微生物菌剂防治蔬菜根结线虫病的研究进展
2020-12-15任静
任 静
(宜宾学院,四川 宜宾 644000)
根结线虫(Meloidogyne spp.)是引起作物病害的主要病原物之一,其分布和侵染范围广泛。随着节能日光温室的迅速发展,作物复种指数提高,蔬菜根结线虫病发生区域越来越广,防治难度越来越大。根结线虫侵染作物后会导致寄主产量和品质下降[1]。目前,根结线虫的防治主要以化学防治为主,虽然防效好,但化学药剂具有高毒性、高残留、高污染等特点,抗药性问题也日益突出,部分化学杀线虫剂正在逐步被禁用或者限制使用,如溴甲烷。因此,具有绿色环保、高效等特点的生物防治技术越来越受重视,如淡紫拟青霉、阿维菌素、线虫必克等生防制剂, 在蔬菜根结线虫病防治工作中达到了较好的防治效果[2]。
1 根结线虫的致病机理
根结线虫的生活史由卵、幼虫和成虫3 个阶段组成。幼虫呈细长蠕虫状、雄成虫线状、雌成虫梨状。破壳孵出后即是二龄幼虫,为根结线虫的侵染态,二龄幼虫被植物根系分泌物吸引向作物耕作层根际周围聚集,刺破寄主根部伸长区表皮侵入寄主作物,并分泌食道腺分泌物,使寄主受害部位形成根瘤。在适宜的条件下,二龄幼虫侵染寄主1 d 内,通过细胞间隙移动,到达木质部发育区,导致寄主形成巨型细胞,并以此作为取食点吸收营养和水分,且不再移动。在随后的20 d 内经过3 次蜕皮发育为成虫。其后,雄成虫离开寄主根部,与雌成虫交配,约28 d 开始产卵,卵埋藏于植物根部组织中。当气温高于10℃时,卵在根瘤内孵化,一龄幼虫在卵内发育为二龄幼虫后出卵,再次移动到寄主根部并侵染[3]。
2 根结线虫对寄主作物生长发育的影响
土壤中二龄幼虫的初始数量是影响农作物生长的主要因素[4]。根结线虫在根部造成的损伤,为土壤中的腐生菌和致病菌提供了良好的侵入途径,引起复合侵染。使作物根系变短,根部短缩严重形成肿大瘤状,根结增多,根系重量增加,水分营养运输受阻,最终导致根系腐烂。植株地上部分出现不同程度的矮化,叶片逐渐黄化萎缩,鲜质量降低,萎蔫落果,作物产量减少10%~20%,严重时达75%以上[5]。
3 不同微生物菌剂对根结线虫的防治
微生物菌剂可通过改变根系微生态,抑制根结线虫的侵染,同时促进植株生长。根系微生态变化主要通过微生物菌剂施用增加土壤微生物群落多样性,提高微生物群落碳源代谢能力,减少土壤中植物寄生线虫数量,进而抑制病害[6]。
3.1 单一微生物菌剂对根结线虫的防治
淡紫紫孢菌是土壤及植物根系的习居菌,通过侵染根结线虫,影响线虫发育,进而防治根结线虫,但是该制剂受环境影响大、自身抗逆性差、防治效果不稳定[7]。枯草芽孢杆菌AR11 稀释菌液处理后,作物根系发达,卵和根结数目明显减少。木霉菌通过寄生根结线虫的卵, 分泌发酵液杀死根结线虫二龄幼虫,其中哈茨木霉菌菌株Snef85 及绿色木霉对根结线虫具有很高的致死作用,一些木霉菌还可以显著提高植物的活力,延长作物结实期。但是单一生防菌株存在对土壤中非靶标生物或靶标生物的种群密度、遗传多样性及寄主植物等生物性因素或土壤理化条件等非生物性因素的适应性不足,导致生防效果缓慢及效果不稳定;生防菌与土壤中的其他微生物因子间的互作也会导致生防效果无法正常发挥,影响微生物菌剂对病害的防治效果;即使是微生物菌剂防治,也存在单一用药导致的抗性问题[8]。
3.2 复配微生物菌剂对根结线虫的防治
棉隆和淡紫拟青霉菌剂联合防治番茄根结线虫病,能够快速杀灭土壤中的根结线虫,有效减少初侵染来源。与单一施用淡紫拟青霉处理相比,防效提高、病害流行推迟。淡紫紫孢菌和木霉菌混合施用对番茄根结线虫病的防效均高于单一生防菌的防效。无毒镰刀菌和坚强芽孢杆混合施用可有效降低香蕉穿孔线虫的种群密度[9]。不同生防菌对根结线虫的作用方式不同,对线虫抑制作用的时期也不同,根据生防菌的主要作用机理,采用适宜的施用方法、施用浓度和施用时间有助于提高防效。但是目前对于混合后菌株间相容性的判定,尚没有一定的标准,需要综合分析土壤环境、病原物含量、生防菌的剂型以及使用技术等对防病效果以及菌株相容性的影响[10]。
4 展望
根结线虫化学防治成本低、见效快,是目前使用最广泛的防治手段,但是其高毒性、高污染等缺点也十分明显。比如:熏蒸型杀线虫剂作用效果明显,但易污染环境,需要专业人员和设备,而且毒性也强;非熏蒸型杀线虫剂操作简单,但是毒性强,传统型非熏蒸杀线虫剂逐渐被禁用或限用,可供选择的农药品种少。长期使用化学杀线虫剂,会造成根结线虫产生抗药性、土壤微生物群类丰富度降低、土壤物理性质改变等问题。因此,化学防治不是可持续性的防治手段,市场急需高效、环境友好的线虫防治药剂。用抗病作物育种和基因工程方法培育的转基因作物,对根结线虫具有较好抗性,且安全无污染,但是对于绝大多数蔬菜作物,仅处于实验室阶段,致病抗病机理也尚未明确。与其他防治方法比较,生物防治具有环保、安全、可操作性强等特点,但是单独使用效果往往并不显著,常与农业防治相结合。通过研究开发微生物菌剂,结合抗性育种、田间规范化管理等方法,可以达到高效、环境友好和可持续性的防治效果。