添加化肥和覆膜提高土温对土壤中香蕉穿孔线虫的灭除效果

吕 梅，杨 欣，李俊毅，丁善文，徐春玲，谢 辉

（华南农业大学农学院/广东省微生物信号与作物病害防控重点实验室植物线虫研究室/植物检疫线虫检测与防疫研究中心，广东 广州 510642）

【研究意义】 香蕉穿孔线虫（Radopholus similis Thorne,1949）是一种危害极其严重的迁移性内寄生土传植物病原线虫，被认为是全球最具毁灭性的十种植物病原线虫之一[1-2]，许多国家和地区将其列为危险性检疫线虫[3]，也被我国列为进境检疫性植物有害生物[4]。香蕉穿孔线虫寄主范围广泛，可危害多种植物包括果树、蔬菜、粮食作物和观赏植物等，曾报道该线虫可危害20多个科30多个属的360多种植物[5-8]。【前人研究进展】 目前对香蕉穿孔线虫的防治措施主要是采用化学防治、物理防治和农业防治的综合措施，其中化学防治仍是最主要手段。目前世界上生产使用的杀线剂约有30余种，常用的约有10余种[9]，而且大多是高毒、剧毒或残留持久的化学农药。根据作用方式可将杀线剂分为两大类，即熏蒸性杀线虫剂（fumigant nematicides）和非熏蒸性杀线虫剂（nonfumigant nematicides）。熏蒸性杀线虫剂目前常用的有溴甲烷、必速灭（棉隆）和威百亩，均用于土壤熏蒸处理[10]。熏蒸性杀线剂是灭生性药剂，杀线虫效果彻底，防病增产效果显著，不易诱发线虫抗药性。但使用量大，施用后需立即覆膜盖土，因此成本高、操作复杂；同时此类药剂的大量使用，对人类安全和环境造成极大的不利影响[11]，现面临被淘汰的境地。使用最广泛、效果最好的熏蒸性杀线剂是溴甲烷，它是一种卤代烃类熏蒸剂，在常温下即可蒸发成密度比空气大的气体，通过其强大的扩散性和渗透性可有效杀灭土壤中的线虫[12]。然而由于溴甲烷能够破坏臭氧层[13]，因此根据《蒙特利尔议定书哥本哈根修正案》，其已在全球被禁用[14]。非熏蒸性杀线虫剂目前常用的有丙线磷、苯线磷、克线丹、克线磷、克百威、涕灭威、甲基异柳磷和阿维菌素等，除阿维菌素类属于生物源农药，其它均为高毒或剧毒品种且残留严重，并且不能根除土壤中的植物病原线虫。目前的大多数香蕉品种不抗香蕉穿孔线虫，近年来开始关注利用分子育种技术研究培育抗香蕉穿孔线虫的香蕉品种来防控该病害[15-16]。【本研究切入点】 研发能代替传统杀线剂根除土壤中的香蕉穿孔线虫的有效途径，且建立高效、安全、环保而又能广泛运用的除治方法已成当务之急。植物线虫普遍不耐高温，经60～65 ℃水浴处理2～3 min就能被杀死[17]。香蕉穿孔线虫在48、50、52、55 ℃热水中分别处理25、10、6、5 min时的致死率均为100%[18]。【拟解决的关键问题】 通过研究在土壤中添加肥料并覆盖塑料薄膜，利用肥料分解产生的热能和太阳照射产生的热能共同形成的高温对土壤中香蕉穿孔线虫的杀灭效果。探索其替代熏蒸性杀线剂灭除土壤中香蕉穿孔线虫的可行性和具体处理方法，为香蕉穿孔线虫的防除提供一个可行、有效、便捷和安全的途径和方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试线虫是由华南农业大学植物线虫研究室保存和培养的香蕉穿孔线虫(Radopholus similis)，使用胡萝卜愈伤组织培养方法[19]进行保存和扩繁。

供试肥料为石灰氮和尿素。石灰氮（宁夏大荣化工冶金有限公司产品）：有效成分为氰胺化钙，剂型为10%颗粒剂。尿素（河南骏马集团化工有限公司产品）：有效成分为碳酰二胺，剂型为含氮量46.6%颗粒剂。

1.2 试验方法

将扩繁的香蕉穿孔线虫与灭菌的土壤混合，每公斤病土中虫口密度约8 000条，然后将8 kg病土分别与尿素和石灰氮混匀，尿素和石灰氮施用量分别为1 kg土壤施5 g和10 g，将病土和肥料的混合样品分别装入直径为15 cm、高40 cm的塑料管中，再分别覆盖白色薄膜与黑色薄膜，最后将所有塑料管紧密地堆积在一起围成圈状，外围用铁丝网附衬一层细网纱包围，铁丝网与塑料管围圈间填充约20 cm厚的土层（图1），防止塑胶管中的热量散失，更好地模拟大田环境，每个处理5次重复。试验中，利用温度计记录塑料管围圈正上方30 cm处的大气气温；利用地温计和WATCHDOG地温测定仪分别记录各处理塑料管中15 cm处和30 cm处的土壤温度；大气气温和土壤温度的纪录时间分别为各处理日8:00、10:00、12:00、14:00和18:00。以上试验在广州6～8月和8～10月进行两次，两次试验的处理方法一致。第一次试验在5周后，第二次试验在6周后，分别在塑料管内距离上端管口15 cm处和30 cm处扦插抽取土样50 mL，采用贝曼漏斗法[20]分离线虫，在解剖镜下统计虫数。第一次试验在6周后及第二次试验在7周后重复取样分离统计虫量，方法是将各处理塑胶管的土壤倒入灭菌的塑料袋中混匀后，抽取土样200 mL采用贝曼漏斗法分离线虫，在解剖镜统计线虫数量。

图1 利用化肥和阳光照射防除土壤中香蕉穿孔线虫Fig.1 Eliminating Radopholus similis in soil by using chemical fertilizer and sunlight

2 结果与分析

2.1 添加石灰氮或尿素并覆膜的方法能促使土壤温度的升高

在自然情况下，土壤温度变化幅度小，比气温稳定，高温季节的土壤温度低于气温。本研究两次试验期间，在8:00各处理15 cm处土壤温度与气温接近，分别相差-1～0.1 ℃和0～1.4 ℃，在14:00各处理15 cm处土壤温度都高于气温，分别相差4.5～13.9 ℃和1.5～8.8 ℃（表1），表明本研究采用的添加石灰氮或尿素并覆膜的方法促使了土壤温度的升高。

对6月下旬至8月上旬试验期间的晴日数以及平均气温测录结果（表1）显示，晴日数为31 d，晴日气温范围为32～41 ℃，日平均气温范围为33～38.8 ℃，14:00的最高平均晴日气温为38.8℃。各处理土壤温度在14:00达最高，除了尿素覆黑膜处理30 cm处土壤温度为38.5 ℃，其他处理土壤温度均超过40 ℃，其中温度最高的为石灰氮覆白膜处理，15 cm处和30 cm处土壤温度分别为52.7、43.4 ℃，而且该处理12:00土壤温度分别为48.8、41.4 ℃，其他处理12:00 15 cm处土壤温度为40.5～44.7 ℃，30 cm处土壤温度末达40 ℃。因此石灰氮覆白膜处理提升土壤温度的效果最好。

对8月下旬至10月上旬试验期间的晴日数以及平均气温测录结果（表1）显示，晴日数为38 d，晴日气温范围为27～39 ℃，日平均气温范围为29.8～37.6 ℃，14:00的最高平均晴日气温为37.6 ℃。各处理土壤温度也在14:00达最高，其中温度最高的为石灰氮覆白膜处理15 cm处为46.4 ℃，而且在8:00、10:00、12:00和18:00各个纪录时间，石灰氮覆白膜处理15 cm处土壤温度与同时间其他处理相比均为最高，分别为31.2、35.8、41.5、40.4 ℃，因此在此期间也是石灰氮覆白膜处理提升土壤温度的效果最佳。

2.2 利用化肥和阳光照射对香蕉穿孔线虫的灭除效果

试验结果显示，采用添加石灰氮或尿素并覆膜的方法处理感染香蕉穿孔线虫的土壤，分别在5周和6周后（7月26日和10月3日），从各处理塑料管的15 cm和30 cm处取样进行分离检测，未发现香蕉穿孔线虫；1周后又重复1次取土样进行分离和检测，仍未分离检测到香蕉穿孔线虫。因此，采用上述方法，在广州6～8月或8～10月期间，利用太阳照射5～6周以上，可有效灭除土壤中的香蕉穿孔线虫。

表1 不同处理晴日平均土壤温度变化 (℃)Table 1 Change of the average soil temperature under different treatments on sunny days (℃)

3 讨论

据国外报道[21-23]，在气温为24～36 ℃情况下，香蕉穿孔线虫在无寄主植物的田间土壤中可存活6个月。黄春晓等[24]报道了其在广州对香蕉穿孔线虫土壤存活情况的试验结果，其试验从2005年3月到2006年11月，供试香蕉穿孔线虫7个种群在无任何植物的土壤中至少能存活5个月，其中多数种群存活6～9个月，个别种群可存活11个月。即在经历了6月下旬至8月上旬广州年最高气温时期后，供试土壤中仍有香蕉穿孔线虫存活。本研究分别在6月下旬至8月上旬和8月下旬至10月上旬，通过在土壤中添加石灰氮或尿素并覆盖塑料薄膜处理土壤，分别在5周和6周后，即灭除了土壤中的香蕉穿孔线虫。因此，在高温季节，在土壤中添加石灰氮或尿素并覆盖塑料薄膜的方法可以作为根除土壤中香蕉穿孔线虫的可行和有效的土壤处理方法。

在6月下旬至8月上旬的第一次试验中，石灰氮覆白膜处理的土壤温度达到48 ℃以上的高温可持续2 h，香蕉穿孔线虫在48 ℃热水中处理25 min的致死率达100%[18]，所以该处理仅依靠土壤高温就可以完全有效灭除土壤中的香蕉穿孔线虫。第一次试验的其他处理和第二次试验的所有处理的土温虽然都低于48 ℃，但是这些处理土壤中的香蕉穿孔线虫也被灭除，可能是由于石灰氮和尿素分解释放出氰胺和氨气弥漫分布在土壤中与土壤温度一定程度升高的共同作用结果。

石灰氮的有效成分是氰胺化钙又称碳氮化钙，在土壤中与水反应，生成氢氧化钙和氰氨，同时放出热量；氰氨再水解生成尿素，最后分解成氨，其不但对土壤中各类线虫具有杀灭作用，而且还可以杀灭土壤中其他有害生物[25]，但是不会对环境产生危害并且能增加土壤肥力。尿素含氮量高（通常在45%～46%），是固体氮肥中含氮量最高的化合物。其容易吸水，在高温条件下容易分解成氨并放出热量，对土壤中的植物线虫和其他有害生物同样有杀灭作用，而对环境无危害。蔡东纂等[26]将尿素与土壤1∶100的比例混伴并覆膜，6周后可以完全灭除土壤中的根结线虫。但未见施用石灰氮或尿素防除土壤中香蕉穿孔线虫的报道。

4 结论

本研究结果表明，在当地晴日平均气温最高值达到38.8 ℃以上，并保证晴日数在31 d以上，采用施尿素或石灰氮并覆盖白膜或黑膜的处理方法，处理5周以上的时间，可灭除土壤中的香蕉穿孔线虫。在当地晴日平均气温最高值达到37.6 ℃以上，并保证晴日数在38 d以上，采用上述方法处理6周以上的时间，同样可以灭除土壤中的香蕉穿孔线虫。在各处理方法中，石灰氮10 g覆白膜处理的土壤温度提升效果最好。石灰氮和尿素分别施入被香蕉穿孔线虫感染的病土并覆盖薄膜，在高温季节，配合阳光照射的作用均能灭除病土中的香蕉穿孔线虫，为有效防除土壤中香蕉穿孔线虫和减少环境污染提供了替代熏蒸性杀线剂处理土壤的方法。