茎属线虫发生的马铃薯田植物寄生线虫分布特征

毛彦芝 朱梓绮 郭梅 董学志 王文重 杨帅 魏琪闵凡祥

李庆全1 孔德崴2

（1 黑龙江省农业科学院经济作物研究所，黑龙江哈尔滨 150086；2 黑龙江省农业科学院克山分院，黑龙江齐齐哈尔 161005；3 黑龙江大学，黑龙江哈尔滨 150086）

马铃薯因其营养丰富、用途广泛在全世界广泛种植，我国是世界马铃薯生产大国（武文斌，2005）。马铃薯在整个生长过程中极易受到病虫害的侵染，导致产量和品质降低。其中，线虫严重威胁马铃薯的生产，在我国多个马铃薯产区曾报道有检疫性的腐烂茎线虫发生危害，贵州省也有检疫性的马铃薯孢囊线虫发生报道（毛彦芝 等，2022）。

植物寄生线虫大多生活在土壤的耕层中，寄生植物后对植物产生严重的危害。植物寄生线虫的口针穿刺植物组织或者线虫直接进入寄主的过程中会对植物产生机械损伤，植物寄生线虫的食道腺分泌物对植物组织也会产生伤害（段玉玺，2011）。本试验以有腐烂茎线虫发生的马铃薯田为研究对象，调查春季土壤中植物寄生线虫群落组成、分布特征和茎属线虫随季节消长情况。对进一步探索马铃薯田植物寄生线虫的发生发展规律，展开致病线虫的精准防控有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 采样地土壤概况

试验地位于黑龙江省绥化市兰西县，东经126°18＇，北纬46°16＇。前茬作物为马铃薯，品种为尤金，种植面积为6 670 m2，土壤质地为黑壤土，土壤肥力良好，有腐烂茎线虫发生。

1.2 土壤采集

2021 年5 月12 日采集土壤样品。采样地块面积约为6 000 m2，采样点大小为10 m × 10 m，南北垄向6 垄（L1～L6）、10 行（S01～S10），共60 个取样点（图1）。去除表面干土，取耕层深度0～20 cm 处的土壤，每个点采集约300 g，装入拉链袋内，放入室内4 ℃保存，用于植物寄生线虫的描述性统计分析。其中，相对丰度（relative abundance，RA）参照赵艳等（2015）的方法计算。

丰度=100 g 干土中土壤寄生线虫数量

相对丰度（%）=丰度/线虫总数

优势度的确定参照梁文举等（2006）的方法，+++表示优势属，RA ＞ 10%；++表示常见属，1% ≤RA ≤ 10%；+表示稀有属，RA ＜1%。

土壤含水量采用烘干法进行测定。

同时选取5 个具有代表性的样点，去除表面干土，取耕层深度分别为0～10、10～20、20～30、30～40 cm 处的土壤，每个深度取300 g，装入拉链袋内，放入室内4 ℃保存，用于植物寄生线虫的垂直分布特点分析。

在马铃薯田地势平坦地块随机选择2 个监测点，分别于5 月11 日（春季）、7 月6 日（夏季）和8 月16 日（秋季）取马铃薯不同生长期的根围深度为0～20 cm 处的土壤，每个点取300 g，装入拉链袋内，标注监测点名称，放入室内4 ℃保存，用于茎属线虫随季节的消长规律分析。

1.3 植物寄生线虫的分离和鉴定

去除土壤中的石块和植物根等杂质，准确称取土壤200 g，采用浅盘法分离线虫。利用500 目筛收集线虫，于60 ℃温水水浴锅中杀死线虫，采用TAF 液固定。参照《植物病原线虫学》（刘维志，2000）和《植物线虫分类学》（谢辉，2005）中的描述将线虫鉴定到属。

1.4 数据处理

利用Excel 2007 软件进行数据整理和田间植物寄生线虫的分布等分析，利用SPSS 19.0 软件进行植物寄生线虫描述性统计分析。

2 结果与分析

2.1 植物寄生线虫群落组成

在有腐烂茎线虫发生的马铃薯田土壤中共发现9 属植物寄生线虫。从表1 可以看出，短体属（Pratylenchus）、茎属（Ditylenchus）、拟滑刃属（Paraphelenchus）和真滑刃属（Aphelenchus）为优势属；野外垫刃属（Aglenchus）、孢囊属（Heterodera）、螺旋属（Helicotylenchus）和发垫刃属（Trichotylenchus）为常见属；轮属（Criconemoides）为稀有属。茎属每千克干土中线虫数量最大值达到857 条，短体属每千克干土中线虫数量最大值达到669 条。

表1 植物寄生线虫描述性统计分析结果

2.2 植物寄生线虫分布特征

从图1 可以看出，植物寄生线虫在田间具有一定的分布规律。L1 垄向，3 个连续行（S02～S04）的线虫密度相对较大，分别为286、426、381 条 ·kg-1（干土）；L2 垄向，4 个连续行（S02～S05）的线虫密度较大，分别为808、633、518、1 651 条 ·kg-1（干土）；L3（S01～S03）、L5（S01～S03）和L6（S01～S03）线虫密度均较大，且植物寄生线虫密度超过1 000 条·kg-1（干土）的采样点大多分布在L2、L3、L4、L6 的S01～S05 区段。可见，植物寄生线虫有集中连片分布的特点。

图1 植物寄生线虫田间分布热图

2.3 植物寄生线虫垂直分布特点

从图2 可以看出，土壤中植物寄生线虫总数和短体属线虫数量在10～20 cm 土层达到峰值，然后随土壤深度的增加而下降；茎属线虫在10～30 cm土层数量相对稳定，0～10 cm 土层数量较多，土壤深度大于30 cm 后数量减少。

图2 植物寄生线虫垂直分布特点

2.4 茎属线虫季节消长规律

从图3 可以看出，春季茎属线虫密度最小，两个监测点茎属线虫数量都不超过100 条·kg-1（干土）〔监测点1 为40 条·kg-1（干土），监测点2 为60 条·kg-1（干土）〕；秋季茎属线虫密度最大〔监测点1 为170 条·kg-1（干土），监测点2 为260条·kg-1（干土）〕。监测点1 秋季茎属线虫密度与春、夏季差异显著，监测点2 的茎属线虫密度则从夏季开始显著增加。

图3 茎属线虫密度随季节消长规律

3 讨论与结论

3.1 植物寄生线虫群落组成

马铃薯是黑龙江省的主要农作物之一，马铃薯产业的发展对促进黑龙江省农业种植结构调整及保障粮食安全，尤其是农民增收具有重要意义（盛万民 等，2021）。线虫是危害马铃薯产业发展的重要病虫害之一，黑龙江省马铃薯田已报道有检疫性的腐烂茎线虫（Ditylenchus destructor）发生（张淑玲等，2019）。因此，监测马铃薯田植物寄生线虫的种群分布对于探索线虫的发生发展规律及检测具有重要意义。

王文重等（2014）对黑龙江省马铃薯种薯田植物寄生线虫进行调查，结果显示针属线虫（Paratylenchussp.）和螺旋属线虫为黑龙江省马铃薯种薯田植物寄生线虫的优势种群，在发现的8 个属中没有茎属、轮属和发垫刃属线虫的分布。本试验中茎属和短体属为优势属，而茎属中腐烂茎线虫和鳞球茎线虫对马铃薯和甘薯等作物危害严重。腐烂茎线虫侵染马铃薯，初期症状在块茎表皮下可见褐色的病变，后期病斑可扩散到整个薯块，薯块表皮皴裂，易剥离（张淑玲 等，2019）。本试验选择的马铃薯田在2020 年已经发现有腐烂茎线虫的发生，2021 年4 月在《全国农业植物检疫性有害生物分布行政区名录》中公布该地点有腐烂茎线虫分布。短体属线虫又称根腐线虫，是世界广泛分布且破坏性极大的迁移性植物内寄生线虫（魏亚东 等，2013），对马铃薯产量和品质影响较大的为穿刺短体线虫（P.penetrans）、落选短体线虫（P.neglectus）和斯克里布纳短体线虫（P.scribneri），不仅引起产量损失，还可以导致马铃薯植株早衰（Brodie &Plaisted，1993）。感病马铃薯块茎贮存期质量减轻或者变硬，产量损失达到20%～50%（毛彦芝 等，2022）。在本试验中发垫刃属为常见属，发垫刃属的长岭发垫刃线虫（Trichotylenchus changlingensis）可以引起玉米矮化病，造成严重的经济损失（郭宁 等，2015）。本试验也检测到有孢囊属线虫的分布，经鉴定该孢囊属线虫不含有马铃薯孢囊线虫（Globodera rostochiensis和G.pallida）。可见，在这几年中马铃薯田植物寄生线虫种群发生变化，因此加强黑龙江省农田生态系统中植物寄生线虫种群监测工作是非常必要的。

3.2 植物寄生线虫的垂直分布

曹雪松（2015）研究表明，植物寄生线虫的数量在10～20 cm 土层较多，随着土壤深度的增加线虫数量随之减少；刘伟等（2011）研究表明，玉米田单施化肥和无肥处理植物寄生线虫密度在20～30 cm 土层达到最大，然后随土壤深度的增加逐渐下降；张宇等（2009）研究表明，玉米根际线虫主要集中分布于10～20 cm 土层，不同属的分布规律不同。综上所述，土壤中植物寄生线虫主要分布在10～30 cm 土层。本试验是在春季进行田间取样，前茬作物为马铃薯，由于上一年腐烂茎线虫发生严重最终放弃收获，试验结果显示植物寄生线虫主要集中在10～20 cm 土层，之后随着土壤深度的增加数量逐渐减少，与前人研究结果基本一致。

3.3 茎属线虫季节消长动态

Basson 等（1991）研究表明，花生果实和荚中腐烂茎线虫的数量在收获时密度最大。侯生英等（2017）研究发现，8 月中旬后小麦田中禾谷孢囊线虫种群密度开始上升，小麦收获后土壤中的孢囊量比播种前增加28.62%。周国梁等（2001）对上海盆景植物寄生线虫种类与群体动态进行研究，结果表明秋季线虫数量最多，种类也最繁盛。曹雪松（2015）对新疆9 个地州、市苜蓿和三叶草根际寄生线虫的种类及分布进行调查，结果表明植物寄生线虫在6 月和8 月密度较大，4 月和10 月密度较小。国内对茎属线虫季节动态的研究较少，本试验结果初步显示马铃薯田茎属线虫秋季（8 月中旬）密度最大，与前人得出的植物寄生线虫季节动态特征基本一致。

本试验初步探讨了茎属线虫发生的马铃薯田植物寄生线虫的群落组成和垂直分布特点，初步确定了茎属线虫季节消长规律，可为马铃薯线虫的精准防控提供参考。