甘薯莖線蟲(chóng)在南方薯區(qū)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及影響因素研究

徐振+孫厚俊+楊冬靜+張成玲+趙永強(qiáng)+謝逸萍

摘要：【目的】明確甘薯莖線蟲(chóng)在我國(guó)南方薯區(qū)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，及影響甘薯莖線蟲(chóng)發(fā)生為害的環(huán)境因素?！痉椒ā糠謩e以種植健康薯苗、薯苗內(nèi)帶蟲(chóng)、人工接種莖線蟲(chóng)三種處理方法在實(shí)驗(yàn)田內(nèi)種植栗子香甘薯品種，設(shè)3次重復(fù)，收獲時(shí)調(diào)查莖線蟲(chóng)發(fā)病情況。第二年在相同地點(diǎn)種植健康栗子香甘薯品種，檢測(cè)莖線蟲(chóng)在南方薯區(qū)定殖的可能性。通過(guò)室內(nèi)盆栽接種實(shí)驗(yàn)，研究土壤含水量對(duì)甘薯莖線蟲(chóng)病發(fā)病程度的影響?！窘Y(jié)果】調(diào)查結(jié)果顯示，在薯苗帶蟲(chóng)及人工接種的情況下，莖線蟲(chóng)在三明市地區(qū)均可發(fā)病，但發(fā)病程度有逐年下降趨勢(shì)。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，土壤含水量對(duì)莖線蟲(chóng)病的發(fā)病程度具有顯著影響。土壤含水量為20%時(shí)最適宜莖線蟲(chóng)病的發(fā)生，含水量升高或降低均會(huì)降低莖線蟲(chóng)病的為害程度?！窘Y(jié)論】甘薯莖線蟲(chóng)在我國(guó)南方薯區(qū)存在較大定殖風(fēng)險(xiǎn)，薯苗帶蟲(chóng)及人工接種均可導(dǎo)致莖線蟲(chóng)病的發(fā)生，但為害程度逐年降低。土壤濕度過(guò)高是導(dǎo)致莖線蟲(chóng)病在南方薯區(qū)為害程度降低的原因之一。

關(guān)鍵詞：甘薯莖線蟲(chóng)；發(fā)生區(qū)域；土壤含水量；南方薯區(qū)

中圖分類號(hào)：S435文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-4374（2017）03-0026-04

Abstract：【Objective】Study on risk of potato rot nematode（Ditylenchus destructor Thorne） and environment influencing factors of sweet potato planting area in south China【Method】Conducted field contrast test，applying the arrangement with three repetition，applying healthy seedlings，nematode inoculation and artificial inoculation stem nematodeResearch the disease incidence during the harvest；The second year plan healthy seedlings in the same block to test the possible of colonization by potato rot nematode in sweet potato planting area of south ChinaIndoor potted experiment were carried out to check the effects of soil moisture on the potato rot nematode【Results】 Results of two consecutive years shows that potato rot nematode can occurs in Sanming city under both conditions of T1 and T2，with a reducing morbidity degree year by yearThe results of laboratory experiments shows that the highest disease index occurs under the 20% soil moisture content，which is significantly higher than other treatments【Conclusion】there are much possibility for potato rot nematode to colonizate in sweet potato planting area of south China，and the excessive soil moisture is one of the factors reducing the disease index of potato rot nematode in south area

Key words：Potato rot nematode（Ditylenchus destructor Thorne）； occurrence region； soil moisture content；sweet potato planting area in south China

甘薯莖線蟲(chóng)（[WTBX]Ditylenchus destructor Thorne）是莖線蟲(chóng)屬中為數(shù)不多的植物寄生性線蟲(chóng)之一。該線蟲(chóng)寄主范圍十分廣泛，涵蓋包括甘薯、馬鈴薯、花生、大蒜等重要經(jīng)濟(jì)作物在內(nèi)的100多種作物和雜草類植物，同時(shí)還可通過(guò)取食多種真菌完成生活史。在我國(guó)，甘薯莖線蟲(chóng)主要為害甘薯，目前在河北、河南、山東、山西、安徽、江蘇等省份均有發(fā)生，通常可造成甘薯減產(chǎn)20%～50%，嚴(yán)重時(shí)甚至絕收[1]。

大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，甘薯莖線蟲(chóng)主要在溫帶地區(qū)發(fā)生[2]。我國(guó)甘薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系對(duì)甘薯相關(guān)病害調(diào)查結(jié)果中也很少有甘薯莖線蟲(chóng)病在南方薯區(qū)發(fā)生的報(bào)道。然而，對(duì)甘薯莖線蟲(chóng)的生物學(xué)特性研究結(jié)果表明，該線蟲(chóng)對(duì)不利環(huán)境具有較高的耐受能力[3]，即使在-20℃條件下處理180天，不同種群仍有485%～1921%的存活率[4]。25～30℃為莖線蟲(chóng)生長(zhǎng)的最適溫度，在35℃時(shí)仍可完成生活史[5]。De Waele等通過(guò)離體實(shí)驗(yàn)證明，甘薯莖線蟲(chóng)發(fā)育的最適溫度為28℃，在這一溫度條件下甘薯莖線蟲(chóng)的產(chǎn)卵量最高，卵孵化平均只需44天，且卵成活率高達(dá)90%以上，幼蟲(chóng)到成蟲(chóng)的生活史周期平均為6～7天。當(dāng)溫度條件為34℃時(shí)，甘薯莖線蟲(chóng)種群仍然保持著很高的繁殖速率[6]。此外，上述結(jié)果為離體條件下測(cè)定，當(dāng)甘薯莖線蟲(chóng)在寄主體內(nèi)時(shí)，其對(duì)環(huán)境因素的耐受范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。通過(guò)比較現(xiàn)有的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甘薯莖線蟲(chóng)對(duì)環(huán)境因素的適應(yīng)范圍與我國(guó)南方薯區(qū)的氣候條件仍具有一定重疊區(qū)域。因此，本項(xiàng)研究的目的即在于探討甘薯莖線蟲(chóng)病在我國(guó)南方薯區(qū)發(fā)生的可能性以及影響其為害程度的環(huán)境因素。

徐振，孫厚俊，楊冬靜，張成玲，趙永強(qiáng)，謝逸萍：甘薯莖線蟲(chóng)在南方薯區(qū)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及影響因素研究[=]

1材料與方法

11南方薯區(qū)莖線蟲(chóng)病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)研究

111甘薯莖線蟲(chóng)分離

莖線蟲(chóng)發(fā)病薯塊采自徐州地區(qū)甘薯田內(nèi)，采用淺盤(pán)法分離獲得莖線蟲(chóng)懸浮液。將獲得的莖線蟲(chóng)懸浮液在5000rpm離心3min濃縮，棄上清，加入含有01%硫酸鏈霉素和0002%放線菌酮的消毒液對(duì)莖線蟲(chóng)表面消毒1h。用滅菌水清洗3次，4℃保存?zhèn)溆肹7]。

112甘薯品種準(zhǔn)備

以高感莖線蟲(chóng)病甘薯品種栗子香為實(shí)驗(yàn)材料，選取健康薯塊通過(guò)苗床育苗獲得健康薯苗。通過(guò)打孔法向健康的栗子香薯塊內(nèi)接種莖線蟲(chóng)，在室溫條件下培養(yǎng)40天。利用接種過(guò)莖線蟲(chóng)的薯塊在封閉的水泥池內(nèi)育苗，獲得帶莖線蟲(chóng)的栗子香薯苗。

113處理方法

在我國(guó)南方薯區(qū)內(nèi)福建省三明市（26°13′N，117°36′E）選擇實(shí)驗(yàn)田，經(jīng)隔離處理后按3種處理方法實(shí)施實(shí)驗(yàn)。Control：種植健康栗子香薯苗；T1：種植帶莖線蟲(chóng)薯苗；T2：種植健康薯苗，后用根部滴加法人工接種莖線蟲(chóng)。每個(gè)處理小區(qū)內(nèi)種植40棵薯苗，設(shè)3次重復(fù)，處理小區(qū)之間及實(shí)驗(yàn)田邊緣設(shè)2行保護(hù)行。收獲時(shí)調(diào)查各處理的發(fā)病率及病情指數(shù)。第二年（2015年）在同一田塊內(nèi)統(tǒng)一種植健康的栗子香薯苗，收獲時(shí)調(diào)查各處理小區(qū)內(nèi)莖線蟲(chóng)病發(fā)生情況。

12土壤含水量對(duì)莖線蟲(chóng)病發(fā)生程度的影響

將田間土壤在120℃下烘干24小時(shí)，再在每個(gè)圓形塑料花盆中裝入1kg烘干土壤。分別向花盆中加入110ml，250ml，350ml，430ml滅菌水，水中統(tǒng)一含有400頭莖線蟲(chóng)。根據(jù)：水重/（水重+土重）×100%計(jì)算不同處理的土壤含水量分別為10%，20%，26%，30%。選擇生長(zhǎng)一致的栗子香薯苗，每盆栽種1棵，單獨(dú)稱量并記錄每個(gè)花盆和薯苗的總重量。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理10次重復(fù)。薯苗栽種完成后放置于25℃的植物生長(zhǎng)間內(nèi)培養(yǎng)，每天對(duì)每個(gè)花盆進(jìn)行稱重，根據(jù)原有記錄補(bǔ)充散失的水分。薯苗培養(yǎng)50天后調(diào)查薯苗的病情指數(shù)和單位重量薯苗內(nèi)莖線蟲(chóng)的數(shù)量。

13病情指數(shù)及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

病情指數(shù)調(diào)查方法根據(jù)徐振等方法設(shè)計(jì)[8]。甘薯苗地下莖病害調(diào)查方法是用解剖剪將薯苗自基部起向上剖開(kāi)，根據(jù)莖線蟲(chóng)為害癥狀的面積進(jìn)行病害分級(jí)，具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如為：0級(jí)：全株不發(fā)病；1級(jí)：開(kāi)始發(fā)病，尚不顯著；2級(jí)：受害達(dá)全株1/3；3級(jí)：受害達(dá)全株1/2；4級(jí)：受害達(dá)全株2/3；5級(jí)：全株發(fā)病。薯塊病害調(diào)查方法是用刀將薯塊切開(kāi)，根據(jù)莖線蟲(chóng)侵染程度進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：0級(jí)：無(wú)??；1級(jí)：為害面積占薯塊橫切面積1/4以下；2級(jí)：為害面積占薯塊橫切面積1/4至1/2；3級(jí)：為害面積占薯塊橫切面積1/2至3/4；4級(jí)：為害面積占薯塊橫切面積3/4以上。對(duì)樣品進(jìn)行分級(jí)后，根據(jù)以下公式計(jì)算病情指數(shù)：

病情指數(shù)=[SX（]（各級(jí)感病薯塊數(shù)×相應(yīng)級(jí)數(shù)）[]調(diào)查薯塊數(shù)×4[SX）]×100%

甘薯苗地下莖和薯塊的病情指數(shù)通過(guò)[KF（]（x+1）[KF）]轉(zhuǎn)化后進(jìn)行單因素方差分析比較處理間的差異顯著性。

2結(jié)果與分析

21南方薯區(qū)莖線蟲(chóng)病發(fā)病情況調(diào)查

為研究甘薯莖線蟲(chóng)病在我國(guó)南方薯區(qū)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，本人所在的徐州甘薯研究中心與南方病蟲(chóng)害崗位專家團(tuán)隊(duì)合作在福建省三明市設(shè)置隔離實(shí)驗(yàn)田，通過(guò)薯苗帶蟲(chóng)及人工接種兩種方法調(diào)查甘薯莖線蟲(chóng)病在田間的發(fā)病情況。2014～2015年期間的田間調(diào)查結(jié)果表明，在薯苗帶蟲(chóng)及人工接種的情況下，甘薯莖線蟲(chóng)病均可在南方薯區(qū)田間發(fā)生，且為害程度可達(dá)到莖線蟲(chóng)病病害分級(jí)的最高等級(jí)4級(jí)（圖1A）。2014年的調(diào)查結(jié)果顯示，薯苗帶蟲(chóng)處理區(qū)內(nèi)薯塊的發(fā)病率為28%，人工接種處理區(qū)發(fā)病率為23%。2015年在相同田內(nèi)種植健康栗子香薯苗，兩處理區(qū)域內(nèi)薯苗發(fā)病率均有所下降，分別為12%和4%。值得注意的是，2015年在對(duì)照區(qū)內(nèi)薯苗也存在發(fā)病的情況，證明了莖線蟲(chóng)在田間的擴(kuò)散趨勢(shì)（圖1B）。發(fā)病薯塊的病情指數(shù)同樣表現(xiàn)出逐年下降的趨勢(shì)，2014年薯苗帶蟲(chóng)及人工接種處理區(qū)的薯塊病情指數(shù)分別為165%和125%，到2015年時(shí)分別下降到75%和30%（圖1C）。然而，田間仍然能看到達(dá)到4級(jí)的病薯，說(shuō)明莖線蟲(chóng)在南方薯區(qū)仍存在定殖的可能性。

22土壤含水量對(duì)莖線蟲(chóng)病發(fā)病程度的影響

中國(guó)南、北方薯區(qū)間自然條件存在巨大差異，其中土壤含水量是差異最為顯著的環(huán)境因素之一。本研究通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，研究了土壤含水量對(duì)甘薯莖線蟲(chóng)病發(fā)生為害的影響。結(jié)果表明，甘薯莖線蟲(chóng)病在土壤含水量為20%時(shí)發(fā)病最重，隨著土壤含水量的升高或降低，甘薯莖線蟲(chóng)病的為害程度均下降（圖2）。在接種莖線蟲(chóng)50天后，土壤含水量為20%的處理薯苗病情指數(shù)為最高的92%，1克組織內(nèi)莖線蟲(chóng)數(shù)量高達(dá)1615頭。當(dāng)土壤含水量升高為26%和30%時(shí)，薯苗病情指數(shù)分別下降為52%和20%，薯苗單位重量組織內(nèi)的莖線蟲(chóng)數(shù)量也分別下降到925頭和170頭。另一方面，當(dāng)土壤含水量降低為10%時(shí)，莖線蟲(chóng)病為害同樣減輕，病情指數(shù)僅為44%，莖線蟲(chóng)種群密度為320頭/克組織（表1）。

3討論與結(jié)論

自1982年甘薯莖線蟲(chóng)在中國(guó)發(fā)生的首次報(bào)道以來(lái)[9]，人們普遍認(rèn)為甘薯莖線蟲(chóng)的發(fā)生具有明顯的區(qū)域性，主要集中在溫帶地區(qū)。本項(xiàng)研究所設(shè)的實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為福建省三明市（26°13′N，117°36′E），處于熱帶地區(qū)邊緣，南方薯區(qū)范圍內(nèi)。田間調(diào)查結(jié)果表明，無(wú)論是人工接種還是薯苗內(nèi)帶線蟲(chóng)條件下，甘薯莖線蟲(chóng)病均可發(fā)生。雖然發(fā)病程度與同等條件下北方薯區(qū)相比有所降低，但依然說(shuō)明南方薯區(qū)存在較大的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。更重要的是，第二年在統(tǒng)一種植健康薯苗的情況下，田間仍然能夠發(fā)現(xiàn)達(dá)到病害分級(jí)最高等級(jí)的受害植株，證明莖線蟲(chóng)在當(dāng)?shù)鼐哂休^高的定殖風(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于南方薯區(qū)莖線蟲(chóng)病發(fā)生的報(bào)道較少，其可能原因首先是莖線蟲(chóng)病在北方薯區(qū)的嚴(yán)重為害以引起產(chǎn)業(yè)內(nèi)人士的足夠重視，加強(qiáng)了薯苗調(diào)運(yùn)的檢驗(yàn)檢疫，阻礙了莖線蟲(chóng)向南方薯區(qū)的擴(kuò)散。第二個(gè)可能的原因是與北方薯區(qū)相比，南方薯區(qū)的確存在某些環(huán)境因素不利于莖線蟲(chóng)病的定殖為害。

甘薯莖線蟲(chóng)病的發(fā)生受多種環(huán)境因素的影響。通常來(lái)講，甘薯腐爛莖線蟲(chóng)在濕潤(rùn)、疏松、通氣及排水好的砂質(zhì)土壤中發(fā)病較重；在黏土地、有機(jī)質(zhì)多的地塊、過(guò)分干燥的土壤中發(fā)病較輕[10]。本項(xiàng)研究結(jié)果表明，在薯苗帶蟲(chóng)及人工接種的情況下，甘薯莖線蟲(chóng)都可在南方薯區(qū)發(fā)生，但為害程度呈逐年下降趨勢(shì)?？紤]到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素，莖線蟲(chóng)病在第二年為害減輕，部分原因是由于第二年種植的都是健康薯苗，且無(wú)人工接種處理，田間莖線蟲(chóng)種群基數(shù)減少。然而，研究證明，土壤濕度同樣是莖線蟲(chóng)病發(fā)生程度的重要影響因素。室內(nèi)研究結(jié)果表明，當(dāng)土壤含水為20%時(shí)，莖線蟲(chóng)病發(fā)生最為嚴(yán)重。含水量升高或降低，均會(huì)影響莖線蟲(chóng)病的發(fā)生程度。另一方面，福建省三明市的年均降水量為1688mm，而北方薯區(qū)的年平均降水量則主要集中在400～800mm區(qū)間內(nèi)。綜上所述，土壤含水量的差異很可能是導(dǎo)致莖線蟲(chóng)病在南方薯區(qū)發(fā)生逐年減輕的一個(gè)主要因素。

不利的環(huán)境因素能阻礙病害的發(fā)展，同時(shí)也提供了強(qiáng)大的選擇壓力，促進(jìn)能夠適應(yīng)不同生存環(huán)境的病原種群的分化形成[11，12]。本項(xiàng)研究首先證明了甘薯莖線蟲(chóng)在南方薯區(qū)發(fā)生的可能性，雖然連續(xù)兩年的調(diào)查結(jié)果顯示其發(fā)病程度有下降的趨勢(shì)，但不能否定不利的環(huán)境選擇壓下促進(jìn)莖線蟲(chóng)形成對(duì)高溫高濕環(huán)境具有更高耐受能力的種群的可能性。如果經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的種群積累，這種耐高溫的地理種群很可能對(duì)當(dāng)?shù)氐淖魑镌斐蓢?yán)重的損失。另一方面，本次實(shí)驗(yàn)選擇的種植時(shí)間為當(dāng)?shù)刈顭岬南募?，過(guò)高的溫度對(duì)莖線蟲(chóng)病的發(fā)生程度具有較大的限制。然而甘薯莖線蟲(chóng)寄主十分廣泛，因此如果不嚴(yán)格控制莖線蟲(chóng)的擴(kuò)散，則很可能造成莖線蟲(chóng)在冬季作物上大發(fā)生的嚴(yán)重后果。因此，盡管目前尚無(wú)甘薯莖線蟲(chóng)在我國(guó)南方薯區(qū)大發(fā)生的報(bào)道，仍需對(duì)甘薯莖線蟲(chóng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)檢疫，避免莖線蟲(chóng)向南方擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。

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