赤峰地区大豆胞囊线虫发生规律分析

李 峰 ，王晓磊 ，胡海波 ，周学超 ，娜日娜 ，秀 梅 ，丁素荣 ，王媛媛

（1. 内蒙古自治区赤峰市农牧科学研究院，内蒙古 赤峰 024031；2. 内蒙古自治区赤峰市巴林右旗农业局，内蒙古赤峰 025150；3. 沈阳农业大学 植物保护学院，辽宁 沈阳 110866）

【研究意义】随着我国对粮食安全问题越来越重视，大豆产业的健康发展已稳步恢复。在政策和市场的支持下，农民种植大豆的热情逐渐提高，大豆种植面积有所提升。赤峰市气候条件干旱，生态环境脆弱，近年来以“雨养农业”和选用抗旱性强的杂粮作物为主栽品种的政策，大豆的种植面积和农民的种植热情稳步提高。但是，由于相关配套种植技术滞后，科技种植水平不高，田间管理粗放，大豆病害发生普遍，这也成为严重制约赤峰市大豆产业健康发展的主要技术壁垒。大豆胞囊线虫是危害大豆生产的主要病害之一，我国的东北、内蒙古和黄淮海地区发生较多，严重制约赤峰地区大豆产业的发展，一般可使大豆减产 30%～50%甚至绝收。大豆胞囊线虫在土壤或粘附于种子及农具上越冬，传播途径主要通过种子异地调运，田间作业时农机具和人、畜携带含有线虫或胞囊的土壤，还可通过灌溉、流水及未经腐熟的肥料进行传播。大豆胞囊线虫侵染寄主受根系分泌物的影响，抗病品种对不同生理小种的抗性也不同。赤峰地区大豆胞囊线虫生理小种多样，演变趋势复杂，经调查发现，本地区大豆胞囊线虫生理小种发生以 3 号和 14 号生理小种为主。 因此，只有掌握了本地区大豆胞囊线虫发生规律，探索无毒、无公害、无污染、无残留的生态、绿色、有效的低成本综合性解决方案，才是赤峰地区大豆产业健康发展的根本途径，可以为当前最紧迫的大豆振兴计划提供科学依据和技术支撑。

【前人研究进展】1981年Hartwig 在美国首次发现了大豆感病品种连续种植 5年后，大豆胞囊线虫的虫口密度出现显著降低的情况，原来发病严重的地块病情突然消失或者大大减轻，并将这种现象称作大豆胞囊线虫自然衰退。通过对长期种植大豆感病品种的土壤研究发现，大豆胞囊线虫的种群数量与当地平均侵染水平相比保持较低，这样的土壤称为大豆胞囊线虫抑制性土壤。抑制性土壤中含有多种大豆胞囊线虫寄生真菌，这些寄生真菌是自然天敌的本能反应，主要包括厚垣轮枝菌、镰孢菌、木霉和淡紫拟青霉等。目前探索引入的生物防治技术以定殖自然天敌厚垣轮枝菌和淡紫拟青霉研究为主。宋洁等[1]对连作 22年的病圃进行研究发现土壤中大豆胞囊线虫自然寄生天敌厚垣轮枝菌和淡紫拟青霉的分离数量高于 3年连作，并通过对大豆胞囊线虫定殖自然天敌厚垣轮枝菌等寄生真菌进行了生物药剂的研究[2]。陈立杰等[3]通过复合多种大豆胞囊线虫的天敌真菌种子包衣等形式进行生物防治研究。Hartwig E E[4]、孙玉秋等[5]、赵晓辉[6]也从大豆胞囊线虫的发生规律和土壤微生物、耕作方式等角度进行了综合性的分析和探索。

【本研究的切入点】目前防治大豆胞囊线虫主要措施有：化学药剂防治、非寄主作物轮作防治。化学药剂毒性大、残留严重、土壤破坏程度高、面源污染严重，不适合在现代农业生产中使用；非寄主作物轮作防治大豆胞囊线虫效果显著，与禾谷类等非寄主作物实行 3年以上轮作，轮作年限越长，防治效果越明显，并可选育出抗病品种，但对“镰刀湾”地区调减玉米和大豆振兴计划有一定的限制性。

大豆胞囊线虫生理小种种群多达 19个，抗病品种对大豆胞囊线虫有显著的抗性，但不同品种之间抗病差异明显，长期在同一地区使用同类抗病品种，会促使大豆胞囊线虫生理小种群体发生变化，演化为新的生理小种，导致原有的抗病品种失去抗性。而且大豆抗胞囊线虫品种抗性基因多源自黑豆，黑、褐脐特性使大豆商品性和口感大打折扣，产量普遍偏低，不能切实提高大豆抗胞囊线虫品种的产量和品质的情况下，种植大豆抗胞囊线虫品种是得不偿失的方案。本试验通过对长期定位大豆连作病圃进行调查研究，拟掌握赤峰地区大豆胞囊线虫的发生规律，利用大豆胞囊线虫自然天敌寄生机理引入生物防治技术，把适合当地种植的高产、高品质主栽品种与生物防治措施结合起来，探索和制定赤峰地区生物防治大豆胞囊线虫的低成本综合配套解决方案。

【拟解决的关键问题】赤峰地区大豆胞囊线虫生理小种以 3 号和 14 号为主，以连作地块爆发严重，每年因发生大豆胞囊线虫病害而造成的减产损失一直困扰着大豆种植户，也是影响赤峰地区农民种植大豆热情的最主要原因。现在种植户一般为大中型合作社或个体种植户，种植玉米产量高、节省劳动力，机械化程度高，如果大豆种植效益不如玉米，即使种植大豆能够提高土壤氮含量，减肥养地，还能享受国家政策补贴，也无法让种植户真心实意种植大豆。 本试验通过对长期定位大豆连作病圃进行调查研究，掌握本地区大豆胞囊线虫发生规律，并得出大豆胞囊线虫与大豆产量的对应关系和本地区大豆胞囊线虫生物防治措施，探索和制定无毒、无公害、无污染、无残留的生态、绿色、有效的低成本综合配套措施。

1 材料与方法

1.1 试验地点和时间

试验地点选在赤峰市农牧科学研究院城子乡试验站。供试土壤为砂壤土，试验地块为 5年大豆连作病圃区。试验时间为 2020年。

1.2 参试品种

参试大豆品种为赤峰市农牧科学研究院的大豆胞囊线虫易感品种赤豆 4 号。

1.3 试验设计

试验地点为长期定位大豆连作地块，截止 2020年为大豆连作第 7年。试验不设重复，试验区面积400 m 2 （50 m×8 m）。试验区四周设置保护行用于隔离其他作物。播种方式采用拖拉机开沟，人工穴播方式。行距 50 cm，亩保苗 13000 株，常规施肥，底施二铵 150 kg/hm 2 ，硫酸钾 75 kg/hm 2 。在胞囊显囊期（苗后 35～40 d），在试验区内按棋盘式取样法各取 20 样点，每点拔取大豆植株 10 株，去掉 0～5 cm表层土，将植株连根挖出，保持根系完整，计数根上胞囊数量。秋季考种实收测产。

2 结果与分析

2.1 大豆连作对胞囊线虫的影响

大豆连作状态下，胞囊线虫发生数量逐年递增，在连作第 5年时（2018年），胞囊数量呈几何倍数增长，见表 1。这是由于大豆胞囊线虫在土壤中可存活 10年以上，多代共生。虫卵越冬后，二龄幼虫破壳进入土中，遇连作大豆幼苗根系侵入，寄生于大豆根系的皮层中。土壤内线虫多代共生造成大豆病害逐年加重，这也是大豆与禾谷类非寄主作物实行 3年以上轮作可有效降低大豆胞囊线虫发生强度的主要原因。在连作第 7年时（2020年），胞囊数量呈断崖式下降。出现这一现象是由于大豆胞囊线虫对寄主的专一性非常强，在同一地块进行大豆连作，会造成土壤中的大豆胞囊数量不断积累，多代共生。但随着胞囊的增多，自然界自我调节机制开始发挥作用，大豆胞囊线虫的自然天敌厚垣轮枝菌等寄生真菌也随之增长，从而形成大豆胞囊线虫抑制性土壤，降低了大豆胞囊线虫的种群密度。目前对大豆胞囊线虫的生物抑制和防治研究也多以分离此类真菌进行定殖为主。

表1 大豆连作年限对胞囊线虫发生强度的影响

2.2 胞囊线虫发生强度对大豆产量的影响

2014—2019年的大豆连作期间，随着大豆连作年限的增加，胞囊线虫发生强度逐年增加，大豆生长受到抑制，产量逐年降低，最高减产幅度达到 44.43%，但在大豆连作第 7年（2020年）时，胞囊线虫发生强度呈断崖式下降，产量也随之恢复，见表 2。这种情况一般发生在连作 5～10年的大豆地块。此地块实行大豆连作 7年，已基本形成大豆胞囊线虫抑制性土壤，这一现象与宋洁[1]、Hartwig [4]研究发现的长期种植大豆感病品种，大豆胞囊线虫的种群数量与当地平均侵染水平相比保持较低这一结论相吻合。此外，研究还发现，大豆胞囊线虫抑制性土壤中大豆胞囊线虫的被寄生率明显升高，由于大豆胞囊线虫在土壤中可存活十年以上，大豆持续多年连作后，大豆胞囊线虫的多代共生的特性造成土壤中种群数量呈几何倍数增长，也造成了胞囊上的真菌简单化，被寄生率也大大增加，这种寄生作用降低了大豆胞囊线虫的种群密度，这些寄生真菌能够寄生大豆胞囊线虫的不同虫态。本课题研究的下一步可对土壤进行微生物分析验证。

表2 多年连作状态下大豆胞囊线虫发生强度与大豆产量的对应关系

3 结论与讨论

通过试验得出，2014—2019年的大豆连作期间，随着大豆连作年限的增加，胞囊线虫发生强度逐年增加，大豆生长受到抑制，产量逐年降低，最高减产幅度达到 44.43%。但在大豆连作第 7年（2020年）时，胞囊线虫发生强度呈断崖式下降，产量也随之恢复。出现这一现象是由于大豆胞囊线虫对寄主的专一性非常强，在同一地块进行大豆连作，会造成土壤中的大豆胞囊数量不断积累，多代共生。但随着胞囊的增多，自然界自我调节机制开始发挥作用，大豆胞囊线虫的自然天敌厚垣轮枝菌等寄生真菌也随之增长，从而形成大豆胞囊线虫抑制性土壤，降低了大豆胞囊线虫的种群密度，这一现象称为大豆胞囊线虫的自然衰退，一般发生在连作 5～10年的大豆地块。目前对大豆胞囊线虫的生物抑制和防治研究也多以分离此类真菌进行定殖为主。

大豆胞囊线虫病害传播迅速，传播途径多样，胞囊线虫生命力强，多代共生，发生地块多年都有传染机率，造成的减产损失非常严重。防治大豆胞囊线虫首先要摒弃过去的化学农药方法，这是与我国提倡的生态环保农业背道而驰，不利于子孙后代的长远发展。通过本试验掌握了赤峰地区大豆胞囊线虫的发生规律，可通过引入定殖其天敌真菌、复合真菌包衣、选育抗病品种等综合措施进行无毒、无污染、无公害、无残留防治，制定适合本地区的系统化防治方案，降低大豆胞囊线虫病害造成的损失，提高赤峰地区大豆种植效益和农民的种植热情。