添加化肥和覆膜提高土溫對土壤中香蕉穿孔線蟲的滅除效果

呂 梅，楊 欣，李俊毅，丁善文，徐春玲，謝 輝

（華南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院/廣東省微生物信號與作物病害防控重點實驗室植物線蟲研究室/植物檢疫線蟲檢測與防疫研究中心，廣東 廣州 510642）

【研究意義】 香蕉穿孔線蟲（Radopholus similis Thorne,1949）是一種危害極其嚴重的遷移性內(nèi)寄生土傳植物病原線蟲，被認為是全球最具毀滅性的十種植物病原線蟲之一[1-2]，許多國家和地區(qū)將其列為危險性檢疫線蟲[3]，也被我國列為進境檢疫性植物有害生物[4]。香蕉穿孔線蟲寄主范圍廣泛，可危害多種植物包括果樹、蔬菜、糧食作物和觀賞植物等，曾報道該線蟲可危害20多個科30多個屬的360多種植物[5-8]。【前人研究進展】 目前對香蕉穿孔線蟲的防治措施主要是采用化學防治、物理防治和農(nóng)業(yè)防治的綜合措施，其中化學防治仍是最主要手段。目前世界上生產(chǎn)使用的殺線劑約有30余種，常用的約有10余種[9]，而且大多是高毒、劇毒或殘留持久的化學農(nóng)藥。根據(jù)作用方式可將殺線劑分為兩大類，即熏蒸性殺線蟲劑（fumigant nematicides）和非熏蒸性殺線蟲劑（nonfumigant nematicides）。熏蒸性殺線蟲劑目前常用的有溴甲烷、必速滅（棉?。┖屯佼€，均用于土壤熏蒸處理[10]。熏蒸性殺線劑是滅生性藥劑，殺線蟲效果徹底，防病增產(chǎn)效果顯著，不易誘發(fā)線蟲抗藥性。但使用量大，施用后需立即覆膜蓋土，因此成本高、操作復雜；同時此類藥劑的大量使用，對人類安全和環(huán)境造成極大的不利影響[11]，現(xiàn)面臨被淘汰的境地。使用最廣泛、效果最好的熏蒸性殺線劑是溴甲烷，它是一種鹵代烴類熏蒸劑，在常溫下即可蒸發(fā)成密度比空氣大的氣體，通過其強大的擴散性和滲透性可有效殺滅土壤中的線蟲[12]。然而由于溴甲烷能夠破壞臭氧層[13]，因此根據(jù)《蒙特利爾議定書哥本哈根修正案》，其已在全球被禁用[14]。非熏蒸性殺線蟲劑目前常用的有丙線磷、苯線磷、克線丹、克線磷、克百威、涕滅威、甲基異柳磷和阿維菌素等，除阿維菌素類屬于生物源農(nóng)藥，其它均為高毒或劇毒品種且殘留嚴重，并且不能根除土壤中的植物病原線蟲。目前的大多數(shù)香蕉品種不抗香蕉穿孔線蟲，近年來開始關(guān)注利用分子育種技術(shù)研究培育抗香蕉穿孔線蟲的香蕉品種來防控該病害[15-16]?！颈狙芯壳腥朦c】 研發(fā)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)殺線劑根除土壤中的香蕉穿孔線蟲的有效途徑，且建立高效、安全、環(huán)保而又能廣泛運用的除治方法已成當務之急。植物線蟲普遍不耐高溫，經(jīng)60～65 ℃水浴處理2～3 min就能被殺死[17]。香蕉穿孔線蟲在48、50、52、55 ℃熱水中分別處理25、10、6、5 min時的致死率均為100%[18]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】 通過研究在土壤中添加肥料并覆蓋塑料薄膜，利用肥料分解產(chǎn)生的熱能和太陽照射產(chǎn)生的熱能共同形成的高溫對土壤中香蕉穿孔線蟲的殺滅效果。探索其替代熏蒸性殺線劑滅除土壤中香蕉穿孔線蟲的可行性和具體處理方法，為香蕉穿孔線蟲的防除提供一個可行、有效、便捷和安全的途徑和方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試線蟲是由華南農(nóng)業(yè)大學植物線蟲研究室保存和培養(yǎng)的香蕉穿孔線蟲(Radopholus similis)，使用胡蘿卜愈傷組織培養(yǎng)方法[19]進行保存和擴繁。

供試肥料為石灰氮和尿素。石灰氮（寧夏大榮化工冶金有限公司產(chǎn)品）：有效成分為氰胺化鈣，劑型為10%顆粒劑。尿素（河南駿馬集團化工有限公司產(chǎn)品）：有效成分為碳酰二胺，劑型為含氮量46.6%顆粒劑。

1.2 試驗方法

將擴繁的香蕉穿孔線蟲與滅菌的土壤混合，每公斤病土中蟲口密度約8 000條，然后將8 kg病土分別與尿素和石灰氮混勻，尿素和石灰氮施用量分別為1 kg土壤施5 g和10 g，將病土和肥料的混合樣品分別裝入直徑為15 cm、高40 cm的塑料管中，再分別覆蓋白色薄膜與黑色薄膜，最后將所有塑料管緊密地堆積在一起圍成圈狀，外圍用鐵絲網(wǎng)附襯一層細網(wǎng)紗包圍，鐵絲網(wǎng)與塑料管圍圈間填充約20 cm厚的土層（圖1），防止塑膠管中的熱量散失，更好地模擬大田環(huán)境，每個處理5次重復。試驗中，利用溫度計記錄塑料管圍圈正上方30 cm處的大氣氣溫；利用地溫計和WATCHDOG地溫測定儀分別記錄各處理塑料管中15 cm處和30 cm處的土壤溫度；大氣氣溫和土壤溫度的紀錄時間分別為各處理日8:00、10:00、12:00、14:00和18:00。以上試驗在廣州6～8月和8～10月進行兩次，兩次試驗的處理方法一致。第一次試驗在5周后，第二次試驗在6周后，分別在塑料管內(nèi)距離上端管口15 cm處和30 cm處扦插抽取土樣50 mL，采用貝曼漏斗法[20]分離線蟲，在解剖鏡下統(tǒng)計蟲數(shù)。第一次試驗在6周后及第二次試驗在7周后重復取樣分離統(tǒng)計蟲量，方法是將各處理塑膠管的土壤倒入滅菌的塑料袋中混勻后，抽取土樣200 mL采用貝曼漏斗法分離線蟲，在解剖鏡統(tǒng)計線蟲數(shù)量。

圖1 利用化肥和陽光照射防除土壤中香蕉穿孔線蟲Fig.1 Eliminating Radopholus similis in soil by using chemical fertilizer and sunlight

2 結(jié)果與分析

2.1 添加石灰氮或尿素并覆膜的方法能促使土壤溫度的升高

在自然情況下，土壤溫度變化幅度小，比氣溫穩(wěn)定，高溫季節(jié)的土壤溫度低于氣溫。本研究兩次試驗期間，在8:00各處理15 cm處土壤溫度與氣溫接近，分別相差-1～0.1 ℃和0～1.4 ℃，在14:00各處理15 cm處土壤溫度都高于氣溫，分別相差4.5～13.9 ℃和1.5～8.8 ℃（表1），表明本研究采用的添加石灰氮或尿素并覆膜的方法促使了土壤溫度的升高。

對6月下旬至8月上旬試驗期間的晴日數(shù)以及平均氣溫測錄結(jié)果（表1）顯示，晴日數(shù)為31 d，晴日氣溫范圍為32～41 ℃，日平均氣溫范圍為33～38.8 ℃，14:00的最高平均晴日氣溫為38.8℃。各處理土壤溫度在14:00達最高，除了尿素覆黑膜處理30 cm處土壤溫度為38.5 ℃，其他處理土壤溫度均超過40 ℃，其中溫度最高的為石灰氮覆白膜處理，15 cm處和30 cm處土壤溫度分別為52.7、43.4 ℃，而且該處理12:00土壤溫度分別為48.8、41.4 ℃，其他處理12:00 15 cm處土壤溫度為40.5～44.7 ℃，30 cm處土壤溫度末達40 ℃。因此石灰氮覆白膜處理提升土壤溫度的效果最好。

對8月下旬至10月上旬試驗期間的晴日數(shù)以及平均氣溫測錄結(jié)果（表1）顯示，晴日數(shù)為38 d，晴日氣溫范圍為27～39 ℃，日平均氣溫范圍為29.8～37.6 ℃，14:00的最高平均晴日氣溫為37.6 ℃。各處理土壤溫度也在14:00達最高，其中溫度最高的為石灰氮覆白膜處理15 cm處為46.4 ℃，而且在8:00、10:00、12:00和18:00各個紀錄時間，石灰氮覆白膜處理15 cm處土壤溫度與同時間其他處理相比均為最高，分別為31.2、35.8、41.5、40.4 ℃，因此在此期間也是石灰氮覆白膜處理提升土壤溫度的效果最佳。

2.2 利用化肥和陽光照射對香蕉穿孔線蟲的滅除效果

試驗結(jié)果顯示，采用添加石灰氮或尿素并覆膜的方法處理感染香蕉穿孔線蟲的土壤，分別在5周和6周后（7月26日和10月3日），從各處理塑料管的15 cm和30 cm處取樣進行分離檢測，未發(fā)現(xiàn)香蕉穿孔線蟲；1周后又重復1次取土樣進行分離和檢測，仍未分離檢測到香蕉穿孔線蟲。因此，采用上述方法，在廣州6～8月或8～10月期間，利用太陽照射5～6周以上，可有效滅除土壤中的香蕉穿孔線蟲。

表1 不同處理晴日平均土壤溫度變化 (℃)Table 1 Change of the average soil temperature under different treatments on sunny days (℃)

3 討論

據(jù)國外報道[21-23]，在氣溫為24～36 ℃情況下，香蕉穿孔線蟲在無寄主植物的田間土壤中可存活6個月。黃春曉等[24]報道了其在廣州對香蕉穿孔線蟲土壤存活情況的試驗結(jié)果，其試驗從2005年3月到2006年11月，供試香蕉穿孔線蟲7個種群在無任何植物的土壤中至少能存活5個月，其中多數(shù)種群存活6～9個月，個別種群可存活11個月。即在經(jīng)歷了6月下旬至8月上旬廣州年最高氣溫時期后，供試土壤中仍有香蕉穿孔線蟲存活。本研究分別在6月下旬至8月上旬和8月下旬至10月上旬，通過在土壤中添加石灰氮或尿素并覆蓋塑料薄膜處理土壤，分別在5周和6周后，即滅除了土壤中的香蕉穿孔線蟲。因此，在高溫季節(jié)，在土壤中添加石灰氮或尿素并覆蓋塑料薄膜的方法可以作為根除土壤中香蕉穿孔線蟲的可行和有效的土壤處理方法。

在6月下旬至8月上旬的第一次試驗中，石灰氮覆白膜處理的土壤溫度達到48 ℃以上的高溫可持續(xù)2 h，香蕉穿孔線蟲在48 ℃熱水中處理25 min的致死率達100%[18]，所以該處理僅依靠土壤高溫就可以完全有效滅除土壤中的香蕉穿孔線蟲。第一次試驗的其他處理和第二次試驗的所有處理的土溫雖然都低于48 ℃，但是這些處理土壤中的香蕉穿孔線蟲也被滅除，可能是由于石灰氮和尿素分解釋放出氰胺和氨氣彌漫分布在土壤中與土壤溫度一定程度升高的共同作用結(jié)果。

石灰氮的有效成分是氰胺化鈣又稱碳氮化鈣，在土壤中與水反應，生成氫氧化鈣和氰氨，同時放出熱量；氰氨再水解生成尿素，最后分解成氨，其不但對土壤中各類線蟲具有殺滅作用，而且還可以殺滅土壤中其他有害生物[25]，但是不會對環(huán)境產(chǎn)生危害并且能增加土壤肥力。尿素含氮量高（通常在45%～46%），是固體氮肥中含氮量最高的化合物。其容易吸水，在高溫條件下容易分解成氨并放出熱量，對土壤中的植物線蟲和其他有害生物同樣有殺滅作用，而對環(huán)境無危害。蔡東纂等[26]將尿素與土壤1∶100的比例混伴并覆膜，6周后可以完全滅除土壤中的根結(jié)線蟲。但未見施用石灰氮或尿素防除土壤中香蕉穿孔線蟲的報道。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，在當?shù)厍缛掌骄鶜鉁刈罡咧颠_到38.8 ℃以上，并保證晴日數(shù)在31 d以上，采用施尿素或石灰氮并覆蓋白膜或黑膜的處理方法，處理5周以上的時間，可滅除土壤中的香蕉穿孔線蟲。在當?shù)厍缛掌骄鶜鉁刈罡咧颠_到37.6 ℃以上，并保證晴日數(shù)在38 d以上，采用上述方法處理6周以上的時間，同樣可以滅除土壤中的香蕉穿孔線蟲。在各處理方法中，石灰氮10 g覆白膜處理的土壤溫度提升效果最好。石灰氮和尿素分別施入被香蕉穿孔線蟲感染的病土并覆蓋薄膜，在高溫季節(jié)，配合陽光照射的作用均能滅除病土中的香蕉穿孔線蟲，為有效防除土壤中香蕉穿孔線蟲和減少環(huán)境污染提供了替代熏蒸性殺線劑處理土壤的方法。