苏云金芽孢杆菌NBIN863对甜瓜根结线虫病晚期的田间作用效果

陈 凌，刘南茜，王梦思，王月莹，朱 镭，邱一敏，闵 勇，周荣华，刘晓艳

（湖北省生物农药工程研究中心，武汉 430064）

能够以植物为寄生宿主的线虫被称为植物寄生线虫或植物线虫，目前已发现了超过200余属5 000余种的植物线虫［1］。这些植物寄生线虫分布很广，其寄生行为会引起植物营养不良，影响植物正常发育，侵染严重时甚至会造成植物畸形和死亡，降低了农作物的品质和产量，对全球食品安全造成了巨大的威胁［2］。每年由于线虫直接或间接造成的农作物产量平均损失估计达1 570亿美元，与昆虫每年造成的农业损失相当［3］。在所有植物寄生线虫中，根结线虫（Meloidogynespp.）由于危害大、宿主广的特点而更受关注。根结线虫可以为害几乎所有维管束植物，其中南方根结线虫（Meloidogyneincognita）、北方根结线虫（Meloidogyne hapla）、爪哇根结线虫（Meloidogynejavanica）和花生根结线虫（Meloidogyne arenaria）的危害最为严重，近年来在中国象耳豆根结线虫（Meloidogyne enterolobii）的危害也日趋加重［4］。

中国现有的线虫防治方法包括农业防治、物理防治、化学防治和生物防治等，但目前综合防治措施的水平还比较低，主要防治手段还是化学防治［5］。化学防治的优点在于见效快，可以把握住线虫防治的短暂窗口期扑杀具有迁移侵染能力的二龄幼虫，但部分化学药剂具有高毒性，施用时易造成食品安全和环保问题［6］。此外，单一的化学药剂也容易造成线虫抗药性积累，也使得目前根结线虫的防治形势日渐严峻［7］。

根结线虫的雌虫将卵产于由保护性胶质基质组成的卵块中，经过胚胎发育形成的一龄幼虫会在卵内蜕皮成为具有侵染能力的二龄幼虫，其会在土壤中迁移寻找宿主，一旦找到宿主的根后会钻入植物体内，在取食位点处诱导植物形成数个巨大细胞，线虫通过取食管（Feeding tube）从巨大细胞中摄取营养，之后经过3次蜕皮，二龄幼虫发育成为具有生殖能力的成虫，植物也由此产生根结［8］。由此可见，根结线虫病的防治窗口期主要集中于二龄线虫在土壤中迁移寻找宿主的时期，一旦线虫进入宿主体内，几乎无法采取在消灭线虫的同时保护植物不受损伤的人工措施。这个防治窗口期时间较短，一般为2周以内，这也增加了根结线虫防治的难度。

鉴于根结线虫的生活史特点，中国针对植物线虫病害提倡“预防为主，综合防治”的植保方针［9］。因此在大部分关于线虫防治的研究中，线虫病防效检测均在线虫发病之前或初期开展，到了线虫病发病晚期，植物根系已被诱导形成大量根结，根系功能已受损严重，此时大多数防治措施的防效都微乎其微。由于目前在线虫病晚期进行的防治研究报道还相对较少，在实际生产过程中，如果农户在种植前期没有做好线虫病的预防工作，一旦线虫病发展至晚期就只能作好放弃的准备。

为了更加完善线虫防治研究工作，针对上述问题，本研究在发生根结线虫病晚期的甜瓜棚中开展了生防菌防效研究工作。所用菌株为湖北省生物农药工程研究中心前期筛选到的1株苏云金芽孢杆菌（Bacillusthruingiensis）NBIN863，该菌株对根结线虫病具有防效，同时也具有植物促生活性［10］。本研究检测了在甜瓜根结线虫病晚期时用药对甜瓜植株以及甜瓜产量的影响，现将试验结果报告如下。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021年4—5月在山东省滨州市博兴县郊区的甜瓜棚中进行，大棚占地约1 000 m2，共100垄，每垄种植甜瓜30株左右。该甜瓜棚连茬种植甜瓜多轮，在上一茬种植前进行了闷棚处理，在该茬种植过程中未发现线虫病害发生，收获后未进行处理，直接开始新一茬种植。收获前2个月发现根结线虫病害，农户自行购买20%噻唑膦水乳剂按产品指导用量冲施后病害未见明显缓解，反而逐渐加重。收获前1个月开始试验，试验前考察发现大部分甜瓜根部均有较多根结，为根结线虫病晚期。

1.2 材料

甜瓜品种为当地农户广泛种植的山东海阳网纹瓜。

5%阿维菌素微乳剂，由孟州广农汇泽生物科技有限公司生产；NBIN863悬浮菌剂，由湖北省生物农药工程研究中心利用液体发酵罐发酵后制备，孢子数达100亿个孢子/mL。

1.3 试验设计

本研究共设置3个处理，每处理均在甜瓜棚中随机取3垄作为试验小区，在每垄中随机取5株甜瓜进行灌根处理，因此，每处理共灌根15株甜瓜。各处理如下：①NBIN863处理，将NBIN863悬浮剂用清水稀释50倍后对甜瓜植株灌根，每株灌根200 mL；②化学对照，选择目前田间广泛应用的化学杀线剂阿维菌素作为对照，按照产品指导用量将购买的5%阿维菌素微乳剂用清水稀释1 000倍后进行灌根，每株灌根200 mL；③空白对照，用清水对植株进行灌根，每株灌根200 mL。对灌根后的甜瓜植株进行日常农业管理。

1.4 调查方法

1.4.1 植株状态及甜瓜收获情况调查 灌根处理30 d后，甜瓜到收获期，对各处理植株的状态进行调查。通过观察其茎秆部分是否枯黄判断植株死亡情况，统计各处理的15株甜瓜苗中的死棵比例。由于生产工艺要求，农户会对甜瓜苗进行处理，以保证1株甜瓜苗只结1个甜瓜，因此可以通过统计收获甜瓜数量来计算甜瓜收获率，并对收获的甜瓜进行称重，统计其重量。

1.4.2 线虫病害程度分析 采用拔株数根结法统计各处理甜瓜的根结指数［11］，具体操作如下：将甜瓜植株拔出，计算其根系上的根结数量，根据根结数量对其进行分级。0级，无可见根结或卵块；1级，1～2个根结；2级，3～30个根结；3级，31～100个根结；4级，超过100个根结，或形成根结团块，或根腐烂褐化。利用根结指数计算出各处理的病情指数，计算公式如下。

病情指数=Σ（各级植株数×级数）/（调查总株数×4）×100

取各处理甜瓜植株根际土壤样品，通过浅盘法［12］对土壤样品中的线虫进行分离计数，计算各处理甜瓜植株根际土壤中的线虫密度。

1.4.3 数据统计与分析 数据采用Microsoft Excel 365软件进行平均值和方差计算；采用SPSSv20.0软件，利用单因素方差分析（One way ANOVA）法分析试验组与空白对照组数据的差异，选择Tukey’s hon⁃estly significant difference法（Tukey’s HSD）分析各组之间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 NBIN863制剂灌根后对甜瓜植株及收获果实的影响

灌根处理30 d后各处理对植株的影响如表1所示，其中，NBIN863处理的平均死棵率为40%，显著低于阿维菌素和清水处理的平均死棵率。

表1 各处理对甜瓜植株死棵率的影响

甜瓜的收获率及收获甜瓜的重量如图1所示，阿维菌素处理收获4个甜瓜，平均重量为1.81 kg；清水处理收获5个甜瓜，平均重量为1.75 kg；NBIN863处理收获9个甜瓜，平均重量为2.41 kg，极显著高于阿维菌素和清水处理。

图1 各处理对甜瓜收获情况的影响

2.2 NBIN863制剂灌根后对根结线虫病的防治效果

甜瓜收获后对甜瓜植株拔苗，统计各处理植株根部的根结数量，计算根结线虫的病情指数，结果如表2所示。NBIN863处理平均病情指数为83.33，显著低于清水处理的平均病情指数（98.33），而阿维菌素处理平均病情指数也有下降，但与清水处理之间差异不显著。

表2 各处理对根结线虫病情指数的影响

对甜瓜根际土壤中的线虫密度进行统计，结果如图2所示。NBIN863、阿维菌素处理甜瓜根际土壤线虫密度分别为22、37头/g根际土壤，均显著低于清水处理的线虫密度。

图2 各处理组中甜瓜根际土壤线虫密度

3 小结与讨论

本研究结果表明，在作物根结线虫病晚期时施用NBIN863制剂可以提高作物成活率，增加作物产量，一定程度上缓解了根结线虫病的病情指数，减少根际土壤中的线虫数量。综上可见，NBIN863对罹患根结线虫病晚期的作物也具有一定的补救作用。本结果将有助于在根结线虫病晚期的农田中尽可能多的挽回损失。后续还需要扩大NBIN863的试验范围，以检测该菌剂对作物根结线虫病晚期的治疗效果的稳定性。

在本试验结果中，目前田间广泛应用的杀线虫剂阿维菌素处理的植株根际线虫密度虽然显著下降，但植株的死棵率（成活率）、果实产量和根结线虫的病情指数与空白对照相比均没有显著性差异，其原因可能是由于在根结线虫病晚期，大量的线虫已经定植于植株体内并诱导植株根系形成大量根结，此时施用单纯的杀线虫剂只能起到阻断线虫扩散的作用，但植株还是会由于根系功能不完全而影响其果实品质，甚至植株死亡。前期工作发现NBIN863除了具有防治线虫的作用，还可以促进植物生长［10］，因此，灌根处理之后NBIN863可能促进植物产生新的根系，提高了植株的健康状态，从而在控制线虫病害的同时可以提高植株成活率，增加了果实产量，其具体作用机制还有待进一步的试验与分析。

线虫的生物防治是利用线虫天敌或具有杀线虫活性的生物天然产物来防治植物线虫，其具有专一性强、对环境友好、不易产生抗性等特点，符合“绿色农业”的发展需求，有潜力成为现有化学防治方法的增效和替代手段。然而目前可应用于线虫防治的生物资源还很有限，亟待更多的发现及进一步的挖掘。苏云金芽孢杆菌作为线虫的病原菌，可以产生一系列的杀线虫毒力因子，是天然防治线虫的资源库［13］。本研究使用的NBIN863菌株在防治线虫的同时还对植物具有促生效果，可能有利于植物提高自身免疫水平，从而更好地防御病虫害的侵染。后续需要继续对NBIN863菌株制剂的田间施用方案进行优化，从而使其田间根结线虫病害防治效果达到最佳。