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植物根结线虫病发生规律分析

2017-03-24王炳太

现代农业科技 2016年22期
关键词:发生规律影响因素

王炳太

摘要 综述了植物根结线虫病的症状、病原、生活史、侵染循环、侵染高峰期、传播途径、寄主、根结线虫在土壤中的垂直分布、致病机理、影响发病的因素等方面的研究结果,以供参考。

关键词 植物根结线虫病;发生规律;影响因素

中图分类号 S432.45 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2016)22-0122-02

Abstract This research summarized the research results of plant root-knot nematodes for reference,such as symptom,pathogeny,living history,infection cycle,infection peak,transmission route,host,vertical distribution in soil,pathogenic mechanism,influence factors of morbidity.

Key words plant root-knot nematodes;occurrence regularity;influence factor

植物根结线虫是世界范围内为害植物最严重的一类线虫,主要分布在温暖地区。1855年,Berkeley在黄瓜上首次发现了根结线虫,标志着人类对其认识的开始。全世界每年因根结线虫的为害造成的粮食和纤维植物的损失约12%,果树和蔬菜的损失约20%,经济损失超过1 200亿美元。至今,世界上已发现根结线虫90多种,我国有58种,侵染的植物超过3 000种。在国内,涂治1932年报道了南方根结线虫为害番茄,山东、河南在20世纪50年代相继报道有蔬菜根结线虫发生。我国到2000年时,该病发生并不严重,近10余年来,迅速蔓延,病情逐年加重,有些地块发病率已达100%,产量损失30%~50%,严重的达80%以上,我国仅蔬菜一项每年的损失就超过200亿元,给国民经济造成了极大损失。

1 症状

1.1 地下部症状

根结线虫病的典型症状是根系有瘤状根结,初为白色,后为褐色;数量、大小不等,最初根结仅有大头针的针头大小,再发展有小米粒大、黄豆粒大,最后其体积增大到根粗的若干倍,整个根系肿大。

1.2 地上部症状

危害轻时,症状不明显。危害重时,植株矮小,叶小、黄化,当中午气温高时,植株呈萎蔫状,早、晚气温低时或浇水充足时,暂时萎蔫的植株会恢复正常,随着病情的加重,这种暂时萎蔫渐渐不再恢复正常,植株就会枯萎、死亡。

2 病原

根结线虫是一类低等的无脊椎动物,按照De Ley和BLaxter分类系统,根结线虫属于线虫动物门线性动物纲小杆目根结线虫科根结线虫属。通过鉴别形态和寄主等,确定我国主要有4个种:南方根結线虫(Meloidogyne incognita)、北方根结线虫(M.hapla)、爪哇根结线虫(M.javanica)、花生根结线虫(M.arenaria),其中南方根结线虫发生最广,是优势种。根结线虫有卵、幼虫(1龄、2龄、3龄、4龄)、成虫3个阶段。

2.1 卵

单胞,椭圆形或肾形,表面光滑,淡褐色,38~83 ?滋m。雌成虫产卵时,直肠腺会分泌一种胶质物,将产出的卵粘在一起,形成卵块,或先形成一个卵囊,再把卵产于卵囊中,卵囊黄色到褐色,一个卵块或卵囊中有300~500个卵,多者上千个。有时卵块或卵囊的体积比雌成虫还大,肉眼可见。

2.2 幼虫

皆无色透明。1龄幼虫:在卵壳内,细长的蠕虫状。2龄幼虫:在卵块或卵囊、土壤、寄主根中。2龄幼虫为线状,长400~500 ?滋m,宽13~15 ?滋m。2龄幼虫侵入寄主根中建立取食位点后,形态开始膨大,最后变成瓶状。3龄、4龄幼虫:在寄主根中,瓶状,但在第4次蜕皮变成成虫之前,4龄雄幼虫已变为细长形。

2.3 成虫

雄成虫:线状,无色透明,长700~1 900 ?滋m,最长的有2 500 ?滋m,宽30~36 ?滋m。雌成虫:梨形,乳白色,长400~1 300 ?滋m,最长的有3 000 ?滋m,宽325~700 ?滋m。

3 生活史

3.1 卵至1龄幼虫

春天,温度等条件适宜时,埋藏在寄主根内的雌成虫开始产卵,形成卵囊或卵块(通常位于根结的表面,有时在根结内)。根结线虫的发育分为卵发育期和卵后发育期。卵产下几小时后,若温度适宜,就开始发育。卵的发育从单个细胞分裂开始,一分为二,二分为四,直至完成分裂,形成一个具有明显口针的1龄幼虫[1-2]。

3.2 2龄幼虫

在卵壳内,1龄幼虫蜕皮发育成2龄幼虫。卵后发育从 2龄幼虫开始。2龄幼虫可自由活动,它从卵壳内破壳而出(孵化)进入卵囊,而后穿破卵囊进入土壤中。进入土壤中的2龄幼虫具有侵染性,它们分为3种情况:一是直接寻找新寄主侵入;二是在土壤中静止一段时间后,再寻找寄主侵入,但此过程会消耗其储存在肠道中的食物,导致侵染力下降;三是留在土壤中越冬。2龄幼虫的头部有敏感的化感器,能接受寄主根分泌物的诱导。研究发现,有的2龄幼虫在10 d内可向根部移动25 cm。它们能侵染根的任何部位,但主要从根尖的伸长区侵入,通过口针的物理伤害和分泌的纤维素酶、果胶酸酶的降解作用,成功穿过寄主根表皮的细胞壁,然后在伸长区的细胞间隙中移行至分化区的皮层组织,再移行至分化区的维管束附近,找到合适的位点后,把头部包埋在维管组织的外围,虫体的其他部位放在皮层,虫体与维管束纵轴平行,然后定居下来开始取食。取食后体型变大,前期未性分化,后期分化成雌、雄幼虫。

3.3 3龄、4龄幼虫

2龄幼虫蜕皮后发育成3龄幼虫,3龄幼虫蜕皮后发育成4龄幼虫。3龄、4龄幼虫皆分雄、雌,其口针和中食道球消失,不能在寄主根中取食。

3.4 成虫

4龄幼虫(雄、雌)蜕皮后发育成成虫(雄、雌)。雄成虫:雄成虫用口针刺穿根结钻入土壤活动,寻找雌成虫交配或不交配。它虽然具有发达的口针,但食道腺发育不完整,因而不能取食,一般存活几周后死亡。雌成虫:口针和中食道球重新长出,有完整的消化系统,能取食,继续留在根内营寄生生活并产卵,完成其生活周期。一个雌成虫可以连续产卵2~3个月,一天最多可产卵30~80粒,在其停止产卵后,不会存活太长的时间。

根结线虫有孤雌生殖和有性生殖2种生殖方式。如果雌成虫的身体完全埋在根内,它们产出的卵就在根内的卵囊内进行孤雌生殖;如果雌成虫的阴门暴露在根表皮外,则可与土壤中的雄成虫交配进行有性生殖。有些雄成虫可在根结内与雌成虫交配。

4 侵染循环

根结线虫以雌成虫、卵、2龄幼虫在寄主的病残根中越冬或以卵、2龄幼虫在土壤中越冬,来年成为初侵染源。越冬卵发育成1龄幼虫,其蜕皮发育成2龄幼虫,2龄幼虫离开卵囊进入土壤。越冬卵孵化的2龄幼虫和越冬的2龄幼虫侵入寄主根內,与寄主建立起寄生关系,营固定寄生生活,使根部形成根结,根结内的2龄幼虫蜕3次皮后发育成成虫,雌成虫产卵,完成1个侵染循环。雌成虫产的卵,再孵化成1龄幼虫,发育成2龄幼虫进行再侵染。在我国,露地1年约发生6代,温室大棚中1年约发生10代,各代之间世代重叠[3-4]。

5 侵染高峰期

植物移栽后的5~7 d是根结线虫2龄幼虫侵入根内的高峰期。2龄幼虫侵入根内1~2 d后,根结开始形成。

6 传播途径

病苗、病根、病土的搬迁,土地耕作和锄地,灌溉水及雨水流动是根结线虫病的主要传播途径,农具携带、人员往来也能传播。线虫自身移动非常有限,在1年内的移动距离通常是20~30 cm,最多不超过100 cm。

7 寄主

根结线虫的寄主超过3 000种植物,分属114科,涉及蔬菜、粮食作物、经济作物、果树、园林、花卉、烟草、茶叶、中药材、杂草等,主要包括葫芦科、茄科、十字花科、豆科、菊科等。南方根结线虫的寄主有270种,分属84科;北方根结线虫的寄主有174种,分属57科;花生根结线虫的寄主有111种,分属52科;爪哇根结线虫的寄主有91种,分属51科。

8 根结线虫在土壤中的垂直分布规律

根结线虫一般分布于0~30 cm土层中,多数分布于5~20 cm土层中 。土层越深,线虫的数量越少,50 cm以下的土层中已很少。

9 致病机理

9.1 阻碍养分、水分的吸收运输

根结线虫的2龄幼虫侵入根部后,诱导其口针附近的寄主细胞形成巨型细胞,伴随着巨型细胞形成的同时,线虫周围的根组织增生增厚,形成根结,造成根系发育受阻和腐烂,阻碍了养分水分的正常吸收和运输,导致植株衰弱或死亡。

9.2 机械损伤

2龄幼虫侵入根部时,在根表皮造成伤口;线虫在根内生长发育能使根组织爆裂。

9.3 与真菌细菌形成复合侵染

2龄幼虫入侵时,在根表皮造成的伤口有利于其他土传病害(如枯萎病、根腐病、青枯病)的病原菌侵染根部,加重危害。

10 影响发病的因素

10.1 温度

对根结线虫的影响分为5个阶段:致死低温、非致死低温、最适温度、非致死高温、致死高温。温度影响着线虫的分布、生长、发育、侵染、繁殖与存活,其最适温度为24~28 ℃,当高于40 ℃或低于5 ℃时,对线虫有抑制、杀伤作用。南方根结线虫的卵在地温10 ℃时,发育成1龄幼虫;12 ℃时,发育成2龄幼虫;13~15 ℃时,开始侵染;2龄幼虫在0~5 ℃以下会被冻死,在55 ℃条件下10 min内可被杀死。

10.2 湿度

土壤相对湿度40%~60%时有利于根结线虫的移动、侵染。土壤含水量过大时,土壤通透性差、含氧量降低,抑制线虫的呼吸,所以多雨年份发病轻;土壤含水量过低时,植物生长不良,线虫不论在根内还是在土壤中都会受到抑制。

10.3 土壤酸碱度

pH值为5~8,适合根结线虫生存。pH值﹥8或pH值﹤5时,卵孵化率和2龄幼虫存活率都在下降。

10.4 土质

砂性土壤,土粒大,土粒间空隙也大,通气性好,有利于线虫活动和侵染,发病重;黏性土壤,土粒小,空隙小,通气差,发病轻。

10.5 连作与轮作

连作时间越长,土壤中积累的根结线虫数量就越多,发病就越重。根结线虫在休眠状态下或在田间无寄主植物的情况下,可在土壤中存活3年左右,时间再长,线虫将变得无侵染力,进而被饿死。用非寄主植物轮作3年以上,可减轻危害。

10.6 品种

不同品种的抗线虫性差异很大,种植时应选抗线虫品种。

10.7 氧气

根结线虫的活动随土壤中随氧气量的减少而减弱。当土壤中氧气浓度低于21%时,其孵化、侵染等都受到抑制;当氧气低于3.5%时,线虫发育停止。因此,深层土壤中,线虫数量很少[5]。

10.8 复合侵染

土壤中,镰刀菌、腐霉菌、青枯菌等病原菌能与根结线虫形成复合侵染,加重危害。

11 参考文献

[1] 陈志杰.设施蔬菜根结线虫防治基础与技术[M].北京:科学出版社,2013.

[2] 刘维志.植物病原线虫学[M].北京:中国农业出版社,2000.

[3] 陈志杰,张锋,张淑莲,等.温室黄瓜根结线虫病非化学防治技术研究初报[J].中国农学通报,2008(1):367-370.

[4] 刘云芝,杨建忠,李淑芬,等.三七根结线虫病防治药剂田间筛选试验研究[J].西南农业学报,2009(5):1349-1353.

[5] 坚晋卓.禾谷孢囊线虫生防菌株的筛选及鉴定[D].兰州:甘肃农业大学,2016.

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