湖南長(zhǎng)沙一季晚稻旱稻孢囊線蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)及危害損失

黃勇椿 葉姍 袁濤 周建宇 彭德良 黃文坤 丁中,*

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院/南方糧油作物協(xié)同創(chuàng)新中心，長(zhǎng)沙410128；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所/植物病蟲害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193; *通信聯(lián)系人：E-mail：dingzh@hunau.net)

1 材料與方法

1.1 材料

供試水稻品種：豐源優(yōu) 2297(湖南隆平種業(yè)有限公司)、粵王絲苗(湖南優(yōu)至種業(yè)有限公司)、旱優(yōu)73(上海天谷生物科技股份有限公司)。

供試蟲源采自湖南省長(zhǎng)沙縣黃興鎮(zhèn)水稻根際土壤，通過(guò)蔗糖分離法獲取孢囊，經(jīng)形態(tài)鑒定[4]和分子鑒定[9]確定分離的孢囊為旱稻孢囊線蟲。

1.2 試驗(yàn)地概況

定點(diǎn)定期采樣地位于湖南省長(zhǎng)沙縣黃興鎮(zhèn)長(zhǎng)安村(東經(jīng) 113°13′，北緯 28°8′)，土質(zhì)為輕壤土。取樣地塊內(nèi)孢囊線蟲發(fā)生分布比較均勻。

1.3 動(dòng)態(tài)調(diào)查方法

1.3.1 土樣采集方法

水稻直播35 d后或插秧7 d后開(kāi)始調(diào)查。在取樣地塊上，每隔7 d隨機(jī)采集3個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)采集5叢水稻根際土壤(0－15 cm)，混合均勻后取2 L土樣，帶回實(shí)驗(yàn)室。

1.3.2 孢囊的分離及計(jì)數(shù)

取1 L混合均勻的土樣，通過(guò)淘洗-過(guò)篩法進(jìn)行分離，在100目網(wǎng)篩上收集初篩樣本，再用蔗糖法[10]分離孢囊，并在體式顯微鏡下觀察計(jì)數(shù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件處理。計(jì)量資料以表示,均數(shù)間比較采用t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.4 危害損失研究方法

1.4.1 試驗(yàn)地設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地設(shè)置在湖南省長(zhǎng)沙縣黃興鎮(zhèn)長(zhǎng)安村未有旱稻孢囊線蟲發(fā)生的水稻田。土壤類型為輕壤土，肥力中等，施肥及病蟲草害防治與當(dāng)?shù)仄渌r(nóng)田一致；采用田間 PVC管隔離接種法進(jìn)行不同孢囊群體密度接種，每小區(qū)設(shè)置5個(gè)處理，每個(gè)處理8次重復(fù)，隨機(jī)排列。

1.4.2 水稻種植與接種方法

供試水稻品種為豐源優(yōu)2297，6月3日將2粒催芽露白的水稻播種于直徑20 cm、高30 cm的PVC管中，管上部分高出地面10 cm，待水稻兩葉一心時(shí)在水稻根部周圍打孔(孔深2～3 cm)，將孢囊接種于孔中。每個(gè)PVC管分別接種孢囊數(shù)量為0、50、100、150、200、400個(gè)(平均每個(gè)孢囊約125粒卵)，按照PVC管在土壤的深度(20 cm)折算成每管接種卵粒數(shù)約為0、1、2、3、4和8粒/ mL。

1.4.3 水稻葉綠素SPAD值檢測(cè)時(shí)間與方法

自抽穗期(9月 4日)采用 SPAD-502葉綠素儀(Minolta，日本)檢測(cè)不同接種群體密度的水稻劍葉葉綠素的相對(duì)含量SPAD值(soil and plant analyzer development)[11]，隔7 d檢查一次，連續(xù)檢查4次。

1.4.4 水稻收獲期土壤與樣品處理

1.4.4.1 土壤采集與孢囊檢測(cè)方法

同1.2.1和1.2.2一致，收集的土樣為PVC管中0－20 cm的水稻根際土壤。

1.4.4.2 農(nóng)藝性狀測(cè)定

水稻成熟后，將不同接種處理的水稻帶回室內(nèi)進(jìn)行考種，測(cè)定水稻株高、實(shí)粒重、有效穗數(shù)、著粒數(shù)、結(jié)實(shí)數(shù)和千粒重等指標(biāo)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用 SPSS 20.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 旱稻孢囊線蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查

2016－2018年分別對(duì)水稻根際土壤里的孢囊消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了調(diào)查(圖1)。2016年調(diào)查結(jié)果表明，移栽田旱稻孢囊數(shù)量出現(xiàn)3個(gè)明顯高峰，分別在水稻分蘗末期(7月28日)、抽穗期(8月25日)和黃熟期(9月22日)；直播田的孢囊數(shù)量也出現(xiàn)3個(gè)高峰，分別是分蘗中期(7月14日)、拔節(jié)期(8月11日)和黃熟期(9月22日)。兩種種植方式孢囊高峰期出現(xiàn)的時(shí)間有差異，直播田的孢囊數(shù)量較多。

2017年分別對(duì)抗性品種旱優(yōu)73和敏感品種豐源優(yōu) 2297的孢囊消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)抗性品種根際孢囊數(shù)量在分蘗末期(8月 4日)后一直處于較低的水平(孢囊密度＜50個(gè)/L)；而感病水稻的孢囊數(shù)量在分蘗末期(7月21日)、孕穗期(9月1日)和黃熟期(9月29日)出現(xiàn)3個(gè)高峰期，且在水稻孕穗期后一直維持在較高水平(孢囊密度＞200個(gè)/L)。

2018年對(duì)不同播種期的直播水稻田進(jìn)行了調(diào)查，早播10 d的調(diào)查地1在分蘗末期(7月20日)、拔節(jié)期(8月4日)、孕穗期(8月17日)出現(xiàn)了3個(gè)明顯的高峰，8月17日后土壤中的孢囊群體密度先下降后小幅上升，并在灌漿期(9月7日)出現(xiàn)1個(gè)不明顯的高峰；遲播的調(diào)查地2則在拔節(jié)期(8月10日)和灌漿期(9月14日)出現(xiàn)2個(gè)高峰。8月中旬至8月底，兩調(diào)查地塊的孢囊數(shù)量均明顯下降。從天氣情況來(lái)看，8月12日至8月底期間共有12 d雨日，同時(shí)溫度下降，推測(cè)氣象因子是影響孢囊數(shù)量的主要原因。從整體看，湖南7月中旬至8月中旬溫度較高，播期提前10 d的調(diào)查地1在7－8月初孢囊數(shù)量出現(xiàn)了2個(gè)高峰，調(diào)查地2在此期間孢囊數(shù)量?jī)H出現(xiàn)1個(gè)高峰。

圖1 2016－2018年試驗(yàn)點(diǎn)旱稻孢囊線蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)Fig. 1. Population dynamics of H. elachista in the experimental site during 2016 - 2018.

2.2 旱稻孢囊線蟲危害損失研究

2.2.1 不同接種密度對(duì)水稻葉綠素相對(duì)含量(SPAD)的影響

自抽穗期(9月 4日)開(kāi)始對(duì)不同接種密度水稻劍葉的葉綠素SPAD值進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明(圖2)，劍葉葉綠素SPAD值自抽穗期后呈下降趨勢(shì)，且隨接種密度的增加，水稻劍葉的SPAD值下降幅度更大。每1mL土接種1、2、3粒卵后，土壤4次檢測(cè)的葉綠素SPAD值與無(wú)接種對(duì)照差異不明顯；接種4粒/mL土壤的SPAD值在9月11日和9月25日較對(duì)照葉綠素SPAD值低6.4%和16.8%，與對(duì)照差異明顯(P＜ 0.05)；接種8粒/ mL則在4次檢測(cè)中葉綠素SPAD值較對(duì)照分別低8.8%、9.3%、12.5%和19.5%，差異均達(dá)到的顯著水平(P＜ 0.05)。表明當(dāng)孢囊線蟲數(shù)量達(dá)到一定量時(shí)可引起水稻早衰。

2.2.2 不同接種群體密度對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

收獲期對(duì)接種的水稻根際的孢囊數(shù)進(jìn)行檢查，(表 2)發(fā)現(xiàn)孢囊起始接種量越大，后期孢囊數(shù)量越多，在一定范圍內(nèi)，繁殖系數(shù)隨接種孢囊密度的增加而增加，其中每1 mL土壤接種4粒卵處理的繁殖系數(shù)最高。水稻考種調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明(表3)，接種8粒/mL處理有效穗數(shù)、實(shí)粒重、結(jié)實(shí)率顯著低于其他處理(P＜ 0.05)，接種4粒/mL處理有效穗數(shù)、實(shí)粒重顯著低于對(duì)照，而接種2、3粒/mL處理與對(duì)照沒(méi)有顯著性差異；隨著接種密度的增加，水稻實(shí)粒重表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，產(chǎn)量損失越重，而接種孢囊種群密度對(duì)水稻株高、穗粒數(shù)、千粒重等指標(biāo)變化不大；整體而言，接種群體密度不同對(duì)水稻危害程度不同。

圖2 旱稻孢囊線蟲接種密度對(duì)劍葉SPAD值的影響Fig. 2. Effect of inoculation density of H. elachista on SPAD value of flag leaf.

表1 不同接種量處理的旱稻孢囊線蟲繁殖系數(shù)Table 1. Reproduction factor of H. elachista at different inoculation densities.

3 討論

據(jù)歷年氣候資料，湖南 4－6月氣溫相對(duì)較低而溫度是影響孢囊線蟲孵化、侵染和繁殖的主要因素之一，如甜菜孢囊線蟲(H. schachtii)最適孵化溫度為20℃，在18～28℃下有利于其2齡幼蟲侵染和繁殖[13-14]；大豆孢囊線蟲(H. glycines)最適孵化溫度為24℃，土壤溫度在25～28℃有利于其生長(zhǎng)發(fā)育，當(dāng)溫度≤15℃ 或≥33℃ 時(shí)幾乎不能發(fā)育[15-16]。相較而言，旱稻孢囊線蟲的最適孵化溫度較高，為28～32℃[17]，在 28～35℃較高溫度下有利于 2齡幼蟲的侵染和發(fā)育[12]。湖南5月中旬前氣溫波動(dòng)大，旱稻孢囊線蟲孵化少、發(fā)生輕；湖南6月下旬以后，全省受副熱帶高壓控制，氣溫高，常年7月中旬以后日最高氣溫往往在33℃以上[18]，有利旱稻孢囊線蟲發(fā)生，故此旱稻孢囊線蟲消長(zhǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)查主要針對(duì)受其危害較為嚴(yán)重的一季晚稻?？紤]到一季晚稻水稻苗期氣溫相對(duì)較低，且淺水灌溉條件下不利于線蟲侵染和發(fā)育[17]，本研究旱稻孢囊線蟲田間動(dòng)態(tài)調(diào)查通常從7月初開(kāi)始。

動(dòng)態(tài)調(diào)查結(jié)果表明，2016－2018年旱稻孢囊線蟲的孢囊高峰期出現(xiàn)于水稻分蘗末期、孕穗期和黃熟期，但每年出現(xiàn)的時(shí)間和發(fā)生量均有一定的差異，其中2018年早播10 d的田塊出現(xiàn)了4個(gè)高峰期，可能與當(dāng)年高溫時(shí)間比較長(zhǎng)有關(guān)。除了溫度和播種期，影響旱稻孢囊線蟲發(fā)生數(shù)量和世代數(shù)的主要因素還有水稻的種植方式、品種抗性和灌溉。推測(cè)旱稻孢囊線蟲在湖南一季晚稻可發(fā)生3代。

田間接種不同旱稻孢囊群體密度試驗(yàn)表明，受線蟲危害的水稻株高、葉綠素、有效穗數(shù)、實(shí)粒重、結(jié)實(shí)率等農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量指標(biāo)均有所下降。其中每1 mL土壤接種1、2、3粒卵，株高、有效穗數(shù)、千粒重等各項(xiàng)指標(biāo)均與對(duì)照無(wú)顯著性差異；每 1mL土接種 4、8粒卵，有效穗數(shù)、實(shí)粒重、結(jié)實(shí)率等指標(biāo)顯著低于對(duì)照，水稻分別減產(chǎn)19.4%、24.2%；產(chǎn)量損失率隨著土壤中旱稻孢囊線蟲孢囊群體密度的增加而增大。在生產(chǎn)中，可據(jù)此做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，當(dāng)每1 mL土壤中孢囊卵粒數(shù)大于4時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的防治措施，如栽種抗性品種等。