全 文 ：第 20卷 第 4期
2004年 7月
农 业 工 程 学 报
Transactions of the CSAE
Vol. 20　 No. 4
July　 2004
黑膜覆盖控制黄瓜根结线虫 (Meloidogyne incognita )的效果
刘晓英 , 杨　修 , 马春森
(中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 ,北京 100081)
摘　要: 从土壤线虫含量、根结级别和黄瓜生长与产量等方面分析了黑膜覆盖控制黄瓜根结线虫的效果。结果显示 ,黑膜覆
盖消毒并经过一个黄瓜生长季以后 ,土壤 5、 10、 15、 20、 30 cm线虫数量比对照减少 26. 9% 、 13. 9% 、 2. 9% 、 1. 9%和 0. 9%。
控制效果随土壤深度增加而下降 ,同时植物寄生线虫数量减少 5%。 根结线虫主要分布在 0～ 30 cm土层 ,占总量的 97. 7%
～ 98. 5%。从对根系的危害来看 ,覆黑膜后黄瓜根结线虫的发病程度比对照明显下降 ,为害为Ⅰ 级 ,而对常规药剂消毒的植
株根系为害达到Ⅳ级。黑膜覆盖消毒不仅使黄瓜产量提高 6% ,畸形瓜率下降 (黑膜覆盖下畸形率为 10% ,对照为 60% ) ,而
且成本比药剂消毒低 57%。尽管黑膜覆盖消毒对土壤线虫含量的控制效果不太理想 ,但从黄瓜生长和产量以及根结着生来
看 ,其控制效果仍然优于药剂消毒。 这说明黑膜覆盖主要以降低线虫活性和侵染能力、推迟侵染时间为特征。 初步得出结
论 ,经过 40 d黑膜覆盖消毒可有效控制黄瓜根结线虫的发生及危害。
关键词: 根结线虫 ; 黑膜覆盖 ; 土壤曝晒消毒 ; 黄瓜
中图分类号: S432. 4+ 5; S625. 5+ 1　　　　文献标识码: A　　　　文章编号 : 1002-6819( 2004) 04-0234-04
收稿日期: 2003-10-08　修订日期: 2004-06-30
基金项目:国家十五科技攻关项目 ( 2002BA516A01)资助
作者简介:刘晓英 ( 1964- ) ,女 ,河北定兴人 ,副研究员 ,博士 ,主要
从事农业环境方面的研究。 北京　中国农科院农业环境与可持续发
展研究所 , 100081。 Email: liuxy@ cjac. org. cn
0　引　言
根结线虫是分布最广 ,危害最重的植物寄生线虫。
就世界范围而言 ,线虫对一年生作物造成的损失平均为
12. 3% ,相当于每年损失 7. 7亿美元 ,近东地区的损失
与此大体相当 [1 ]。 葫芦科、豆科、茄科蔬菜作物受害更
重 ,因此引起世界各国的关注。 由于线虫侵染作物后的
症状与营养缺乏时症状十分相似 ,其危害具有很大隐蔽
性 ,使人们对根结线虫造成的损失常常估计不足。线虫
对植物的危害不仅在于其本身 ,还在于与其它病害的相
互作用。因为线虫侵染造成的伤口有利于其他病原物的
侵入 ,与真菌、细菌等其他病原交互作用 ,所致损失也相
当可观。
在中国 ,随着保护地蔬菜面积不断扩大 ,加之重茬
严重 ,根结线虫的危害不断蔓延和加重 ,使防治成本越
来越高 ,并已成为蔬菜生产的重要限制因素 ,一般可减
产 20～ 30% ,甚至绝收 [2 ]。 由于历史和技术的原因 ,化
学防治至今仍是根结线虫防治的主要手段。如杀线虫剂
和溴甲烷熏蒸剂。 这些化学药剂不仅对土壤、大气造成
一定污染 ,而且对人体健康极为不利。特别是溴甲烷熏
蒸剂 ,不仅是一种剧毒物质 ,而且被公认为是一种破坏
大气臭氧层的物质。因此 , 1992年《关于消耗臭氧层物
质的蒙特利尔议定书》缔约方第四次全体会议通过的哥
本哈根修正案 ,已将该物质列为受控和逐步淘汰的物
质。因此 ,寻求环境友好的替代化学药剂消毒的方法成
为许多国家的研究目标之一。
太阳能消毒技术是近年来国外出现的一种环境友
好的作物病害防治技术。这项技术起源于薄膜覆盖 ,即
在一年中最炎热的月份 ,用塑料薄膜覆盖潮湿土壤 4个
星期以上 ,提高一定深度土壤的温度 ,达到杀死或减少
土壤中有害生物的目的 [3 ]。该技术基于如下事实: 多数
植物病菌和有害生物是中温的 ,它们在温度高于 31～
32℃时不能生长 ,这些病害被太阳能加热湿土时所达到
的高温直接或间接杀死。而耐高温和湿热的土传微生物
通常存活下来。以色列的 Ka tan等在 1976年发表太阳
能加热土壤的文章 ,开辟了利用太阳能进行非化学植物
病害防治的新先河 [ 4]。尽管目前该技术仍处在快速发展
和完善过程中 ,在过去 20多年已取得令人瞩目的成
果 [4 ] ,但我国还处于起步研究阶段 ,与国外差距很大。本
文目的旨在研究黑膜平铺覆盖下太阳能消毒对黄瓜根
结线虫的防治效果 ,为探索太阳能消毒在中国北方应用
的可行性提供依据。
1　材料与方法
试区位于山东省惠民县淄角镇周家村 ,北纬 37°
30′,东经 117°31′,海拔 11. 7 m。 该区多年平均降雨量
581 mm,多年平均气温 12. 4℃ ,其中 7、 8、 9三个月份
多年平均为 26. 4℃、 25. 2℃和 20. 1℃。多年平均日照时
数 2612. 6 h,其中 7、 8、 9三个月份多年平均日照时数为
223. 9 h、 227. 2 h、 231. 2 h。
试区土壤为粘质壤土 ,土壤容重 1. 46 g /cm3 ,有机
质 含量 1. 13% , 速效 磷 33 mg /kg , 速效 钾 163. 3
mg /kg ,铵态氮 3. 6 mg /kg ,硝态氮 26. 8 mg /kg , pH值
8. 6。
试验设两个处理 ,每处理两个重复。 其中一个处理
覆盖厚度 0. 12 mm的黑塑料薄膜消毒 ,另一个则为对
照无覆盖 ,采用当地常规药剂消毒 ,其中施用土壤一次
净 (杀细菌类药 ) 5 kg ,神农丹 (高毒类杀线虫药 ) 10 kg。
两个处理设在面积为 375 m2的同一休闲的黄瓜日光温
室内 ,小区南北走向 ,面积相同 ,长 7. 5 m ,宽 2. 53 m ,
面积 18. 975 m2。
覆盖前首先施用圈肥 267 kg /667 m2 ,以提高土壤
温度。施用碳铵 167kg /667 m2 ,目的是利用碳铵的强烈
234
气味达到熏杀线虫的目的。 然后按当地常规方法翻地 ,
之后灌水使耕层土壤达到田间持水量 ,最后用厚度为
0. 12mm的黑塑料薄膜平铺覆盖。 为防止热量损失 ,达
到最好的土壤增温效果 ,薄膜四周用土压实。
2002年 8月 2日开始盖膜至 9月 10日揭膜。由于
本地的温室黄瓜栽培为冬春茬 , 7、 8、 9三个月为休闲
期 ,故消毒时间的长短不会成为限制因素。 参考以往文
献 [5, 6 ] ,设计覆盖时间为 40 d。
太阳能消毒处理后 ,于 2002年 10月 16日播种育
苗 , 11月 16日移栽定植 ,黄瓜品种为军绿 3号。在 2003
年 1月 16日 (移栽后 61 d)测定黄瓜生长发育状况 ,同
时在瓜期记录产量。收获时将植株根系挖出确定根结线
虫的为害程度 ,同时在根际附近随机取土样 ,混合后利
用直接过筛法 [7 ]测定不同处理根结线虫的含量。
2　结果与分析
2. 1　对黄瓜生长及产量的影响
在移栽后 61 d( 1月 16日 ) ,测定了黄瓜营养生长
状况。调查了株高、叶片数、倒 4叶叶长。每个处理共调
查了 24株 ,占整个处理总株数的 15～ 16%。 测定结果
见表 1。此外对线虫的侵染情况作了调查。此时正处于
黄瓜的开花初瓜期 ,黄瓜生长很好 ,没有线虫危害的症
状。拔出不同处理的植株根系观察 ,均没有线虫侵染的
迹象。可能因为这时气温仍然较低 ,根结线虫活动较少。
由表 1可见 ,覆膜太阳能消毒试区黄瓜叶片数与对
照没有显著差异 ,为对照的 95. 8%。但株高和倒 4叶叶
长均显著大于对照处理 ,分别为后者的 116. 8%和
112. 3% 。总体来看 ,覆盖黑膜的黄瓜营养生长稍好于常
规药剂消毒处理。
表 1　黄瓜营养生长 ( 2003-01-16)
T able 1　 Vegeta tiv e g row th of cucumber
株高 /cm 叶片数 /片 倒 4叶叶长 /cm
黑膜 1. 05 13. 2 14. 5
对照 0. 9 13. 8 12. 9
t值 4. 468* * 1. 554 5. 093* *
注释 t0. 05= 1. 679,表中 t值取绝对值
收获时每个处理随机选 7株测定绿叶片数和鲜重 ,
结果见表 2。 同样可以看出 ,黑膜覆盖处理植株的生物
量及绿叶数均显著大于对照 ,分别比对照高出 35%和
13%。
表 2　收获时黄瓜生物量及绿叶片数
Table 2　 Biomass and number o f g reen leaf a t ha rv esting time
鲜重 / g· 株 - 1 绿叶片数 /片· 株 - 1
黑膜 346. 3 37
对照 256. 7 33
t值 2. 236* * 2. 172* *
注释 t0. 05= 1. 782,表中 t值取绝对值
各月黄瓜产量见图 1。由图 1不难看出 ,太阳能消
毒处理的黄瓜产量明显高于常规药剂消毒的产量。 1～
6月份产量分别为对照的 103% 、 99% 、 107% 、 111%、
103%、 113% ,比对照平均增产 6%。 图 1还显示 ,太阳
能消毒处理的产量优势 ,在生长后期表现更为明显。
图 1　覆盖处理与对照的产量比较
Fig. 1　 Yield compa rison be tween the mulched
tr eatment and th e check
另一方面 ,与对照相比 ,黑膜覆盖处理的黄瓜的畸
形瓜率明显下降。据 5月份的测定 ,覆膜处理试区黄瓜
的瓜型好 ,瓜条均匀一致 ,畸形瓜率仅为 10% ,商品性
好。相比之下 ,常规药剂消毒试区的瓜条参差不齐 ,一致
性很差 ,畸形瓜率高达 60% ,市场售价受到很大影响。
2. 2　对黄瓜根结级数的影响
受根结线虫侵染的病株根系发育不良 ,并出现球形
或圆锥形大小不等的串珠状瘤状物或根结 ,使整个根肿
大 ,粗糙 ,呈不规则状 (图 2a )。瘤状物初为白色 ,表面光
滑较坚实 ,后期根结变成淡褐色 ,腐烂。由于根部被破
坏 ,影响正常的吸收机能 ,所以地上部生长发育受阻 ,轻
者症状不明显 ,重者生长缓慢 ,植株比较矮小 ,生育不
良 ,结瓜小而且少。在中午气温较高时 ,地上部植株呈萎
蔫状态 ;早晚气温较低或浇水充足时 ,暂时萎蔫又可恢
复正常。随着病情的发展 ,植株逐渐枯死。
图 2　收获时不同处理根结比较
Fig. 2　 Compa rison o f ro o t kno ts of differ ent
tr ea tments a t harv esting time
图 2为收获时不同处理的根结生长比较。可用分级
方法表示黄瓜植株或器官发病严重程度 ,例如可根据根
结着生的多少划分为 5级 [8 ]。根据图 2a,常规消毒处理
的根结已相互连结成为须根团 ,其为害等级为最高级Ⅳ
级 ;覆膜处理的植株根系 ,根结既少又小 ,可认为其为害
等级为Ⅰ级。进一步将根系和根结分别称重 ,发现对照
的根结重占总根系重量的 66. 3% ～ 93. 7% ,而黑膜覆
235　第 4期 刘晓英等: 黑膜覆盖控制黄瓜根结线虫 (Meloidogyne incognita )的效果
盖处理的该比例为 7. 6% ～ 18. 9%。 可见 ,利用黑膜对
土壤进行消毒后 ,黄瓜根结线虫的发病程度比对照低得
多。
常规药剂消毒处理的根结线虫之所以发病如此严
重 ,还由于该试区只在种植前利用土壤一次净和神农丹
对土壤进行消毒。由于近年来随着根结线虫的不断加
重 ,仅在播前消毒已不能达到理想效果 ,还必须在生长
过程中灌根和增加用药次数。这不仅增加了防治成本 ,
而且对保护地的生态环境 ,尤其是土壤环境造成进一步
污染 ,最终导致黄瓜农药残留增加。
2. 3　对土壤根结线虫含量的影响
在每个小区随机选取 5点 ,在根际附近分别取土
样 ,取样深度为 5、 10、 15、 20、 30和 40 cm。之后将相同
深度的样品混合 ,每个层次取土约 400 g ,用于测定土壤
线虫含量 ,结果见图 3。
图 3　收获后土壤中根结线虫含量及分布
Fig. 3　 Popula tion and dist ribution of r oo t kno t
nematodes in soil af ter harv est
由图 3显见 ,收获时黑膜覆盖处理的土壤线虫总量
明显低于常规消毒处理。 在 5、 10、 15、 20、 30、 40 cm深
处 ,覆盖处理每 100 g土壤中的线虫数量分别为 718、
577、 504、 258、 128和 52个。其中 0～ 30 cm和 0～ 40 cm
土层的总量分别为 2185和 2237个 ,且植物寄生线虫数
量占 35% ;常规消毒处理试区 ,在相应深度每 100g土
壤分别含有线虫 982、 670、 519、 264、 129和 39个 ,其中
0～ 30 cm和 0～ 40 cm土层的总量分别为 2563和
2602,且植物寄生线虫占 40% 。可见 ,覆黑膜处理的 ,上
述土壤深度根结线虫数量为药剂消毒的 73. 1%、
86. 1% 、 97. 1% 、 98. 1% 、 99. 1%和 135. 4%。 从数量上
看 ,在 0～ 10 cm有一定控制效果 ,线虫数量下降 13. 9%
～ 26. 9% ;在 15和 20 cm,控制效果较差 ,线虫数量只
下降 1. 9%～ 2. 9% ;在 20 cm以下 ,线虫数量没有下降。
图 3还表明 ,根结线虫的数量随土壤深度增加而减
少。其中 0～ 5 cm根结线虫占 32. 1%～ 37. 7% ; 5～ 10
cm占 25. 8% ; 10～ 15 cm占 19. 9%～ 22. 5% ; 15～ 20
cm占 10. 1% ～ 11. 6% ; 20～ 30 cm占 5. 0%～ 5. 7%。
而 30 cm以下 ,根结线虫的含量已经很少 ,只占 1. 5%
～ 2. 3% 。可见 ,根结线虫主要分布在 0～ 30 cm的土层
内 ,占总量的 97. 7% ～ 98. 5% 。
由于黄瓜是浅根作物 ,根系主要分布在 5～ 25 cm
土层 ,该范围内线虫数量的减少 ,在某种程度上降低了
线虫对黄瓜生长的危害。
3　讨论与结论
利用太阳能消毒控制根结线虫的研究 ,国外已有很
多 [5, 6, 9, 10 ]。 Stapleton和 Charles[11 ]在作了较为全面的综
述后认为 ,在许多情况下 ,表层土壤的线虫数量显著减
少 ,线虫对植物的危害显著下降。本研究结果也表明了
这一点。
然而 ,若单纯从土壤线虫含量分析 ,黑膜覆盖下消
毒对线虫的控制效果似乎与常规消毒差得不多。因为 0
～ 10 cm土层线虫数量下降 13. 9%～ 26. 9% ; 10～ 20
cm只下降 1. 9% ～ 2. 9% ;而 20 cm以下 ,线虫数量根
本没有下降。但从黄瓜生长和产量以及根结着生来看 ,
黑膜覆盖消毒效果比药剂消毒的好。这种现象在以往研
究中也有过报道 [12- 14 ]。例如 , Dav ies等 [12 ]发现 ,在太阳
能消毒处理与未覆盖对照在病害数量没有显著差异的
情况下 ,植株发病率及症状均显著下降 ,同时产量和品
质显著提高。Overman[ 13]和 Abdel Rahim等 [14 ]也发现 ,
尽管太阳能消毒土壤中的线虫没有受到抑制或又迅速
繁殖 ,但还是发现作物产量增加。这可能因为 ,太阳能消
毒的效果持续时间较短。 即使如此 ,这种短期效果仍然
很重要。因为若在植株根系生长发育早期不遭受线虫的
侵染危害 ,则后期生长时即使有大量线虫 ,对根系的影
响也会减小。另外 ,对这种现象的另一种解释是 ,太阳能
消毒降低了线虫的活性和侵染能力 [15 ]。可见 ,尽管太阳
能消毒技术本身很简单 ,但其作用机制却相当复杂 ,其
中包括物理的、化学的以及生物的。 根结线虫在土壤中
的分布及含量结果表明 ,不论利用太阳能还是利用化学
药剂对土壤进行消毒 ,并不能根除该病害 ,但可以使耕
层内线虫数量显著减少 ,或使其活性和侵染力降低 ,免
除对作物危害。 就土壤线虫含量而言 ,黑膜覆盖下太阳
能消毒对黄瓜根结线虫的控制主要在 0～ 10 cm土层。
利用不同颜色的薄膜覆盖消毒对线虫控制效果有
较大影响。刘晓英等 [ 16, 17]的研究显示 ,不论从最高土壤
温度 ,还是从持续时间考虑 ,黑膜覆盖下土壤所达到的
热量条件均比透明膜差。因为太阳能消毒主要依赖于高
温作用 ,因此 ,太阳能消毒应优先选用透明膜。
土壤水分在太阳能消毒过程中是一个非常关键的
参数 ,因为土壤达到的最高温度与土壤含水量成正
比 [4, 6 ] ,故湿润土壤比干土的导热性能好 ,从而使温度传
导的更深。 此外 ,多数土传病害对湿热比对干热更加敏
感 ,这使土壤高温对它们的影响更为致命 [18 ]。本研究结
果表明 ,只在覆盖前灌一次水 ,并使耕层土壤达到田间
持水量 0. 35 cm3 /cm3 ,覆盖结束后测定 0～ 30 cm的平
均含水率仍高达 0. 34 cm3 /cm3。 这样的水分条件可保
证较好的土壤热量条件 ,利于消毒。
从消毒投入成本来看 ,对照用常规药剂消毒 ,每个
温室需要土壤一次净 (杀细菌药 ) 5 kg ,成本 20元 ;需要
神农丹 (杀线虫药 ) 10 kg,成本 95元 , 总计成本为 115
元 ,去除太阳能消毒试区的面积 ,折合为每个温室投入
164元。而利用太阳能消毒 ,只需购买地膜。市场上的地
膜按重量出售 ,故其成本的高低取决于地膜厚度。 本研
236 农业工程学报 2004年　
究所采用地膜厚度为 0. 12 mm ,整个温室需要投资 70
元。 太阳能的消毒成本仅为药剂消毒的 43% ,下降
57%。 同时太阳能消毒对环境无毒副作用 ,这在我国蔬
菜农药残留超标率达 47. 5% [19 ]、蔬菜品质日益成为设
施蔬菜生产可持续发展瓶颈的大背景下 ,本研究的结果
具有重要参考意义。
[参　考　文　献 ]
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Effect of control ing root knot nematode (Meloidogyne incognita) of
cucumber by soil solarization under black plastic f ilm mulching
Liu Xiaoying , Yang Xiu , Ma Chunsen
( Institute of Agricultural Env ironment and Sustainable development ,
Chinese Academy of A gricultural Sciences , Beijing 100081, China)
Abstract: Ba sed on th e population of ro ot kno t nematode in soil, deg ree o f r oo t kno t and g r ow th and yield o f cucumber , this paper
studied on contro l effect of soil solariza tion by black plastic film mulching on ro o t kno t nema tode (Meloidog yne incognita ) o f
cucumber. Results showed that the population o f r oo t kno t nematode in so la rized soil at 5 cm , 10 cm, 15 cm, 20 cm , 30 cm decreased
by 26. 9% , 13. 9% , 2. 9% , 1. 9% and 0. 9% compared with the check, unso la ri zed and disinfested by chemical nema ticides, ev en
after a g rowing season. The contro lling effect decreased with the soil depth. Also , the number o f phy topara sitic nema todes decreased
by 5% . The nematodes, declining in number with soil depth, mainly distribut ed in 0～ 30 cm and accounted for 97. 7% ～ 98. 5% o f
the to tal. The damage to roo t g r ow th of the so larized( theⅠ deg r ee) g roup was significantly low er than that of the check( theⅣ
deg r ee) . The soil solariza tion incr eased no t only the cucumber yield, but a lso quality. Meanwhile, the cost of th e so la riza tion w ith
plastic film mulch was 57% less than tha t o f the check, and it is envi ronmentally friendly. Though the unsa tisfacto ry effect r ev ealed
by the number o f the nema todes, the cont rolling effect o f so la riza tion w as be tter than tha t of the check in g r ow th, yield and content
o f r oo t kno t nema tode. This suggested tha t the cont rol of r oo t kno t nema todes by so la rization with black plastic film mulch was
cha racte ri zed by the decr eased vigo r , infectibility and the delayed infection. It is preliminarily concluded that soil solarization fo r 40 d
under the we t wea the r can effec tiv ely contro l the incidence and damage o f ro o t kno t nema tode.
Key words: ro o t kno t nematode; black plastic mulching; soil so la ri zation; cucumber
237　第 4期 刘晓英等: 黑膜覆盖控制黄瓜根结线虫 (Meloidogyne incognita )的效果