不同药剂对拱棚西瓜根结线虫的防效及对土壤环境的影响

张伯虎，朱雪荣，孟 延，问亚军，张永民，张盈科，张 锋，王佳哲

(1. 渭南市农业科学研究院，陕西渭南 714000；2. 陕西省生物农业研究所，陕西省植物线虫学重点实验室，西安 710043)

植物根结线虫属于线虫门、侧尾腺纲(Secernentea)、垫刃目(Tylenchida)、异皮总科(Heteroderidea)、根结线虫科(Meloidogyne)、根结线虫属(MeloidogyneGoeldi)，目前设施蔬菜上发生的根结线虫病主要是由南方根结线虫引起的[1-2]，中国北方设施西瓜上发生的也是以南方根结线虫为主。由于设施温室环境条件适宜、随着重茬年限的延长，灌溉不当、清园不彻底等原因，西瓜根结线虫发生严重，生产上因根结线虫危害造成的损失为20%～30%，严重的可达50% 以上，甚至绝产。根结线虫病对中国西甜瓜产业可持续发展已构成严重威胁[3-4]。目前化学防治是西瓜根结线虫最有效防治方法，但生产中存在盲目选择和施药过量的问题，对农业土壤环境造成污染，也增加了线虫抗药性。筛选安全高效的防治药剂是保证西瓜生产安全和提高经济效益的关键，也是生产中亟待解决的问题。因此，本试验选取5种常用的杀线虫剂进行田间药效评价，旨在筛选对棚室土壤环境友好且具有高效、低毒、低残留的药剂。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

10%噻唑膦(福气多)颗粒剂(日本石原产业株式会社)，98%棉隆颗粒剂(南通施壮化工有限公司)，5%阿维菌素b2(石家庄市兴柏生物工程有限公司)，17.7%碳酸氢铵(碳铵肥)(山西阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司)，51%石灰氮(宁夏大荣化工冶金有限公司)。

1.2 试验方法

施药时间为2018年7月10日，试验地设在蒲城县龙阳镇钤铒乡二组，土壤类型为垆土，土壤pH 7.9。土壤全氮1.32 g/kg、有效磷34.2 mg/kg、速效钾123 mg/kg、有机质1.4 g/kg，且土地平整、肥力均匀，根结线虫发生严重。定植时间为2018年8月2日，西瓜品种为‘京欣1号’，砧木为铁木砧。试验设置6个处理，每个处理3次重复，每个小区面积50 m2，西瓜栽植株行距为20 cm×70 cm。所有药剂处理在西瓜定植前完成，棉隆、碳酸氢铵和石灰氮处理前，使土壤含水量达到60%～70%，保持3～4 d。撒施棉隆、碳酸氢铵和石灰氮每667 m2用量分别为15 kg、200 kg、50 kg，施药后立即深翻土壤20 cm，浇适量水后用塑料膜将施药区域周围压实，防止漏气，密闭20 d后揭膜透气，透气10 d左右。噻唑膦每667 m2用量3 kg，配细土10 kg，均匀撒施表面，然后翻匀25 cm土壤。阿维菌素b2施药前，深翻土壤25 cm，土地平整后，每667 m2用量0.5 L，稀释 1 000倍并均匀喷洒渗透到土壤中。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 根结线虫病情调查方法 药剂处理前，拱棚调查前茬西瓜根结指数。药剂处理后，在果实成熟期随机选取30株西瓜，调查根结线虫发病率及根结指数。

根结线虫分级标准：0级，无根结，根系健康；1级，仅有少量根结，根结占全根系的10%以下； 3级，根结明显，根结占全根系的11%～25%；5级，根结特别明显，根结占全根系的26%～50%； 7级，根结数量很多，根结占全根系的51%～75%，根结相互连接，主根和侧根变粗并呈畸形； 9级，根结数量特多，根结占全根系的75%以上，根结之间相互连接，多数主根和侧根变粗并呈畸形，甚至腐烂。

发病率=发病株数/调查总株数×100 %

根结指数= ∑(各级病株数×各级严重 度)/(调查总数×最高严重度)×100

防效= (对照区根结指数-处理区根结指数) /对照区根结指数×100%

校正防效=[1-(CK0×PT1)/(CK1×PT0)]×100%

上式中，CK0为空白对照区施药前根结指数；CK1为空白对照区施药后根结指数 ；PT0为药剂处理区施药前根结指数；PT1为药剂处理区施药后根结指数。

1.3.2 土壤采样方法及指标测定 在拱棚西瓜收获期，采集各处理0～20 cm根际土样，分别测定铵态氮、速效磷、速效钾、pH。分别在处理前(pre-treatment，PT)、定植期(planting stage，PS)、苗期(seedling stage，SS)、坐果期(fruit-bearing stage，FS )、收获期(maturation stage，MS)的晴天9:00左右，每个小区按五点法取土样，每点取0～20 cm土样，采用四分法选取待测样品，测定土壤微生物数量及土壤酶活性。

土壤理化指标测定。土壤铵态氮用2 mol/L氯化钾溶液浸提后，浸提液用连续流动注射分析仪(Seal-AA3，德国)测定。土壤速效磷采用碳酸氢钠浸提，钼锑抗比色法测定。土壤速效钾采用乙酸铵浸提，火焰光度计法测定[5]。土壤pH采用滴定法测定。

土壤微生物测定。细菌数量采用PDA培养基，平板稀释法，真菌采用马丁氏培养基，平板稀释法，放线菌数量采用高氏1号培养基，平板稀释法[6]。

土壤酶活性测定。土壤过氧化氢酶采用高锰酸钾滴定法，土壤脲酶采用靛酚比色法，土壤脱氢酶采用TTC比色法[7]。

1.3.3 产量测定 在拱棚西瓜成熟期，随机收获田间每个处理的10株西瓜，统计总质量，重复取3次，折算小区产量。

1.4 数据处理

采用Excel 2007和Spss 19.0统计分析软件处理分析试验数据。

2 结果与分析

2.1 不同杀线虫剂对西瓜根结线虫田间防治效果及产量的影响

田间试验结果表明，施用5种杀线剂处理土壤后，根结线虫的发病率显著降低，其中，棉隆处理的发病率和根结指数显著低于其他药剂。其次为阿维菌素b2、碳酸氢铵和石灰氮，噻唑膦处理后防效最低。5种药剂处理后的西瓜产量都有显著增加，其中，棉隆药剂处理后的增产率最高，为53.08%，其次为碳酸氢铵、石灰氮、阿维菌素处理，噻唑膦增产率最低(表1)。

表1 不同杀线虫剂对根结线虫的防治效果及西瓜产量Table 1 Control effect and yield treated with different nematicide

2.2 不同杀线虫剂对西瓜根际土壤理化性质的影响

从表2可以看出，5种杀线剂处理土壤后，对根际土壤铵态氮、速效磷、速效钾含量的影响有差异。碳酸氢铵和石灰氮两种药剂处理后土壤铵态氮含量显著高于其他处理，阿维菌素和噻唑膦药剂处理后铵态氮含量比对照低；噻唑膦处理后的土壤速效磷含量显著高于其他处理，石灰氮、棉隆处理后的土壤速效磷含量分别比对照提高 13.01%、12.24%，棉隆、阿维菌素b2和噻唑膦药剂处理后的土壤速效钾含量低于对照。各药剂处理的根际土壤pH与对照差异不显著。

表2 不同杀线虫剂处理后根际土壤理化性质Table 2 Physical and chemical properties of rhizosphere soil treated with different nematicide

2.3 不同杀线虫剂对西瓜根际土壤微生物数量的影响

2.3.1 细菌 从图1可以看出，随着时间的推移，碳酸氢铵、石灰氮、棉隆3种药剂处理后的土壤细菌数量呈现出先减少后增加的趋势，在定植期下降明显，从苗期、坐果期土壤细菌数量迅速恢复。阿维菌素b2、噻唑膦两种药剂处理后各时期土壤细菌数量变化趋势与对照处理差异不显著。收获期，碳酸氢铵、石灰氮、阿维菌素b2、噻唑膦处理的土壤细菌数量与对照处理差异不显著，棉隆处理的土壤细菌数量显著低于其他药剂处理，比对照处理降低46.08%。

图1 不同杀线虫剂处理后西瓜各时期根际土壤细菌数量Fig.1 The bacteria number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.3.2 真菌 土壤中的真菌参与土壤中有机质的分解，在土壤腐殖质的合成、氨化作用以及团聚体的形成等过程中发挥着重要的作用，可直接影响土壤肥力[8]。由图2可知，各药剂处理对土壤真菌数量的影响有所不同。阿维菌素b2药剂处理后土壤真菌数量变化与对照相似。噻唑膦药剂处理后的土壤真菌数量呈现出先增加后变少的趋势。碳酸氢铵、石灰氮、棉隆3种药剂处理后的土壤真菌数量呈现出先减少后增加的趋势，定植期3种药剂处理后的土壤真菌数量分别比对照降低89.04%、78.08%、56.09%。到收获期各处理的土壤真菌数量与对照处理差异不显著，说明真菌数量已经恢复。

图2 不同杀线虫剂处理后西瓜各时期根际土壤真菌数量Fig.2 The fungi number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicid

2.3.3 放线菌 放线菌能分解土壤腐殖质中最稳定的有机化合物，提高土壤肥力。从图3可以看出，噻唑膦药剂处理后的土壤放线菌数量呈现出逐渐增多的趋势，到收获期土壤放线菌数量比对照增加28.32%，显著高于其他处理。而阿维菌素b2药剂处理土壤放线菌数量与对照处理差异不显著。碳酸氢铵、石灰氮、棉隆3种药剂处理后土壤放线菌呈现出先减少后上升的趋势，在定植期土壤放线菌数量分别比对照处理减少 97.84%、94.95%、37.62%，之后处理的土壤放线菌数量逐渐恢复，到收获期石灰氮、棉隆处理的放线菌数量与对照差异不显著，而碳酸氢铵药剂处理后的土壤放线菌数量显著低于对照，比对照降低16.75%。

图3 不同杀线虫剂处理后西瓜各时期根际土壤放线菌数量Fig.3 The actinomycetes number in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4 不同杀线虫剂对西瓜根际土壤酶活性的影响

2.4.1 过氧化氢酶 从图4可以看出，碳酸氢铵、石灰氮、棉隆、噻唑膦药剂处理后的土壤过氧化氢酶活性随着时间的变化，都呈现出先降低后增加的趋势，在定植期碳酸氢铵、石灰氮处理下降量显著高于其他处理，棉隆处理次之，噻唑膦与对照差异不显著，到收获期石灰氮、棉隆、噻唑膦处理与对照差异不显著，碳酸氢铵处理显著低于对照，比对照降低12.36%。阿维菌素b2处理后的土壤过氧化氢酶活性变化趋势与对照处理差异不显著。

图4 不同杀线虫剂处理后西瓜各时期根际土壤过氧化氢酶活性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 由图5可知，与对照处理相比，阿维菌素b2、噻唑膦对土壤脲酶活性影响变化趋势与对照差异不显著。碳酸氢铵、石灰氮、棉隆表现出先显著降低后增加的趋势，在定植期碳酸氢铵、石灰氮、棉隆处理的土壤脲酶活性分别比对照减少21.77%、28.23%、 17.51%，到收获期土壤脲酶活性与对照无显著差异。

图5 不同杀线虫剂处理后西瓜各时期根际土壤脲酶活性Fig.5 The urease activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

2.4.3 脱氢酶 从图6可以看出，碳酸氢铵、石灰氮、棉隆、噻唑膦药剂处理后的土壤脱氢酶活性随着时间的变化，都表现出先降低后增加的趋势。在定植期碳酸氢铵、石灰氮处理的土壤脱氢酶活性下降量显著高于其他处理，棉隆处理次之，噻唑膦处理最小，分别比对照降低29.30%、28.32%、18.94%、8.52%。到收获期，石灰氮、棉隆、噻唑膦处理的土壤脱氢酶活性逐渐恢复，与对照处理差异不显著，碳酸氢铵处理显著低于对照处理，比对照降低14.72%。阿维菌素b2药剂处理后的土壤脱氢酶活性变化趋势与对照差异不显著。

3 讨 论

本研究表明，棉隆对根结线虫的防效为 86.40%，显著高于其他药剂，这与杨叶青等[9]的研究结果相似。碳酸氢铵、石灰氮和阿维菌素b2次之，防效分别为 76.32%、73.43%、71.66%，噻唑膦的防效最低，与席先梅等[10]、刘志明等[11]及Mcsorley等[12]的研究结果一致。在拱棚条件下噻唑膦的防效为41.80 %，这与朱金文等[13]在防治黄瓜根结线虫上的结果接近，但其阿维菌素的防效仅为9.7%，而本研究中阿维菌素b2对西瓜根结线虫的防效为71.66%，可能与药剂的成分含量不同有关，也可能与使用剂量和方法不同有关。邹雅新等[14]用5 μg/mL的阿维菌素处理 24 h 对卵孵化抑制率高达82.57%，表明阿维菌素对南方根结线虫有较高防效，与本研究结果 相似。

图6 不同杀线虫剂处理后西瓜各时期根际脱氢酶活性Fig.6 The dehydrogenase activity in the rhizosphere soil at different developmental period of watermelon treated with different nematicide

本研究表明，碳酸氢铵和石灰氮能显著提高土壤氮素的含量，这两种药剂也可当做氮肥使用，其施于病土能使防病与施肥结合起来，具有成本低、效果好、对环境安全的优势[15-16]。贲海燕等[17]认为石灰氮处理能显著提高铵态氮含量2.0 mg/kg，分解产物可使土壤 pH上升1.5～2.0，本研究各药剂处理的土壤pH与对照差异不显著，可能缘于药剂使用量不同及采样时间的不同。本研究还发现，使用碳酸氢铵、石灰氮和棉隆处理土壤后显著降低了土壤中细菌、真菌、放线菌的数量及土壤过氧化氢酶、脲酶、脱氢酶的活性，定植期之后各指标逐渐恢复，呈现出先显著降低后逐渐增加的趋势。高苇等[18]的研究也认为棉隆处理显著降低了微生物数量，之后逐渐恢复。钟书堂等[19]研究认为石灰碳铵联用处理熏蒸土壤，能显著降低土壤真菌、细菌数量。姜伟涛等[20]与朱本岳等[21]的研究认为，棉隆、石灰氮处理后显著降低了微生物数量及土壤酶活性，但张学鹏等[22]通过 2 a温室定位试验，认为石灰氮提高土壤脲酶活性和过氧化氢酶活性，这可能与其将粉碎秸秆还田有关，施用石灰氮能够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变化又能影响土壤酶的活性[23]。

阿维菌素(Avermectin)是一种生物源杀虫剂，在农业虫害防治方面得到广泛应用[24]，其处理土壤方法简单，投入成本较低，使用时间不受限制。阿维菌素b2是阿维菌素重要的组分，对南方根结线虫有较强的致死作用[25]。本研究中阿维菌素b2提高了氮肥和钾肥的利用率，对土壤中微生物数量及土壤酶活性没有显著影响；噻唑膦提高了土壤速效磷的含量，但噻唑膦的防效仅为61.51%，其他学者[13,26]用噻唑膦防治根结线虫有较高效果，可能受施药量、施药时间、寄主等多种因素的影响，也可能是该地区的根结线虫对噻唑膦产生了抗药性。

综上所述，在生产中应根据防治时期及成本因素选择合适的药剂进行西瓜根结线虫的防治，在根结线虫严重的地块，建议选择棉隆结合太阳能消毒进行定植前土壤处理；结合氮肥使用量及重茬地块的土壤改良，可选择石灰氮或碳酸氢铵结合太阳能消毒进行定植前土壤处理。在作物生长期可选择阿维菌素药剂进行防治，同时能起到改良土壤的效果。