辣椒廢棄物與堆肥對根結(jié)線蟲的抑制效果

杜龍龍 陳 飛 李彥明

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京100193）

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辣椒廢棄物與堆肥對根結(jié)線蟲的抑制效果

杜龍龍 陳 飛 李彥明*

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京100193）

摘 要：以辣椒廢棄物和堆肥為拮抗根結(jié)線蟲的原料，通過生物急性毒性試驗和盆栽試驗研究了其對番茄根結(jié)線蟲的影響。結(jié)果表明，在堆肥中添加辣椒廢棄物后，其浸提液對根結(jié)線蟲的校正死亡率從61.4%提高到90%以上，且在辣椒廢棄物含量較低時就有較強(qiáng)的致死作用；盆栽試驗結(jié)果表明，添加辣椒廢棄物、堆肥與辣椒廢棄物的混合物后，番茄的根結(jié)數(shù)量分別比不添加有機(jī)物料的對照降低78.9%和81.8%，且與對照差異顯著；但對于土壤中線蟲的數(shù)量，只有單獨施用堆肥的處理表現(xiàn)出了抑制效果。

關(guān)鍵詞：蔬菜；辣椒廢棄物；堆肥；根結(jié)線蟲

杜龍龍，博士研究生，專業(yè)方向：有機(jī)廢物高效資源化循環(huán)利用，E-mail：dulong1989@126.com

根結(jié)線蟲是一種危害巨大的植物寄生性土傳病害（Perry et al.，2006；曹志平 等，2010），寄主繁多，在蔬菜、果樹等很多作物上都有關(guān)于其為害的報道（劉暢，2009；王艷艷 等，2014），每年在全球造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)800億～1 000億美元，約占農(nóng)業(yè)總損失的10%（謝輝和馮志新，2000；董娜 等，2003）。目前對根結(jié)線蟲的防治主要以化學(xué)藥劑毒殺為主（楊秀鵑 等，2002），雖然可以有效地降低線蟲的為害，但由于毒性較高，長期使用會嚴(yán)重污染人類生存環(huán)境（文艷華 等，2001）。因此，高效、低毒、低成本以及低環(huán)境效應(yīng)的根結(jié)線蟲控制方法是今后現(xiàn)代農(nóng)業(yè)優(yōu)先發(fā)展的方向。Oka和Yermiyahu（2002）發(fā)現(xiàn)堆肥的浸提液對根結(jié)線蟲幼蟲有較高的抑殺活性；朱開建等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，盆栽條件下添加工農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥能有效抑制土壤中的根結(jié)線蟲；Buena等（2007）利用胡椒植株殘體處理土壤后，對根結(jié)線蟲的生長有明顯的抑制作用；陳飛等（2014）研究表明，添加煙草廢棄物對堆肥腐熟度及抑制線蟲作用有明顯的影響。

辣椒是我國最重要的蔬菜作物之一，我國的辣椒年播種面積在150 萬～200 萬hm2（王立浩 等，2016），每年大約有6.9×107t的辣椒廢棄物產(chǎn)生（何圣米 等，2009），大部分的辣椒秸稈未經(jīng)有效利用被直接丟棄或燃燒后還田（陸相龍 等，2012）。侯永俠等（2006）的研究表明，辣椒秸稈腐解物化感作用會對辣椒自身的生長產(chǎn)生抑制作用，因此辣椒秸稈不宜直接還田。目前關(guān)于辣椒秸稈和堆肥聯(lián)合防控植物根結(jié)線蟲的措施還未見報道，因此本試驗嘗試探討辣椒秸稈和堆肥防控植物根結(jié)線蟲的效果，以期為辣椒廢棄物的資源化利用和根結(jié)線蟲的生物防治提供技術(shù)支撐。

1　材料與方法

1.1試驗材料

以鮮牛糞、蘑菇渣與鋸末（6 V∶2 V∶1 V）的混合物作為堆肥原料，堆成長3 m、寬3 m、高1.4 m的條垛，經(jīng)厭氧發(fā)酵24 d，腐熟后在室外進(jìn)行風(fēng)干處理后備用。供試?yán)苯方斩捜∽员本┦衅焦葏^(qū)夏各莊村的生態(tài)園溫室，于辣椒拉秧后直接取走；堆肥和辣椒秸稈風(fēng)干后用粉碎機(jī)單獨粉碎，所有物料粉碎后過20目篩備用。

試驗所用含有根結(jié)線蟲的病土取自北京市昌平區(qū)小湯山特菜大觀園基地的溫室，該溫室多年連作番茄，根結(jié)線蟲發(fā)病嚴(yán)重，經(jīng)測定，土壤中的線蟲含量平均為2.12條·g-1，線蟲測定方法參照劉維志（1995）的貝曼漏斗法。供試河沙購自北京市平谷區(qū)建材市場，所有沙土在北京市金土地肥料研究所進(jìn)行了徹底的消毒處理。為確保試驗過程中根結(jié)線蟲病害易于發(fā)生，將含蟲病土與沙土分別過1mm的篩，然后再按照1 V∶1 V的比例充分混勻備用。供試土壤的基本理化性狀見表1。

表1　供試土壤的基本理化性狀

供試作物為紅巨星番茄（Solanum lycopersicum L.var.hongjuxing），由北京市特種蔬菜種苗公司提供，使用穴盤育苗，播種后40 d選取長勢一致的健壯幼苗備用。供試根結(jié)線蟲為上述基地內(nèi)溫室盆栽番茄上單卵塊擴(kuò)增的南方根結(jié)線蟲〔Meloidogyne incongnita（Kofold & White）Chitwood〕。在培養(yǎng)皿底部鋪兩層濕潤紗布，挑取番茄根系上新鮮的根結(jié)線蟲卵塊，放置到紗布上，然后將培養(yǎng)皿置于25 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)保濕培養(yǎng)，從第2天開始每天收集孵化出的二齡幼蟲（J2），保存于4 ℃冰箱中，使用前用純水調(diào)節(jié)二齡幼蟲懸浮液濃度為1 000條·mL-1。

1.2試驗方法

試驗于2010年11月至2011年1月在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)西校區(qū)268實驗溫室進(jìn)行，盆栽試驗在1.5 L的塑料盆（直徑12cm，高12cm）中進(jìn)行。共設(shè)置4個處理，即不施用有機(jī)物料的對照（CK）、辣椒秸稈處理（A）、堆肥處理（B）、辣椒秸稈與堆肥質(zhì)量比為1∶2的混合物料處理（AB）；每盆添加的有機(jī)物料為10 g，每個處理3次重復(fù)。

首先每盆加入1.25kg的上述混沙土后，再加入稱量好的有機(jī)物料，充分混合均勻后，加入300 mL蒸餾水，經(jīng)過14 d穩(wěn)定化處理和培養(yǎng)后，選取健壯的番茄苗進(jìn)行移栽，每盆定植1株，7 d后每盆分3次共接種1 000條二齡根結(jié)線蟲幼蟲（在番茄根周圍輕輕刨開2～3cm的表層土壤，然后將二齡根結(jié)線蟲幼蟲懸浮液均勻加入土中，再用刨開的土壤覆蓋，3次接種最好分別在根的不同部位，圍繞根部形成一圈）。接種根結(jié)線蟲后按照常規(guī)方式進(jìn)行日常管理，番茄幼苗移栽第55天進(jìn)行取樣，測定植株的株高、莖粗和地上部的生物量等生長指標(biāo)；根部先用自來水沖洗，再用蒸餾水洗干凈，然后用吸水紙吸干水分，稱量根部鮮質(zhì)量并計量整個番茄根系上的根結(jié)數(shù)量；每盆土壤收集后用來測定土壤中根結(jié)線蟲數(shù)量。

根結(jié)線蟲二齡幼蟲的24 h死亡率及校正死亡率的測定方法：稱取10 g堆肥樣品于振蕩瓶中，分別加入0、1、2、3、4、5 g辣椒秸稈，再加入100 mL水，振蕩24 h后，離心過濾后再離心，上清液即為浸提液。將浸提液與二齡幼蟲懸浮液等體積（150μL）加入到滅菌的24孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，置于26℃下保濕培養(yǎng)，24 h后鏡檢二齡幼蟲存活數(shù)與死亡數(shù)，計算出死亡率、校正死亡率（McKellar & Nelson，2003）。以無菌水+二齡幼蟲懸浮液作對照，每處理3次重復(fù)。判別線蟲死亡方法：線蟲僵直不動為死蟲，線蟲彎曲蠕動為活蟲。

線蟲死亡率=死亡線蟲數(shù)/供試線蟲數(shù)×100%

線蟲校正死亡率=（處理組死亡率-對照組死亡率）/（1-對照組死亡率）×100%

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計、計算、分析和繪圖，利用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件對不同處理的番茄生長狀況進(jìn)行差異顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1辣椒秸稈浸提液對根結(jié)線蟲校正死亡率的影響

從圖1可以看出，單獨的堆肥浸提液處理對根結(jié)線蟲的校正死亡率只有61.4%；添加不同比例的辣椒廢棄物，可以提高對根結(jié)線蟲的抑制效果，各混合浸提液根結(jié)線蟲的校正死亡率均達(dá)到了90%以上，與不添加辣椒廢棄物的處理相比，校正死亡率提高了28個百分點以上。從整體數(shù)據(jù)來看，隨著辣椒廢棄物在混合物料中占比的增大，混合浸提液對根結(jié)線蟲的抑制作用沒有顯著差異，表明辣椒廢棄物與堆肥混合后能很好地抑制線蟲，低濃度的辣椒廢棄物與堆肥混合就可以對線蟲表現(xiàn)出較強(qiáng)的致死作用。

圖1　辣椒廢棄物與堆肥混合浸提液對根結(jié)線蟲幼蟲的抑制效果圖柱上不同小寫字母表示處理間差異顯著（α=0.05），下圖同。

2.2盆栽試驗中不同處理對番茄和根結(jié)線蟲生長的影響

2.2.1不同處理對番茄生長的影響 如表2所示，與對照相比，處理A與處理B分別使番茄株高增加了28.6%、33.7%，與對照差異顯著。對于莖粗和地上部干質(zhì)量，3個處理雖比對照有所增加，但與對照均未達(dá)到顯著差異。綜上，單獨施用辣椒廢棄物或堆肥有促進(jìn)植物生長的趨勢。

2.2.2不同處理對番茄根結(jié)數(shù)量的影響 與未施用有機(jī)物料的對照相比，處理A、B、AB對根結(jié)數(shù)量的降低效果分別為78.9%、26.1%和81.8%，處理A、AB與對照的差異均達(dá)到了顯著水平（圖2）。由此可見，辣椒廢棄物的加入具有更好地抑制根結(jié)數(shù)量的作用。

表2　不同處理對番茄生長狀況的影響

圖2　不同處理對番茄根系上根結(jié)數(shù)量的影響

2.2.3不同處理對土壤中線蟲數(shù)量的影響 與對照相比，處理B土壤中線蟲數(shù)量降低了41%；處理A和處理AB土壤中線蟲數(shù)量分別增加了36%和77%，并未起到抑制作用（圖3）。由此可見，在抑制土壤中線蟲數(shù)量方面，堆肥的作用優(yōu)于辣椒廢棄物。

圖3　不同處理對土壤中線蟲數(shù)量的影響

3　結(jié)論與討論

從生物急性毒性試驗結(jié)果可以看出，在堆肥中添加辣椒秸稈后，可使其浸提液對線蟲的24 h校正死亡率提高至90%以上；添加辣椒秸稈、添加辣椒秸稈與堆肥混合物的2個處理均能顯著降低根系上根結(jié)的數(shù)量，為辣椒廢棄物資源化利用提供了良好的依據(jù)。但對于盆栽試驗中土壤中線蟲的數(shù)量，只有單獨添加堆肥的處理表現(xiàn)出了抑制效果，其他2個處理土壤中線蟲數(shù)量甚至高于對照。這種現(xiàn)象可能是由于分離出來的土壤中的線蟲多數(shù)是非植物寄生性線蟲，這類線蟲是初級分解過程中最重要的消費者，對調(diào)控土壤中小動物的數(shù)量和植物寄生線蟲有一定的積極作用（陳云峰，2004）。因此，需要進(jìn)一步對線蟲進(jìn)行屬的鑒別，研究有機(jī)物料施用后對植物寄生線蟲數(shù)量的變化以及對病原土壤生態(tài)功能的調(diào)整作用，才能更好地解釋混合配方對根結(jié)線蟲的防治效果。本試驗對于辣椒秸稈抑制線蟲的機(jī)理并未進(jìn)行深入的研究，下一步應(yīng)當(dāng)確定辣椒秸稈抑制線蟲的主要作用物質(zhì)，并通過進(jìn)一步試驗獲得既能控制根結(jié)數(shù)量又能抑制土壤中根結(jié)線蟲數(shù)量的方法。

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Control Effect of Hot Chili Wastes and Compost on Root-knot Nematode

DU Long-long，CHEN Fei，LI Yan-ming*
（College of Resources and Environmental Sciences，China Agricultural University，Beijing 100193，China）

Abstract：This experiment took hot chili wastes（HCW）and compost as material to study their effect on disease occurrence of tomato root knot nematodes by acute toxicity test and pot experiment.The results indicated that after adding HCW in the compost，its leach liquor could improve the calibration mortality of root knot nematode from 61.4% to over 90%.And it maintained a strong lethal effect even at a low HCW content level.The pot experiment results showed that adding HCW or the mixture of HCW and compost can reduce the root knot number in tomato by 78.9%，81.8%，respectively；and there were remarkable differences with that of the contrast.But for the number of nematodes in soil，only the treatment with compost alone showed some inhibitory effect.

Key Words：Vegetable；Hot chili waste；Compost；Root-knot nematode

基金項目：以都市型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)為支撐的大學(xué)農(nóng)業(yè)科技服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)集成與示范項目（2013BAD20B01），蔬菜副產(chǎn)物綜合利用技術(shù)研究與示范項目（201303079）

收稿日期：2015-06-17；接受日期：2015-08-17

*通訊作者（

Corresponding author）：李彥明，副教授，主要從事廢棄物處理與資源化利用研究，E-mail：liym@cau.edu.cn