植物源制剂抗黄瓜根结线虫病及促生效果

王 娜 ，王庆菊 ，刘陈晨 ，神兴明 ，任士伟 ，2，3，4

(1.金正大生态工程集团股份有限公司 山东临沭 276700； 2.养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室山东临沭 276700； 3.国家缓控释肥工程技术研究中心 山东临沭 276700；4.农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室 山东临沭 276700)

根结线虫(Meloidogynespp.)寄主范围广，发生面积广泛，危害严重，常常造成农作物减产，并且难以根治[1]。现今，我国防治根结线虫主要以化学防治为主，如鲁旭鹏等[2]使用1.8%阿维菌素乳油和10%噻唑磷颗粒剂抑制黄瓜根结线虫侵染。但随着化学防治中土壤熏蒸法和药剂撒施给土壤带来的危害越来越大，如农药残留难以分解、土壤板结、土壤营养过剩等，呼吁使用生物源农药和植物源农药的人们越来越多。生物源农药的研究很多，如席先梅等[3]使用蜡质芽孢杆菌水剂灌根能提高黄瓜和番茄的商品性；马玉琴等[4]使用短短芽孢杆菌、交枝顶孢霉、淡紫拟青霉、钩状木霉等制成生物菌肥，与基质混合使用，提高相对防效，并有明显的促生效果和增产作用；冀宇等[5]使用淡紫拟青霉、红灰链霉菌和苍白杆菌的复合菌剂，抑制土壤线虫扩繁，提高对病害的防效。而近几年使用植物源制剂防治根结线虫的报道也越来越多，如王伟轩等[6]研究由半夏和苦豆子生物碱制成的植物源杀线虫剂；邓人可[7]研究中药稀释液由万寿菊、三颗针等中药材配制抑制三七的根结线虫和防治根腐病的植物源制剂，但需要物料复杂并且难以获取，难以推广到实际生产中[6-7]。

茶皂素(Tea saponin，TS)是从茶籽饼粕中提取的一种皂类，在我国含量极为丰富，总量约75万t，其基本结构由三萜皂苷、结构糖、结构酸组成，可为农药主要成分，或者作为增效剂、润湿剂使用，具有杀虫、杀菌和促进植物生长等多种生理作用，药效持久，耐水冲刷，毒性极微，无致畸性且对皮肤无刺激性，对土壤环境友好，使用安全[8-11]。茶皂素作为直接杀害剂，在防治地下害虫、触杀或胃毒鳞翅目幼虫、抑制枯萎病等方面有较好的效果。如欧晓明等[12]研究报道，茶皂素与杀虫单按1∶3比例混合，杀虫单作为农药助剂能提高茶皂素对叶蝉和粘虫的杀虫效果。所以笔者为明确茶皂素对根结线虫的防治效果及对作物的促生效果，进行了不同浓度茶皂素对室内根结线虫抑制侵染活性试验和冲施盆栽黄瓜的药效试验，以期筛选出最适宜的浓度，为茶皂素作为植物源杀线虫制剂提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料及室内试验

1.1.1 TS溶液配制 将60%茶皂素分别用蒸馏水配制成体积分数为 1.0‰、2.5‰、5.0‰、7.5‰和15.0‰的溶液，以蒸馏水为对照。

1.1.2 供试线虫 在山东省临沂市等地采集分离获得，经过雌虫会阴花纹鉴定为南方根结线虫，二龄幼虫(J2)由所采集的卵囊孵化获得，方法是将卵囊在培养皿中加水至淹没，培养10 d后，存放在4℃冰箱备用，存放时间不超过2 d。

1.1.3 杀线虫活性测定 本试验于2016年5月20至7月20日在山东省临沂市临沭县国家缓控释肥工程技术研发中心试验室内进行。采用浸渍法，选用透明培养皿(直径6 cm)，每个培养皿中用移液枪加入J2悬浮液1 mL(500条·mL-1)，各处理分别加入2 mL配制的TS溶液，放于26℃恒温培养箱中培养。试验共设6个处理，每个处理5次重复。分别在 6、12、24、48、60 和 72 h，取 100 μL 溶液于表面皿上。线虫死亡时呈僵直或弯曲如弓状；活体通常多扭动弯曲。用显微镜观察J2存活情况并记录，在清水中复活2 h观察存活情况并记录。计算不同浓度茶皂素对J2致死情况，参考下列公式计算校正死亡率[13]:

1.2 田间试验

1.2.1 盆栽试验设计 本试验于2016年9月10日至11月30日在山东省临沂市临沭县国家缓控释肥工程技术研发中心温室中进行。供试线虫病土取自临沭周边根结线虫发病严重的温室大棚，均匀混合。试验设6个处理，以盆栽方式进行，每处理3次重复。每盆装病土共4.5 kg，移栽均匀一致的黄瓜苗于盆中，浇水充足且等量。移栽7 d后，按TS溶液配制处理进行冲施，间隔15 d冲施1次，共3次。统一日常肥水管理，不再施药。

1.2.2 指标测量方法 采用SPAD502叶绿素含量测定仪测定黄瓜叶绿素相对含量，采用卷尺量取黄瓜的地上部长度，采用游标卡尺测定黄瓜靠近根部的第一节茎的直径；用电子秤测量单果质量和总果质量；茎叶干质量测定时将地上部茎叶装入信封标记，置于80℃烘箱中烘干并称量记录；根系根结百分率和根结指数测定将根系整盆土壤全部倒出装入40目网袋，用水冲洗根系，按分级标准记录根系上的根结数及根结指数。按照肖炎农等[14]的方式，对根结指数进行分级，共5级，记录并按以下公式计算病情指数和防治效果:

2 结果与分析

2.1 室内试验结果分析

图1和图2分别表示在培养皿中添加不同质量浓度茶皂素，调查 6、12、24、48、60 和 72 h 时的线虫死亡率和校正死亡率，表明茶皂素可抑制根结线虫活性。不同质量浓度的茶皂素杀线活力均呈现相似规律，随着观察时间递增至60 h时，J2死亡率和校正死亡率逐渐提高；至72 h时，J2死亡率在15‰时达到100%，而校正死亡率为77.9%。在6 h茶皂素体积分数为7.5‰和15‰时开始观察到J2死亡，其中体积分数为15‰处理的死亡率和校正死亡率最高，分别是25.7%和8.2%；在12 h，各处理的J2均出现死亡，以15‰茶皂素处理的死亡率和校正死亡率最高，分别是85.5%和33.4%；在24～60 h，死亡率和校正死亡率由高到低的处理均为15‰>7.5‰>5‰>2.5‰>1‰，其中15‰茶皂素处理在24 h的死亡率到达100%；在72 h，线虫死亡率与60 h相同，而线虫校正死亡率以7.5‰茶皂素处理最高，为78.5%。

本次试验中，当TS浓度在1‰～2.5‰时，J2校正死亡率前24 h低于16.0%，至72 h在20.0%～35.0%之间；当TS浓度在7.5‰～15‰时，J2校正死亡率在24 h达到38.0%～41.0%，至72 h在77.5%～79.0%之间，当TS浓度高于7.5‰时，J2校正死亡率增幅有所下降。随着TS质量浓度的提高，TS对根结线虫的击倒能力和致死率均提高；死亡校正率与死亡率比较，J2校正死亡率有一定程度下降，说明加入清水后，线虫又渐渐复苏，表明TS对J2击倒能力强，致死能力相对较弱。

图1 不同茶皂素含量对根结线虫死亡率随时间变化情况

图2 不同茶皂素含量对根结线虫校正死亡率随时间变化情况

2.2 茶皂素对黄瓜根结线虫病的防效

依据试验处理，使用不同TS溶液对盆栽黄瓜进行冲施，观察黄瓜根结线虫病的发生情况。从表1可看出，冲施不同体积分数TS的根结百分率和根结指数显著降低，对南方根结线虫均有防治效果。根结百分率，当TS处理的体积分数达到5.0‰时，较对照减少了62.07%，与处理7.5‰和15.0‰之间无明显差异。根结指数，当TS处理达到5.0‰时，较对照减少了52.14%，与处理7.5‰和15.0‰之间无显著差异。综合来看，随着茶皂素体积分数的提升，对根结数和根结指数有明显的改善，根结线虫病得到抑制，当茶皂素体积分数达到5.0‰后，各项指标明显达到拐点，之后提高茶皂素体积分数，各项指标增幅不大，甚至有下降趋势。

表1 不同茶皂素含量对设施黄瓜根结线虫病防治效果

2.3 茶皂素对黄瓜农艺性状的影响

从表2可看出，茶皂素对黄瓜的叶绿素含量、株高和茎粗有增加作用，随着浓度的增加，农艺性状增长率均呈现先提高后降低的趋势，当茶皂素浓度为5.0‰时，各农艺性状值达到最大，之后快速降低。其中叶绿素相对含量由高至低为5.0‰>7.5‰>15.0‰>2.5‰>1.0‰，以5.0‰处理最优，较清水增长9.99%，显著高于其他处理，2.5‰和15.0‰处理之间差异不显著。株高由高至低的处理为5.0‰>7.5‰>15.0‰>2.5‰>1.0‰，以 5.0‰最优，较清水增长10.47%，显著高于其他处理，7.5‰和15.0‰处理之间差异不明显。茎粗由高至低的处理为5.0‰>15.0‰>7.5‰>2.5‰>1.0‰，以 5.0‰处理最优，较清水增长6.17%，显著高于其他处理，7.5‰和15.0‰处理之间差异不显著。

表2 不同茶皂素含量对黄瓜农艺性状的影响

试验结果表明，TS处理在1.0‰至15.0‰时，随水冲施对黄瓜的叶绿素含量、株高和茎粗均有促进作用，随着TS体积分数的增加，各指标相较于对照均呈现上升趋势，当体积分数在5.0‰时，各指标达到最高值，叶绿素含量增加9.99%、株高增加10.47%、茎粗增加6.17%，随着TS体积分数的继续提升，各项指标呈下低趋势。

2.4 茶皂素对黄瓜产量的影响

由表3可以看出，茶皂素对黄瓜的茎叶干质量、单果质量、果数和总果质量均有促进生长的作用，随着茶皂素体积分数的提高，当体积分数达到5.0‰时，各项指标均达到最优，地上部干质量增长率为13.04%，单果质量增长率为10.96%，果数增长率为33.33%，总果质量增长率为47.94%，当茶皂素体积分数再提高时，产量下降。说明当黄瓜受根结线虫侵染时，茶皂素体积分数为5‰时，对黄瓜产量促生效果最优，当高体积分数处理时，对黄瓜产量的促生效果逐渐下降。

表3 不同茶皂素含量对黄瓜产量的影响

3 讨论与结论

茶皂素作为一种植物源农药，有较强的杀虫、杀菌能力，并且有良好的润湿、发泡等作用，用途广泛[15]。本次试验茶皂素添加体积分数在1.0‰～15.0‰的范围，能促进黄瓜的生长发育，抑制根结线虫病的发生；当茶皂素添加体积分数为5.0‰时，黄瓜的各个生长指标促进效果最优，根结最少，抑制根结线虫病能力最强。但当添加高体积分数茶皂素时，对黄瓜生长有一定的抑制作用，且抑制根结线虫病效果下降。

同时根据前人研究表明，测定茶皂素离体杀线能力，明显对植物线虫有选择性致死活性，对土壤生态保护有积极意义，并且5.0 mg·mL-1效果最优；也有研究表明，使用添加茶皂素的颗粒复配剂底施，对黄瓜、番茄、空心菜、木耳菜的根结线虫病有50%左右防治效果，且具有缓释效果，持效期长[16-17]。以上试验结论均与本试验结论相符。

通过本次试验，茶皂素室内试验表明其能击倒根结线虫，盆栽试验表明其能抑制根结线虫病的发生，对黄瓜有促生作用，并且能提高产量，且茶皂素在我国资源丰富，可将茶皂素制成相应剂型，进行大田试验，验证其促生及抑制根结线虫的效果。