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象耳豆根结线虫初始种群密度对黄瓜生长的影响



全 文 :象耳豆根结线虫初始种群密度
对黄瓜生长的影响①
龙海波② 孙燕芳 曾凡云 白 成③
(中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 /
农业部热带农林热带作物有害生物综合治理重点实验室 /
海南省热带农业有害生物检测监控重点实验室 /
海南省热带作物病虫害生物防治工程技术研究中心 海南海口 571101)
摘 要 通过室内接种方法测定土壤中接种象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)二龄幼虫不同初始密度(0、
0.125、 0.25、 0.5、 1、 2、 4、 8和16条/cm3)对黄瓜生长的影响。 研究结果表明, 黄瓜受损程度与象耳豆根结线
虫初始接种密度呈正相关, 随着接种密度的增加, 形成的根结指数不断提高, 而黄瓜植株高度和苗鲜重相比对
照均表现为下降, 即发病程度逐渐加重。 当土壤中象耳豆根结线虫二龄幼虫的初始接种密度为0.25条/cm3, 即
可对黄瓜的株高和植株鲜重产生显著危害, 初始密度为8条/cm3处理, 则可导致黄瓜植株死亡。 该研究结果可为
制定象耳豆根结线虫的防治指标提供理论依据。
关键词 象耳豆根结线虫 ; 黄瓜 ; 初始密度 ; 病情指数
分类号 S432.45
Effect of Initial Population Density of Meloidogyne enterolobii
on Cucumber Growth in Greenhouse
LONG Haibo SUN Yanfang ZENG Fanyun BAI Cheng
(Environment and Plant Protection Institute /
Ministry of Agriculture Key Laboratory of Pests Comprehensive Governance for Tropical crops /
Hainan Key Laboratory for Monitoring and Control of Tropical Agricultural Pests /
Hainan Engineering Research Center for Biological Control of Tropical Crops Diseases and Insect
Pests, CATAS, Haikou, Hainan 571101, China)
Abstract The effects of initial population levels of Meloidogyne enterolobii [0, 0.125, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8
and 16 second stage juvenlies (J2) per cm3 of soil] on cucumber were investigated with pot planting in a
greenhouse. The results showed that there is a positive relationship between the initial population density
of the nematode and the extent of damage it cause to cucumber. Both shoot height and shoot fresh weights
were decreased as increasing initial densities of the nematodes, but the disease index was increased. When
the initial inculcation density of M. eneterolobii reached to 0.25 J2 per cm3 of soil, either cucumber shoot
height or fresh weight was reduced significantly. Moreover, inoculation of cucumber with eight J2 of M.
eneterolobii could lead to plant dead. These results provide a possibility to estimate the economic
threshold, which is needed for evaluation efficacy of nematode control.
Keywords Meloidogyne enterolobii ; cucumber ; initial density ; disease index
Vol.35, No.11
2015年11月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第35卷第11期
Nov. 2015
① 基金项目: 海南省自然科学基金(No.314103)、 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(No.20131J001)。
收稿日期: 2015-11-13; 责任编辑/白 净; 编辑部E-mail: rdnk@163.com。
② 龙海波(1984~), 男, 博士, 助理研究员, 主要研究方向为植物线虫学。
③ 通讯作者。 E-mail: chengbai2001@163.com。
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2015年11月 第35卷第11期热带农业科学
黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国广泛栽培种植
的蔬菜作物, 种植面积占蔬菜总面积的10%左右[1]。
近年来, 随着复种指数的提高以及大棚设施农业的
发展, 黄瓜根结线虫病害普遍发生且逐年加重, 一
般可能减产20%~30%, 严重时达到50%以上, 甚至
绝产[2]。 为害黄瓜的根结线虫病原种主要有南方根
结线虫(M. incognita)、 爪哇根结线虫(M. javanica)、
花生根结线虫(M. arenaria)和象耳豆根结线虫(M.
enteolobii)。 其中, 象耳豆根结线虫近几年在海南
多个市县的冬季瓜果蔬菜基地广泛发生, 为害严
重, 已成为制约黄瓜生产的重要因素之一[3-5]。
根结线虫通过侵染寄生作物根系, 破坏寄主的
正常生理代谢水平, 并且攫取寄主细胞营养物质,
导致作物生长矮小、 缓慢、 叶色异常, 结果少, 产
量低, 有时造成植株提早死亡。 根结线虫对作物的
危害程度取决于线虫种类和寄主, 同时与土壤中线
虫的初始数量和外部环境密切相关[6]。 当土壤中根
结线虫的初始密度大于经济阈值时, 将会导致作物
产量损失。 国内外关于根结线虫初始数量对作物的
生长影响已开展了一系列研究。 Vovlas等[7]的研究
结果表明, 爪哇根结线虫抑制马铃薯株高和株重的
最低接种量为卵或幼虫0.64个/cm3(土)。 Di Vito
等[8-10]先后研究了南方根结线虫不同种群密度对多
种作物的生长影响, 得出菠菜(Spinacia oleracea)耐
受限度为土壤中卵或幼虫0.5个/cm3, 而菜蓟(Cy-
nara scolymus)的耐受限度为卵或幼虫 1.1个/cm3。
耿亚玲等[11]确定了番茄对南方根结线虫的最低忍耐
值为4.4头/cm3。 郭衍银等[12]研究了南方根结线虫
不同初始密度对生姜(Zingiber officinale)生长的影
响。 结果表明, 每百克干土中含 50个卵, 就可使
生姜减产 27.91%。 了解根结线虫影响寄主作物生
长的最低初始密度对于确定防治的经济阈值, 以及
提出针对性的防治策略具有重要的意义。
黄瓜是对根结线虫高度敏感的寄主作物, 国内
尚无抗线虫的黄瓜品种, 生产上主要以化学药剂防
治为主, 用药量大、 经济成本高且易污染环境。 目
前国内外还未有关于象耳豆根结线虫初始密度对黄
瓜生长影响的相关研究报道。 本研究在温室条件下
测定了象耳豆根结线虫不同接种密度对黄瓜生长的
影响, 以期为提出象耳豆根结线虫防治指标和制定
相应的防治策略提供理论依据。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1供试虫源
供试象耳豆根结线虫源于海南省澄迈县永发镇
黄瓜病株, 经室内单卵囊接种番茄(cv.特级大明星)
进行种群的扩繁[5]。 选取接种 70d后的番茄病根,
参照 Ding等[13]描述的方法收集线虫卵块 , 并于
28℃下孵化象耳豆根结线虫二龄幼虫(J2)。 将孵化
的J2置于水平转子离心机中, 3000r/min离心5min
沉淀线虫, 灭菌水中清洗3次后, 配备不同浓度梯
度的线虫悬浮液用于后续试验。
1.1.2供试黄瓜
供试黄瓜品种 ‘农家乐黄瓜’ (山东益民种子有限
公司), 为海南当地广泛种植的品种。 种子在清水中
浸泡6h后, 用纱布包好并置于30℃培养箱中进行
催芽。 发芽后, 将种子种植于含有约 500cm3土壤
的塑料花盆中(规格: 顶部直径×底部直径×高 =12cm×6
cm×10cm), 每盆 1株, 温室内(25℃)培养生长。 种
植土壤为椰糠土(购于海口美兰源源园艺公司), 灭菌后
使用。
1.2方法
1.2.1试验设计
黄瓜出苗后长至4~5片真叶时进行象耳豆根结
线虫J2接种试验。 试验共设置9个密度梯度处理,
土壤中 J2接种量分别为 0、 0.125、 0.25、 0.5、
1、 2、 4、 8和 16条/cm3。 分别计算土壤总体积
500 cm3所需的总二龄幼虫数, 配置线虫悬浮液,
用接种针将 J2注入黄瓜根系附近。 每个密度处理
种植 20株。 接种后的黄瓜置于控温(25~28℃)日光
温室中生长, 光照条件为14h光照, 10h黑暗。
1.2.2调查统计
分别在接种线虫后第 35、 70d对黄瓜的生长情
况和根结线虫侵染形成根结情况进行观察统计。 其
中, 接种 35d每个处理分别随机调查 6株, 而接
种70d后每个处理随机调查数为 10株。 记录黄瓜
株高和地上部分鲜重, 观察、 拍照并统计根结数。
参照农业部行业标准 “黄瓜抗南方根结线虫病鉴定
技术规程” 进行分级并计算病情指数[14]。 采用DPS
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龙海波 等 象耳豆根结线虫初始种群密度对黄瓜生长的影响
表1 不同线虫初始群体密度对黄瓜生长的影响
接种密度
/(条·cm-3)
35d 70d
株高/cm 苗鲜重/g 病情指数 株高/cm 苗鲜重/g 病情指数
0 (86.3±0.9)a (16.7± .1)a 0 (133.2±4.6)a (27.0±1.1)a 0
0.125 (86.5±0.8)a (17.1± .3)ab 3.7 (130.9±7.6)a (27.3±1.6)a 15.6
0.25 (85.7±1.3)ab (15.3±1.6)bc 13 (124.5±8. )b (24.3±1.6)b 37.8
0.5 (84.3± 0)ab (15.1±0.6)c 22.2 (120.5±8.0)bc (22.9±1.5)c 64.4
1 (82.5±3.6)ab (15.6±0.9)bc 48.1 (115.1±8.6)c (21.8±1.8)c 91.1
2 (80.8±3.4)b (15.5±0.9)bc 74.1 (99.8±6.4)d (16.8±0.9)d 100.0
4 (64.3±3.6)c (12.3± .4)d 85.1 (86.9±6.7)e (13.3±2.0)e 100.0
8 (64.2±0.9)c (11.9± .0)d 96.3 (66.2±5.4)f (8.5±0.8)f 100.0
16 (55.2±3.8)d (7.3±0.9)e 100.0 (61.5±4.3)f (4.5±0.9)g 100.0
接种象耳豆根结线虫二龄幼虫70d后, 接种处
理4条/cm3的黄瓜地上部叶片开始明显黄化, 接种
密度8头/cm3处理的黄瓜有部分萎蔫死亡, 而处理16
条/cm3的黄瓜全部死亡, 且部分植株已干枯。 相比
接种30d的黄瓜根系, 各接种线虫处理的根结数量
明显增多, 根结体积变大, 并且可见卵囊。 当初始
群体密度≥2头/cm3时, 病情指数均达到100%(表1)。
J2接种密度处理8头/cm3的黄瓜部分根系已经腐烂,
根系变粗变短(图1)。 在株高方面, 当J2接种密度
为0.25头/cm3时, 已开始与对照差异明显; 其中处
理0.25、 2、 4、 8条/cm3的株高分别为124.5、
99.8、 6.9和66.2cm(表1), 分别为对
照处理(133.2cm)的93.5%、 74.9%、 65.2%
和49.7%。 在苗鲜重方面, 当J2接种密
度≥0.25头/cm3时, 与对照差异明显; 其
中, 处理0.25、 2、 8、 16头/cm3的苗鲜重
分别为24.3、 16.8、 .5和4.5g(表1),
分别为对照处理(27.0g)的90.0%、 62.2%、
31.5%和16.7%。
3 讨论
本研究采用国内常规黄瓜品种进行不同密度的
室内接种实验, 获得了象耳豆根结线虫不同初始密
度在不同生长期对黄瓜生长指标的影响, 结果表
明 : 当土壤中象耳豆根结线虫 J2的接种密度为
0.25条/cm3, 即可对黄瓜的株高和植株鲜重产生显
著危害, 密度为8条/cm3处理则可导致黄瓜植株根
系腐烂。 该研究结果为确定象耳豆根结线虫的防治
指标提供了初步参考。 在野外田间条件下, 土壤中
根结线虫的密度与作物生长关系受到土壤质地、 温
度、 湿度以及外部环境气候等多方面的影响, 难以
准确测定线虫初始接种密度与损失之间的关系。 实
软件对实验数据进行单因素方差分析和 Duncan新
复极差法进行多重比较(P≤0.5)。
接种象耳豆根结线虫二龄幼虫 35 d后, 除空
白对照外, 其余处理的黄瓜根部都会产生根结 。
随着接种密度的加大, 根结指数迅速提高(表 1)。
当 J2初始群体密度为1条/cm3时, 黄瓜根部已有
较多根结形成, 病情指数将近50%; 而当J2初始群
体密度为16条/cm3时, 病情指数达到100%(表1)。
在株高方面, 当J2接种密度在0~1条/cm3时, 各
处理对应的平均株高无显著差异; 而当J2接种密
度为2条/cm3时, 黄瓜的株高开始显著降低; J2接
种密度为16条/cm3时, 平均株高达到最低值, 为
55.2cm, 仅为对照处理的64%(表1)。 在苗鲜重方
面, 当接种密度达到0.25条/cm3时, 苗鲜重开始显
著降低 , 为对照处理的91.6%; 而接种密度在
0.25~2条/cm3时, 则各处理间无显著差异(表1)。
图1 接种线虫70 d后对黄瓜根系的影响
说明: A.初始接种密度为0.25条/cm3; B.初始接种密度为2条/cm3; C.
初始接种密度为8条/cm3。
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2015年11月 第35卷第11期热带农业科学
际上, 国内外研究学者通常在可控的环境下进行评
估测试, 并且也多以植物的生长情况代替真实产
量。 例如Charegani等[15]室内测试得出, 爪哇根结线
虫影响黄瓜株高和苗鲜重的初始数量分别为2个卵或
幼虫/g(土)和4个卵或幼虫/g(土)。 黄娟华等[16]研究
表明, 温室条件下每 100 cm3土中有 10条象耳豆
根结线虫M. enteolobii二龄幼虫就可显著抑制番
茄的苗鲜重和株高。 Azam等[17]通过室内盆栽试验
发现, 南方根结线虫对番茄生长造成显著影响的最
低J2接种密度为500条/盆。 尽管根结线虫对植株
高度、 鲜重等生长指标的影响并不能够完全反映产
量的损失, 但对于认识线虫初始密度与作物受损程
度之间的关系非常重要, 可以为制定相应的防治指
标提供理论依据。 值得注意的是, 自然环境中线虫
分布并不均匀, 且土壤温度和质地差异较大, 在指
导田间生产时, 还需结合田间实际情况综合考虑进
一步开展相关的田间试验研究。
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