黃瓜南方根結(jié)線蟲(chóng)病的根結(jié)大小與線蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)數(shù)量間的關(guān)系

王玉玲 劉奇志* 周海鷹 李 娜 王 麗 田雅婷

（1 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院昆蟲(chóng)與線蟲(chóng)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部生物防治重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院，北京 100193）

自1855年Berkeley 在英國(guó)黃瓜（Cucumis sativusL.）根際中發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲(chóng)以來(lái)（Berkeley，1855；Sasser，1989），全球已發(fā)現(xiàn)約80種根結(jié)線蟲(chóng)，每年由此造成的經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重（Trudgill &Bolk，2001；田雅婷 等，2010）。為此，研究人員致力于防治根結(jié)線蟲(chóng)的各種研究（Hussey &Barker，1973；Ploeg & Maris，1999；劉奇志 等，2006，2008；曹海鋒 等，2007；謝德燕 等，2008；王澤 等，2011）。根結(jié)線蟲(chóng)的數(shù)量與根結(jié)大小有關(guān)，亦與植物種類(lèi)有關(guān)（William，1991）。在實(shí)際生產(chǎn)中，適時(shí)掌握根結(jié)大小與線蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)數(shù)量間的關(guān)系，是準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和有效防治根結(jié)線蟲(chóng)的關(guān)鍵。一方面，可以根據(jù)根結(jié)的大小來(lái)預(yù)測(cè)根結(jié)線蟲(chóng)成蟲(chóng)、卵塊、2 齡幼蟲(chóng)的發(fā)生數(shù)量，以此判斷作物的受害程度；另一方面，可以根據(jù)根結(jié)的大小來(lái)預(yù)測(cè)各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)生時(shí)期，以此確定防治時(shí)期。根結(jié)線蟲(chóng)的2 齡幼蟲(chóng)是侵入植物根系組織的唯一蟲(chóng)態(tài)（Bird & Koltai，2000）。如果根結(jié)的大小表明其內(nèi)的線蟲(chóng)大多數(shù)是3～4 齡幼蟲(chóng)，可以根據(jù)發(fā)育歷期推遲用藥時(shí)間，因?yàn)檗r(nóng)藥對(duì)已經(jīng)進(jìn)入根結(jié)內(nèi)的線蟲(chóng)很難奏效；如果根結(jié)的大小表明其內(nèi)已有大量成蟲(chóng)并有附著在根結(jié)表面的卵塊，可預(yù)測(cè)未來(lái)7 d 左右（何元和潘滄桑，2000）土壤中將陸續(xù)有較多數(shù)量的2 齡幼蟲(chóng)正尋找機(jī)會(huì)侵染植物根尖（畢志樹(shù)和陳品三，1978；Perry et al.，2009），應(yīng)及時(shí)采取防治措施。在實(shí)驗(yàn)室研究中，較準(zhǔn)確地估算出不同大小的根結(jié)內(nèi)線蟲(chóng)的蟲(chóng)態(tài)及其數(shù)量和卵塊內(nèi)線蟲(chóng)的數(shù)量是保證線蟲(chóng)用量的前提，但相關(guān)信息未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)以南方根結(jié)線蟲(chóng)（Meloidogyne incognita）為研究材料，直接觀察黃瓜（千秋1號(hào)）根系根結(jié)大小與其內(nèi)線蟲(chóng)的蟲(chóng)態(tài)及數(shù)量，分析三者之間的關(guān)系，為田間準(zhǔn)確預(yù)測(cè)根結(jié)線蟲(chóng)發(fā)生量及危害程度、適時(shí)采取有效防治措施提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 根結(jié)的獲取、測(cè)量及線蟲(chóng)計(jì)數(shù)

取北京市通州區(qū)星湖綠色生態(tài)觀光園日光溫室內(nèi)栽培120 d、感染南方根結(jié)線蟲(chóng)嚴(yán)重的拉秧黃瓜（黃瓜品種：千秋1號(hào)）根。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)清洗根結(jié)表面土，將根剪成約2 cm 小段，1% NaClO浸泡4 min后，自來(lái)水漂洗4～5次，每次約3 min，直至根無(wú)次氯酸鈉氣味、且易解剖觀察其內(nèi)線蟲(chóng)止。將漂洗干凈的根結(jié)置解剖鏡下測(cè)量大小。一般直徑小于5 mm 的根結(jié)近球形；大于6 mm的根結(jié)，長(zhǎng)徑比短徑長(zhǎng)2～10 mm，通常由2個(gè)以上根結(jié)愈合而成，因表面無(wú)明顯分界痕跡，視為1個(gè)根結(jié)。根據(jù)長(zhǎng)（直）徑大小，將根結(jié)分為2～3 mm、4～5 mm、6～10 mm、11～15 mm 和16～20 mm 5個(gè)級(jí)別。根據(jù)各種大小根結(jié)的數(shù)量占整個(gè)根系總根結(jié)數(shù)量的比例，確定統(tǒng)計(jì)4～5 mm的根結(jié)100個(gè)，統(tǒng)計(jì)其余大小的根結(jié)各50個(gè)。記錄每個(gè)根結(jié)內(nèi)各齡期線蟲(chóng)數(shù)量，統(tǒng)計(jì)根結(jié)大小和其內(nèi)出現(xiàn)各齡期線蟲(chóng)的數(shù)量及頻率。

1.2 卵塊的獲取、測(cè)量及線蟲(chóng)計(jì)數(shù)

取1.1 中采自北京通州日光溫室拉秧黃瓜的部分根系，自來(lái)水清洗根結(jié)表面土，用濾紙吸干表面水分，雙目解剖鏡下分別記錄上述5個(gè)級(jí)別的根結(jié)表面及內(nèi)部的卵塊數(shù)量和卵塊內(nèi)的卵粒數(shù)（2 齡幼蟲(chóng)數(shù)）。各級(jí)樣本數(shù)量同1.1。

將千秋1號(hào)黃瓜種子播于育苗盤(pán)中，在播種的同時(shí)每穴接種南方根結(jié)線蟲(chóng)120條，人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)（28℃、14 h 光照和20℃、10 h 黑暗，光照強(qiáng)度22 000 lx，相對(duì)濕度RH=80%）進(jìn)行培養(yǎng)，分別于15、30、45、60、75 d時(shí)挖取黃瓜根系，自來(lái)水清洗后取根結(jié)上的卵塊于載玻片上，解剖鏡下測(cè)量大小，根據(jù)直徑大小將卵塊分為＜1 mm、2～3 mm、3～4 mm、4～5 mm 和＞5 mm 5個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)取15個(gè)卵塊于25 μm 線蟲(chóng)篩上，每2 d 收集1次2 齡幼蟲(chóng)，4℃保存（Mende，2000；Vovlas et al.，2005），分別記錄和統(tǒng)計(jì)卵塊內(nèi)孵化出的線蟲(chóng)數(shù)量和時(shí)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 根結(jié)大小與其內(nèi)各蟲(chóng)態(tài)線蟲(chóng)數(shù)量的關(guān)系

圖1顯示，日光溫室內(nèi)生長(zhǎng)120 d 的黃瓜根系中根結(jié)大小差別較大，最小的直徑2～3 mm，最大的長(zhǎng)徑16～20 mm。直徑2～3 mm的根結(jié)內(nèi)無(wú)2 齡幼蟲(chóng)，有3～4 齡幼蟲(chóng)、成蟲(chóng)各2條，卵塊1個(gè)。在長(zhǎng)（直）徑4～5 mm、6～10 mm 和11～15 mm 的根結(jié)內(nèi)，每個(gè)蟲(chóng)態(tài)的線蟲(chóng)數(shù)量不等，一般每根結(jié)2～10條。在長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)內(nèi)，成蟲(chóng)數(shù)量突出，平均高達(dá)每根結(jié)42條，而其他蟲(chóng)態(tài)的線蟲(chóng)平均數(shù)量在每根結(jié)10條以下。

圖1 不同大小的根結(jié)內(nèi)各蟲(chóng)態(tài)根結(jié)線蟲(chóng)數(shù)量

2.2 根結(jié)大小與其內(nèi)各蟲(chóng)態(tài)線蟲(chóng)數(shù)量比例的關(guān)系

將圖1的數(shù)據(jù)按不同大小的根結(jié)內(nèi)各蟲(chóng)態(tài)線蟲(chóng)數(shù)量所占的比例計(jì)算得到圖2。由圖2可見(jiàn)，2 齡幼蟲(chóng)數(shù)量在長(zhǎng)（直）徑4～5 mm、6～10 mm 和11～15 mm 的根結(jié)內(nèi)所占比例穩(wěn)定在30%左右，在長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)內(nèi)減少到15%；3～4 齡幼蟲(chóng)數(shù)量在直徑2～3 mm的根結(jié)內(nèi)比例最大（近40%），在長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)內(nèi)比例最小，低于5%；成蟲(chóng)數(shù)量在長(zhǎng)（直）徑10 mm 以下的根結(jié)內(nèi)所占比例為20%～40%，在長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)內(nèi)的比例最大，達(dá)75%；各大小的根結(jié)上都有試驗(yàn)需要的卵塊，但卵塊所占比例隨根結(jié)的增大由25%降至10%。

圖2 不同大小的根結(jié)內(nèi)各蟲(chóng)態(tài)根結(jié)線蟲(chóng)所占的比例

2.3 根結(jié)大小與其內(nèi)各蟲(chóng)態(tài)線蟲(chóng)數(shù)量及頻率的關(guān)系

從圖3可以看出，直徑2～3 mm 的根結(jié)內(nèi)有1條3～4 齡幼蟲(chóng)的出現(xiàn)頻率為80%。長(zhǎng)（直）徑4 mm以上的根結(jié)內(nèi)2 齡幼蟲(chóng)的數(shù)量各不相同，一般為每根結(jié)1～5條，個(gè)別有每根結(jié)6～25條的現(xiàn)象；長(zhǎng)（直）徑4 mm以上的根結(jié)內(nèi)有1條3～4 齡幼蟲(chóng)的頻率在30%～70%之間，最多1個(gè)根結(jié)內(nèi)有6條3～4 齡幼蟲(chóng)，但出現(xiàn)頻率僅有10%。

圖3 不同大小的根結(jié)內(nèi)根結(jié)線蟲(chóng)幼蟲(chóng)的數(shù)量及其頻率

圖4 不同大小的根結(jié)內(nèi)根結(jié)線蟲(chóng)成蟲(chóng)和卵塊的數(shù)量及其頻率

由圖4可見(jiàn)，不同大小的根結(jié)內(nèi)都有成蟲(chóng)和卵塊存在。直徑2～3 mm 的根結(jié)100%有1個(gè)卵塊，70%有1條成蟲(chóng)，1個(gè)根結(jié)內(nèi)最多可見(jiàn)4條成蟲(chóng)，但出現(xiàn)頻率不到5%；直徑4～5 mm 的根結(jié)有2個(gè)卵塊的現(xiàn)象偏多，出現(xiàn)頻率60%，每個(gè)根結(jié)內(nèi)成蟲(chóng)數(shù)量1～7條不等；長(zhǎng)徑6～10 mm和11～15 mm 的根結(jié)，卵塊數(shù)量集中在每根結(jié)2～8個(gè)，根結(jié)內(nèi)出現(xiàn)10條以上成蟲(chóng)的現(xiàn)象逐漸顯現(xiàn)；每個(gè)長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)有5、6個(gè)卵塊的頻率分別為33%和22%，最多可見(jiàn)10個(gè)卵塊，但出現(xiàn)頻率不到5%。長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)內(nèi)成蟲(chóng)數(shù)量較多，每根結(jié)至少 11條，最多可見(jiàn)100條，平均可達(dá)每根結(jié)40條。

2.4 根結(jié)大小與其內(nèi)卵塊數(shù)量的關(guān)系

從表1可以看出，日光溫室拉秧黃瓜根系中根結(jié)大小與卵的數(shù)量的關(guān)系不大。不同大小的根結(jié)上每個(gè)卵塊所帶卵的數(shù)量平均在30～40粒之間。解剖的44個(gè)卵塊中，卵量最少的為每卵塊9粒，最多的為每卵塊60粒。但在取卵塊時(shí)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)徑大于11 mm 的根結(jié)卵塊經(jīng)常出現(xiàn)在根結(jié)內(nèi)部；長(zhǎng)（直）徑小于10 mm的根結(jié)，卵塊多產(chǎn)生于根結(jié)表面。

表1 不同大小根結(jié)所攜帶卵塊內(nèi)卵的數(shù)量

表2列出了解剖的44個(gè)卵塊中2 齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)的數(shù)量。長(zhǎng)徑11～15 mm 的根結(jié)中2齡幼蟲(chóng)的數(shù)量最多，長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)中成蟲(chóng)的數(shù)量最多。

表2 不同大小根結(jié)所攜帶2 齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)的數(shù)量

2.5 取樣時(shí)間及卵塊大小與其內(nèi)線蟲(chóng)數(shù)量的關(guān)系

圖5顯示，接種根結(jié)線蟲(chóng)15、30 d后根結(jié)表面皆無(wú)卵塊；45 d時(shí)表面有卵塊，且每卵塊孵化出的根結(jié)線蟲(chóng)數(shù)量最多，平均達(dá)每卵塊527條；隨著取樣時(shí)間的延長(zhǎng)，孵化出的線蟲(chóng)數(shù)量逐漸減少，60 d時(shí)每卵塊孵化出的根結(jié)線蟲(chóng)數(shù)量下降至372條；75 d時(shí)，孵化出的根結(jié)線蟲(chóng)數(shù)量急劇下降，每卵塊僅有57條2 齡幼蟲(chóng)。

圖5 不同取樣時(shí)間卵塊內(nèi)2 齡幼蟲(chóng)的數(shù)量

進(jìn)一步對(duì)45 d 取樣的卵塊直徑大小與孵化出的線蟲(chóng)數(shù)量關(guān)系進(jìn)行研究。結(jié)果顯示（圖6），直徑＜1 mm 的卵塊平均孵化出的2 齡幼蟲(chóng)數(shù)量最少，每卵塊233條；直徑為1～2 mm、2～3 mm和3～4 mm 的卵塊孵化出的2 齡幼蟲(chóng)數(shù)量分別為每卵塊413條、560條和620條；直徑＞5 mm的卵塊孵化出的2 齡幼蟲(chóng)數(shù)量最多，平均為每卵塊807條；各直徑卵塊平均可以孵化出527條2齡幼蟲(chóng)。

2.6 卵塊內(nèi)線蟲(chóng)數(shù)量與孵化時(shí)間的關(guān)系

圖7顯示，直徑2～3 mm 的卵塊線蟲(chóng)孵化高峰分別在第3 天和第7 天，每卵塊分別孵化出158條和123條。孵化時(shí)間持續(xù)約13 d，隨時(shí)間延長(zhǎng)孵化出的線蟲(chóng)數(shù)量逐漸減少，最終降為0。

圖6 不同直徑的卵塊所孵化出的2 齡幼蟲(chóng)數(shù)量

圖7 直徑2～3 mm 的卵塊不同孵化時(shí)間孵化出的線蟲(chóng)數(shù)量

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，溫室黃瓜根系長(zhǎng)徑較大的根結(jié)內(nèi)成蟲(chóng)數(shù)量較多，長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)內(nèi)平均成蟲(chóng)數(shù)量高達(dá)每根結(jié)42條，最多1個(gè)根結(jié)內(nèi)有成蟲(chóng)100條。每雌蟲(chóng)至少產(chǎn)1個(gè)卵塊，若每個(gè)卵塊按500粒卵計(jì)算，1個(gè)長(zhǎng)徑16～20 mm 的根結(jié)內(nèi)至少有2 萬(wàn)粒卵；如果土壤溫度（17～25℃）、濕度適宜，幼蟲(chóng)可以100%存活（Taylor & Sasser，1978；Ploeg & Maris，1999）。由此可以通過(guò)拉秧黃瓜較大長(zhǎng)徑（尤其是16～20 mm）根結(jié)的數(shù)量推斷下一茬作物的受害程度。溫室黃瓜生長(zhǎng)120 d時(shí)，大部分卵已發(fā)育為2 齡幼蟲(chóng)，進(jìn)入土壤尋找再次侵染植物根系的機(jī)會(huì)。因此，拉秧后應(yīng)及時(shí)采取有效的防控措施。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，直徑2～3 mm 的根結(jié)內(nèi)無(wú)2 齡幼蟲(chóng)，線蟲(chóng)已經(jīng)進(jìn)入3～4 齡幼蟲(chóng)、成蟲(chóng)和卵的階段，而且蟲(chóng)量較少。此時(shí)應(yīng)適當(dāng)推遲用藥時(shí)間，因?yàn)檗r(nóng)藥對(duì)已經(jīng)進(jìn)入根結(jié)內(nèi)的線蟲(chóng)和附在根結(jié)表面的卵囊中的卵很難奏效。防治應(yīng)在根結(jié)直徑4～5 mm時(shí)進(jìn)行，此時(shí)的根結(jié)內(nèi)有成蟲(chóng)5條左右，根結(jié)表面有2個(gè)卵塊的頻率為60%，孵化出2 齡幼蟲(chóng)的數(shù)量較多，如果此時(shí)采取防治措施，效率則較高。

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，黃瓜根結(jié)表面卵塊內(nèi)的線蟲(chóng)孵化高峰分別在第3 天和第7 天，孵化時(shí)間持續(xù)約13 d。何元和潘滄桑（2000）的研究顯示，番茄根結(jié)表面卵塊中的卵多集中在第2～6 天孵出。二者結(jié)果略有不同，可能與接種時(shí)間和寄主植物不同有關(guān)，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

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