK的89.68%、95.33%，而处理Ⅴ为119.75%，这是由于番茄受侵染后，总体根须数量下降，但在茎基部补偿性的生长出很多次生根，使处理Ⅴ茎粗大于对照.由图2可以看出，5个处理的株高虽较CK有一定降低，但各处理之间差异不明显，第100天时，各处理间最大相差21.89 cm，最小相差2.29 cm.处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的茎粗较CK的差异不明显，第100天时最大差异为0.30 cm，而处理Ⅴ的茎粗较CK增加0.39 cm.

图1 不同线虫初始接种量对番茄茎叶鲜质量、根茎鲜质量和根系鲜质量的影响Fig.1 Effect of initial M.incognita inoculation amount on stem and leaves fresh weight,rhizome fresh weight and root fresh weight of tomato

2.2 防治指标的确定

2.2.1 初始接种量与番茄产量的关系 由表1可以看出，各处理间总产量差异明显，产量损失率随着接虫量的增加而逐渐增大，各处理间表现出极显著差异.

将线虫初始接虫量(Pi)转换为对数值为x与产量损失率y进行曲线拟合，结果显示logistic曲线拟合效果最好(图3).

图2 不同线虫初始接种量对番茄株高、茎粗的影响Fig.2 Effect of M.incognita initial inoculation amount on plant height and stem diameter of tomato

处理初始接种量/(粒·株-1)总产量/g产量损失率/%Ⅰ1009545.717.83AⅡ5008475.5619.16BⅢ10005597.7845.95CⅣ20005030.6751.43DⅤ40004003.8961.34ECK010356.670

图3 线虫初始量与产量损失率的关系Tab.3 The relationship between M.incognita initial inoculation amount and the yield loss rate

式中，n=5，r=0.980 6，标准误Se=0.886 7，知道线虫初始密度Pi后，即可求出其常用对数值x，根据此式可以预计不同的线虫初始接虫量所造成的产量损失率y.

2.2.2 经济允许损失率 定植时用阿维菌素等药剂防治线虫，防治费用为140元/666.7m2，拉秧后用石灰氮高温闷棚费用为500元/666.7m2，人工、地膜、机器等费用260元，防治效果为80%，番茄价格按5元/kg，经济调整系数为2，则产量为10 000kg/666.7m2的田块的经济允许损失率为4.50%，即损失超过4.50%时，应进行防治.

2.2.3 防治指标 将允许损失率(y)代入线虫初始密度与产量损失率的关系式，便可求得x，进而求出线虫初始密度pi，即为相对应的产量水平下该病害的防治指标.666.7 m2产10 000 kg的田块，求得防治指标为每100 g干土含卵为149.52粒.

该拟合结果表明，随着初始接种量的逐渐增大，对番茄的影响逐渐加大.较小的初始接种数量下对番茄生长表现出有限的影响，当达到一定数量后，根结线虫对番茄的影响已经超过了番茄本身的补偿性生长，番茄生长状况表现出明显的亏损.将曲线分为3部分，第一部分为较低接种量，包括100和500个卵每株，此接种量对番茄的产量影响不明显，可以通过追施肥料或其他农事操作进行一定的补偿；第二部分为中等接虫量，包括500～2 000个卵每株，该阶段接种量对番茄的产量损失表现出很明显的降低，既说明此时的卵量是番茄所能承受的临界点.当卵量超过2 000个以后，番茄会表现出叶片过早黄化和植株早衰等一系列症状，大部分果实个体如鸡蛋般大小，始终为绿色，品质下降，此为第三部分.

图4 收获时线虫密度与总产量、产量损失第的关系Tab.4 The relationship between M.incognita density and total production,yield loss rate

2.3 收获时田间线虫密度与产量的关系

番茄收获时将不同接种量的土样用环刀取样，每处理取5点，土样用浅盘法分离2龄幼虫，统计每100 g干土壤中二龄幼虫数量，与各处理总产量及产量损失率选择可能的曲线进行拟合，结果显示，各处理总产量与每100 g土壤中二龄幼虫数量用指数函数拟合效果最好，R2达到0.933 5；产量损失率与每100 g土壤中二龄幼虫数量用对数函数拟合效果最好，R2达到0.949 0.

3 讨论与结论

结果表明，不同南方根结线虫初始接种量对番茄生长产生不同的影响，表现为初始接种量较低时，对番茄生长的影响较小，随着接种量的增加，番茄受到的影响也随之增加.南方根结线虫使受害番茄的株高、茎叶鲜质量和根茎鲜质量明显降低，而根系鲜质量和茎粗随着接种虫量的增加表现出较小差异，接虫量为4 000条/株时，根系鲜质量远高于对照，这是因为大量接虫后，初期侵染成功的线虫较多，其后线虫快速繁殖并重复侵染，使根结连根结，形成串状、胡萝卜状和念珠状巨型根结群.南方根结线虫侵染可引起番茄叶片过早黄化、植株早衰、植株运送水分养分能力下降、引起其他病原物侵染、形成巨型根结和根系过早腐烂，从而使番茄的产量严重下降.

通过模拟表明，初始接种量对番茄的产量损失率有很大影响，呈logistic曲线的形式，即较小的初始接种量对番茄造成的损失较小，随着初始接种量的逐渐增加而快速升高，达到一定数量时产量损失率趋于平缓，说明此时对番茄造成的危害已经达到峰值，一般损失率达到55%～80%，如果初始线虫量更大，就会造成植株定植后幼苗死亡，进而导致绝收.根结线虫以卵囊或卵的形式残留在土壤中，对下茬番茄产生影响，因此收获时土壤线虫残留量的测定就具有一定意义，收获后土壤中根结线虫密度与产量和产量损失率的模拟结果呈现显著性正相关.测得的最大线虫密度是侵染期幼虫和卵为429条/100 g干土.

通过探索不同初始接种量对番茄生长的影响以及相应的防治指标研究，可以为遭受根结线虫危害的地区的番茄生产提供一定的指导.试验最终结果表明，在田间或温室大棚进行番茄生产时，针对根结线虫的危害，要始终将根结线虫的初始虫量和卵量控制在一定数量一下，即在番茄定植前要对土壤中的侵染体进行处理(包括化学、物理等方面)；收获后要及时清理田间带虫和带卵植株残体；植株生长期间及时灌根，杀灭游离的侵染期幼虫和根表的卵.

[1] 朱建兰,常永义.兰州市安宁区集中果树根际线虫种群的调查[J].甘肃农业大学学报,1999,34(2):130-133

[2] 郭衍银,王秀峰,徐坤，等.南方根结线虫对生姜生长及内源激素的影响[J].植物保护学报， 2004,34(1):49-54

[3] Medina-Filho H P，Stevens M A.Tomato breeding for nematode resistance：survey of resistant varieties for horticultural characteristicsand genotype of acid phospahatases[J].Acta Horiculturae，1980，100：383-393

[4] 宋协松,董炜博,闵平,等.花生根结线虫病产量损失估计与防治指标的研究[J].植物保护学报,1994，21(4)：311-315

[5] 郭衍银,徐坤,王秀峰，等.南方根结线虫初始接种密度对生姜生长的影响[J].应用生态学报,2005,16(11):2135-2139

[6] 郭衍银,王秀峰,徐坤，等.生姜癞皮病的发生危害及病原初步鉴定[J].植物保护,2004,30(1):61-62

[7] 郭衍银,徐坤,王秀峰，等.南方根结线虫对生姜生长发育的影响[J].西北农业学报,2005,14(5):155-158

[8] 郭衍银,王秀峰,徐坤，等.生姜对南方根结线虫侵染的生理生化反应[J].植物保护学报,2005,35(1):49-54

[9] 刘维志.植物病原线虫学[M].北京:中国农业出版社，2000：414-416

[10] 刘维志.植物线虫的研究技术[M],沈阳:辽宁科技出版社,1995：19-32

[11] Abdel-Momen S M,Starr J L.Damage functions for three meloidogyne species on arachis hypogaean in Texas[J].J Nemat,1997,29(4)：478-483

[12] Wang J,Johnson C S,Eisenback J D,et al.Effects of tobacco cyst nematode on growth of flue-cured tobacco[J].J Nemat,1999,31(3):326-333

[13] 王振跃,李洪连,袁虹霞，等.河南省植物线虫病发生危害概况与防治对策[J].河南农业科学,200311:32-33

[14] Davis E L，Mitchum M G.Nematodes.sophisticated parasites of legumes[J].Plant Physiology，2005,137(4)：1182-1188

[15] 吴华新,郑永利.芹菜根结线虫病对产量的影响与防治指标研究[J].中国园艺文摘，2010(2):38-39

(责任编辑 赵晓倩)

Effect of initial inoculation amount of meloidogyne incongnita on tomato growth and its control index research

GE Jun-jie1,2,WANG Yan-hong1,LIU Chang-zhong1

(1.College of Pratacultural Science,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China；2.Wuwei Institute of Agriculture Science,Wuwei 733000,China)

【Objective】 To study the effect of initial inoculation amount of the south root-knot nematode on tomato growth,development,biomass and yield,to determine its control index.【Method】M.incongnitafrom greenhouse in Wuwei City was inoculated on tomato seedlings (cv.‘Hongyu 98’) in field.【Result】 Initial inoculation amount had significantly effects on stem and leaves weight,root and stem fresh weight and root fresh weight.With the increase of inoculation amount and the time after inoculation,the result shows significant difference.Treatments Ⅲ (1 000 pellets/plant),Ⅳ (2 000 pellets /plant) and Ⅴ (4 000 pellets /plant) reached 28.69%,36.81% and 50.42% of loss rate of stem and leaves weight after 100 days of inoculation.The loss rate of root fresh weight reached 42.15%,48.24% and 59.94%,respectively.The loss rate of root fresh weight was -6.09%,-6.36% and -21.21%.The stem diameter reached 89.68%,95.33% and 119.75%.The fitting curve was logistic with the initial inoculation amount and the rate of production loss.R=0.980 6,control index was 149.52 pellets per plant.【Conclusion】 The exponential function is the best of soil nematodes density after the harvest and tomato total production,R2=0.933 5；the logarithmic function is the best of soil nematodes density after the harvest and the rate of yield loss,R2=0.949 0.

M.incognita;initial inoculation amount；yield loss rate；fitting curve

葛俊杰(1987-)，男，硕士，助理农艺师，主要从事植物病原线虫研究及防治.E-mail：381203339@qq.com

刘长仲，男，博士，教授，主要研究方向为有害生物综合治理.E-mail：liuchzh@gscu.edu.cn

公益性行业(农业)科研专项(201103018)；甘肃省农业厅科技攻关项目.

2015-06-04；

2015-11-18

S 436.3

A

1003-4315(2016)05-0057-05