西南地區(qū)蕎麥根結(jié)線蟲危害與前茬作物及苦蕎產(chǎn)量的相關(guān)性

孫道旺，何成興，尹桂芳，盧文潔， 王艷青，隆文杰，張艷軍，胡選江，劉 佳，王莉花*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所/云南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部西南作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650205；2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，云南 昆明 650205；3.玉溪市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 玉溪 653100)

【研究意義】蕎麥為蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬(Fagopyrum)1年生草本植物，富含黃酮類化合物，極具保健價(jià)值，有甜蕎(F.esculentum)和苦蕎(F.tataricum)2個(gè)栽培種[1]，甜蕎主產(chǎn)區(qū)為北方的內(nèi)蒙古、陜西、山西、甘肅和寧夏，常年種植面積約70～80萬hm2；苦蕎主產(chǎn)區(qū)為長(zhǎng)江以南的云南、四川、貴州、重慶和西藏，常年種植面積在50萬hm2以上[2]，是西南地區(qū)調(diào)節(jié)茬口的重要糧食作物之一。根結(jié)線蟲是苦蕎生產(chǎn)中的主要病害之一，苦蕎早期被根結(jié)線蟲侵染危害，植株生長(zhǎng)受到嚴(yán)重影響，分支及花序減少，籽粒飽滿度不夠，產(chǎn)量降低，質(zhì)量變差?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】隨著農(nóng)作物種植規(guī)模化和高值農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，植物線蟲病呈嚴(yán)重發(fā)生趨勢(shì)，將為中國(guó)第二大植物病害，其中孢囊線蟲和根結(jié)線蟲危害最為嚴(yán)重[3]。目前報(bào)道的根結(jié)線蟲有 90 多種，中國(guó)有39種，其中爪哇根結(jié)線蟲(Meloidogynejavanica)、花生根結(jié)線蟲(M.arenaria)、北方根結(jié)線蟲(M.hapla)和南方根結(jié)線蟲(M.incognita)引起90%以上的植物根結(jié)線蟲病[4-5]。根結(jié)線蟲寄主廣泛，能侵染危害絕大部分農(nóng)作物，造成不同程度的損失，四川涼山、攀枝花煙區(qū)，煙葉每年損失率為10%～20%，局部地塊發(fā)病率超過70%[6]，海南淮山藥受線蟲危害減產(chǎn)24%～40%，嚴(yán)重者達(dá)60%～80%，甚至完全不能食用[7]，全球水稻年產(chǎn)量損失估計(jì)范圍為10%～25%[8]，蔬菜和果樹產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展也受其嚴(yán)重威脅[9-10]。前茬作物的根結(jié)線蟲病，會(huì)明顯影響后茬作物，馮明祥等[11]研究結(jié)果表明，在大棚條件下，前茬作物為芹菜的A棚地和C棚地，番茄根結(jié)線蟲病的病情指數(shù)為14.29和33.33，而前茬作物為番茄(即連作)的B棚地和D棚地，番茄根結(jié)線蟲病的病情指數(shù)為80.47和57.65。李淑如等[12]報(bào)道顯示，前茬作物為丹參(連作)和棉花，丹參根結(jié)線蟲較多，發(fā)病嚴(yán)重；前茬作物為玉米、紅薯和花生，丹參根結(jié)線蟲發(fā)生少量。危害蕎麥的根結(jié)線蟲主要有南方根結(jié)線蟲(M.incognita)、爪哇根結(jié)線蟲(M.javanica)和花生根結(jié)線蟲(M.arenaria)3種，其中南方根結(jié)線蟲(M.incognita)為優(yōu)勢(shì)種群[13]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】西南地區(qū)地形地貌多為山地和丘陵，人均耕地少，貧困程度深，但自然資源豐富，光熱條件極為優(yōu)越[14]，耕地復(fù)種指數(shù)潛力理論值高達(dá)288.3%[15]，1年2熟、3熟現(xiàn)象較為普遍。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，蕎麥根結(jié)線蟲的發(fā)生危害，與前茬作物明顯相關(guān)，但有關(guān)蕎麥根結(jié)線蟲的發(fā)生危害與前茬作物及苦蕎產(chǎn)量的相關(guān)性研究，未見文獻(xiàn)報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】開展蕎麥根結(jié)線蟲發(fā)生危害與前茬作物及苦蕎產(chǎn)量的相關(guān)性研究，可為西南地區(qū)蕎麥生產(chǎn)合理布局和根結(jié)線蟲綠色防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 蕎麥根結(jié)線蟲危害與前茬作物的相關(guān)性

2018—2019年，在西南地區(qū)云南、貴州、四川和重慶4省(市)蕎麥主產(chǎn)區(qū)，對(duì)不同前茬作物的蕎麥種植地塊，按照5點(diǎn)取樣法，每塊地5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)隨機(jī)調(diào)查30株蕎麥植株，按照調(diào)查病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每株蕎麥根部受害程度進(jìn)行分級(jí)記載，統(tǒng)計(jì)各病情級(jí)別株數(shù)，計(jì)算發(fā)病株率和病害病情指數(shù)，分析蕎麥根結(jié)線蟲危害與前茬作物的相關(guān)性。

1.2 根結(jié)線蟲危害與苦蕎產(chǎn)量的相關(guān)性

1.2.1 病情級(jí)別與蕎麥產(chǎn)量的相關(guān)性 2019年，在試驗(yàn)大棚內(nèi)，將種植土壤充分混勻備用。從云南省曲靖市馬龍區(qū)舊縣鎮(zhèn)煙區(qū)選取根結(jié)線蟲危害較為嚴(yán)重的和健康的煙根，帶回室內(nèi)分別切剪成2～3 cm的小段，按照每缽烤煙病根100、150、200、0 g 4種處理設(shè)計(jì)，分別放入事先裝有2/3種植土壤的塑料營(yíng)養(yǎng)缽(20 cm×18 cm)中，為避免放入的煙根量不同而影響參試的蕎麥產(chǎn)量，試驗(yàn)時(shí)用已切剪的健康煙根在每缽中分別補(bǔ)足煙根總量200 g，然后將苦蕎品種‘云蕎1號(hào)’種子10～15粒/缽均勻播入缽中，覆土3～4 cm。待蕎麥苗生長(zhǎng)至2～3真葉時(shí)，每缽定植5株。每一處理種植30缽。試驗(yàn)材料生長(zhǎng)成熟時(shí)，分別調(diào)查每株蕎麥的籽粒產(chǎn)量和根結(jié)線蟲危害級(jí)別，建立病情級(jí)別與蕎麥產(chǎn)量的回歸方程，分析其相關(guān)性。

1.2.2 病情指數(shù)與蕎麥產(chǎn)量的相關(guān)性 2019年，在云南省曲靖市馬龍區(qū)舊縣鎮(zhèn)煙后苦蕎秋播種植區(qū)，選取蕎麥生長(zhǎng)成熟的地塊10塊，采用5點(diǎn)取樣法，每塊地選取5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)隨機(jī)調(diào)查50株蕎麥根部受線蟲危害程度，調(diào)查每株危害級(jí)別并統(tǒng)計(jì)各危害級(jí)別株數(shù)，計(jì)算病害病情指數(shù)；分別稱量每一調(diào)查點(diǎn)50株蕎麥籽粒的產(chǎn)量，建立病害病情指數(shù)與蕎麥產(chǎn)量的回歸方程，分析其相關(guān)性。

1.3 根結(jié)線蟲病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和病情指數(shù)計(jì)算

病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[13]0級(jí)：根部正常，無可見根結(jié)；1級(jí)：1/3以下根上有少量根結(jié)；2級(jí)：1/3～1/2根上有根結(jié)；3級(jí)：1/2以上根上有根結(jié)，少量次生根上發(fā)生根結(jié)；4級(jí)：所有根上，包括次生根上也長(zhǎng)滿根結(jié)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2003進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和回歸性分析，數(shù)據(jù)不做任何轉(zhuǎn)換。

2 結(jié)果與分析

2.1 根結(jié)線蟲危害與前茬作物的相關(guān)性

通過對(duì)四川、重慶、貴州和云南4省(市)29個(gè)地點(diǎn)30塊地(表1)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，蕎麥根結(jié)線蟲的危害與所調(diào)查的前茬作物差異較為明顯(圖1)。烤煙為前茬作物，蕎麥根結(jié)線蟲發(fā)生危害最為嚴(yán)重，發(fā)病株率為31.67%～83.93%，平均為60.47%；病情指數(shù)為8.75～34.74，平均為23.25。其次為甘藍(lán)，發(fā)病株率為0～23.90%，平均為11.95%；病情指數(shù)為0～6.61，平均為3.31。玉米、馬鈴薯、玉米和馬鈴薯套種地、油菜和辣椒等前茬作物，蕎麥根結(jié)線蟲雖有發(fā)生，但危害較輕，發(fā)病株率在5%以下，病情指數(shù)在1.00以下。瑪卡和休閑地，沒有蕎麥根結(jié)線蟲病發(fā)生。

表1 調(diào)查地點(diǎn)及前茬作物

2.2 根結(jié)線蟲危害與苦蕎產(chǎn)量的相關(guān)性

2.2.1 病情級(jí)別與蕎麥產(chǎn)量的相關(guān)性 大棚根結(jié)線蟲接種試驗(yàn)(表2)顯示，共調(diào)查試驗(yàn)材料‘云蕎1號(hào)’416株，其中0級(jí)66株，占試驗(yàn)材料15.87%，1級(jí)186株占44.71%，2級(jí)61株占14.66%，3級(jí)50株占12.02%，4級(jí)53株占12.74%，各級(jí)別除1級(jí)外，所占比例差距不大。應(yīng)用Microsoft Office Excel軟件，建立根結(jié)線蟲病情級(jí)別和苦蕎單株產(chǎn)量之間的線性相關(guān)方程式為：y=-0.4175x+3.086，R2=0.1473(圖2)，方程式系數(shù)a=-0.4175表明，根結(jié)線蟲病害級(jí)別和‘云蕎1號(hào)’單株產(chǎn)量相關(guān)性呈負(fù)相關(guān)，即隨著病害級(jí)別升高，苦蕎單株產(chǎn)量隨之降低。另外，相關(guān)性系數(shù)R2=0.1473表明，雖然根結(jié)線蟲病害級(jí)別和‘云蕎1號(hào)’單株產(chǎn)量之間呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性較弱。

2.2.2 病情指數(shù)與苦蕎產(chǎn)量的相關(guān)性 通過對(duì)云南省馬龍區(qū)舊縣鎮(zhèn)煙后蕎麥秋播區(qū)10塊地50個(gè)點(diǎn)共2500株苦蕎的調(diào)查，應(yīng)用Microsoft Office Excel軟件，建立50個(gè)點(diǎn)根結(jié)線蟲病情指數(shù)和苦蕎產(chǎn)量的線性相關(guān)方程式為：y=-4.604x+600.35，R2=0.1652(圖3)。方程式系數(shù)a=-4.604表明，苦蕎根結(jié)線蟲病情指數(shù)和50株苦蕎產(chǎn)量相關(guān)性呈負(fù)相關(guān)，即隨著苦蕎病情指數(shù)增大，苦蕎產(chǎn)量隨之降低。另外，相關(guān)性系數(shù)R2=0.1652表明，雖然根結(jié)線蟲病情指數(shù)和苦蕎產(chǎn)量之間呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性也比較弱。

3 討 論

3.1 根結(jié)線蟲危害與前茬作物的相關(guān)性

通過對(duì)玉米、馬鈴薯、辣椒、煙草、油菜、甘藍(lán)和瑪卡等前茬作物地塊和休閑地的調(diào)查結(jié)果表明，烤煙地塊的蕎麥根結(jié)線蟲危害程度最為嚴(yán)重，其次為甘藍(lán)、辣椒、馬鈴薯、玉米和油菜等前茬作物地，而瑪卡地和休閑地沒有發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲危害蕎麥。

根結(jié)線蟲病為土傳病害，前茬作物發(fā)生根結(jié)線蟲病害之后，栽培地土壤中根結(jié)線蟲的幼蟲和卵的數(shù)量會(huì)顯著增加[16]，決定該病害的發(fā)生、流行和爆發(fā)。因此，前茬作物根結(jié)線蟲發(fā)生危害嚴(yán)重，將導(dǎo)致下茬寄主植物也受害嚴(yán)重。前茬種植對(duì)根結(jié)線蟲具有殺滅性的萬壽菊[17]，芹菜根結(jié)線蟲發(fā)病率僅為6.00%，病情指數(shù)為1.5，試驗(yàn)防治效果為62.38%[18]。何成興等[13]研究發(fā)現(xiàn)，前茬為煙草的地塊蕎麥根結(jié)線蟲危害最嚴(yán)重，馬鈴薯地次之，玉米地則較輕，本調(diào)查結(jié)果與此結(jié)論一致。根結(jié)線蟲病是西南煙區(qū)的主要病害[19-20]，危害種類主要是花生根結(jié)線蟲(M.arenaria)、南方根結(jié)線蟲(M.incognita)和爪哇根結(jié)線蟲(M.javanica)[21-23]，而危害蕎麥的根結(jié)線蟲也以這3種為主[13]，這是烤煙后茬蕎麥被根結(jié)線蟲危害最嚴(yán)重的根本原因。玉米[24]、馬鈴薯[25]、辣椒[26]、油菜和甘藍(lán)[27]均為根結(jié)線蟲寄主植物，也是西南地區(qū)常年種植的主要農(nóng)作物，但根結(jié)線蟲病發(fā)生危害較輕，以致后茬蕎麥根結(jié)線蟲危害也較輕?，斂ㄊ欠駷楦Y(jié)線蟲寄主植物，未見文獻(xiàn)報(bào)道，有待開展相關(guān)試驗(yàn)研究，目前產(chǎn)生中未發(fā)現(xiàn)被根結(jié)線蟲危害的現(xiàn)象，因此瑪卡地和休閑地種植蕎麥，沒有根結(jié)線蟲危害。因此，西南地區(qū)蕎麥種植地，應(yīng)盡量避開烤煙種植地，選擇前茬根結(jié)線蟲危害輕的玉米、馬鈴薯、瑪卡等作物種植地或空閑地，以減輕根結(jié)線蟲對(duì)蕎麥的危害。

表2 ‘云蕎1號(hào)’苦蕎根結(jié)線蟲病情級(jí)別統(tǒng)計(jì)數(shù)

3.2 根結(jié)線蟲危害與苦蕎產(chǎn)量的相關(guān)性

根結(jié)線蟲危害病情級(jí)別與蕎麥產(chǎn)量相關(guān)性方程：y=-0.4175x+3.086,R2=0.1473，方程式a值表明，隨著根結(jié)線蟲病害級(jí)別的升高，苦蕎單株產(chǎn)量隨之降低，但相關(guān)性比較弱。張振臣等[28]研究建立了煙草產(chǎn)量損失率與根結(jié)線蟲病害級(jí)別的方程式：y=20.51x+5.6,R=0.98696(其中y為產(chǎn)量損失率，x為根結(jié)線蟲病害級(jí)別)，方程式顯示，隨著根結(jié)線蟲病害級(jí)別的升高，煙草產(chǎn)量也隨之降低，其相關(guān)性與本文研究結(jié)果相符，但是煙草產(chǎn)量損失率與根結(jié)線蟲病害級(jí)別的相關(guān)性比較強(qiáng)；根結(jié)線蟲病情指數(shù)與苦蕎產(chǎn)量相關(guān)性方程：y=-4.604x+600.35,R2=0.1652，方程式a值表明，隨著根結(jié)線蟲病病情指數(shù)的升高，苦蕎產(chǎn)量隨之降低，相關(guān)性也比較弱。吳華新等[29]回歸模擬了芹菜根結(jié)線蟲病情指數(shù)與產(chǎn)量損失率的一元非線性數(shù)學(xué)模型y=0.026x1.6429,R=0.9951(其中，y為產(chǎn)量損失率，x為根結(jié)線蟲病病情指數(shù))，數(shù)學(xué)模型顯示，隨著根結(jié)線蟲病情指數(shù)升高，芹菜產(chǎn)量隨之降低，其相關(guān)性與本文研究結(jié)果相符，其R值表明，芹菜產(chǎn)量損失率與根結(jié)線蟲病情指數(shù)的相關(guān)性比較強(qiáng)。本文研究的2個(gè)方程式共同顯示出根結(jié)線蟲危害程度與苦蕎產(chǎn)量之間呈負(fù)相關(guān)的趨勢(shì)，但相關(guān)性較弱，其原因可能與蓼科植物的特殊結(jié)構(gòu)有關(guān)。蕎麥根系屬于直根系，包括定根和不定根，定根分主根和側(cè)根2種[2]，主根由種子的胚根發(fā)育而成，從主根上發(fā)生的支根為側(cè)根，主根以上的莖、枝部位產(chǎn)生的根為不定根。在蕎麥定根(主根和側(cè)根)受到根結(jié)線蟲危害后，莖、枝部產(chǎn)生的不定根也能為蕎麥植株生長(zhǎng)提供水分和養(yǎng)分。在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，蕎麥苗期主根被根結(jié)線蟲嚴(yán)重危害時(shí)，側(cè)根不能發(fā)生，植株生長(zhǎng)較弱，莖、枝部也不能產(chǎn)生不定根，最終蕎麥低產(chǎn)或絕產(chǎn)。因此，保證蕎麥苗期主根不受根結(jié)線蟲危害，才能保證蕎麥產(chǎn)量不受嚴(yán)重?fù)p失。

4 結(jié) 論

研究明確了西南苦蕎種植區(qū)域蕎麥根結(jié)線蟲的發(fā)生危害與烤煙、甘藍(lán)、玉米、馬鈴薯、玉米和馬鈴薯套種、油菜、辣椒和瑪卡等前茬作物的相關(guān)性，煙后蕎麥根結(jié)線蟲危害最為嚴(yán)重，其次為甘藍(lán)，再次為玉米、馬鈴薯、玉米和馬鈴薯套種、油菜、辣椒等，瑪卡和休閑地，沒有蕎麥根結(jié)線蟲病發(fā)生；蕎麥根結(jié)線蟲危害與苦蕎產(chǎn)量之間的相關(guān)性為負(fù)相關(guān)，因蕎麥能生長(zhǎng)不定根，所以其相關(guān)性較低。蕎麥幼苗期主根被根結(jié)線蟲寄生后，嚴(yán)重影響產(chǎn)量，因此苗期是蕎麥根結(jié)線蟲防控的關(guān)鍵。以上研究結(jié)果，能為中國(guó)西南地區(qū)蕎麥根結(jié)線蟲病綠色防控提供理論依據(jù)。