查明迪,查友贵,张俊文,刘 林
(1.云南农业大学 烟草学院,云南 昆明 650201;2.云南农业大学 植物保护学院,云南 昆明 650201;3.云南烟草公司 昆明市公司 石林县分公司,云南 昆明 652200)
根结线虫可为害多种作物,全球每年因此造成的农作物产量损失约11%[1],价值高达数千亿美元[2]。引起烟草根结线虫病的南方根结线虫主要侵染烟株根部,造成烟株萎蔫黄化、发育迟缓甚至整株死亡,严重影响烟叶的产量和质量[3-5]。云南省是烟草根结线虫的重灾区,每年发生面积超过3 万hm2,病区发病率超过40%,造成烟叶损失达30%~45%,重者达60%以上,甚至绝产[6]。烟草根结线虫病除直接为害烟叶外,根结线虫在根部造成的伤口可使烟草黑胫病、烟草青枯病、烟草根黑腐病和烟草花叶病毒病等病害侵入[7],造成更大的损失。
目前,防治烟草根结线虫病最有效的方法是抗线虫病品种的应用、轮作和化学防治。具有优良品质的抗线虫病烤烟品种的研发费时费工,短期内难以投入大田生产。轮作虽然能有效控制烟草根结线虫病的发生与发展,但由于目前烟粮争地问题严重,有效轮作难以全面开展[8-9]。因此,药剂防治仍是烟草根结线虫病的重要防治手段。栽培过程中,有效防治烟草根结线虫病已经成为长期连续种植的关键。本研究通过田间小区试验监测分析0.5%阿维菌素乳油、10%噻唑膦颗粒剂、25%阿维丁硫乳剂和2.5 亿孢子/g 厚孢轮枝菌颗粒剂等4种药剂对烟草根结线虫病的防治效果,以期为烟草根结线虫病的防治提供理论依据。
本试验选择在烟草根结线虫病发生较重的云南省昆明市石林县长湖镇维则村(N24.69°,E103.42°,海拔1 880.0 m)进行。试验地土壤质地为红壤,土壤肥力中等。
供试药剂为:泰山现代农业科技有限公司生产的0.5%阿维菌素乳油(肯邦线尊);江西劲农化工有限公司生产的10%噻唑膦颗粒剂;成都科利隆生化有限公司生产的25%阿维丁硫乳剂(金东旺);广东真格生物科技有限公司生产的2.5 亿孢子/g 厚孢轮枝菌(Verticillium chlamydosporium)颗粒剂。供试烤烟品种为NC102,为当地感烟草根结线虫病品种,由石林县长湖镇中叶合作社负责统一育苗。试验靶标生物为烟草根结线虫病(root-knot nematode)。
试验共设5 个处理,每个处理3 次重复,共15 个小区,随机区组排列。小区面积为18 m×2.4 m=43.2 m2,每小区种植2 行,每行30 株,共种烟60 株,株行距为0.6 m×1.2 m。四周设保护行。各处理施药的时间、药剂用法以及用量分别为:T1:移栽时进行第1 次施药,每株浇3 kg 定根水前用300 mL 0.5%阿维菌素乳油600倍液灌根,中根培土时每株用300 mL 0.5%阿维菌素乳油600 倍液灌根进行第2 次施药;T2:移栽时每株浇3 kg定根水前拌土塘施10%噻唑膦颗粒剂22.5 kg/hm2,中根培土时不再施药,每株浇300 mL 清水;T3:移栽时每株浇3 kg 定根水前用80 g 25%阿维丁硫乳液1 000 倍液灌根进行第1 次施药,中根培土时每株用80 g 25%阿维丁硫乳液1 000 倍液灌根;T4:移栽时每株浇3 kg 定根水前拌土塘施2.5 亿孢子/g厚孢轮枝菌颗粒剂30 kg/hm2,中根培土时不再施药,每株浇300 mL清水;对照(CK):移栽和中耕培土时均不施用任何防治根结线虫病的药剂,仅浇3 kg 定根水。
本试验于2019 年3 月15 日开始育苗,苗龄32 d,统一在烟苗4 叶1 心时进行膜下小苗移栽,7 月6 日打顶,8 月31 日采烤结束。每667 m2施纯氮量5 kg,施用肥料为烟草专用复合肥[m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)=12∶10∶24] 45 kg、水溶性硫酸钾5 kg和硝酸钾5 kg;基肥用量占施肥总量的50%,追肥50%,采取环状施肥的方法。除试验处理外,其他各项田间管理和病虫害防治等均统一按照优质烟叶生产规范进行。
1.5.1农艺性状调查
按照中国烟草行业标准(YC/T 142—2010)[10]采取随机5 点取样调查农艺性状,每点调查2 株,每小区共调查10 株,分小区对旺长期和成熟期的株高、茎围、节距、有效叶数、叶色、最大叶长和最大叶宽等农艺指标进行调查和记录,并根据叶长和叶宽计算叶面积和叶面积指数。
1.5.2烟草根结线虫病病害发生情况调查
采取固定5 点取样的方法对烟草根结线虫病病害进行调查,每点调查5 株,观察每株烟根结线虫病发生情况,并按照GB/T 23222—2008[11]划分发病级别。地上部分调查以任意1 个小区烟草根结线虫病首次发病开始记录,此后每隔10 d调查1 次,直至采烤结束;采烤结束后,挖根固定取样点的烟株调查其地下部分烟草根结线虫病的发病情况,计算烟草地上和地下部分根结线虫病的发病率和病情指数[11],并依据地下部分的病情指数计算各药剂处理对烟草根结线虫病的防治效果。
发病率=感病烟株数/调查总株数×100%;
防治效果=[(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数]×100%。
为进一步分析烟草根结线虫病和烟草根部性状对烟草产质量的影响,于烤烟生长末期烟株挖根调查病情后,每小区从中随机选取2 株烟根,洗净后放于吸水纸上30~45 min,用千分之一电子天平对烟根进行称量,即为烟根的鲜质量;用排水法测量根系体积;用根系扫描仪(Epson Perfection V850 Pro-A4)测量烟根表面积;将烟根置于65~70 ℃鼓风烘箱中烘干,7 d 后用千分之一电子天平称量,待连续3 d 所称烟根质量变化在0.01 g 时,以最后1 d 所称烟根的质量为烟根的干质量。
1.5.3经济指标测定
按照GB 2635—1992[12]统计烤烟的产量、上等烟比例和产值。
2.1.1不同药剂处理烟草根结线虫病的发生情况
由图1 可知:各处理病情发展趋势基本一致,但不同药剂处理对烤烟NC102 各生育期根结线虫病的发病率和病情指数存在一定差异,经药剂处理的烤烟NC102 在各生育期的发病率和病情指数均低于对照(CK)。各处理的发病率和病情指数均于脚叶成熟(7 月20 日)后明显增长,对照发病率从18.67%上升至58.67%,病情指数从3.56 上升到14.81;但与对照相比,各药剂处理的烟株其烟草根结线虫病病程进展缓慢,病害为害较轻,尤其T1、T2和T3处理直至采收结束,发病率均低于25%,病情指数均小于4。各生育期间的发病率和病情指数均为T2<T1<T3<T4<CK。此外,各处理的病害发生期存在一定差异,T2处理的发病时间最晚(7 月20 日),在脚叶成熟时才出现病株;其次为T3处理,于打顶后观察到病株;没有施用任何药剂的小区(CK)于6 月20 日(旺长期)地上部分开始发病,为最早发病的处理;T4处理病害发生期仅次于对照,为6 月30 日。可见,T1、T2和T3处理能较好地控制病情的发展,且T2处理发病时间最晚,发病率和病情指数最低,处理效果最好。
图1 不同处理根结线虫病的发病情况Fig.1 The morbidity of different treatments of root-knot nematode disease
2.1.2不同药剂处理对根结线虫病的防治效果对比
由表1 可知:不同药剂处理对烤烟NC102 根结线虫病的防治效果存在差异,但均在50%以上;以T2处理效果最好,达到81.45%,极显著高于T4处理,T1和T3处理的防治效果均在70%以上,T4处理的防治效果最差。地上和地下部分的发病率和病情指数均以T2处理最低,但各处理地下部分的病情均重于地上部分。从图2 也可看出:T2处理的烟株根系发达,几乎没有根结产生,T4和CK 处理几乎所有根系均产生了根结,而且CK 处理产生的根结较T4处理的根结大。
表1 不同药剂处理对根结线虫病的防治效果Tab.1 The control effect of different agent treatments against root-knot nematode
图2 不同药剂处理的部分样品根部症状Fig.2 The root symptoms of some samples treated with different agent treatments
由表2 可知:不同药剂处理的烤烟NC102 农艺性状存在一定差异,但差异均不显著。综合比较各处理的农艺性状,T2处理最优,而对照处理最差。
表2 不同药剂处理对烤烟NC102 成熟期农艺性状的影响Tab.2 Effect of different agent treatments on the agronomic characters of flue-cured tobacco NC102 at mature period
由表3 可知:T2处理的烟根性状最好,即其根系最长,根表面积和体积均最大,<2 mm的根尖数最多,根鲜质量和干质量均最高;而CK的烟根性状最差。
表3 不同药剂处理对烤烟NC102 烟根性状的影响Tab.3 Effect of different agent treatments on the root characters of flue-cured tobacco NC102
由表4 可知:T2处理的产量最高,达到3 178.26 kg/hm2,其次为T1处理(产量为2 971.08 kg/hm2),对照处理最低,仅为2 753.71 kg/hm2,但各处理间差异不显著。产值表现为T2>T4>CK>T3>T1,T2处理的产值高达86 499.28 元/hm2,其余处理产值均低于74 000 元/hm2;T1、T3和CK 处理由于部分小区在烟草采收期间受到不同程度的淹水,导致烟叶泛白,产值降低。T2处理的上等烟比例最高,达到70.39%,其次为T4处理,T1处理的上等烟比例最低(52.86%)。T2处理的均价最高,达到27.25 元/kg,显著高于T1处理;T1处理的均价最低(22.70 元/kg)。可见,T2处理的各项经济指标最优,T1处理的最差。
表4 不同药剂处理对烤烟NC102 经济性状的影响Tab.4 Effect of different agent treatments on the economic characters of flue-cured tobacco NC102
烟草根结线虫病是烟草上危害程度深、范围广、防治难度大的一类地下病害[13]。随着烤烟在同一地块的长期种植,根结线虫病成为限制烤烟优质烟叶生产的重要生物因子。但是目前对烤烟根结线虫病系统专项的防治研究还比较薄弱。系统调查和比较各药剂处理烟株的农艺性状、烟根生长状况、经济性状及其对其他病害兼治的效果,能够为有效防治烟草根结线虫病提供参考。本研究采取膜下小苗移栽,较常规移栽提前约30 d。试验期间前期干旱,后期雨水充沛,生长良好,采烤期较常规移栽提前约30 d。各处理根结线虫病发病为典型的积年流行病害,于6 月下旬开始发病,8 月采烤期为发病高峰期,这与杨铭等[14]的研究结果基本一致。就各药剂处理的防治效果而言,10%噻唑膦颗粒剂防治效果最好,防效高达81.45%,根系部分几乎未产生根结,而且该处理烟株的农艺性状指标较好。可见,10%噻唑膦颗粒剂不但能有效防治烟草根结线虫病,还能促进烟株正常生长。张瑞平等[15]在攀枝花市也进行过该药剂对烟草根结线虫病防治的研究,于移栽后15 d 施用10%噻唑膦颗粒剂1 次后,防治效果为52.13%,本研究在移栽时施用该药剂1 次的防治效果明显优于其研究结果,这可能是施药时间以及两地生态条件等差异所致,但影响防效的具体因素还需进一步验证。0.5%阿维菌素的防效试验与前人的研究结果[16]一致,均有较好的防治效果。而本研究的2.5 亿孢子/g 厚孢轮枝菌颗粒剂防治效果不理想,可能是干旱影响了该微生物定殖和防效。
因缺乏试验条件,本研究未对土壤中的根结线虫数量进行统计。烟草根结线虫病是一种难防难治的烟草土传病害,虽然10%噻唑膦颗粒剂具有较好的防治效果和经济性状,但长期使用容易使线虫产生抗药性,造成环境污染,故应与其他药剂特别是生物药剂轮换使用,以免造成根结线虫产生抗药性,使今后的防治更加困难。采用微生物菌剂优化土壤微生态环境,进而有效防治烟草根结线虫病害,不失为一种安全、有效的绿色防控技术[17-18]。因此,本研究的0.5%阿维菌素乳油处理作为生物菌剂也有较好的防效,未来可进一步就药剂梯度剂量展开试验研究。
综合对不同处理的根结线虫病的防治效果、农艺性状和烟根性状进行比较,以移栽时浇3 kg定根水前拌土塘施10%噻唑膦颗粒剂22.5 kg/hm2处理对根结线虫病的防治效果最好,烟株株高和有效叶数等农艺性状最为适宜,根体积和表面积等烟根性状最佳,产量和产值等经济性状最优。另外,0.5%阿维菌素乳油的防效也较好,而且其能减少化学药剂对烟田的污染,改善烟田的生态环境,提高烟叶产质量。