不同藥劑對(duì)拱棚西瓜根結(jié)線蟲(chóng)的防效及對(duì)土壤環(huán)境的影響

張伯虎，朱雪榮，孟 延，問(wèn)亞軍，張永民，張盈科，張 鋒，王佳哲

(1. 渭南市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，陜西渭南 714000；2. 陜西省生物農(nóng)業(yè)研究所，陜西省植物線蟲(chóng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710043)

植物根結(jié)線蟲(chóng)屬于線蟲(chóng)門(mén)、側(cè)尾腺綱(Secernentea)、墊刃目(Tylenchida)、異皮總科(Heteroderidea)、根結(jié)線蟲(chóng)科(Meloidogyne)、根結(jié)線蟲(chóng)屬(MeloidogyneGoeldi)，目前設(shè)施蔬菜上發(fā)生的根結(jié)線蟲(chóng)病主要是由南方根結(jié)線蟲(chóng)引起的[1-2]，中國(guó)北方設(shè)施西瓜上發(fā)生的也是以南方根結(jié)線蟲(chóng)為主。由于設(shè)施溫室環(huán)境條件適宜、隨著重茬年限的延長(zhǎng)，灌溉不當(dāng)、清園不徹底等原因，西瓜根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)生嚴(yán)重，生產(chǎn)上因根結(jié)線蟲(chóng)危害造成的損失為20%～30%，嚴(yán)重的可達(dá)50% 以上，甚至絕產(chǎn)。根結(jié)線蟲(chóng)病對(duì)中國(guó)西甜瓜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展已構(gòu)成嚴(yán)重威脅[3-4]。目前化學(xué)防治是西瓜根結(jié)線蟲(chóng)最有效防治方法，但生產(chǎn)中存在盲目選擇和施藥過(guò)量的問(wèn)題，對(duì)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境造成污染，也增加了線蟲(chóng)抗藥性。篩選安全高效的防治藥劑是保證西瓜生產(chǎn)安全和提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，也是生產(chǎn)中亟待解決的問(wèn)題。因此，本試驗(yàn)選取5種常用的殺線蟲(chóng)劑進(jìn)行田間藥效評(píng)價(jià)，旨在篩選對(duì)棚室土壤環(huán)境友好且具有高效、低毒、低殘留的藥劑。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

10%噻唑膦(福氣多)顆粒劑(日本石原產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社)，98%棉隆顆粒劑(南通施壯化工有限公司)，5%阿維菌素b2(石家莊市興柏生物工程有限公司)，17.7%碳酸氫銨(碳銨肥)(山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司)，51%石灰氮(寧夏大榮化工冶金有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

施藥時(shí)間為2018年7月10日，試驗(yàn)地設(shè)在蒲城縣龍陽(yáng)鎮(zhèn)鈐鉺鄉(xiāng)二組，土壤類型為壚土，土壤pH 7.9。土壤全氮1.32 g/kg、有效磷34.2 mg/kg、速效鉀123 mg/kg、有機(jī)質(zhì)1.4 g/kg，且土地平整、肥力均勻，根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)生嚴(yán)重。定植時(shí)間為2018年8月2日，西瓜品種為‘京欣1號(hào)’，砧木為鐵木砧。試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積50 m2，西瓜栽植株行距為20 cm×70 cm。所有藥劑處理在西瓜定植前完成，棉隆、碳酸氫銨和石灰氮處理前，使土壤含水量達(dá)到60%～70%，保持3～4 d。撒施棉隆、碳酸氫銨和石灰氮每667 m2用量分別為15 kg、200 kg、50 kg，施藥后立即深翻土壤20 cm，澆適量水后用塑料膜將施藥區(qū)域周?chē)鷫簩?shí)，防止漏氣，密閉20 d后揭膜透氣，透氣10 d左右。噻唑膦每667 m2用量3 kg，配細(xì)土10 kg，均勻撒施表面，然后翻勻25 cm土壤。阿維菌素b2施藥前，深翻土壤25 cm，土地平整后，每667 m2用量0.5 L，稀釋 1 000倍并均勻噴灑滲透到土壤中。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 根結(jié)線蟲(chóng)病情調(diào)查方法 藥劑處理前，拱棚調(diào)查前茬西瓜根結(jié)指數(shù)。藥劑處理后，在果實(shí)成熟期隨機(jī)選取30株西瓜，調(diào)查根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)病率及根結(jié)指數(shù)。

根結(jié)線蟲(chóng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)，無(wú)根結(jié)，根系健康；1級(jí)，僅有少量根結(jié)，根結(jié)占全根系的10%以下； 3級(jí)，根結(jié)明顯，根結(jié)占全根系的11%～25%；5級(jí)，根結(jié)特別明顯，根結(jié)占全根系的26%～50%； 7級(jí)，根結(jié)數(shù)量很多，根結(jié)占全根系的51%～75%，根結(jié)相互連接，主根和側(cè)根變粗并呈畸形； 9級(jí)，根結(jié)數(shù)量特多，根結(jié)占全根系的75%以上，根結(jié)之間相互連接，多數(shù)主根和側(cè)根變粗并呈畸形，甚至腐爛。

發(fā)病率=發(fā)病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100 %

根結(jié)指數(shù)= ∑(各級(jí)病株數(shù)×各級(jí)嚴(yán)重 度)/(調(diào)查總數(shù)×最高嚴(yán)重度)×100

防效= (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%

校正防效=[1-(CK0×PT1)/(CK1×PT0)]×100%

上式中，CK0為空白對(duì)照區(qū)施藥前根結(jié)指數(shù)；CK1為空白對(duì)照區(qū)施藥后根結(jié)指數(shù) ；PT0為藥劑處理區(qū)施藥前根結(jié)指數(shù)；PT1為藥劑處理區(qū)施藥后根結(jié)指數(shù)。

1.3.2 土壤采樣方法及指標(biāo)測(cè)定 在拱棚西瓜收獲期，采集各處理0～20 cm根際土樣，分別測(cè)定銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀、pH。分別在處理前(pre-treatment，PT)、定植期(planting stage，PS)、苗期(seedling stage，SS)、坐果期(fruit-bearing stage，F(xiàn)S )、收獲期(maturation stage，MS)的晴天9:00左右，每個(gè)小區(qū)按五點(diǎn)法取土樣，每點(diǎn)取0～20 cm土樣，采用四分法選取待測(cè)樣品，測(cè)定土壤微生物數(shù)量及土壤酶活性。

土壤理化指標(biāo)測(cè)定。土壤銨態(tài)氮用2 mol/L氯化鉀溶液浸提后，浸提液用連續(xù)流動(dòng)注射分析儀(Seal-AA3，德國(guó))測(cè)定。土壤速效磷采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測(cè)定。土壤速效鉀采用乙酸銨浸提，火焰光度計(jì)法測(cè)定[5]。土壤pH采用滴定法測(cè)定。

土壤微生物測(cè)定。細(xì)菌數(shù)量采用PDA培養(yǎng)基，平板稀釋法，真菌采用馬丁氏培養(yǎng)基，平板稀釋法，放線菌數(shù)量采用高氏1號(hào)培養(yǎng)基，平板稀釋法[6]。

土壤酶活性測(cè)定。土壤過(guò)氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法，土壤脲酶采用靛酚比色法，土壤脫氫酶采用TTC比色法[7]。

1.3.3 產(chǎn)量測(cè)定 在拱棚西瓜成熟期，隨機(jī)收獲田間每個(gè)處理的10株西瓜，統(tǒng)計(jì)總質(zhì)量，重復(fù)取3次，折算小區(qū)產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和Spss 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件處理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同殺線蟲(chóng)劑對(duì)西瓜根結(jié)線蟲(chóng)田間防治效果及產(chǎn)量的影響

田間試驗(yàn)結(jié)果表明，施用5種殺線劑處理土壤后，根結(jié)線蟲(chóng)的發(fā)病率顯著降低，其中，棉隆處理的發(fā)病率和根結(jié)指數(shù)顯著低于其他藥劑。其次為阿維菌素b2、碳酸氫銨和石灰氮，噻唑膦處理后防效最低。5種藥劑處理后的西瓜產(chǎn)量都有顯著增加，其中，棉隆藥劑處理后的增產(chǎn)率最高，為53.08%，其次為碳酸氫銨、石灰氮、阿維菌素處理，噻唑膦增產(chǎn)率最低(表1)。

表1 不同殺線蟲(chóng)劑對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的防治效果及西瓜產(chǎn)量Table 1 Control effect and yield treated with different nematicide

2.2 不同殺線蟲(chóng)劑對(duì)西瓜根際土壤理化性質(zhì)的影響

從表2可以看出，5種殺線劑處理土壤后，對(duì)根際土壤銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量的影響有差異。碳酸氫銨和石灰氮兩種藥劑處理后土壤銨態(tài)氮含量顯著高于其他處理，阿維菌素和噻唑膦藥劑處理后銨態(tài)氮含量比對(duì)照低；噻唑膦處理后的土壤速效磷含量顯著高于其他處理，石灰氮、棉隆處理后的土壤速效磷含量分別比對(duì)照提高 13.01%、12.24%，棉隆、阿維菌素b2和噻唑膦藥劑處理后的土壤速效鉀含量低于對(duì)照。各藥劑處理的根際土壤pH與對(duì)照差異不顯著。

表2 不同殺線蟲(chóng)劑處理后根際土壤理化性質(zhì)Table 2 Physical and chemical properties of rhizosphere soil treated with different nematicide

2.3 不同殺線蟲(chóng)劑對(duì)西瓜根際土壤微生物數(shù)量的影響

2.3.1 細(xì)菌 從圖1可以看出，隨著時(shí)間的推移，碳酸氫銨、石灰氮、棉隆3種藥劑處理后的土壤細(xì)菌數(shù)量呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢(shì)，在定植期下降明顯，從苗期、坐果期土壤細(xì)菌數(shù)量迅速恢復(fù)。阿維菌素b2、噻唑膦兩種藥劑處理后各時(shí)期土壤細(xì)菌數(shù)量變化趨勢(shì)與對(duì)照處理差異不顯著。收獲期，碳酸氫銨、石灰氮、阿維菌素b2、噻唑膦處理的土壤細(xì)菌數(shù)量與對(duì)照處理差異不顯著，棉隆處理的土壤細(xì)菌數(shù)量顯著低于其他藥劑處理，比對(duì)照處理降低46.08%。

圖1 不同殺線蟲(chóng)劑處理后西瓜各時(shí)期根際土壤細(xì)菌數(shù)量Fig.1 The bacteria number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.3.2 真菌 土壤中的真菌參與土壤中有機(jī)質(zhì)的分解，在土壤腐殖質(zhì)的合成、氨化作用以及團(tuán)聚體的形成等過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，可直接影響土壤肥力[8]。由圖2可知，各藥劑處理對(duì)土壤真菌數(shù)量的影響有所不同。阿維菌素b2藥劑處理后土壤真菌數(shù)量變化與對(duì)照相似。噻唑膦藥劑處理后的土壤真菌數(shù)量呈現(xiàn)出先增加后變少的趨勢(shì)。碳酸氫銨、石灰氮、棉隆3種藥劑處理后的土壤真菌數(shù)量呈現(xiàn)出先減少后增加的趨勢(shì)，定植期3種藥劑處理后的土壤真菌數(shù)量分別比對(duì)照降低89.04%、78.08%、56.09%。到收獲期各處理的土壤真菌數(shù)量與對(duì)照處理差異不顯著，說(shuō)明真菌數(shù)量已經(jīng)恢復(fù)。

圖2 不同殺線蟲(chóng)劑處理后西瓜各時(shí)期根際土壤真菌數(shù)量Fig.2 The fungi number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicid

2.3.3 放線菌 放線菌能分解土壤腐殖質(zhì)中最穩(wěn)定的有機(jī)化合物，提高土壤肥力。從圖3可以看出，噻唑膦藥劑處理后的土壤放線菌數(shù)量呈現(xiàn)出逐漸增多的趨勢(shì)，到收獲期土壤放線菌數(shù)量比對(duì)照增加28.32%，顯著高于其他處理。而阿維菌素b2藥劑處理土壤放線菌數(shù)量與對(duì)照處理差異不顯著。碳酸氫銨、石灰氮、棉隆3種藥劑處理后土壤放線菌呈現(xiàn)出先減少后上升的趨勢(shì)，在定植期土壤放線菌數(shù)量分別比對(duì)照處理減少 97.84%、94.95%、37.62%，之后處理的土壤放線菌數(shù)量逐漸恢復(fù)，到收獲期石灰氮、棉隆處理的放線菌數(shù)量與對(duì)照差異不顯著，而碳酸氫銨藥劑處理后的土壤放線菌數(shù)量顯著低于對(duì)照，比對(duì)照降低16.75%。

圖3 不同殺線蟲(chóng)劑處理后西瓜各時(shí)期根際土壤放線菌數(shù)量Fig.3 The actinomycetes number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4 不同殺線蟲(chóng)劑對(duì)西瓜根際土壤酶活性的影響

2.4.1 過(guò)氧化氫酶 從圖4可以看出，碳酸氫銨、石灰氮、棉隆、噻唑膦藥劑處理后的土壤過(guò)氧化氫酶活性隨著時(shí)間的變化，都呈現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)，在定植期碳酸氫銨、石灰氮處理下降量顯著高于其他處理，棉隆處理次之，噻唑膦與對(duì)照差異不顯著，到收獲期石灰氮、棉隆、噻唑膦處理與對(duì)照差異不顯著，碳酸氫銨處理顯著低于對(duì)照，比對(duì)照降低12.36%。阿維菌素b2處理后的土壤過(guò)氧化氫酶活性變化趨勢(shì)與對(duì)照處理差異不顯著。

圖4 不同殺線蟲(chóng)劑處理后西瓜各時(shí)期根際土壤過(guò)氧化氫酶活性Fig.4 The CAT activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4.2 土壤脲酶 由圖5可知，與對(duì)照處理相比，阿維菌素b2、噻唑膦對(duì)土壤脲酶活性影響變化趨勢(shì)與對(duì)照差異不顯著。碳酸氫銨、石灰氮、棉隆表現(xiàn)出先顯著降低后增加的趨勢(shì)，在定植期碳酸氫銨、石灰氮、棉隆處理的土壤脲酶活性分別比對(duì)照減少21.77%、28.23%、 17.51%，到收獲期土壤脲酶活性與對(duì)照無(wú)顯著差異。

圖5 不同殺線蟲(chóng)劑處理后西瓜各時(shí)期根際土壤脲酶活性Fig.5 The urease activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4.3 脫氫酶 從圖6可以看出，碳酸氫銨、石灰氮、棉隆、噻唑膦藥劑處理后的土壤脫氫酶活性隨著時(shí)間的變化，都表現(xiàn)出先降低后增加的趨勢(shì)。在定植期碳酸氫銨、石灰氮處理的土壤脫氫酶活性下降量顯著高于其他處理，棉隆處理次之，噻唑膦處理最小，分別比對(duì)照降低29.30%、28.32%、18.94%、8.52%。到收獲期，石灰氮、棉隆、噻唑膦處理的土壤脫氫酶活性逐漸恢復(fù)，與對(duì)照處理差異不顯著，碳酸氫銨處理顯著低于對(duì)照處理，比對(duì)照降低14.72%。阿維菌素b2藥劑處理后的土壤脫氫酶活性變化趨勢(shì)與對(duì)照差異不顯著。

3 討 論

本研究表明，棉隆對(duì)根結(jié)線蟲(chóng)的防效為 86.40%，顯著高于其他藥劑，這與楊葉青等[9]的研究結(jié)果相似。碳酸氫銨、石灰氮和阿維菌素b2次之，防效分別為 76.32%、73.43%、71.66%，噻唑膦的防效最低，與席先梅等[10]、劉志明等[11]及Mcsorley等[12]的研究結(jié)果一致。在拱棚條件下噻唑膦的防效為41.80 %，這與朱金文等[13]在防治黃瓜根結(jié)線蟲(chóng)上的結(jié)果接近，但其阿維菌素的防效僅為9.7%，而本研究中阿維菌素b2對(duì)西瓜根結(jié)線蟲(chóng)的防效為71.66%，可能與藥劑的成分含量不同有關(guān)，也可能與使用劑量和方法不同有關(guān)。鄒雅新等[14]用5 μg/mL的阿維菌素處理 24 h 對(duì)卵孵化抑制率高達(dá)82.57%，表明阿維菌素對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)有較高防效，與本研究結(jié)果 相似。

圖6 不同殺線蟲(chóng)劑處理后西瓜各時(shí)期根際脫氫酶活性Fig.6 The dehydrogenase activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

本研究表明，碳酸氫銨和石灰氮能顯著提高土壤氮素的含量，這兩種藥劑也可當(dāng)做氮肥使用，其施于病土能使防病與施肥結(jié)合起來(lái)，具有成本低、效果好、對(duì)環(huán)境安全的優(yōu)勢(shì)[15-16]。賁海燕等[17]認(rèn)為石灰氮處理能顯著提高銨態(tài)氮含量2.0 mg/kg，分解產(chǎn)物可使土壤 pH上升1.5～2.0，本研究各藥劑處理的土壤pH與對(duì)照差異不顯著，可能緣于藥劑使用量不同及采樣時(shí)間的不同。本研究還發(fā)現(xiàn)，使用碳酸氫銨、石灰氮和棉隆處理土壤后顯著降低了土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量及土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶、脫氫酶的活性，定植期之后各指標(biāo)逐漸恢復(fù)，呈現(xiàn)出先顯著降低后逐漸增加的趨勢(shì)。高葦?shù)萚18]的研究也認(rèn)為棉隆處理顯著降低了微生物數(shù)量，之后逐漸恢復(fù)。鐘書(shū)堂等[19]研究認(rèn)為石灰碳銨聯(lián)用處理熏蒸土壤，能顯著降低土壤真菌、細(xì)菌數(shù)量。姜偉濤等[20]與朱本岳等[21]的研究認(rèn)為，棉隆、石灰氮處理后顯著降低了微生物數(shù)量及土壤酶活性，但張學(xué)鵬等[22]通過(guò) 2 a溫室定位試驗(yàn)，認(rèn)為石灰氮提高土壤脲酶活性和過(guò)氧化氫酶活性，這可能與其將粉碎秸稈還田有關(guān)，施用石灰氮能夠提升植物根系分泌物的分泌，而土壤微生物和根系分泌物的變化又能影響土壤酶的活性[23]。

阿維菌素(Avermectin)是一種生物源殺蟲(chóng)劑，在農(nóng)業(yè)蟲(chóng)害防治方面得到廣泛應(yīng)用[24]，其處理土壤方法簡(jiǎn)單，投入成本較低，使用時(shí)間不受限制。阿維菌素b2是阿維菌素重要的組分，對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)有較強(qiáng)的致死作用[25]。本研究中阿維菌素b2提高了氮肥和鉀肥的利用率，對(duì)土壤中微生物數(shù)量及土壤酶活性沒(méi)有顯著影響；噻唑膦提高了土壤速效磷的含量，但噻唑膦的防效僅為61.51%，其他學(xué)者[13,26]用噻唑膦防治根結(jié)線蟲(chóng)有較高效果，可能受施藥量、施藥時(shí)間、寄主等多種因素的影響，也可能是該地區(qū)的根結(jié)線蟲(chóng)對(duì)噻唑膦產(chǎn)生了抗藥性。

綜上所述，在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)防治時(shí)期及成本因素選擇合適的藥劑進(jìn)行西瓜根結(jié)線蟲(chóng)的防治，在根結(jié)線蟲(chóng)嚴(yán)重的地塊，建議選擇棉隆結(jié)合太陽(yáng)能消毒進(jìn)行定植前土壤處理；結(jié)合氮肥使用量及重茬地塊的土壤改良，可選擇石灰氮或碳酸氫銨結(jié)合太陽(yáng)能消毒進(jìn)行定植前土壤處理。在作物生長(zhǎng)期可選擇阿維菌素藥劑進(jìn)行防治，同時(shí)能起到改良土壤的效果。