二甲基二硫和棉隆聯合生物菌劑對山藥根結線蟲病的防控效果評價

摘要

根結線蟲病是山藥連作障礙的主要因子，嚴重影響山藥的產量和質量。為打破山藥連作障礙，本研究以瑞昌山藥為研究對象，在兩年連作試驗田塊，分別利用二甲基二硫（dimethyl disulfide，DMDS）和棉?。╠azomet，DZ）熏蒸劑配合生物菌劑進行聯合防治試驗。通過鑒定瑞昌山藥線蟲病病原、監測山藥根際土壤線蟲消長動態，調查山藥出苗率、蔓基直徑、薯塊發病情況及產量，評價2種處理的防病和增產效果。結果表明，瑞昌山藥根結線蟲病病原為南方根結線蟲。與未處理田塊相比，處理組山藥出苗率顯著增加，南方根結線蟲的繁殖受到顯著抑制。至收獲期，2種處理對南方根結線蟲的防治效果分別為97.30%、89.63%;對山藥薯塊的防病效果分別為92.85%、86.14%;健康薯塊產量增產114.17%、102.61%。綜上所述，二甲基二硫、棉隆聯合生物菌劑進行土壤處理對抑制山藥根際土壤中南方根結線蟲及防控山藥根結線蟲病具有良好效果，可以顯著提高山藥出苗率和產量，實現山藥增產增收。

關鍵詞

二甲基二硫; 棉隆; 山藥線蟲病; 線蟲發生動態; 防治效果

中圖分類號：

S 436.32

文獻標識碼： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2024403

Evaluation of the control efficacy of dimethyl disulfide and dazomet combined biological agents against rootknot nematode disease in yam

WAN Chuanxu1， ZENG Rong1， FANG Wensheng2， YAN Mingfeng1， HUA Juling1，HUANG Shuijin1*， SUN Yang1*

（1. Institute of Plant Protection， Jiangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanchang 330200， China; 2. State Key

Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests， Institute of Plant Protection， Chinese Academy

of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China）

Abstract

Rootknot nematode disease is a major limiting factor in the continuous cropping of yam， severely affecting both yield and quality. To address this challenge， a field study was conducted using dimethyl disulfide （DMDS） and dazomet （DZ） fumigants combined with biological agents in twoyear continuous cropping fields of Ruichang yam. The pathogen was identified， and the population dynamics of nematodes in the rhizosphere soil were monitored. Indicators including emergence rate， vine base diameter， tuber incidence and yield were investigated to evaluate disease control and productivity outcomes. The results showed that， compared to the untreated control， both treatments significantly increased the emergence rate and suppressed the reproduction of M.incognita. At harvest， the control efficacy of DMDS and DZ treatments against M.incognita was 97.30% and 89.63%， respectively. Their efficacy in reducing rootknot symptoms on tubers was 92.85% and 86.14%， with yield increases in healthy tubers of 114.17% and 102.61%. These results demonstrate that soil treatment with DMDS or dazomet in combination with biological agents is highly effective in controlling rootknot nematodes. It can significantly increase the emergence rate and boost yield and profitability.

Key words

dimethyl disulfide; dazomet; rootknot nematode disease; occurrence dynamics of nematode; control efficacy

山藥系薯蕷科Dioscoreaceae薯蕷屬Dioscorea Linn.單子葉植物，在我國東北、華北、華中、東南和西南均有分布，其地下塊莖富含蛋白質、多糖、氨基酸、淀粉和微量元素［1］，具有提高免疫力、改善消化功能、延緩衰老、抗氧化、調節免疫、抗腫瘤等功能，營養價值和經濟價值極高［23］。近年來，山藥種植面積不斷擴大，在一些地區已占有重要的經濟地位［4］。隨著山藥的連年種植，山藥連作障礙愈發嚴重，山藥連作會破壞土壤耕層微生物種群結構、抑制土壤酶活性并促進病原菌的侵染［5］，使山藥的產量和質量大幅下降。在山藥連作田中，根結線蟲病普遍、嚴重發生是導致山藥連作障礙的最主要因子［6］。Johns等研究指出根結線蟲Meloidogyne spp.在十大植物寄生線蟲調查中排名第一［7］，在全世界山藥種植區域廣泛分布［8］。在中國南方15個省中主要存在6種根結線蟲：擬禾本科根結線蟲M.graminicola、北方根結線蟲M.hapla、花生根結線蟲M.arenaria、爪哇根結線蟲M.javanica、象耳豆根結線蟲M.enterolobii和南方根結線蟲M.incognita［9］。根結線蟲在侵染植物根系后產生瘤狀根結，破壞植物根系結構，阻礙營養物質和水分的運輸和吸收［1011］，導致植株地上部長勢減弱，葉色變黃，產量降低，并且會促進環境中其他病原真菌的侵染［1213］，加重炭疽病、枯萎病、立枯病、葉斑病等其他山藥病害的發生［14］。

目前，針對根結線蟲常用的防治方法主要有農業防治、物理防治、生物防治以及化學防治［15］。其中化學防治具有效果穩定、見效快、操作簡便的優點，也是目前最常用的方式［16］。傳統的熏蒸劑如氯化苦、溴甲烷、DD混劑（1，3二氯丙烯和1，2二氯丙烷的混合物，環氧氯丙烷混劑）等雖對線蟲防治效果良好，但因其毒性強、殘留高、對環境破壞嚴重的缺點使其已逐漸被限制或禁用。二甲基二硫于2010年在美國被批準作為土壤熏蒸劑使用，高效、環保、安全，是聯合國環境規劃署甲基溴技術選擇委員會推薦的溴甲烷替代品，對線蟲具有優良防效［1718］。棉隆可以用于防治土壤中的病原真菌、線蟲以及雜草，并對一些植物的生長具有促進作用，是一種優異的土傳病害防控藥劑。這2種熏蒸劑在保持濕潤條件下即可在土壤中充分擴散［1920］，適用于多為紅壤旱地，且水源匱乏的江西山藥種植區。

淡紫擬青霉Paecilomyces lilacinus是防治植物寄生性線蟲的理想生防菌株之一，它可以通過卵寄生來滅殺線蟲，也可以通過產生的次生代謝物（乙酸）來控制線蟲卵及幼蟲的正常生長發育［2122］。哈茨木霉Trichoderma harzianum可在土壤中迅速定殖，改變植物根際土壤環境，抑制病原菌生長，并且可與植物建立共生關系，促進植物生長，抑制土傳病害發生，是一種具有重要價值的生防真菌［2325］。生防菌劑與化學熏蒸藥劑的合理搭配可以優勢互補，在病害防治方面發揮更好的作用。因此，本研究分別選擇2種化學藥劑棉隆、二甲基二硫配合生物菌劑（淡紫擬青霉和哈茨木霉）對山藥連作田進行土壤處理，探索適合江西山藥種植環境且高效安全的山藥土傳病害防治策略。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在瑞昌山藥核心種植區（桂林街道上屋詹家，39°54′N，116°23′E）山藥兩年連作的地塊上進行。該地塊為紅壤旱地，土壤全氮0.085%，水解氮55.20 mg/kg，速效磷15.00 mg/kg，速效鉀123.00 mg/kg，pH 5.09。

上年度山藥根結線蟲病發生嚴重。

1.2 試驗材料

供試品種：‘瑞山藥’（國家地理標志保護品種）。

試驗藥劑：99%二甲基二硫乳油（EC），臨海市建新化工有限公司;98%棉隆顆粒劑（GR），江蘇省南通施壯化工有限公司;30%噻唑膦微囊懸浮劑（CS），河北三農農用化工有限公司;2億孢子/g淡紫擬青霉粉劑（DP），江西新龍生物科技股份有限公司;10億孢子/g哈茨木霉可溶粉劑（SP），湖北啟明生物工程有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 病原鑒定

2022年12月5日，從江西省瑞昌市桂林街道上屋詹家試驗地隨機采集發病薯塊44個，清水洗凈后于體視顯微鏡下每個薯塊隨機挑取1個卵囊，1% NaClO消毒后置于25℃培養箱中進行孵化，放置7 d 左右待線蟲孵化。每個卵囊隨機挑取1條線蟲進行形態學鑒定。同時，根據Zeng等的方法提取單個線蟲DNA，利用5種主要線蟲（M.incognita、M.javanica、M.arenaria、M.enterolobii、M.hapla）的特異性引物進行PCR擴增［26］。

1.3.2 藥劑處理

試驗共設計3個處理：處理A，99%二甲基二硫EC 80 g/m2+2億孢子/g淡紫擬青霉DP 2.25 g/m2+10億/g哈茨木霉DP 1.5 g/m2;處理B，98%棉隆GR 50 g/m2+30%噻唑膦CS 0.75 g/m2+2億孢子/g淡紫擬青霉DP 2.25 g/m2+10億/g哈茨木霉SP 1.5 g/m2（棉隆與噻唑膦同時施用）;CK，空白對照，不進行土壤處理。山藥播種前（2023年1月31日）使用化學藥劑進行土壤處理，覆膜熏蒸15 d，揭膜敞氣10 d后（2023年2月25日）播種山藥。2種生物菌劑分別于播種時（2月25日）拌土溝施和施提苗肥時（6月11日）拌土穴施各1次。每個小區60 m2，每個處理3次重復。山藥種植密度60 000株/hm2，試驗田四周設置保護行。播種、除草、水肥管理以及炭疽病害防控按大田常規方法進行，整個試驗期間不再施用殺線劑類藥劑。

1.3.3 土壤線蟲消長動態監測

在土壤熏蒸前（1月30日）、山藥播種前（3月30日）、齊苗期（5月30日）、生長旺期（7月30日）和收獲期（9月30）進行土壤取樣分析。每個小區對角線五點取樣（每次取樣隨機取點），每點選取3株或3小點（出苗前選取3小點，出苗后選取3株），每株（每點）4個方位各取0～80 cm土樣1份（采用“通管長槽取土鉆”取地面至地下80 cm處土壤）。將每點或每株4個方位的土樣混合均勻后作為一個樣品，取100 g土樣通過改良貝曼漏斗法分離樣品中的線蟲，于光學顯微鏡下統計線蟲總數量和南方根結線蟲數量，每個樣品重復3次。

線蟲防治效果＝1-CK0×Pt1CK1×Pt0×100%

Pt0：藥前處理組蟲口數; CK0：藥前對照組蟲口數;Pt1：藥后處理組蟲口數; CK1：藥后對照組蟲口數。

1.3.4 山藥線蟲病害調查

在山藥收獲期，采取對角線五點取樣法，每點取25個薯塊，每個小區取125個薯塊進行病情分級調查。病情分級標準如下［27］：0級，塊莖上無蟲癭;1級，塊莖上蟲癭面積占塊莖面積0～10%;3級，塊莖上蟲癭面積占塊莖面積10.1%～25%;5級，塊莖上蟲癭面積占塊莖面積25.1%～50%;7級，塊莖上蟲癭面積占塊莖面積50.1%～75%;9級，塊莖上蟲癭面積占塊莖面積75.1%～100%。

病情指數=∑（各級病塊莖數×各級代表值）/（調查總數×最高級代表值）×100;

防病效果=（對照組病情指數-處理組病情指數）/對照組病情指數×100%。

1.3.5 山藥生物學性狀測定

山藥齊苗期進行山藥出苗率調查，每個小區采用五點取樣法調查，每點選取2行，每行15穴，每小區共調查150穴的山藥出苗數，統計出苗率。同時每小區對角線五點取樣，每點取3株，用數顯卡尺測定山藥藤蔓基部直徑。

出苗率=（山藥出苗數/山藥總數）×100%。

山藥收獲期采用全小區調查法，調查健康薯塊產量，計算增產率。

增產率=［（處理組健康薯塊產量-對照組健康薯塊產量）/對照組健康薯塊產量］×100%。

1.4 數據分析

用SPSS 26軟件對數據進行統計分析，應用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性檢驗。

2 結果分析

2.1 山藥病害病原鑒定

2.1.1 形態學鑒定

試驗地山藥病薯，在發病部位產生畸形瘤狀突出，前期頂部呈黃色皸裂，后期變為黑色，嚴重時根結可遍布整個薯塊。采集發病薯塊挑取卵囊待其孵化后置于顯微鏡下觀察（圖1a）：2齡幼蟲尾部呈錐形，身體后半部分有清晰的透明區，頭部有口針，口針纖細，頭部無縊縮。通過形態學觀察初步判斷為南方根結線蟲。

2.1.2 分子生物學鑒定

利用南方根結線蟲rDNA特異性引物對供試線蟲進行PCR檢測顯示，44條線蟲均可擴增出一條約955 bp的目的片段（圖1b），片段大小與預期結果一致。其他特異性引物均無法擴增出條帶。綜上所述，山藥根結線蟲病害病原為南方根結線蟲。

2.2 化學藥劑+生物菌劑處理對線蟲消長動態的影響

基于山藥不同生長時期的土壤線蟲跟蹤統計分析發現（圖2a），施藥前（1月30日），各實驗田塊線蟲總數基本一致;施藥后，處理組的線蟲數均呈現先下降后持續上升的過程。與CK相比，3月30日、5月30日、7月30日、9月30日，處理方案A和B對線蟲的防治效果分別為98.72%、98.16%;83.12%、62.63%;70.01%、68.34%;64.04%、59.99%。

各處理方案中南方根結線蟲的消長動態與線蟲總數消長動態一致（圖2a， b）。在A和B兩個處理方案中南方根結線蟲減退率始終高于線蟲總數減退率，且差異隨著時間的推移差異不斷擴大。3月30日、5月30日、7月30日、9月30日，處理A和處理B對南方根結線蟲的防治效果分別為99.26%、98.93%;94.29%、84.09%;97.21%、92.47%;97.30%、89.63%。

統計南方根結線蟲在土壤線蟲中所占比例發現（圖2c），從5月30日至9月30日，處理A和處理B中的南方根結線蟲所占比例顯著低于CK。

綜上分析表明，處理A和處理B兩種方案均會使土壤中線蟲總數和南方根結線蟲數量顯著下降，雖然隨時間推移，土壤中線蟲數量會逐漸恢復，但南方根結線蟲數量一直維持在較低水平，土壤中南方根結線蟲的數量和占比顯著下降，土壤中其他線蟲數量占比增加。因此上述2種方案可以一定程度改善山藥根際土壤線蟲種群結構，持續抑制南方根結線蟲的繁殖。

2.3 化學藥劑+生物菌劑處理對山藥出苗率及蔓基直徑的影響

對比不同處理方案中的山藥出苗率及齊苗時蔓基直徑表明（表1）：處理方案A和B的山藥出苗率分別為98.44%、98.22%，均顯著高于空白對照（94.22%，Plt;0.05）;2種處理方案的山藥蔓基直徑與對照無顯著差異。以上結果顯示2種處理方案均可以顯著提高山藥出苗率，但對地上部藤蔓直徑無顯著影響。

2.4 化學藥劑+生物菌劑處理對山藥線蟲病害防控效果及增產增收效果

統計分析不同處理山藥薯塊線蟲病發生程度顯示（表2），空白對照山藥根結線蟲病發生嚴重，病薯率高達50.67%，病情指數為34.31，處理A和處理B的防病效果分別達92.85%、86.14%。

綜上所述，處理A和處理B均可以有效防治連作山藥根結線蟲病的發生，顯著提高山藥產量和經濟效益。

3 結論與討論

江西作為我國山藥的主要產區之一，出產的山藥品質優良，在國內外享有盛譽，種植面積日益擴大。但由于適種區域有限，線蟲病等土傳病害發生嚴重，山藥種植面臨著嚴峻的連作障礙問題［28］。本研究基于江西省山藥種植區域條件，明確了化學藥劑（二甲基二硫、棉隆+噻唑膦）與生物菌劑（淡紫擬青霉和哈茨木霉）調控相結合對山藥根結線蟲病具有良好的防控效果，并且增產效果顯著。這一研究結果為實現江西山藥根結線蟲病的高效綠色防控及連作山藥高質高效提供了技術支撐。

關于土壤線蟲群落結構演變分析，目前研究較多的是從農業活動、經緯度、氣候等大尺度上進行的宏觀分析。如Li等［29］、Geisen等［30］分析不同緯度耕地與非耕地兩種生境中線蟲群落結構時間演變。土壤處理對線蟲群落影響研究更多的是關注處理后某個時間節點的線蟲種群結構變化。蘇蘭茜［31］測定了棉隆熏蒸150 d后草莓10～20 cm、石灰碳酸氫銨（LAB）熏蒸后香蕉收獲時5～20 cm的土壤線蟲種群結構變化。而對于土壤處理后，線蟲群落結構時間演變動態的研究相對較少。朱佳雙［32］測定了盆栽條件下，土壤強還原處理、噻唑膦土壤處理后不同時間番茄土壤線蟲種群結構演變，孫兆凱［33］分析了氯化苦熏蒸處理后的生姜不同生長時期土壤線蟲結構演變?！鹕剿帯陂L，塊莖深扎地下（可達80 cm），目前對山藥生長全程、0～80 cm土壤中線蟲發生動態及藥后線蟲種群結構演變和藥劑持續時間的研究還不是很多，因此本研究以‘瑞山藥’為研究對象，對山藥整個生長期線蟲發生情況進行了追蹤調查，并對2種線蟲處理方案進行了評估，這對于評價土壤處理防控山藥根結線蟲病害效果至關重要。

熏蒸劑具有廣譜性， 在殺死有害生物的同時， 也會對非靶標土壤微生物產生影響。本研究發現，化學藥劑+生物菌劑處理后，不僅可以在短期內迅速滅殺南方根結線蟲，并可在山藥整個生長時期持續抑制南方根結線蟲群體數量增加，而線蟲總量則逐漸恢復，南方根結線蟲/線蟲總量比值顯著低于空白對照。這一研究結果與楊葉青等［34］、張伯虎等［35］、朱佳雙［32］、孫兆凱［33］的研究結果一致。線蟲是土壤中種類最多、數量最多的動物之一。由于線蟲分布在土壤食物網的所有營養級，因而線蟲種群結構還受土壤中細菌、真菌等微生物區系變化以及土壤有機質含量變化的影響［36］?；瘜W藥劑+生物菌劑處理后，南方根結線蟲占比顯著降低，推測一是由于熏蒸劑處理能改良土壤細菌、真菌種群結構［37］，從而改變處于食物鏈上的線蟲的種群結構;二是由于熏蒸劑處理提高了土壤有機質含量［38］，為腐生線蟲繁衍提供了豐富的食物;三是由于淡紫擬青霉和哈茨木霉可以在土壤中迅速定殖，快速搶占生態位，同時2種生防菌也可通過寄生方式或者分泌次生代謝物抑制南方根結線蟲的生長［3940］，從而持續控制南方根結線蟲的數量增加。后續將進一步細化分析化學藥劑+生物菌劑組合處理對山藥土壤不同種類線蟲種群數量及線蟲多樣性的影響，闡明化學藥劑+生物菌劑組合處理持續抑制根結線蟲的機制。

前期研究發現，二甲基二硫、棉隆土壤處理后能顯著增加土壤中植物可吸收營養元素和有機質含量［3738，4142］，正向調節土壤微生物結構［37］，豐富的營養和良好的土壤微生態環境十分有利于山藥出苗。而山藥產量的大幅提高，則是熏蒸對線蟲病的高效防控、根際土壤微生物區系正向調控、土壤可利用營養元素及有機質增加等的綜合體現。這一研究結果也與胡洪濤等［43］報道棉隆+菌劑處理顯著提高生姜產量、Ilieva等［44］報道二甲基二硫熏蒸后3季黃瓜產量均大幅增加的結論一致。

綜上所述，本研究探明了二甲基二硫、棉隆+噻唑膦與生物菌劑聯合進行土壤處理，能改良山藥根際土壤線蟲群落結構、持續控制根結線蟲群體數量，防病和增產效果顯著，可實現連作山藥的高質高效生產。后續將深化、細化研究化學藥劑+生物菌劑穩態控制山藥根結線蟲機制，同時評價化學藥劑+生物菌劑對山藥枯萎病、立枯病等其他重要土傳病害的控制效果，為克服山藥連作障礙和推進山藥產業健康可持續發展奠定更堅實的基礎。

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