生物熏蒸結(jié)合陽(yáng)光消毒治理溫室根結(jié)線蟲技術(shù)

黃文坤, 張桂娟, 張 超, 張東升, 王秉宇, 彭德良*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,植物病蟲害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100193;2.北京市大興區(qū)植保植檢站,北京 102600)

南方根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita)是北方保護(hù)地蔬菜上的主要線蟲種類,發(fā)生范圍廣、危害寄主多[1]。近年來(lái),隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,保護(hù)地蔬菜栽培面積逐年擴(kuò)大,為根結(jié)線蟲的發(fā)生、發(fā)展提供了適宜的環(huán)境,使土壤中的根結(jié)線蟲數(shù)量逐年增加、危害逐年加重,發(fā)病田寄主常年減產(chǎn)15%～20%,嚴(yán)重時(shí)達(dá)到 70%以上[2]。溴甲烷(methyl bromide)是防治根結(jié)線蟲最好的土壤消毒藥劑,但是由于溴甲烷破壞大氣層、危害人類健康、在土壤和水中殘留量高,根據(jù)《蒙特利爾議定書哥本哈根修正案》的規(guī)定,發(fā)達(dá)國(guó)家于2005年淘汰溴甲烷,發(fā)展中國(guó)家于2015年禁止使用溴甲烷[3-4],從而促進(jìn)了對(duì)溴甲烷替代技術(shù)的研究。這些替代技術(shù)包括使用陽(yáng)光消毒[5]、熱水處理[6]、生物熏蒸[7]等非化學(xué)防治技術(shù),使用棉隆[8]、硫酰氟[9]、噻唑膦[10]、阿維菌素等化學(xué)防治技術(shù)[11],使用厚垣孢輪枝菌[12]、淡紫擬青霉[13-14]、Sr18[15]等生物防治技術(shù)。大量研究表明,單獨(dú)使用上述替代技術(shù)難以達(dá)到與溴甲烷相同的防治效果,必須聯(lián)合使用才能有效地控制蔬菜根結(jié)線蟲[3]。

陽(yáng)光消毒(solarization)是一種利用透明塑料膜覆蓋土壤,經(jīng)強(qiáng)烈陽(yáng)光照射,提高土壤溫度,從而達(dá)到真菌、細(xì)菌、線蟲等病原物的致死溫度以殺死病原物的方法[16]。但是,陽(yáng)光消毒具有非生產(chǎn)性地長(zhǎng)期占有土壤、對(duì)高溫天氣依賴性強(qiáng)、對(duì)深層土壤病原物致死性差等缺點(diǎn)。因此,陽(yáng)光消毒技術(shù)必須與其他防治技術(shù)結(jié)合使用才能達(dá)到對(duì)病原物較好的防治效果。生物熏蒸(biofumigation)是利用植物有機(jī)質(zhì)在分解過(guò)程中產(chǎn)生的揮發(fā)性殺生氣體抑制或殺死土壤中的有害生物的方法[7,17]。許多十字花科(Brassicaceae)植物含有的硫代葡萄糖苷(glucosinolate)可以脫氫形成揮發(fā)性及殺生性很強(qiáng)的異硫氰酸酯(isothiocyanate),從而對(duì)土壤病原物產(chǎn)生化學(xué)熏蒸作用(chemical fumigation)[18]。除十字花科植物殘?bào)w外,綠肥、動(dòng)物糞便、谷殼、辣椒、柑橘皮等均被用作生物熏蒸材料有效地防治植物根結(jié)線蟲[7,19-22]。此外,生物熏蒸還能有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量,增加土壤肥力,且對(duì)環(huán)境無(wú)污染,因此被認(rèn)為是一種非常有開(kāi)發(fā)潛力的環(huán)保型土壤處理措施[7]。

本研究探討了利用生物熏蒸結(jié)合陽(yáng)光消毒對(duì)蔬菜根結(jié)線蟲數(shù)量、危害程度及番茄產(chǎn)量的影響,并與生產(chǎn)上廣泛使用的化學(xué)殺線蟲劑的作用進(jìn)行比較,以期為番茄根結(jié)線蟲病提供安全、經(jīng)濟(jì)、有效的防治措施。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及土壤處理方法

試驗(yàn)地設(shè)在北京市大興區(qū)魏善莊鎮(zhèn)東棗林村蔬菜種植基地,連續(xù)5年種植番茄的暖式大棚。土質(zhì)為沙壤土,肥力較好。供試藥劑有98%棉隆微粒劑(江蘇南通施壯化工有限公司生產(chǎn))、Sr18生物殺線蟲劑(天津師范大學(xué)生產(chǎn))、50%石灰氮顆粒劑(寧夏大榮化工冶金有限公司生產(chǎn))。試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理:麥稈7.5 t/hm2+50%石灰氮 1.5 t/hm2、麥稈7.5 t/hm2+雞糞4 t/hm2+17.2%碳酸氫銨1 t/hm2、98%棉隆微粒劑 450 kg/hm2、Sr18生物殺線蟲劑50 L/hm2、空白對(duì)照。各處理4次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列,小區(qū)面積17 m2。

在上茬番茄拉秧后,將藥劑、麥稈、雞糞等均勻撒施于土表(Sr18生物殺線蟲劑加水稀釋后均勻淋于地表),用鐵鍬深翻土壤(20 cm),使藥、肥等均勻混合于土壤中。把地面耙平后用清水澆透,然后用塑料薄膜覆蓋,周圍用土封嚴(yán)。密封大棚20 d后揭膜、敞棚,通氣1 d后移栽番茄。番茄品種為根結(jié)線蟲感病品種金鵬1號(hào),用無(wú)病土育苗30 d后移栽。

1.2 根結(jié)線蟲發(fā)生量及危害情況調(diào)查

在處理前、處理后2個(gè)月、處理后5個(gè)月,采用隨機(jī)五點(diǎn)取樣法,分別從各小區(qū)取土樣約1 000 g(取樣深度為 20 cm),利用淺盤法分離后鏡檢每200 g土壤中的線蟲數(shù)量[14],計(jì)算線蟲減退率。處理后2個(gè)月與5個(gè)月,每小區(qū)取20株調(diào)查根結(jié)線蟲危害的各級(jí)病株數(shù),計(jì)算病株率、根結(jié)指數(shù)和防治效果。根結(jié)線蟲危害程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為:0級(jí),無(wú)根結(jié),根系健康;1級(jí),僅有少量根結(jié),占全根系的10%以下;3級(jí),根結(jié)明顯,占全根系的11%～25%;5級(jí),根結(jié)特別明顯,占全根系的26%～50%;7級(jí),根結(jié)數(shù)量很多,占全根系的51%～75%;9級(jí),根結(jié)數(shù)量特多,占全根系的75%以上。

1.3 植株生長(zhǎng)情況及產(chǎn)量測(cè)定

處理后1個(gè)月,采用隨機(jī)五點(diǎn)取樣法,每小區(qū)取20株,調(diào)查各處理的株高,計(jì)算對(duì)番茄株高的影響。從番茄結(jié)果盛期開(kāi)始到結(jié)果后期(共85 d),分次單獨(dú)采收各小區(qū)的番茄并稱重,計(jì)算小區(qū)平均產(chǎn)量與增產(chǎn)率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SAS軟件的鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,比較各處理間在p＜0.05水平的差異顯著性。線蟲減退率、病株率、病情指數(shù)、防治效果及增產(chǎn)率按以下公式計(jì)算:減退率=[(處理前線蟲數(shù)-處理后線蟲數(shù))/處理前線蟲數(shù)]×100%;病株率=(∑各級(jí)病株數(shù)/20)×100%;根結(jié)指數(shù)=[∑(各級(jí)病株數(shù)×病級(jí)值)/(20×9)]×100;防治效果=[(對(duì)照區(qū)根結(jié)指數(shù)-處理區(qū)根結(jié)指數(shù))/對(duì)照區(qū)根結(jié)指數(shù)]×100%;增產(chǎn)率=[(處理區(qū)產(chǎn)量-對(duì)照區(qū)產(chǎn)量)/對(duì)照區(qū)產(chǎn)量]×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理對(duì)根結(jié)線蟲數(shù)量的影響

在進(jìn)行土壤處理以前,各處理土壤中的根結(jié)線蟲2齡幼蟲數(shù)量較多(表1)。在處理后2個(gè)月,各處理線蟲數(shù)量均比處理前降低。對(duì)照區(qū)線蟲減退率為14.5%,說(shuō)明陽(yáng)光消毒對(duì)蔬菜根結(jié)線蟲有一定的殺傷作用,但殺傷作用相對(duì)較小。添加“麥稈+石灰氮”或“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”后進(jìn)行陽(yáng)光消毒,可有效地降低土壤中根結(jié)線蟲的數(shù)量,線蟲數(shù)量減退率為49.4%～56.9%,顯著高于生物殺線蟲劑Sr18處理線蟲的減退率,但低于熏蒸性化學(xué)殺線蟲劑棉隆處理后的線蟲減退率。處理后5個(gè)月,各處理線蟲數(shù)量均比處理前有所增加,但添加“麥稈+石灰氮”或“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”后進(jìn)行陽(yáng)光消毒,線蟲數(shù)量增長(zhǎng)率約50%,顯著低于Sr18處理中線蟲的增長(zhǎng)率,略高于熏蒸性化學(xué)殺線蟲劑棉隆處理的線蟲增長(zhǎng)率,但沒(méi)有顯著性差異。

表1 處理前后土壤中根結(jié)線蟲的數(shù)量(條/200 g土)1)

2.2 各處理對(duì)番茄根結(jié)線蟲病的防治效果

添加“麥稈+石灰氮”或“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”進(jìn)行陽(yáng)光消毒處理后2個(gè)月,可有效地抑制番茄根結(jié)線蟲的危害,病株率僅50%左右,與棉隆處理的危害程度相近,防治效果達(dá)60.3%～68.1%(表2)。在處理后5個(gè)月,各處理防治效果降低,添加“麥稈+石灰氮”或“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”的防治效果為40.9%～44.3%,顯著高于Sr18處理的防效,但低于化學(xué)殺線蟲劑棉隆的防效。說(shuō)明添加石灰氮或雞糞進(jìn)行生物熏蒸結(jié)合陽(yáng)光消毒,在前期可以有效地控制番茄根結(jié)線蟲的危害,但持效期只有2個(gè)月左右,后期需結(jié)合使用化學(xué)殺線蟲劑進(jìn)行防治。

表2 不同處理對(duì)番茄根結(jié)線蟲的防治效果1)

2.3 各處理對(duì)番茄株高及產(chǎn)量的影響

施藥后1個(gè)月調(diào)查,添加“麥稈+石灰氮”或“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”結(jié)合陽(yáng)光消毒,番茄的株高大于對(duì)照區(qū),但各處理對(duì)番茄株高的影響無(wú)顯著差異(表3)。結(jié)果盛期開(kāi)始到結(jié)果后期的產(chǎn)量測(cè)定表明,利用“麥稈+石灰氮”或“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”進(jìn)行生物熏蒸處理,增產(chǎn)率達(dá)20%左右,僅次于棉隆處理的增產(chǎn)效果。但是,用“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”處理的成本相對(duì)較低(約0.6萬(wàn)元/hm2),投入產(chǎn)出比達(dá)1∶2.7,與使用棉隆的投入產(chǎn)出比相近,高于使用“麥稈+石灰氮”的投入產(chǎn)出比。因此,使用“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”處理結(jié)合陽(yáng)光消毒處理根結(jié)線蟲土壤,操作簡(jiǎn)便、防治效果好、投入產(chǎn)出比高,適宜在蔬菜種植區(qū)推廣使用。

表3 不同處理對(duì)番茄株高及產(chǎn)量的影響1)

3 討論

添加“麥稈+石灰氮”或“麥稈+雞糞+碳酸氫銨”等進(jìn)行生物熏蒸結(jié)合陽(yáng)光消毒,可有效地降低土壤中根結(jié)線蟲的數(shù)量,減輕根結(jié)線蟲的危害程度,提高番茄的產(chǎn)量,這一結(jié)果與已報(bào)道的利用甘藍(lán)、芥菜、未腐熟的牛糞等進(jìn)行生物熏蒸對(duì)蔬菜根結(jié)線蟲的效果相似[4,7,23]。

石灰氮的主要成分為氰氨化鈣,在土壤中分解成氰氨和雙氰氨,具有消毒、滅蟲、防病的作用,已作為一種高效的土壤消毒劑廣泛使用[4,24-25]。土壤中添加的雞糞、麥稈等有機(jī)物降解后形成揮發(fā)性的異硫氰酸酯類、含硫化合物等對(duì)土傳病原物具有殺滅效果[26],但這些揮發(fā)物的濃度與加熱強(qiáng)度直接相關(guān)[27]。在高溫悶棚處理的大棚內(nèi),中午棚內(nèi)溫度可達(dá)50℃左右,膜下土壤溫度高達(dá)55℃左右。這樣的溫度不僅有利于藥劑的分解、使其充分發(fā)揮藥效,而且能夠抑制土壤中有害生物的活性,起到殺滅作用。因此,在大棚內(nèi)進(jìn)行生物熏蒸處理時(shí),蓋膜、悶棚可有效提高對(duì)蔬菜根結(jié)線蟲的防治效果。此外,添加的石灰氮或者碳酸氫銨,可最終轉(zhuǎn)化為氨,其氮素長(zhǎng)期以氨態(tài)氮的形式存在,有利于促進(jìn)植物生長(zhǎng),增強(qiáng)植物對(duì)病原物的抗性[28]。

在夏秋兩季蔬菜換茬休閑時(shí),用石灰氮、雞糞及麥稈等有機(jī)物進(jìn)行生物熏蒸,結(jié)合夏季高溫、陽(yáng)光充足等自然條件等進(jìn)行陽(yáng)光消毒,是防治土壤根結(jié)線蟲及其他土傳病害的有效措施之一。由于番茄的生育期較長(zhǎng),在生長(zhǎng)后期結(jié)合使用阿維菌素等化學(xué)殺線蟲劑進(jìn)行灌根處理,可進(jìn)一步提高根結(jié)線蟲的防治效果、增加番茄的產(chǎn)量。

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