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Effect of agrochemicals and bio-control productions on soil nematode community dynamics

施用农用化学品及生防制剂对土壤线虫群落动态影响的研究



全 文 :施用农用化学品及生防制剂对土壤线虫群落
动态影响的研究*
张万民1, 2  段玉玺1, 2* *  陈立杰1, 2  梁  晨1
( 1 沈阳农业大学植物保护学院,沈阳 110161; 2中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 110016)
Effect of agrochemicals and biocontrol productions on soil nematode community dynamics. ZHANG Wan
min
1
, DUAN Yuxi
1
, CH EN Lijie
1, 2
, L IANG Chen
1
( 1College of Plant Protection, S henyang Agr icultural U
niver sity , Shenyang 110161; 2 I nstitute of Applied Ecology , Chinese A cademy of Sciences, Shenyang
110016) . Chin . J . A pp l . Ecol . , 2002, 13( 5) : 638~ 640.
Dynamics o f so il nematode communities amended w ith agrochemicals and biocontrol pr epar at ions were investi
gated in a soybean field. The results show ed that the fr equency of plant nonparasitic nematodes w ere obviously
higher in soil amended wit h biocontr ol preparations ( Doufeng 1) than with urea and herbicide, how ever, that of
plant parasitic nematodes exhibited an inverse tr end.
Key words  Agrochemical, Biocontrol production, Soil nematode, Community dynamics.
文章编号  1001- 9332( 2002) 05- 0638- 03 中图分类号  S154 38+ 6  文献标识码  A
* 国家自然科学基金资助项目( 39770494 )和教育部留学回国人员
科研启动基金资助项目( 1999747) .
* * 通讯联系人.
2001- 06- 15收稿, 2002- 01- 20接受.
1  引   言
在农业生态系统中,农业管理(如化肥、农药等农用化学
品的施用等)对土壤线虫群落组成及多样性产生了显著影
响[ 2~ 4, 7] .线虫是农田土壤中的生物因子, 对植物的生长可
以产生直接或间接的影响.植物寄生线虫对植物的影响主要
包括 3 种方式: 1)通过在植物的根部取食, 直接影响植物的
营养状况,造成植物营养不良; 2)通过其口针的穿刺过程, 传
播植物病毒 ,引起植物病毒病; 3)通过线虫取食植物根部造
成的伤口, 引起与其它植物病原物的复合侵染.非植物寄生
线虫多数是自由生活的线虫,在有人为影响的农田中主要是
腐生线虫参与土壤中的有机质分解和养分循环作用, 能够改
善土壤营养状况,从而间接影响植物的生长[ 3] .通常情况下,
施入土壤中的每一种化学制品都会对土壤动物群落结构产
生影响.目前农田中施用的各种化学品, 如化肥、农药等农用
化学品, 虽然对农作物的增产起到很大的作用,但同时也引
起了一些诸如化学物质残留和生态环境退化等负面作用. 开
展施用农用化学品和生防制剂对农田土壤线虫群落结构产
生的影响,为增进土壤健康和提高土壤质量提供科学依据.
2  材料与方法
21  材料
尿素 3kg, 乙草胺(大连润泽农药公司)除草剂 7. 5g 配
成 3L 药液 ,豆丰一号线虫生防菌颗粒剂 (沈阳农业大学线
虫学研究室自制) 1kg .
22  试验方法
221 试验设计  试验在沈阳农业大学植保系常年种植大
豆而不施用任何有机肥或化学品的试验田中进行.选取地势
平坦的地块设置试验小区, 量取 400m2 平分成 4 份, 依次施
入尿素、乙草胺和生防制剂豆丰一号, 以不施入任何有机肥
和化学品的一块为空白对照, 设 4 次重复. 从处理后一周开
始取样, 共 5 次,每次间隔时间约 28d,直到作物收获.
2 2 2 取样方法  每一个处理样方内采用 5 点取样,先去掉
表土,然后用取样铲挖取大约 400g 根际土装袋, 封口, 做好
标签, 带回实验室处理.
2 2 3 土样分离方法  每个土样称取 300g, 用淘洗过筛蔗
糖离心法分离线虫, 60  温和热杀死, 固定 3min, 再加入等
量的 2 倍 TAF 固定液固定, 然后混匀, 倒入标本瓶中, 待
测[ 1, 5, 6] .
2 2 4 数据的测量方法  每一标本瓶中的固定液都定容为
4ml,摇匀后用吸管吸取 1ml置于计数皿中, 先在 OLYMPUS
单筒显微镜下, 进行科属水平的鉴定, 然后在 OLYMPUS 体
视解剖镜下进行不同科属线虫的分类计数.
3  结果与讨论
  本研究共鉴定出 3 目 10 科 17属植物寄生线虫和2 目 3
科非植物寄生线虫(表 1) ;所鉴定的各主要科属线虫的鉴定
数据表 2.其中植物寄生线虫的优势属是螺旋属、丝尾垫刃
属、短体属和长针属.非植物寄生线虫的优势科为小杆科、头
叶科.垫刃目各科属的线虫均为植物寄生线虫, 滑刃目各科
属均为食真菌线虫, 矛线目长针科线虫也属于植物寄生线
虫,但其对植物的危害主要是通过传播病毒来实现的. 非植
物寄生线虫主要是食细菌线虫和食真菌线虫, 以土壤中的植
物残体和微生物为营养来源.
应 用 生 态 学 报  2002 年 5 月  第 13 卷  第 5 期                              
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, May 2002, 13( 5)638~ 640
表 1  大豆根际土壤线虫科属鉴定结果
Table 1 Soil nematode familys and genera identified in soybean rhizosh
pere
线虫目 Order 线虫科 Fam ily 线虫属 Genus
垫刃目 T ylenchida 垫刃科 Ty lenchidae 垫刃属 T ylenchus
丝尾垫刃属 Filenchus
巴丝尔属 Basir ia
杆垫刃属 Rhabdotylenchus
平滑垫刃属 Psilenchus
纽带科Hoplolaimidae 螺旋属 Helicoty lenchus
异盘旋属 Pararoty lenchus
纽带属 Hop lolaimoides
短体科 Prat ylenchidae 短体属 Pratylenchus
异皮科Heteroderidae 异皮属 Heterodera
环科 Criconematidae 小环属 Criconema
针科 Paraty lenchidae 针属 Paratylenchus
茎线虫科 Dit ylenchidae 茎线虫属 Dity lenchus
滑刃目 Aphelenchida 真滑刃科 Aphelenchidae 真滑刃属 A phelenchus
滑刃科 Aphelenchoidedae 滑刃属 A phelenchoides
矛线目 Dory laim ida 长针科 Longidoridae 剑线虫 Xiphi nema
长针属 L ongidorus
小杆目 Rhabditida 小杆科 Rhabditidae
头叶科 Cephalobidae
单宫目 Monhyst er ida 单宫科 Monhyster idae
  作者将所鉴定出的各科属线虫分成两大类, 即植物寄生
线虫和非植物寄生线虫. 分别将 3 种处理得到的植物寄生线
虫和非植物寄生线虫的数量进行统计, 将其数据与对照处理
的植物寄生线虫和非植物寄生线虫的数量相比, 求得植物寄
生线虫与非植物寄生线虫出现的相对频率, 结果表明: 1)在
施入生防菌制剂豆丰一号的土壤中, 非寄生线虫出现的相
对频率最高,而植物寄生线虫出现的相对频率最低; 在施用
化学品除草剂和尿素的土壤中, 植物寄生线虫出现的相对频
率要比非植物寄生线虫高. 2)生长季节非寄生线虫的群体动
态变化与寄生线虫的群体的动态变化具有相反的变化趋势,
即非寄生线虫发生的高峰正是寄生线虫发生的低谷,这一点
在作物生长的旺季尤为明显(图 1、2) .
  施入以有机物为基质的大豆胞囊线虫生防菌颗粒剂的
土壤中,非植物寄生线虫出现频率明显升高, 而土壤中非植
物寄生线虫的多少是土壤质量好坏的一个重要指标,这表明
这种颗粒剂对土壤具有明显的改良作用(图1) .在施用化学
表 2  300克土样中线虫的数量
Table 2 Nematode individuals per 300g soil
处理
T reatment
真滑刃属
Aphelenchus
巴丝尔属
Basi ria
小环属
Cr iconema
茎属
Ditylenchus
丝尾属
Filenchus
螺旋属
Helicoty lenchus
异皮属
Heterodera
长针属
Longidor us
针属
Paraty lenchus
短体属
Pratylenchus
垫刃属
T ylenchus
头叶科
Cephalobdae
单宫科
Monhysteridae
小杆科
Rhabdit idae
CT 1* 32 0 16 0 16 36 8 44 24 8 0 184 0 60
U F1 96 0 16 0 128 112 80 160 80 64 0 112 0 48
BP1 64 0 16 0 32 64 48 48 32 32 0 128 0 112
HE1 96 0 0 0 96 80 64 64 0 48 0 176 0 64
CT 2 12 0 0 0 32 68 4 0 0 0 4 32 0 32
U F2 12 0 0 0 32 76 0 4 4 8 8 48 0 12
BP2 20 0 0 0 20 40 8 8 8 12 20 100 0 24
HE2 24 0 4 4 24 56 8 24 12 8 16 56 0 12
CT 3 16 0 0 0 32 48 0 32 8 4 12 40 0 24
U F3 28 0 0 0 56 64 4 24 4 12 8 48 0 32
BP3 20 0 0 0 36 28 8 32 12 8 12 48 0 32
HE3 28 0 8 0 52 36 8 16 0 4 0 28 0 24
CT 4 20 0 0 0 40 48 16 28 8 12 16 40 0 20
U F4 20 0 8 8 48 36 4 40 12 16 20 44 0 28
BP4 16 0 0 0 52 44 8 24 4 8 16 52 0 32
HE4 16 0 8 0 36 28 0 32 8 4 16 24 0 24
CT 5 0 4 0 0 16 248 0 12 28 12 4 188 0 16
U F5 12 4 0 0 16 76 0 8 16 8 4 88 12 20
BP5 16 8 0 0 20 80 0 28 20 0 24 148 0 24
HE5 4 0 0 0 0 60 0 12 24 8 8 48 0 8
* CT:对照 CK, UF:尿素 Urea, BP:生防颗粒剂 Biocont rol part ical, H E:除草剂 Herbicide; 数字序号代表取次序 Numbers indicate sequence of
sampling.
图 1  非植物寄生线虫出现频率变化
Fig. 1 Frequency of plant nonparast itc nematodes.
  尿素Urea,  生防颗粒剂 Bio cont rol partical,  除草剂Herbi
cide.下同T he same below.
图 2  植物寄生线虫出现频率变化
Fig. 2 Change of frequency of plant parasit ic nematodes
品的处理组中, 寄生线虫出现的相对频率较高, 说明施用化
学品后土壤中的生态平衡改变,引起线虫种群的动态变化,
6395 期          张万民等:施用农用化学品及生防制剂对土壤线虫群落动态影响的研究        
植物寄生线虫和非植物寄生线虫的出现频率又有相反的变
化趋势(图 2) . 作者认为, 施用了线虫生防制剂的土壤中有
机质成分有所增加,促进了非植物寄生线虫特别是腐生线虫
种群的增长,而非植物寄生线虫数量的增加势必会竞争植物
寄生线虫的生态位.施用化学品的土壤中有机质比较少, 土
壤较为板结 ,不利于腐生线虫的生长, 而植物寄生线虫可以
直接用口针取食植物根系, 几乎不受土壤有机质含量的影
响.因此,土壤有机质含量就成为影响植物寄生线虫和非植
物寄生线虫发生的制约因素, 有机质含量高, 则非植物寄生
线虫的发生量就大,有机质含量低, 则植物寄生线虫的发生
量就大.从而导致植物寄生线虫与非植物寄生线虫呈现出互
为消长的变化规律.
参考文献
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pl Nematol , 17( 2) : 133~ 145
作者简介  张万民, 男, 1975 年生,硕士研究生,主要从事植
物线虫学、土壤线虫学研究, 发表论文 2 篇. Email: duanyx@
maic. sy . ln. cn
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640 应  用  生  态  学  报                   13卷