不同藥劑對拱棚西瓜根結線蟲的防效及對土壤環境的影響

張伯虎，朱雪榮，孟 延，問亞軍，張永民，張盈科，張 鋒，王佳哲

(1. 渭南市農業科學研究院，陜西渭南 714000；2. 陜西省生物農業研究所，陜西省植物線蟲學重點實驗室，西安 710043)

植物根結線蟲屬于線蟲門、側尾腺綱(Secernentea)、墊刃目(Tylenchida)、異皮總科(Heteroderidea)、根結線蟲科(Meloidogyne)、根結線蟲屬(MeloidogyneGoeldi)，目前設施蔬菜上發生的根結線蟲病主要是由南方根結線蟲引起的[1-2]，中國北方設施西瓜上發生的也是以南方根結線蟲為主。由于設施溫室環境條件適宜、隨著重茬年限的延長，灌溉不當、清園不徹底等原因，西瓜根結線蟲發生嚴重，生產上因根結線蟲危害造成的損失為20%～30%，嚴重的可達50% 以上，甚至絕產。根結線蟲病對中國西甜瓜產業可持續發展已構成嚴重威脅[3-4]。目前化學防治是西瓜根結線蟲最有效防治方法，但生產中存在盲目選擇和施藥過量的問題，對農業土壤環境造成污染，也增加了線蟲抗藥性。篩選安全高效的防治藥劑是保證西瓜生產安全和提高經濟效益的關鍵，也是生產中亟待解決的問題。因此，本試驗選取5種常用的殺線蟲劑進行田間藥效評價，旨在篩選對棚室土壤環境友好且具有高效、低毒、低殘留的藥劑。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

10%噻唑膦(福氣多)顆粒劑(日本石原產業株式會社)，98%棉隆顆粒劑(南通施壯化工有限公司)，5%阿維菌素b2(石家莊市興柏生物工程有限公司)，17.7%碳酸氫銨(碳銨肥)(山西陽煤豐喜肥業(集團)有限責任公司)，51%石灰氮(寧夏大榮化工冶金有限公司)。

1.2 試驗方法

施藥時間為2018年7月10日，試驗地設在蒲城縣龍陽鎮鈐鉺鄉二組，土壤類型為壚土，土壤pH 7.9。土壤全氮1.32 g/kg、有效磷34.2 mg/kg、速效鉀123 mg/kg、有機質1.4 g/kg，且土地平整、肥力均勻，根結線蟲發生嚴重。定植時間為2018年8月2日，西瓜品種為‘京欣1號’，砧木為鐵木砧。試驗設置6個處理，每個處理3次重復，每個小區面積50 m2，西瓜栽植株行距為20 cm×70 cm。所有藥劑處理在西瓜定植前完成，棉隆、碳酸氫銨和石灰氮處理前，使土壤含水量達到60%～70%，保持3～4 d。撒施棉隆、碳酸氫銨和石灰氮每667 m2用量分別為15 kg、200 kg、50 kg，施藥后立即深翻土壤20 cm，澆適量水后用塑料膜將施藥區域周圍壓實，防止漏氣，密閉20 d后揭膜透氣，透氣10 d左右。噻唑膦每667 m2用量3 kg，配細土10 kg，均勻撒施表面，然后翻勻25 cm土壤。阿維菌素b2施藥前，深翻土壤25 cm，土地平整后，每667 m2用量0.5 L，稀釋 1 000倍并均勻噴灑滲透到土壤中。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 根結線蟲病情調查方法 藥劑處理前，拱棚調查前茬西瓜根結指數。藥劑處理后，在果實成熟期隨機選取30株西瓜，調查根結線蟲發病率及根結指數。

根結線蟲分級標準：0級，無根結，根系健康；1級，僅有少量根結，根結占全根系的10%以下； 3級，根結明顯，根結占全根系的11%～25%；5級，根結特別明顯，根結占全根系的26%～50%； 7級，根結數量很多，根結占全根系的51%～75%，根結相互連接，主根和側根變粗并呈畸形； 9級，根結數量特多，根結占全根系的75%以上，根結之間相互連接，多數主根和側根變粗并呈畸形，甚至腐爛。

發病率=發病株數/調查總株數×100 %

根結指數= ∑(各級病株數×各級嚴重 度)/(調查總數×最高嚴重度)×100

防效= (對照區根結指數-處理區根結指數) /對照區根結指數×100%

校正防效=[1-(CK0×PT1)/(CK1×PT0)]×100%

上式中，CK0為空白對照區施藥前根結指數；CK1為空白對照區施藥后根結指數 ；PT0為藥劑處理區施藥前根結指數；PT1為藥劑處理區施藥后根結指數。

1.3.2 土壤采樣方法及指標測定 在拱棚西瓜收獲期，采集各處理0～20 cm根際土樣，分別測定銨態氮、速效磷、速效鉀、pH。分別在處理前(pre-treatment，PT)、定植期(planting stage，PS)、苗期(seedling stage，SS)、坐果期(fruit-bearing stage，FS )、收獲期(maturation stage，MS)的晴天9:00左右，每個小區按五點法取土樣，每點取0～20 cm土樣，采用四分法選取待測樣品，測定土壤微生物數量及土壤酶活性。

土壤理化指標測定。土壤銨態氮用2 mol/L氯化鉀溶液浸提后，浸提液用連續流動注射分析儀(Seal-AA3，德國)測定。土壤速效磷采用碳酸氫鈉浸提，鉬銻抗比色法測定。土壤速效鉀采用乙酸銨浸提，火焰光度計法測定[5]。土壤pH采用滴定法測定。

土壤微生物測定。細菌數量采用PDA培養基，平板稀釋法，真菌采用馬丁氏培養基，平板稀釋法，放線菌數量采用高氏1號培養基，平板稀釋法[6]。

土壤酶活性測定。土壤過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法，土壤脲酶采用靛酚比色法，土壤脫氫酶采用TTC比色法[7]。

1.3.3 產量測定 在拱棚西瓜成熟期，隨機收獲田間每個處理的10株西瓜，統計總質量，重復取3次，折算小區產量。

1.4 數據處理

采用Excel 2007和Spss 19.0統計分析軟件處理分析試驗數據。

2 結果與分析

2.1 不同殺線蟲劑對西瓜根結線蟲田間防治效果及產量的影響

田間試驗結果表明，施用5種殺線劑處理土壤后，根結線蟲的發病率顯著降低，其中，棉隆處理的發病率和根結指數顯著低于其他藥劑。其次為阿維菌素b2、碳酸氫銨和石灰氮，噻唑膦處理后防效最低。5種藥劑處理后的西瓜產量都有顯著增加，其中，棉隆藥劑處理后的增產率最高，為53.08%，其次為碳酸氫銨、石灰氮、阿維菌素處理，噻唑膦增產率最低(表1)。

表1 不同殺線蟲劑對根結線蟲的防治效果及西瓜產量Table 1 Control effect and yield treated with different nematicide

2.2 不同殺線蟲劑對西瓜根際土壤理化性質的影響

從表2可以看出，5種殺線劑處理土壤后，對根際土壤銨態氮、速效磷、速效鉀含量的影響有差異。碳酸氫銨和石灰氮兩種藥劑處理后土壤銨態氮含量顯著高于其他處理，阿維菌素和噻唑膦藥劑處理后銨態氮含量比對照低；噻唑膦處理后的土壤速效磷含量顯著高于其他處理，石灰氮、棉隆處理后的土壤速效磷含量分別比對照提高 13.01%、12.24%，棉隆、阿維菌素b2和噻唑膦藥劑處理后的土壤速效鉀含量低于對照。各藥劑處理的根際土壤pH與對照差異不顯著。

表2 不同殺線蟲劑處理后根際土壤理化性質Table 2 Physical and chemical properties of rhizosphere soil treated with different nematicide

2.3 不同殺線蟲劑對西瓜根際土壤微生物數量的影響

2.3.1 細菌 從圖1可以看出，隨著時間的推移，碳酸氫銨、石灰氮、棉隆3種藥劑處理后的土壤細菌數量呈現出先減少后增加的趨勢，在定植期下降明顯，從苗期、坐果期土壤細菌數量迅速恢復。阿維菌素b2、噻唑膦兩種藥劑處理后各時期土壤細菌數量變化趨勢與對照處理差異不顯著。收獲期，碳酸氫銨、石灰氮、阿維菌素b2、噻唑膦處理的土壤細菌數量與對照處理差異不顯著，棉隆處理的土壤細菌數量顯著低于其他藥劑處理，比對照處理降低46.08%。

圖1 不同殺線蟲劑處理后西瓜各時期根際土壤細菌數量Fig.1 The bacteria number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.3.2 真菌 土壤中的真菌參與土壤中有機質的分解，在土壤腐殖質的合成、氨化作用以及團聚體的形成等過程中發揮著重要的作用，可直接影響土壤肥力[8]。由圖2可知，各藥劑處理對土壤真菌數量的影響有所不同。阿維菌素b2藥劑處理后土壤真菌數量變化與對照相似。噻唑膦藥劑處理后的土壤真菌數量呈現出先增加后變少的趨勢。碳酸氫銨、石灰氮、棉隆3種藥劑處理后的土壤真菌數量呈現出先減少后增加的趨勢，定植期3種藥劑處理后的土壤真菌數量分別比對照降低89.04%、78.08%、56.09%。到收獲期各處理的土壤真菌數量與對照處理差異不顯著，說明真菌數量已經恢復。

圖2 不同殺線蟲劑處理后西瓜各時期根際土壤真菌數量Fig.2 The fungi number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicid

2.3.3 放線菌 放線菌能分解土壤腐殖質中最穩定的有機化合物，提高土壤肥力。從圖3可以看出，噻唑膦藥劑處理后的土壤放線菌數量呈現出逐漸增多的趨勢，到收獲期土壤放線菌數量比對照增加28.32%，顯著高于其他處理。而阿維菌素b2藥劑處理土壤放線菌數量與對照處理差異不顯著。碳酸氫銨、石灰氮、棉隆3種藥劑處理后土壤放線菌呈現出先減少后上升的趨勢，在定植期土壤放線菌數量分別比對照處理減少 97.84%、94.95%、37.62%，之后處理的土壤放線菌數量逐漸恢復，到收獲期石灰氮、棉隆處理的放線菌數量與對照差異不顯著，而碳酸氫銨藥劑處理后的土壤放線菌數量顯著低于對照，比對照降低16.75%。

圖3 不同殺線蟲劑處理后西瓜各時期根際土壤放線菌數量Fig.3 The actinomycetes number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4 不同殺線蟲劑對西瓜根際土壤酶活性的影響

2.4.1 過氧化氫酶 從圖4可以看出，碳酸氫銨、石灰氮、棉隆、噻唑膦藥劑處理后的土壤過氧化氫酶活性隨著時間的變化，都呈現出先降低后增加的趨勢，在定植期碳酸氫銨、石灰氮處理下降量顯著高于其他處理，棉隆處理次之，噻唑膦與對照差異不顯著，到收獲期石灰氮、棉隆、噻唑膦處理與對照差異不顯著，碳酸氫銨處理顯著低于對照，比對照降低12.36%。阿維菌素b2處理后的土壤過氧化氫酶活性變化趨勢與對照處理差異不顯著。

圖4 不同殺線蟲劑處理后西瓜各時期根際土壤過氧化氫酶活性Fig.4 The CAT activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4.2 土壤脲酶 由圖5可知，與對照處理相比，阿維菌素b2、噻唑膦對土壤脲酶活性影響變化趨勢與對照差異不顯著。碳酸氫銨、石灰氮、棉隆表現出先顯著降低后增加的趨勢，在定植期碳酸氫銨、石灰氮、棉隆處理的土壤脲酶活性分別比對照減少21.77%、28.23%、 17.51%，到收獲期土壤脲酶活性與對照無顯著差異。

圖5 不同殺線蟲劑處理后西瓜各時期根際土壤脲酶活性Fig.5 The urease activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4.3 脫氫酶 從圖6可以看出，碳酸氫銨、石灰氮、棉隆、噻唑膦藥劑處理后的土壤脫氫酶活性隨著時間的變化，都表現出先降低后增加的趨勢。在定植期碳酸氫銨、石灰氮處理的土壤脫氫酶活性下降量顯著高于其他處理，棉隆處理次之，噻唑膦處理最小，分別比對照降低29.30%、28.32%、18.94%、8.52%。到收獲期，石灰氮、棉隆、噻唑膦處理的土壤脫氫酶活性逐漸恢復，與對照處理差異不顯著，碳酸氫銨處理顯著低于對照處理，比對照降低14.72%。阿維菌素b2藥劑處理后的土壤脫氫酶活性變化趨勢與對照差異不顯著。

3 討 論

本研究表明，棉隆對根結線蟲的防效為 86.40%，顯著高于其他藥劑，這與楊葉青等[9]的研究結果相似。碳酸氫銨、石灰氮和阿維菌素b2次之，防效分別為 76.32%、73.43%、71.66%，噻唑膦的防效最低，與席先梅等[10]、劉志明等[11]及Mcsorley等[12]的研究結果一致。在拱棚條件下噻唑膦的防效為41.80 %，這與朱金文等[13]在防治黃瓜根結線蟲上的結果接近，但其阿維菌素的防效僅為9.7%，而本研究中阿維菌素b2對西瓜根結線蟲的防效為71.66%，可能與藥劑的成分含量不同有關，也可能與使用劑量和方法不同有關。鄒雅新等[14]用5 μg/mL的阿維菌素處理 24 h 對卵孵化抑制率高達82.57%，表明阿維菌素對南方根結線蟲有較高防效，與本研究結果 相似。

圖6 不同殺線蟲劑處理后西瓜各時期根際脫氫酶活性Fig.6 The dehydrogenase activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

本研究表明，碳酸氫銨和石灰氮能顯著提高土壤氮素的含量，這兩種藥劑也可當做氮肥使用，其施于病土能使防病與施肥結合起來，具有成本低、效果好、對環境安全的優勢[15-16]。賁海燕等[17]認為石灰氮處理能顯著提高銨態氮含量2.0 mg/kg，分解產物可使土壤 pH上升1.5～2.0，本研究各藥劑處理的土壤pH與對照差異不顯著，可能緣于藥劑使用量不同及采樣時間的不同。本研究還發現，使用碳酸氫銨、石灰氮和棉隆處理土壤后顯著降低了土壤中細菌、真菌、放線菌的數量及土壤過氧化氫酶、脲酶、脫氫酶的活性，定植期之后各指標逐漸恢復，呈現出先顯著降低后逐漸增加的趨勢。高葦等[18]的研究也認為棉隆處理顯著降低了微生物數量，之后逐漸恢復。鐘書堂等[19]研究認為石灰碳銨聯用處理熏蒸土壤，能顯著降低土壤真菌、細菌數量。姜偉濤等[20]與朱本岳等[21]的研究認為，棉隆、石灰氮處理后顯著降低了微生物數量及土壤酶活性，但張學鵬等[22]通過 2 a溫室定位試驗，認為石灰氮提高土壤脲酶活性和過氧化氫酶活性，這可能與其將粉碎秸稈還田有關，施用石灰氮能夠提升植物根系分泌物的分泌，而土壤微生物和根系分泌物的變化又能影響土壤酶的活性[23]。

阿維菌素(Avermectin)是一種生物源殺蟲劑，在農業蟲害防治方面得到廣泛應用[24]，其處理土壤方法簡單，投入成本較低，使用時間不受限制。阿維菌素b2是阿維菌素重要的組分，對南方根結線蟲有較強的致死作用[25]。本研究中阿維菌素b2提高了氮肥和鉀肥的利用率，對土壤中微生物數量及土壤酶活性沒有顯著影響；噻唑膦提高了土壤速效磷的含量，但噻唑膦的防效僅為61.51%，其他學者[13,26]用噻唑膦防治根結線蟲有較高效果，可能受施藥量、施藥時間、寄主等多種因素的影響，也可能是該地區的根結線蟲對噻唑膦產生了抗藥性。

綜上所述，在生產中應根據防治時期及成本因素選擇合適的藥劑進行西瓜根結線蟲的防治，在根結線蟲嚴重的地塊，建議選擇棉隆結合太陽能消毒進行定植前土壤處理；結合氮肥使用量及重茬地塊的土壤改良，可選擇石灰氮或碳酸氫銨結合太陽能消毒進行定植前土壤處理。在作物生長期可選擇阿維菌素藥劑進行防治，同時能起到改良土壤的效果。