辣椒废弃物堆肥对番茄根结线虫拮抗作用研究

霍凯丽 贾军涛 赵恒宇 孙霞

摘    要：以生物急性毒性试验筛选出的辣椒废弃物堆肥产物为原料，通过盆栽防效试验，探究了不同处理和发酵时间的辣椒废弃物发酵产物对番茄根结线虫的影响。结果表明，与对照相比，辣椒秸秆-鸡粪联合发酵3 d的有机物料在4%，5%的施用浓度下植株地上部干物质的量分别增加118.75%，106.25%，发酵5 d的5%施用浓度地上部干物质量仅增加37.5%。从根结数目来看，以辣椒秸秆-鸡粪添加5%VT菌剂联合发酵3 d的堆肥物料效果更好，其中施用浓度为5%处理比4%处理根结数目减少了58.77%，表明在土壤中，5%浓度具有较好的防治效果。综合植物生长指标和根结发生情况，以辣椒秸秆-鸡粪联合堆肥3 d，4%浓度施用量对植物生长和根结线虫防治效果更好。

关键词：辣椒;废弃物;番茄根结线虫;防效

中图分类号：S436.412.2         文献标识码：A          DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.09.009

Abstract：The effects of pepper waste compost products with different treatment and fermentation time on tomato root nodule nematode were studied by pot experiment with the results of acute biological toxicity test. The results showed that the amount of dry matter in the aboveground part of the plant increased by 118.75% and 106.25%， respectively， for organic materials fermented by pepper straw and chicken manure for 3 days， and the amount of dry matter in the aboveground part of the plant increased by 37.5%. In terms of the number of root nodules， the composting material with pepper straw and chicken manure added with 5%VT bacteriological agent for 3 days had a better effect， among which the number of root nodules was reduced by 58.77% when the application concentration was 5%， compared with 4%， indicating that the 5% concentration had a better control effect in soil.Based on the comprehensive plant growth indexes and the occurrence of root nodules， the combination of pepper straw and chicken manure composting with 3 d， 4% concentration and dosage had better effects on plant growth and root nodules nematode control.

Key words： pepper; vegetable waste; root knot nematode in tomato; control effect

根結线虫病是目前对蔬菜种植危害较大的一种土传病害，其可侵害的植物种类高达2 000多种。全国每一年有超过40万 hm2蔬菜遭受根结线虫侵害，经济损失超过30亿元[1]。受根结线虫危害较轻的作物一般会减产15%～20%，严重时甚至超过70%[2]。

目前通常采用的防治方式主要分为农业防治、生物防治、化学防治等[3-5]。有文献资料显示，辣椒废弃物具有拮抗根结线虫的作用，合理施用辣椒废弃物，可在拮抗番茄根结线虫的同时，改善番茄的生长状况[6-7]，施用腐熟的堆肥可改善土壤环境，并明显降低植物根结线虫的发生及其危害[8-10]。结合以上两个思路，笔者将辣椒废弃物进行高温好氧堆肥，堆肥后的物料经室内生物急性毒性试验筛选，获得了抗番茄根结线虫线较好的有机物料。

目前，国内探索有机物料防治植物根结线虫病害效果的方法多是利用浸提液对线虫的抑杀作用进行室内生物毒性测试，但是土壤环境条件复杂，有机物料施入土壤后可能会增强或减弱其抑病作用。为此，本研究将室内生物急性毒性试验筛选出的有机物料进行盆栽防效试验，探究室内生物毒性试验所得出的抑线效果较好的有机物料在盆栽试验中是否也能达到相同的抑线效果。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试有机物料 本次试验采用的有机物料有3种，包括：（1）辣椒秸秆取自新疆乌鲁木齐县蔬菜种植区;（2）辣椒秸秆与鸡粪联合发酵5 d后得到的堆肥;（3）辣椒秸秆与鸡粪添加5%VT菌剂进行联合好氧发酵3 d后得到的堆肥。

1.1.2 供试作物 番茄（寿禾粉冠）。

1.1.3 供试土壤 为了使根结线虫病害易于发生，选取北京市房山区蔬菜基的沙土进行高温灭菌。

1.2 试验方法

试验于2018年10月7日至2018年12月2日在中国农业大学日光温室进行。试验原料由急性生物毒性试验筛选而来，共5个处理（表1）。

每处理按照相应浓度进行堆肥物料与基质混配进行育苗，两叶一心时移栽至容积为500 mL的塑料盆中。番茄幼苗定植一周后，实行接种线虫处理，每盆接种500条二龄线虫，分4次接种。接种方法如下：在番茄根周围刨去表层2～3 cm的土层，将收集的二龄幼虫悬浮液，用纯水调整其浓度为25条·mL-1，用玻璃棒在根部一周打四个孔，用移液器将线虫悬浮液均匀的打入孔中，然后用土覆盖。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 植物生长状况 番茄幼苗移栽后第30 天收获，剪去地上部分，测定株高、茎粗，地上部鲜质量。地上部样品先105 ℃杀青0.5 h，然后70 ℃烘干48 h，最后称质量。地下部用自来水冲洗干净后，用吸水纸吸干水分，称量根鲜质量。

1.3.2 根结线虫发生情况 根系染色方法参照Byrd [11]，稍有变动，具体操作：根系清洗净晾干后，用1.5%的次氯酸钠溶液浸泡5 min，然后用水洗净，放入蒸馏水中浸泡15 min。晾干后，将根系转入200 mL烧杯中，加入3.5%酸性品红溶液，室温放置染色45～60 min，流水冲洗表面的品红溶液，放置于预先有蒸馏水的烧杯中褪色2～5 min，便可见根结被染成红色，其他根系为淡黄色。即可对根结数进行统计。

1.4 数据处理

试验数据处理采用Excel绘图，利用SPSS 20.0数据处理软件进行数据统计分析和处理。

2 结果与分析

2.1 植株生长的影响

从图1和表2中可以看出，A1处理株高、茎粗、叶片数、叶面积、地上干质量、地下鲜质量分别比CK低30.30%，17.27%，59.35%，35.15%，62.50%，72.14%，说明辣椒秸秆不作发酵处理直接使用，对植物生长产生了抑制作用。A4处理各项指标虽优于A1处理，但与CK效果相差不大。添加A2（辣椒秸秆与鸡粪1：1添加5%VT菌剂发酵第3天浓度为4%的处理），植株地上部干质量达0.35 g，地下部鲜质量达2.02 g，比CK高出118.75%，30.69%，比A3处理高出5.7%，11.38%，表明A2处理对番茄生长促生效果最优。

2.2 不同处理对番茄根结线虫拮抗作用的影响

由图2和图3看出，与CK相比，施用有机物料均达到了防治根结线虫侵染的效果，表现为显著降低了根系上根结的数量。从图2可以看出，CK根系上根结膨大、叠加，形成大根瘤，其余处理根系仅有小的根结。A3处理的根系上形成的根结数量最少，比CK降低了86.08%;A2处理使根结数量降低了66.23%，大于A4处理（47.67%），但是A2与A1相比并未表现出显著差异。

3 结论与讨论

从盆栽试验可以看出，各处理间地上部干物质量积累从高到低表现为A2>A3>A4>CK>A1。A2、A3地上部干物质积累分别是CK的2.19倍、2.06倍，是A1的5.83倍、5.5倍。从根结数目来看，添加微生物菌剂的A2、A3处理效果更佳，且A3根结数目比A2减少了58.77%，为辣椒秸秆拮抗番茄根结线虫提供了良好的依据。但直接施用辣椒秸秆的处理，尽管在降低植株根结有一定效果，植株其余各项生长指标均低于CK，且差异显著。由此看出辣椒秸秆不做堆肥处理直接使用，不利于番茄生长。这种现象可能是由于植物生产过程中受病原菌侵染[12]或携带除草剂杀虫剂[13]等，研究表明，除草剂及病原菌等用于幼苗生长时，会阻碍植株健康生长。然而将植株进行高温好氧堆肥后，可最大程度的杀灭病原菌，钝化有害物质[15]。将辣椒秸秆与鸡粪添加微生物菌剂进行高温好氧堆肥处理后不仅可促进作物生长，还能达到很好的抑线效果。因此，若要安全的利用植株残体，需要将其做无害化处理。

本研究在开发辣椒秸秆抗线功效时，发现辣椒秸秆添加鸡粪和微生物菌剂联合发酵3 d和辣椒秸秆添加鸡粪联合发酵第5天的有机物料抗线效果最佳。但是在施入土壤后，前者效果更好。那么，微生物菌剂对抗线或者保留抗线物质是否有帮助，蔬菜残体中是什么物质起到了最大的抗线作用尚未可知。本试验对于辣椒秸秆拮抗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使堆肥达到完全腐熟，又可以最大限度保留蔬菜残体中抗线物质的堆肥技术。

参考文献：

[1]董炜博，石延茂，李荣光，等.山东省保护地蔬菜根结线虫的种类及发生[J].莱阳农学院学报，2004，21（2）：106-108.

[2]徐建华，李红梅，沈培垠，等.南方根结线虫群体间致病性变异的生物测定[J].南京农业大学学报， 1999，22（3）：33-36.

[3]谷希树，白义川，胡学雄，等.蔬菜根结线虫病的发生与防治[J].天津农业科学，2003（3）：35-37.

[4]白全江，张庆平，席先梅，等.蔬菜根结线虫病发生危害及综合防治技术研究进展[J].内蒙古农业科技，2012（2）：70-72，94.

[5]高淋淋，刘志明.植物根结线虫生物防治研究进展[J].广西植保，2015，28（1）：32-35.

[6]杜龙龙，陈飞，李彦明.辣椒废弃物与堆肥對根结线虫的抑制效果[J].中国蔬菜，2016（2）： 44-47.

[7]高艳，欧阳建勋，谢定，等.辣椒素的提取及其应用研究进展[J].食品与机械，2011（1）：162-165.

[8]王博.农业废弃物堆肥对根结线虫的抑制作用[J].环境科学动态，2005（1）：12-14.

[9]AGU C M. Effects of organic manure types on root-gall nematode disease and African yam bean yield[J]. Agricultural journal， 2008，3：1，14-16.

[10]RENCO M， SASANELLI N， SALAMUN P.The effect of two compost soil amendments， based on municipal green and penicillin production wastes， on plant parasitic nematodes[J]. Helminthologia， 2009，46： 3， 190-197.

[11]BYRD D W， Jr KIRKPATRICK T. An improved technique for clearing and staining plant tissue for detection ofnematodes[J].Journal of nematology， 1983， 14： 142-143.

[12]刘华.蔬菜废弃物无害化处理及再利用[J].中国农业信息，2013（11）：272.

[13]常瑞雪，王智中，韩雪，等.除草剂污染堆肥用量对番茄生长的影响[J].中国农业大学学报，2015，20（1）：86-89.

[14]常瑞雪. 蔬菜废弃物超高温堆肥工艺构建及其过程中的氮素损失研究[D].北京：中国农业大学，2017.