生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病抑制的初步研究

東 曄，李云霞，劉 沛，胡先奇

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院/云南生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650201）

【研究意義】番茄（Solanum lycopersicum），屬于茄科番茄屬，又名西紅柿、番柿、洋柿子等，在國外有“金蘋果”“愛情果”等美譽(yù)［1］。由于市場需求量大，在設(shè)施內(nèi)番茄連作已成為常態(tài)，而連作導(dǎo)致番茄病害嚴(yán)重、產(chǎn)量損失大［2-3］。根結(jié)線蟲（Meloidogynespp.）是世界范圍內(nèi)最具破壞性的植物病原物，分布廣、繁殖能力較強(qiáng)、寄主廣泛、存活能力強(qiáng)、危害大，可嚴(yán)重影響植物生長，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失［4］，每年全球因根結(jié)線蟲造成各種農(nóng)作物損失可達(dá)1 000 億美元［5］?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，為害我國番茄的優(yōu)勢種為南方根結(jié)線蟲（M.incognita），其次為爪哇根結(jié)線蟲（M.jawanica）和花生根結(jié)線蟲（M.arenaria）［6］。我國對根結(jié)線蟲的防治措施主要有農(nóng)業(yè)防治、物理防治、化學(xué)防治和生物防治，主要以化學(xué)防治為主［7-8］。根結(jié)線蟲病是威脅番茄生產(chǎn)的主要土傳病害之一，多年連作導(dǎo)致番茄根結(jié)線蟲病不斷加重，嚴(yán)重影響番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)［9］。過多化學(xué)農(nóng)藥使用造成根結(jié)線蟲的抗藥性增強(qiáng)等問題，使根結(jié)線蟲的防治形勢越來越嚴(yán)峻［10-11］，尋找防控根結(jié)線蟲病的替代技術(shù)和措施越來越受到重視。利用生物有機(jī)肥抑制根結(jié)線蟲病是一種新型生物防治方法［12］?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】生物有機(jī)肥在促進(jìn)農(nóng)作物生長和防治農(nóng)作物病害中，取得明顯效果［12-14］。開發(fā)提高作物品質(zhì)、有效抑制根結(jié)線蟲為害的生物活性有機(jī)肥已成為防治技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究通過室內(nèi)測試生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”浸出液對根結(jié)線蟲卵孵化的影響、對2 齡幼蟲的致死作用，以及通過盆栽試驗(yàn)中“紅土運(yùn)”對番茄植株生長狀況和根結(jié)線蟲病發(fā)生的影響，初步認(rèn)識生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病的抑制效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

基質(zhì)原料：基質(zhì)由珍珠巖∶腐殖土（1 ∶3）混配而成，基質(zhì)配好消毒后進(jìn)行育苗。土壤取自云南農(nóng)業(yè)大學(xué)雞文化博物館旁邊空閑地，盆栽試驗(yàn)在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室進(jìn)行。

供試品種為白果強(qiáng)豐番茄。

供試生物活性有機(jī)肥為“紅土運(yùn)”（昆明保騰生化技術(shù)有限公司），阿維菌素1%顆粒劑（山東省綠士農(nóng)藥有限公司）。

用于接種的根結(jié)線蟲為南方根結(jié)線蟲（M.incognita），由云南農(nóng)業(yè)大學(xué)線蟲研究實(shí)驗(yàn)室提供，用空心菜擴(kuò)繁，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制成卵懸浮液。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 室內(nèi)實(shí)驗(yàn) 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”浸出液制備：稱取60、80、100 g 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”，常溫下于500 mL 無菌水中浸泡24 h，即得到不同濃度的浸出液。

生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對根結(jié)線蟲2 齡幼蟲（J2）存活的影響試驗(yàn)：挑取約50 條J2 幼蟲加入到直徑為6 cm 的滅菌培養(yǎng)皿中，各加入5 mL 不同濃度的浸出液于28 ℃培養(yǎng)箱中，分別在12、24、36 h 觀察線蟲的存活情況，記錄線蟲死亡數(shù)目（以針尖觸碰蟲體無反應(yīng)判定為死亡），計(jì)算死亡率和校正死亡率，每個(gè)處理3 次重復(fù)，以加無菌水為對照。

死亡率（%）=（線蟲死亡數(shù)目/培養(yǎng)總數(shù)目）×100

校正死亡率（%）=〔（處理死亡率-對照死亡率）/（100-對照死亡率）〕×100

生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對根結(jié)線蟲卵孵化率的影響試驗(yàn)：在直徑6 cm 的滅菌培養(yǎng)皿中各加入5 mL 不同濃度浸出液，再向其加入50 個(gè)左右經(jīng)過表面消毒的蟲卵，置于28 ℃培養(yǎng)箱中，每隔24 h 觀察線蟲卵的孵化情況，記錄線蟲的孵化數(shù)目，觀察7 d，計(jì)算蟲卵孵化率，每個(gè)處理3 次重復(fù)，以加無菌水為對照。

1.2.2 溫室盆栽試驗(yàn) 溫室試驗(yàn)于2019 年5—8月進(jìn)行。盆栽試驗(yàn)采用常規(guī)苗盤育苗，育苗30 d左右選取長勢一致的番茄苗移栽至直徑15 cm、高18 cm 塑料盆中，盆中均裝入等量的消毒壤土（紅土∶腐殖土=5 ∶1），定期澆水。試驗(yàn)設(shè) 5 個(gè)處理：T1：80 g 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”均勻拌入盆中消毒壤土（基肥80 g），T2：“紅土運(yùn)”40 g 作基肥、40 g 于移栽苗后表面撒施（基肥40 g+撒施40 g），T3：“紅土運(yùn)”80 g 表面撒施，T4：1%阿維菌素顆粒0.7 g，不施任何肥料，CK：不施加任何肥料，不施阿維菌素。每個(gè)處理常溫保濕培養(yǎng)5 d，并接種南方根結(jié)線蟲J2 幼蟲約1 000 條，5 次重復(fù)。

1.2.3 項(xiàng)目測定（1）根結(jié)線蟲病的分級標(biāo)準(zhǔn)：在接種根結(jié)線蟲后，對發(fā)病番茄植株進(jìn)行根結(jié)調(diào)查。根結(jié)線蟲病分為0、1、2、3、4、5 級，并與根結(jié)率相對應(yīng)［15］。0 級，沒有根結(jié)；1 級，輕微感染，僅有少量小根結(jié)，根結(jié)率＜3%；2級，根結(jié)明顯，根結(jié)率＜25%；3 級，根結(jié)率為25%～50%；4 級，根結(jié)率為50%～75%；5 級，根結(jié)率＞75%。根結(jié)指數(shù)：指根系中的根結(jié)數(shù)占整個(gè)根系數(shù)的比例；根壞死率：指根系中壞死、褐變以及腐爛部分所占的比例。

病情指數(shù)（%）=Σ（病級數(shù)值×相應(yīng)級別的植株數(shù)）/（調(diào)查總株數(shù)×最高病級）×100

防治效果（%）=〔（對照根結(jié)指數(shù)-處理根結(jié)指數(shù)）/對照根結(jié)指數(shù)〕×100

（2）番茄定植50 d 后，測量番茄的株高和莖粗，每個(gè)處理測5 株，3 次重復(fù)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010 和IBM SPSS Statistics 23 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對根結(jié)線蟲死亡率的影響

不同濃度的“紅土運(yùn)”浸出液對根結(jié)線蟲J2都有致死作用。由表1 可知，在處理12、24、36 h 時(shí)，不同濃度浸出液處理的南方根結(jié)線蟲J2 死亡率與對照差異顯著；120 g/L 浸出液處理死亡率低于160、200 g/L 浸出液處理死亡率，且差異顯著，160、200 g/L 浸出液處理在各時(shí)間點(diǎn)的死亡率沒有顯著差異。在處理12 h 時(shí)，120、160、200 g/L浸出液與對照相比的校正死亡率分別為29.6%、46.8%和44.8%；在處理24 h 時(shí)，120、160、200 g/L 浸出液的校正死亡率分別為48.2%、65.7%和74.8%，在處理36 h 時(shí)，120、160、200 g/L 浸出液的校正死亡率分別為62.6%、79.6%和84.5%。生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”在不同濃度下對南方根結(jié)線蟲J2 均有較強(qiáng)的致死作用，其中160、200 g/L 浸出液對南方根結(jié)線蟲J2 的致死作用較強(qiáng)。

表1 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對根結(jié)線蟲死亡率的影響Table 1 Effects of bio-active organic fertilizer “Hongtu-yun” on the mortalities of root-knot nematodes

2.2 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”浸出液對根結(jié)線蟲卵孵化的影響

不同濃度生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”浸出液能抑制南方根結(jié)線蟲卵的孵化。從圖1 可以看出，不同濃度浸出液處理根結(jié)線蟲卵7 d，卵孵化率顯著低于對照，表明該浸出液可抑制南方根結(jié)線蟲卵的孵化。生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”120、160、200 g/L 浸出液處理的蟲卵孵化率分別比對照（65.3%）降低59.3%、62.6%和62.6%，各處理間的蟲卵孵化率無顯著差異。

圖1 培養(yǎng)7 d 后生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”浸出液對根結(jié)線蟲卵孵化率的影響Fig.1 Effects of leachates of bio-active organic fertilizer “Hongtu-Yun” on hatching rate of root-knot nematode eggs after 7d incubation

2.3 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病發(fā)生的影響

番茄定植50 d 后發(fā)現(xiàn)，對照番茄根結(jié)線蟲病發(fā)生嚴(yán)重，與其他處理根結(jié)線蟲病發(fā)生程度存在顯著差異（表2）。對照番茄的病情指數(shù)達(dá)95.00，根壞死率達(dá)37.5%；T1 處理病情指數(shù)達(dá)18.75，根壞死率達(dá)到15.0%，抑制效果達(dá)到80.3%；T2 處理病情指數(shù)達(dá)到50.00，根壞死率達(dá)到12.5%，抑制效果達(dá)到47.4%；T3 處理病情指數(shù)達(dá)到41.25，根壞死率達(dá)到20.0%，抑制效果達(dá)到56.6%；T4 處理病情指數(shù)達(dá)到11.25，根壞死率達(dá)到22.5%，抑制效果達(dá)到88.2%。從各處理間比較來看，T1 與T4 處理的抑制效果分別為80.3%、88.2%，與T3 和T2 處理沒有顯著差異，T1 處理的抑制效果（80.3%）顯著高于T3 處理（56.6%）和T2 處理（47.4%）；T3 和T2 處理間的抑制效果差異不顯著。番茄成熟后，對照中番茄植株的根腐壞最為嚴(yán)重，根壞死率達(dá)37.5%，與T4處理沒有顯著差異，但顯著高于各施肥處理；施肥處理間根壞死率沒有顯著差異，T2 處理的根腐壞最輕，根壞死率為12.5%，T1、T3 處理分別為15.0%和20.0%；T4 處理的根壞死率和其他處理都沒有顯著差異，根壞死率為22.5%。說明使用生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”的各處理對根結(jié)線蟲病具有良好的抑制效果，使用方式合理可能達(dá)到較為理想的效果，如移栽前作基肥拌入土壤中（80 g 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”均勻拌入盆中消毒壤土），且可以有效降低植株根系腐爛程度。

表2 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病發(fā)生的影響Table 2 Effect of bio-active organic fertilizer “Hongtu-Yun” on infection of tomato root-knot nematode

2.4 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄植株長勢的影響

株高和莖粗是反映番茄植株長勢強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。由表3 可知，生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄植株的株高和莖粗都有不同程度促進(jìn)作用。其中T3 處理對番茄植株株高和莖粗的增長量最為明顯，增長率分別為76.4%、21.3%，與CK、T4 處理間差異顯著。T2、T1 處理與T4、CK間也存在顯著性差異，其株高和莖粗的增長率分別為74.5%和11.7%、62.4%和15.9%。說明生物有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄生長有促進(jìn)作用。

表3 不同生物有機(jī)肥處理對番茄植株長勢的影響Table 3 Effects of different bio-organic fertilizer treatments on the growth of tomato plants

2.5 生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄植株地上部分生物量的影響

番茄植株地上部分生物量是反映番茄植株?duì)I養(yǎng)狀況的重要指標(biāo)。由圖2 可知，施肥處理的平均單株莖葉鮮重明顯與CK、T4 處理具有顯著差異。CK 和阿維菌素處理的地上部分生物量沒有顯著差異，其平均單株莖葉鮮重分別為15.6、18.0 g。其中T2 處理的平均單株莖葉鮮重最重、為36.7 g，T3、T2 和T1 處理的平均單株莖葉鮮重比CK 分別高96.8%、135.3%和57.8%，因此生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄地上部分的生物量具有明顯促進(jìn)作用。

圖2 不同生物有機(jī)肥處理對溫室番茄植株 地上部分生物量的影響Fig.2 Effects of different bio-organic fertilizer treatments on aboveground biomass of tomato plants

3 討論

生物有機(jī)肥是在有機(jī)、無機(jī)復(fù)合肥基礎(chǔ)上接種有效微生物而產(chǎn)生的一種肥料，既能在作物生長前期快速提供作物一定的速效養(yǎng)分［16］。生物有機(jī)肥在防治香蕉枯萎病［17］、西瓜枯萎病［18］和辣椒疫霉［19］等表現(xiàn)較好，應(yīng)用生物有機(jī)肥防治根結(jié)線蟲病有報(bào)道，如Saser［5］將紫堇科植物作為綠肥施入土壤中，發(fā)現(xiàn)不但可以減輕番茄根結(jié)線蟲病的發(fā)病程度，還可以促進(jìn)番茄生長、增收增長；Zaki 等［20］研究表明，2 種熒光假單孢菌Pseudomonas fluorescens，vizGRP3 和PRS9 與 有機(jī)肥、無機(jī)肥相結(jié)合來防治番茄根結(jié)線蟲，不但能夠防治根結(jié)線蟲病，還能明顯提高番茄的地上、地下生物量；陳芳等［21］將芽孢桿菌X5（Bacillussp.X5）與硫基復(fù)合肥混合制成生物活性有機(jī)肥用于防治甜瓜根結(jié)線蟲，最高防效可達(dá)81.1%；曾立等［22］研究表明，多粘芽孢桿菌KM2501-發(fā)酵液具有較強(qiáng)的殺線活性，48 h 可對南方2 齡幼蟲的校正死亡率高達(dá)93.7%，溫室盆栽實(shí)驗(yàn)表明可有效抑制根結(jié)線蟲的發(fā)生和發(fā)展，且持效期長，同時(shí)促進(jìn)番茄植株健壯生長、提高產(chǎn)量、改善番茄果實(shí)品質(zhì)。

“紅土運(yùn)”是一種新型生物活性有機(jī)肥，主要功能成分為印諫、菌絲蛋白、微生物發(fā)酵拮抗菌、固氮解磷解鉀菌和生化黃腐酸等。周銀麗等［23］研究表明，生物有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對石榴根際可培養(yǎng)微生物影響顯著，用量為0.3 kg/株的處理使石榴根際細(xì)菌、真菌、放線菌、芽孢桿菌的數(shù)量都顯著提高，可作為較好的生物肥料。本研究目前僅限于室內(nèi)和溫室試驗(yàn)，初步驗(yàn)證了生物活性肥“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病具有良好的抑制效果，下一步將開展相應(yīng)田間試驗(yàn)，檢驗(yàn)田間自然條件下“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病的抑制作用和效果，為探析生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病的抑制機(jī)理及建立番茄根結(jié)線蟲病防控的替代技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”不同濃度處理對南方根結(jié)線蟲二齡幼蟲致死率為64.7%～85.3%，能抑制卵孵化，孵化率僅為2.67%～6.00%。生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”的不同施肥方式對根結(jié)線蟲的抑制效果不同，相對防效為47.4%～80.3%，可有效減輕根系壞死率同時(shí)促進(jìn)植株生長。因此，生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”對番茄根結(jié)線蟲病有良好抑制作用，本研究結(jié)果可為生物活性有機(jī)肥“紅土運(yùn)”的推廣和番茄的安全優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。