安徽省宿州市小麦孢囊线虫病发生动态调查

迟元凯　赵伟　汪涛　叶梦迪　戚仁德

摘要  [目的]研究安徽省宿州市小麦孢囊线虫发生规律。[方法]2015—2018年，通过定点采集小麦田土壤和小麦样本，监测土壤中小麦孢囊线虫的孢囊数量、卵量、2龄幼虫数量以及小麦根系内部孢囊线虫的发育情况，鉴定田间小麦孢囊线虫群体类型。[结果]安徽省宿州市试验田内小麦孢囊线虫群体为禾谷孢囊线虫和菲利普线虫的混合种群，其中以禾谷孢囊线虫为主;其孵化和侵染高峰期为2月下旬至3月上旬，3至4龄幼虫发育高峰期为4月上旬，5月上旬根部可见白雌虫。[结论]明确了安徽省宿州市小麦孢囊线虫的种类和发生动态，为其有效防治奠定了基础。

关键词  小麦孢囊线虫;孵化高峰期;发生动态;安徽宿州

中图分类号  S435.121    文献标识码  A

文章编号  0517-6611（2019）24-0161-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.24.048

Investigation on the Occurrence of Cereal Cyst Nematode （CCN） in Wheat  in Suzhou，Anhui Province

CHI Yuan-kai，ZHAO Wei，WANG Tao et al  （Institute for Plant Protection and Quality Safety of Agricultural Products，Anhui Academy of Agricultural Sciences，Hefei，Anhui 230031）

Abstract  [Objective]To investigate the occurrence rule of cereal cyst nematode （CCN） in wheat in Suzhou，Anhui Province.[Method]The soil and wheat samples were collected at the fixed point to monitor the number change of cysts，eggs，second stage juvenile （J2） in the soil，and the growth of nematode in the wheat roots，and the population of cyst nematode in the field were identified from 2015 to 2018.[Result]The population of cyst nematode was mixed population of Heterodera avenae and H.filipjevi and the main population was H.avenae in the field at Suzhou，Anhui Province.The peak of CCN hatching and infection occurred in late February to early March，and development peak of third and four stage juveniles （J3 and J4） occurred in early April，and the white adult female could be observed at the surface of wheat roots in early May.[Conclusion]The population and occurrence dynamics of cereal cyst nematode in Suzhou City of Anhui Province were defined，which laid a foundation for better prevention and control of cereal cyst nematode.

Key words  Cereal cyst nematode;Peak of CCN hatching;Occurrence dynamics;Suzhou City of Anhui Province

基金項目  公益性（农业）行业科研专项（201503114）。

作者简介  迟元凯（1986—），男，山东蓬莱人，助理研究员，博士，从事植物病原线虫学研究。*通信作者，研究员，博士，从事土传病害研究。

收稿日期  2019-09-04

由禾谷孢囊线虫（cereal cyst nematode，CCN）引起的孢囊线虫病是严重危害小麦等麦类作物的根部病害，分布于全世界40多个国家和地区 [1]。目前，CCN在河南、山东、安徽等主要麦区均有发生[2-6]，通常可导致田块减产约20%，发生严重时田块减产可达70%以上，严重威胁我国小麦生产和粮食安全[7-8]。

安徽省小麦孢囊线虫病由郑经武[9]1995年首次在安徽省固镇县发现并报道。近年来，以跨区作业的农业机械等为传播媒介，小麦孢囊线虫病在安徽省发生面积逐渐扩大[10]。陶玲等[4]调查了安徽省37个县市（区）CCN发生分布情况，发现安徽省小麦孢囊线虫种群为禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae），全省CCN检出率为52%，而淮河以北地区CCN检出率高达100%;对颍上县、萧县小麦孢囊线虫危害情况调查发现，受CCN危害影响，发病田块产量损失高达10%～25%[7-8]。宿州市位于安徽省东北部，是安徽省重要的小麦产区，常年小麦种植面积在43万hm2左右，调查发现，该地区CCN发生普遍，且存在线虫病害与根腐病等其他根部病害复合发生的情况，对该地区小麦生产造成了严重威胁。近年来，随着我国大力推行秸秆还田新型耕作制度，多种土传病害的发生发展情况发生了变化[11]。为了明确秸秆还田模式下CCN发生规律，笔者于2015—2018年，定点监测了安徽

省宿州市埇桥区灰古镇试验田内的CCN孵化、侵染和发育情况，研究了小麦孢囊线虫病在宿州地区的发生规律，对该地区乃至整个皖北麦区小麦孢囊线虫病防治策略的制定具有重要的指导意义。

1  材料与方法

1.1  监测点概况  监测点位于安徽省宿州市埇桥区灰古镇付湖村;该地块常年实行小麦—玉米轮作，作物收获后，秸秆直接粉碎还田。前期调查发现，该地块小麦孢囊线虫病发生严重，且田间CCN分布均匀。试验地小麦品种为山农17，购于安徽省淮河种业，为小麦孢囊线虫病感病品种。

1.2  田间采样  试验点监测时间为2015年秋季至2018年夏季，每年12月初至次年5月初，每隔10～15 d采集试验点内土壤和小麦样本。此外，在每季小麦播种前和收获后各采集一次土壤样本，检测土壤中孢囊数量。

土壤及小麦采集均按照zig-zag法进行5点取样，土壤取样深度为10～15 cm，每点采集土壤500 g，充分混匀后带回实验室进行孢囊分离和计数;小麦植株每点采集10株，取样时连根挖出，尽量保持根系完整，带回实验室洗净后染色观察。

1.3  田间小麦孢囊线虫分子鉴定  利用漂浮法[12]分离田间采集的土壤，体视镜下挑取20个饱满的孢囊用于分子鉴定。将单个孢囊置于载玻片上，滴加20 μL蠕虫裂解液（50 mmol/L KCl，pH 8.2 的10 mmol/L Tris，2.5 mmol/L MgCl2，60 μg/mL Proteinase K，0.45% Tween 20 和 0.01% gelatin），充分研磨后，用移液器将裂解液回收至200 μL PCR管中，液氮冷冻1 min，65 ℃ 温育 1 h，95 ℃ 处理10 min，12 000 r/min 离心2 min后，取上清液5 μL用于PCR检测。

禾谷孢囊线虫特异性引物（HaF8为GCTCATCATATATTTGTTGTTGGT，HafR8为CCCTTAAACCTCCAACAGTA） 、菲利普孢囊线虫特异性引物（HfF9为ATTTTGCCGGCATTTGGTCTGG，HafR8为CCCTTAAACCTCCAACAGTA）及PCR方法均参考牛雯雯等[13]的方法。

1.4  土壤中孢囊数量、卵量和2龄幼虫数量的监测  取混合均匀的土样200  cm3，使用漂浮法分离土壤中的孢囊，在体视镜下计数，重复3次，随机挑取10个孢囊，用挑针挑破后，在体视镜下统计孢囊内的卵量，重复3次。取混合均匀的土样200 cm3，用浅盘法分离土壤中的线虫，在体视镜下统计孢囊线虫2龄幼虫的数量，重复3次。

1.5  根系内孢囊线虫发育动态的观察  将采集的小麦根系清洗干净，使用酸性品红染色法[14]进行染色，在体视镜下观察根系内小麦孢囊线虫侵染、发育水平，统计每株小麦根系内不同虫龄线虫数量。每年5月上旬，将采集的小麦根系连同根际土壤一起使用漂浮法分离根系及散落到土壤中的白雌虫，并统计白雌虫数量。

1.6  数据统计与分析  使用SPSS 20.0进行数据统计及分析。

2  结果与分析

2.1  田间小麦孢囊线虫种类鉴定  分别利用禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫（H.filipjevi）特异性引物对田间孢囊线虫种类进行PCR鉴定。由图1可知，20个单孢囊样品中，有18个样品利用禾谷孢囊线虫特异性引物进行PCR扩增可以获得200 bp左右的单一条带，与禾谷孢囊线虫阳性对照一致;其余2个样品使用菲利普孢囊线虫特异性引物进行PCR扩增，获得了320 bp的单一条带，与菲利普孢囊线虫阳性对照一致。表明宿州市试验田中的小麦孢囊线虫群体为禾谷孢囊线虫与菲利普孢囊线虫混合群体，以禾谷孢囊线虫为主。

2.2  土壤中孢囊数量和卵量动态变化

2.2.1  孢囊数量。分别在小麦种植前和收获后，采集监测点土样，统计土壤中饱满孢囊的数量。由图2可知，2015年10月至2018年6月的3个种植期内，土壤中平均每100 cm3土壤中孢囊数量为12.4～31.5个;由于翻耕等原因，孢囊数量随小麦种植和收获有明显波动，每季小麦种植期内，收获期土壤中的孢囊數量明显多于种植前，3个种植期内，收获期平均每100 cm3土壤中孢囊数量为28.3个，而种植前平均每100 cm3土壤中孢囊数量为16.1个。

2.2.2  卵量。对孢囊内卵的数量进行统计发现，土壤中卵量与孢囊数量的动态吻合。由图3可知，土壤中卵的数量随着种植季节和收获季节呈现波动，3年中平均卵量为27.6～127.0个/cm3，其中种植前的卵量较低，为27.6～37.2个/cm3，而收获后较高，为95.7～127.0个/cm3。

2.3  土壤中小麦孢囊线虫2龄幼虫数量动态变化  宿州地区小麦于10月中下旬播种，次年6月中旬收获。连续3年监测小麦播种后30 d至小麦收获前30 d土壤中小麦孢囊线虫2龄幼虫数量的变化情况。调查发现，小麦播种后30 d，土壤中即有少量孢囊线虫孵化，12月上旬，线虫孵化呈现一个小的高峰期，平均每100 cm3土壤中线虫数量为19.0～33.0条，但12月中旬至次年1月，土壤中线虫数量下降;小麦孢囊线虫的孵化高峰期在2月中旬至3月中旬，高峰期平均每100 cm3土壤中2龄幼虫数量可达46.6～73.0条;从4月开始，土壤中孢囊线虫2龄幼虫数量逐渐减少，至5月几乎停止孵化（图4）。

2.4  小麦根系内孢囊线虫侵染发育动态  对小麦根系染色，监测根内小麦孢囊线虫侵染动态发现（图5、6），宿州地区存在小麦孢囊线虫冬前侵染的情况，但侵染水平较低。11月中旬至12月上旬，虽然土壤中有孢囊线虫2龄幼虫孵化，但仅有少数线虫侵入小麦根系，直至2月上旬，根内线虫始终为线型的2龄幼虫形态，未见线虫继续发育。每年线虫侵入高峰期为2月中旬至3月中旬，每株小麦根内侵入的2龄幼虫数量最高;之后根内2龄线虫数量逐渐减少，3～4龄线虫和雌虫逐渐出现并增多。每年3月上旬，根内可以观察到3～4龄线虫;4月上中旬，根内3～4龄线虫的数量达到高峰，之后根内成熟线虫数量不断增加;5月上旬，根部可见大量白雌虫。

3  结论与讨论

陶玲等[4]调查表明，安徽省小麦孢囊线虫病发生分布呈由南向北、自西向东逐渐加重的趋势。宿州市位于安徽省东北部，土质为适合小麦孢囊线虫病发生的砂壤土，同时该地是安徽重要的小麦产区，因而小麦孢囊线虫病的发生对当地农业生产产生了严重威胁。李秀花等[15]研究发现，河北省禾谷孢囊线虫的防治阈值为1 g土5个卵和2龄幼虫，而监测发现，该地土壤中平均每100 cm3土壤中孢囊数量为12.4～31.5个，卵量达26.7个/cm3以上，超过防治阈值。由于小麦孢囊线虫属于根部病害，早期症状不易察觉，而扬花期根部出现白雌虫时已经错过防治时期，因而深入研究该病害的发生规律和发展动态，对其科学防控具有重要意义。

我国小麦孢囊线虫病病原主要有禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫，其中禾谷孢囊线虫在全国主要麦区均有分布[2-6]，菲利普孢囊线虫主要分布在河南省[16]。2012—2013年对安徽省小麦孢囊线虫的研究发现，安徽省小麦孢囊线虫群体均为禾谷孢囊线虫[4，7-8]。Peng等[17]在安徽省宿州市发现了菲利普孢囊线虫，表明安徽省小麦孢囊线虫的发生分布已经出现了变化。该试验监测发现，宿州地区存在禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫混合发生的情况，但仍以禾谷孢囊线虫发生为主。由于菲利普孢囊线虫对小麦的危害程度、抗逆性均较强，因而要密切关注安徽省菲利普孢囊线虫的发生动态。

影响小麦孢囊线虫孵化和侵染的一个重要因素是温度，线虫成熟后并不立即孵化，而需经过一定时间的低温刺激才能孵化，Williams等[18]和Fushtey等[19]研究发现，禾谷孢囊线虫孵化的最适温度为10～15 ℃，而王暄等[20]研究发现禾谷孢囊线虫在室内10～25 ℃条件下均能孵化，但最适温度为15 ℃。宿州市位于安徽省北部，冬季平均气温较低，不适合孢囊线虫的孵化。连续3年的田间监测发现，宿州地区禾谷孢囊线虫在11—12月有较短的孵化期;随冬季气温下降，土壤中2龄幼虫数量逐渐减少;次年2月上旬，气温回暖，土壤中2龄幼虫数量开始增加，并在3月下旬达到孵化高峰;随后，随着气温继续上升，土壤中2龄幼虫数量逐渐减少，这一孵化规律可能主要受当地温度变化的影响。该研究发现，在小麦播种后30 d，土壤中虽然有孢囊线虫2龄幼虫孵化，但仅有少量的2龄幼虫能够侵入小麦根系，且在冬季停留在2龄幼虫阶段，并不继续发育，这与江苏省沛县的孢囊线虫发生规律相似[21]。

小麦孢囊线虫在整个小麦生育期内只能完成1代，其孵化、侵染、发育过程与小麦生长同步，播种期拌种和侵染高峰期使用药剂灌根是防治该病害的主要措施。监测发现，在宿州地区，小麦孢囊线虫的孵化和侵染高峰期在2月下旬至3月旬。因此，播种期和翌年2月中下旬是该地区小麦孢囊线虫病防治的关键时期。

我国土传病害发生率高且发病严重。近年来，由于秸秆还田等新型耕作制度的推行，田间土壤结构和微生物群落得到了改善，但小麦根部病害的发生和分布出现了新形势[11]。从减药增效、协同防治的角度出发，通过使用杀线剂和杀菌剂复配拌种，不仅能够兼防小麦孢囊线虫和其他根部病害，而且能够减少农药使用量，降低用药成本，减轻环境压力。研究表明，使用二硫氰基甲烷、吡虫啉和灭菌唑复配剂[22]，苯醚甲环唑、阿维菌素和吡虫啉的复配剂[23]拌种，可以有防治小麦孢囊线虫病和其他根部病害，提高小麦产量。

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