莖屬線蟲發生的馬鈴薯田植物寄生線蟲分布特征

毛彥芝 朱梓綺 郭梅 董學志 王文重 楊帥 魏琪閔凡祥

李慶全1 孔德崴2

（1 黑龍江省農業科學院經濟作物研究所，黑龍江哈爾濱 150086；2 黑龍江省農業科學院克山分院，黑龍江齊齊哈爾 161005；3 黑龍江大學，黑龍江哈爾濱 150086）

馬鈴薯因其營養豐富、用途廣泛在全世界廣泛種植，我國是世界馬鈴薯生產大國（武文斌，2005）。馬鈴薯在整個生長過程中極易受到病蟲害的侵染，導致產量和品質降低。其中，線蟲嚴重威脅馬鈴薯的生產，在我國多個馬鈴薯產區曾報道有檢疫性的腐爛莖線蟲發生危害，貴州省也有檢疫性的馬鈴薯孢囊線蟲發生報道（毛彥芝 等，2022）。

植物寄生線蟲大多生活在土壤的耕層中，寄生植物后對植物產生嚴重的危害。植物寄生線蟲的口針穿刺植物組織或者線蟲直接進入寄主的過程中會對植物產生機械損傷，植物寄生線蟲的食道腺分泌物對植物組織也會產生傷害（段玉璽，2011）。本試驗以有腐爛莖線蟲發生的馬鈴薯田為研究對象，調查春季土壤中植物寄生線蟲群落組成、分布特征和莖屬線蟲隨季節消長情況。對進一步探索馬鈴薯田植物寄生線蟲的發生發展規律，展開致病線蟲的精準防控有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 采樣地土壤概況

試驗地位于黑龍江省綏化市蘭西縣，東經126°18＇，北緯46°16＇。前茬作物為馬鈴薯，品種為尤金，種植面積為6 670 m2，土壤質地為黑壤土，土壤肥力良好，有腐爛莖線蟲發生。

1.2 土壤采集

2021 年5 月12 日采集土壤樣品。采樣地塊面積約為6 000 m2，采樣點大小為10 m × 10 m，南北壟向6 壟（L1～L6）、10 行（S01～S10），共60 個取樣點（圖1）。去除表面干土，取耕層深度0～20 cm 處的土壤，每個點采集約300 g，裝入拉鏈袋內，放入室內4 ℃保存，用于植物寄生線蟲的描述性統計分析。其中，相對豐度（relative abundance，RA）參照趙艷等（2015）的方法計算。

豐度=100 g 干土中土壤寄生線蟲數量

相對豐度（%）=豐度/線蟲總數

優勢度的確定參照梁文舉等（2006）的方法，+++表示優勢屬，RA ＞ 10%；++表示常見屬，1% ≤RA ≤ 10%；+表示稀有屬，RA ＜1%。

土壤含水量采用烘干法進行測定。

同時選取5 個具有代表性的樣點，去除表面干土，取耕層深度分別為0～10、10～20、20～30、30～40 cm 處的土壤，每個深度取300 g，裝入拉鏈袋內，放入室內4 ℃保存，用于植物寄生線蟲的垂直分布特點分析。

在馬鈴薯田地勢平坦地塊隨機選擇2 個監測點，分別于5 月11 日（春季）、7 月6 日（夏季）和8 月16 日（秋季）取馬鈴薯不同生長期的根圍深度為0～20 cm 處的土壤，每個點取300 g，裝入拉鏈袋內，標注監測點名稱，放入室內4 ℃保存，用于莖屬線蟲隨季節的消長規律分析。

1.3 植物寄生線蟲的分離和鑒定

去除土壤中的石塊和植物根等雜質，準確稱取土壤200 g，采用淺盤法分離線蟲。利用500 目篩收集線蟲，于60 ℃溫水水浴鍋中殺死線蟲，采用TAF 液固定。參照《植物病原線蟲學》（劉維志，2000）和《植物線蟲分類學》（謝輝，2005）中的描述將線蟲鑒定到屬。

1.4 數據處理

利用Excel 2007 軟件進行數據整理和田間植物寄生線蟲的分布等分析，利用SPSS 19.0 軟件進行植物寄生線蟲描述性統計分析。

2 結果與分析

2.1 植物寄生線蟲群落組成

在有腐爛莖線蟲發生的馬鈴薯田土壤中共發現9 屬植物寄生線蟲。從表1 可以看出，短體屬（Pratylenchus）、莖屬（Ditylenchus）、擬滑刃屬（Paraphelenchus）和真滑刃屬（Aphelenchus）為優勢屬；野外墊刃屬（Aglenchus）、孢囊屬（Heterodera）、螺旋屬（Helicotylenchus）和發墊刃屬（Trichotylenchus）為常見屬；輪屬（Criconemoides）為稀有屬。莖屬每千克干土中線蟲數量最大值達到857 條，短體屬每千克干土中線蟲數量最大值達到669 條。

表1 植物寄生線蟲描述性統計分析結果

2.2 植物寄生線蟲分布特征

從圖1 可以看出，植物寄生線蟲在田間具有一定的分布規律。L1 壟向，3 個連續行（S02～S04）的線蟲密度相對較大，分別為286、426、381 條 ·kg-1（干土）；L2 壟向，4 個連續行（S02～S05）的線蟲密度較大，分別為808、633、518、1 651 條 ·kg-1（干土）；L3（S01～S03）、L5（S01～S03）和L6（S01～S03）線蟲密度均較大，且植物寄生線蟲密度超過1 000 條·kg-1（干土）的采樣點大多分布在L2、L3、L4、L6 的S01～S05 區段。可見，植物寄生線蟲有集中連片分布的特點。

圖1 植物寄生線蟲田間分布熱圖

2.3 植物寄生線蟲垂直分布特點

從圖2 可以看出，土壤中植物寄生線蟲總數和短體屬線蟲數量在10～20 cm 土層達到峰值，然后隨土壤深度的增加而下降；莖屬線蟲在10～30 cm土層數量相對穩定，0～10 cm 土層數量較多，土壤深度大于30 cm 后數量減少。

圖2 植物寄生線蟲垂直分布特點

2.4 莖屬線蟲季節消長規律

從圖3 可以看出，春季莖屬線蟲密度最小，兩個監測點莖屬線蟲數量都不超過100 條·kg-1（干土）〔監測點1 為40 條·kg-1（干土），監測點2 為60 條·kg-1（干土）〕；秋季莖屬線蟲密度最大〔監測點1 為170 條·kg-1（干土），監測點2 為260條·kg-1（干土）〕。監測點1 秋季莖屬線蟲密度與春、夏季差異顯著，監測點2 的莖屬線蟲密度則從夏季開始顯著增加。

圖3 莖屬線蟲密度隨季節消長規律

3 討論與結論

3.1 植物寄生線蟲群落組成

馬鈴薯是黑龍江省的主要農作物之一，馬鈴薯產業的發展對促進黑龍江省農業種植結構調整及保障糧食安全，尤其是農民增收具有重要意義（盛萬民 等，2021）。線蟲是危害馬鈴薯產業發展的重要病蟲害之一，黑龍江省馬鈴薯田已報道有檢疫性的腐爛莖線蟲（Ditylenchus destructor）發生（張淑玲等，2019）。因此，監測馬鈴薯田植物寄生線蟲的種群分布對于探索線蟲的發生發展規律及檢測具有重要意義。

王文重等（2014）對黑龍江省馬鈴薯種薯田植物寄生線蟲進行調查，結果顯示針屬線蟲（Paratylenchussp.）和螺旋屬線蟲為黑龍江省馬鈴薯種薯田植物寄生線蟲的優勢種群，在發現的8 個屬中沒有莖屬、輪屬和發墊刃屬線蟲的分布。本試驗中莖屬和短體屬為優勢屬，而莖屬中腐爛莖線蟲和鱗球莖線蟲對馬鈴薯和甘薯等作物危害嚴重。腐爛莖線蟲侵染馬鈴薯，初期癥狀在塊莖表皮下可見褐色的病變，后期病斑可擴散到整個薯塊，薯塊表皮皴裂，易剝離（張淑玲 等，2019）。本試驗選擇的馬鈴薯田在2020 年已經發現有腐爛莖線蟲的發生，2021 年4 月在《全國農業植物檢疫性有害生物分布行政區名錄》中公布該地點有腐爛莖線蟲分布。短體屬線蟲又稱根腐線蟲，是世界廣泛分布且破壞性極大的遷移性植物內寄生線蟲（魏亞東 等，2013），對馬鈴薯產量和品質影響較大的為穿刺短體線蟲（P.penetrans）、落選短體線蟲（P.neglectus）和斯克里布納短體線蟲（P.scribneri），不僅引起產量損失，還可以導致馬鈴薯植株早衰（Brodie &Plaisted，1993）。感病馬鈴薯塊莖貯存期質量減輕或者變硬，產量損失達到20%～50%（毛彥芝 等，2022）。在本試驗中發墊刃屬為常見屬，發墊刃屬的長嶺發墊刃線蟲（Trichotylenchus changlingensis）可以引起玉米矮化病，造成嚴重的經濟損失（郭寧 等，2015）。本試驗也檢測到有孢囊屬線蟲的分布，經鑒定該孢囊屬線蟲不含有馬鈴薯孢囊線蟲（Globodera rostochiensis和G.pallida）。可見，在這幾年中馬鈴薯田植物寄生線蟲種群發生變化，因此加強黑龍江省農田生態系統中植物寄生線蟲種群監測工作是非常必要的。

3.2 植物寄生線蟲的垂直分布

曹雪松（2015）研究表明，植物寄生線蟲的數量在10～20 cm 土層較多，隨著土壤深度的增加線蟲數量隨之減少；劉偉等（2011）研究表明，玉米田單施化肥和無肥處理植物寄生線蟲密度在20～30 cm 土層達到最大，然后隨土壤深度的增加逐漸下降；張宇等（2009）研究表明，玉米根際線蟲主要集中分布于10～20 cm 土層，不同屬的分布規律不同。綜上所述，土壤中植物寄生線蟲主要分布在10～30 cm 土層。本試驗是在春季進行田間取樣，前茬作物為馬鈴薯，由于上一年腐爛莖線蟲發生嚴重最終放棄收獲，試驗結果顯示植物寄生線蟲主要集中在10～20 cm 土層，之后隨著土壤深度的增加數量逐漸減少，與前人研究結果基本一致。

3.3 莖屬線蟲季節消長動態

Basson 等（1991）研究表明，花生果實和莢中腐爛莖線蟲的數量在收獲時密度最大。侯生英等（2017）研究發現，8 月中旬后小麥田中禾谷孢囊線蟲種群密度開始上升，小麥收獲后土壤中的孢囊量比播種前增加28.62%。周國梁等（2001）對上海盆景植物寄生線蟲種類與群體動態進行研究，結果表明秋季線蟲數量最多，種類也最繁盛。曹雪松（2015）對新疆9 個地州、市苜蓿和三葉草根際寄生線蟲的種類及分布進行調查，結果表明植物寄生線蟲在6 月和8 月密度較大，4 月和10 月密度較小。國內對莖屬線蟲季節動態的研究較少，本試驗結果初步顯示馬鈴薯田莖屬線蟲秋季（8 月中旬）密度最大，與前人得出的植物寄生線蟲季節動態特征基本一致。

本試驗初步探討了莖屬線蟲發生的馬鈴薯田植物寄生線蟲的群落組成和垂直分布特點，初步確定了莖屬線蟲季節消長規律，可為馬鈴薯線蟲的精準防控提供參考。