蘇致衡， 黃文坤， 鄭國(guó)棟， 張宏嘉， 劉淑艷， 彭德良＊

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，植物病蟲害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長(zhǎng)春 130118）

禾谷孢囊線蟲（HeteroderaavenaeWollenweber，1924）是小麥等禾谷類作物的重要病原線蟲，危害極大［1］。1874年在德國(guó)最初發(fā)現(xiàn)該線蟲，1908年在英國(guó)正式對(duì)其進(jìn)行報(bào)道，后來(lái)在歐洲、非洲、北美及加拿大東南部、印度、澳大利亞、前蘇聯(lián)、日本均有發(fā)現(xiàn)，至今已在五大洲的40多個(gè)小麥生產(chǎn)國(guó)發(fā)生危害［2－3］。我國(guó)1987年首次在湖北省天門縣發(fā)現(xiàn)該線蟲［4］，目前已在北京、內(nèi)蒙古、河北、河南、山東、山西、湖北、江蘇、安徽、青海、陜西、甘肅、寧夏等13個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）的300多個(gè)縣（鄉(xiāng)、鎮(zhèn)）發(fā)生分布和危害，成為威脅我國(guó)小麥生產(chǎn)和糧食安全的重要線蟲病害［5－14］。

北京市周邊小麥種植面積約2萬(wàn)hm2，其中順義7 900 hm2、房山2 000 hm2、通州200 hm2、大興9 900 hm2，部分地區(qū)因禾谷孢囊線蟲危害減產(chǎn)20%以上。研究禾谷孢囊線蟲在北京地區(qū)的發(fā)生規(guī)律，將為北方地區(qū)禾谷孢囊線蟲的防治提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試小麥品種

供試小麥品種為‘農(nóng)大211’，由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院生產(chǎn)，北京市大興區(qū)植保植檢站提供。

1.2 土樣及麥苗采集方法

采樣地點(diǎn)位于北京市大興區(qū)青云店鎮(zhèn)高莊小麥產(chǎn)區(qū)（E116°29′30″，N39°4′16″）。以高莊小麥產(chǎn)區(qū)中心區(qū)為中心，半徑15 m固定6個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)之間間隔8 m。

2010年12月31日開始采集第一次樣品，確定初始線蟲數(shù)據(jù)。隨后根據(jù)小麥生長(zhǎng)期、氣溫、土溫等因素，在2月末至6月初每隔5～7 d進(jìn)行一次采樣；從6月初小麥?zhǔn)崭钪?0月初每隔15 d進(jìn)行一次采樣；10月初新一季小麥播種后每隔10 d進(jìn)行1次采樣。全年共采樣31次。

土樣及麥苗采集方法參照彭德良等［15］的采樣方法，略有改動(dòng)。在6個(gè)采樣點(diǎn)周圍50 cm范圍內(nèi)隨機(jī)取3點(diǎn)采集土樣及麥苗作為1個(gè)樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，土樣采集深度為10～15 cm，每個(gè)采樣點(diǎn)取樣1 kg。麥苗取其完整根系，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)經(jīng)酸性品紅染色后觀察禾谷孢囊線蟲在小麥根系內(nèi)的發(fā)育動(dòng)態(tài)。

1.3 孢囊的分離及土壤中孢囊數(shù)目的測(cè)定

取200 m L采集的土樣，混勻后用漂浮法［16］沖洗土樣，隨后挑取其中完整的孢囊并計(jì)數(shù)。

1.4 卵孵化率的測(cè)定

每次挑取10個(gè)飽滿孢囊，在培養(yǎng)皿中將其擠破，加少量清水使卵粒散落在水中，將卵懸浮液定容至10 mL，混勻取其中1 mL的卵懸浮液計(jì)數(shù)空殼卵數(shù)和可育卵數(shù)，重復(fù)3次，計(jì)算孵化率。孵化率（%）＝空殼卵數(shù)／（空殼卵數(shù)＋可育卵數(shù)）×100。

1.5 土壤中2齡幼蟲（J2）數(shù)目的測(cè)定

取200 m L采集的混勻土樣，用淺盤法［16］分離土樣中的線蟲，并對(duì)分離后的線蟲進(jìn)行熱殺死處理，靜置2 h后，定容至10 m L，計(jì)數(shù)其中的J2數(shù)目。

1.6 根系內(nèi)禾谷孢囊線蟲發(fā)育動(dòng)態(tài)的測(cè)定

將采集的小麥根系洗凈，取5株完整的根系用次氯酸鈉品紅溶液染色，顯微鏡下檢查根內(nèi)侵染的線蟲發(fā)育動(dòng)態(tài)［17］，染色后的根在顯微鏡下統(tǒng)計(jì)禾谷孢囊線蟲2齡幼蟲、3齡幼蟲、4齡幼蟲、白色雌蟲的數(shù)目。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

幼蟲和孢囊的數(shù)目采用直接計(jì)數(shù)法，利用Excel 2003軟件對(duì)6個(gè)點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 禾谷孢囊線蟲卵孵化率動(dòng)態(tài)

禾谷孢囊線蟲孢囊越冬后，其內(nèi)的卵已經(jīng)發(fā)育完全并打破滯育，2011年2月25日，卵的孵化率已經(jīng)超過(guò)50%，其后孵化率均保持在70%以上，到4月18日越冬孢囊中的卵孵化率最高，達(dá)96%。6月至9月，新形成的孢囊，夏季高溫滯育，卵不能孵化。10月份新一季小麥種植后，孵化率開始升高，11月19日孵化率達(dá)38.4%（圖1）。

圖1 北京地區(qū)小麥禾谷孢囊線蟲卵孵化率動(dòng)態(tài)Fig.1 Hatching rate dynamics of cereal cyst nematode（CCN）eggs in Beijing region

溫度對(duì)于禾谷孢囊線蟲的孵化起決定作用，孢囊在低溫條件下儲(chǔ)存至少30 d以上才能孵化出2齡幼蟲。溫度也能影響根際分泌物的功效，H.avenae卵的孵化率在10～15℃之間可受到寄主根際分泌物的刺激而增加，但在20～25℃時(shí)孵化率不再受根際分泌物的影響［18－19］。10月冬小麥出苗后，適宜的溫度、濕度及根際分泌物的輔助刺激，促使土壤中的孢囊孵化率再次上升。

2.2 土壤內(nèi)禾谷孢囊線蟲2齡幼蟲（J2）發(fā)生動(dòng)態(tài)

2010年12月31日第一次采集土樣時(shí)，土壤已經(jīng)冰凍，土壤內(nèi)無(wú)2齡幼蟲。2011年開春調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，土壤中J2數(shù)目為12.5條／200 m L土樣，以后幼蟲數(shù)量逐步增加，到4月4日，J2數(shù)量達(dá)到全年最高峰，達(dá)26條／200 m L土樣。隨著幼蟲發(fā)育為成蟲，幼蟲數(shù)量逐漸減少，5月23日左右，土壤內(nèi)J2數(shù)量達(dá)到最低值0.4條／200 m L土樣（圖2）。小麥?zhǔn)斋@后，6月大興小麥產(chǎn)區(qū)種植玉米，7－9月禾谷孢囊線蟲夏季滯育，土壤中2齡線蟲數(shù)量沒(méi)有顯著變化。10月份新一季小麥出苗后，禾谷孢囊線蟲幼蟲數(shù)量再次上升，到11月份達(dá)16.8條／200 m L土樣。

圖2 北京地區(qū)土壤內(nèi)小麥禾谷孢囊線蟲2齡幼蟲動(dòng)態(tài)Fig.2 CCN J2 dynamics in Beijing region

大興區(qū)青云店麥區(qū)采用聯(lián)合收割機(jī)收割小麥，田間灑落較多麥粒，麥粒自生苗的根系分泌物可以刺激卵的孵化，從而使6月底7月初田間仍然有少量2齡幼蟲 （10.3條／200 m L土樣）。7月中旬－8月份天氣炎熱干旱，麥苗死亡，禾谷孢囊線蟲高溫滯育，使土壤內(nèi)的J2數(shù)量下降。2011年10月8日，北京市青云店鎮(zhèn)高莊播種新一季冬小麥，冬小麥出苗后，由于初冬較適宜的溫度、濕度及麥苗根系分泌物的輔助刺激，土壤內(nèi)幼蟲數(shù)量增多。

2.3 小麥根系內(nèi)禾谷孢囊線蟲各齡幼蟲發(fā)生動(dòng)態(tài)

2010年12月31日采集的小麥根系中，未發(fā)現(xiàn)有侵染的2齡幼蟲。次年開春2月25日采樣時(shí)，發(fā)現(xiàn)小麥根內(nèi)有少量2齡幼蟲侵染，4月4日2齡幼蟲侵染達(dá)最高峰（54.3條／5株根系）；4月28日是2齡幼蟲發(fā)育成3齡幼蟲的高峰（14.1條／5株根系）；5月8日是3齡幼蟲發(fā)育成4齡幼蟲的高峰（15.4條／5株根系）；5月13日是4齡幼蟲發(fā)育成白雌蟲的高峰（14.4個(gè)／5株根系）；5月23日土壤中白雌蟲數(shù)目達(dá)到高峰（121.5個(gè)／200 m L土樣）。6月中旬小麥?zhǔn)崭?，其后用玉米輪作?0月8日種植新一季冬小麥，10 d后發(fā)現(xiàn)新出苗的冬小麥根部有少量2齡幼蟲侵染，在入冬以前已經(jīng)發(fā)育至3齡（圖3）。

圖3 小麥根系內(nèi)禾谷孢囊線蟲各齡期蟲態(tài)發(fā)育動(dòng)態(tài)Fig.3 Dynamics of CCN at different stage in wheat roots

2.4 土壤中禾谷孢囊線蟲孢囊發(fā)生動(dòng)態(tài)

禾谷孢囊線蟲在北京冬麥區(qū)主要于次年初春侵染，4月28日土樣內(nèi)開始出現(xiàn)白雌蟲，5月23日白雌蟲數(shù)量達(dá)到最大值。6月中旬小麥?zhǔn)崭钔戤吅?，成熟孢囊從根際脫落散逸于土壤中，進(jìn)入滯育階段（圖4）。白色雌成蟲在小麥一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)中只在抽穗至乳熟期出現(xiàn)1次，表明北京地區(qū)禾谷孢囊線蟲一年只發(fā)生一個(gè)世代。10月份侵入根內(nèi)的幼蟲當(dāng)年不能形成白色雌蟲，難以完成整個(gè)生活史（圖5）。

圖4 北京地區(qū)禾谷孢囊線蟲發(fā)生規(guī)律Fig.4 Occurrence regulation of CCN in Beijing region

3 結(jié)論和討論

禾谷孢囊線蟲孢囊中的卵在土壤溫度及水分條件適宜的情況下，可以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)持續(xù)孵化，土壤中埋藏較深的孢囊甚至可以孵化到初冬［20］。在自然條件下，CCN孢囊會(huì)分布于不同深度的土層中，越冬后，淺層土壤升溫較快，孢囊中卵會(huì)率先孵化成2齡幼蟲侵染麥苗，埋藏在深層土壤中的孢囊由于受溫度的制約，仍可能處于休眠狀態(tài)。在人工條件下，禾谷孢囊線蟲的卵必須在5～7℃的低溫條件下儲(chǔ)存至少30 d以上，2齡幼蟲才能從孢囊中孵化出來(lái)［21］。25℃左右的高溫抑制卵的孵化，而－20℃左右的極低溫對(duì)該線蟲無(wú)明顯危害［22－23］，說(shuō)明禾谷孢囊線蟲對(duì)溫度的適應(yīng)性廣，我國(guó)北方麥區(qū)均有禾谷孢囊線蟲病發(fā)生危害。

圖5 侵染小麥根部的禾谷孢囊線蟲染色圖片F(xiàn)ig.5 Staining pictures of CCN infected wheat roots

陳新等對(duì)內(nèi)蒙古禾谷孢囊線蟲（H.avenae）發(fā)生情況進(jìn)行了調(diào)查，內(nèi)蒙古是我國(guó)重要春麥產(chǎn)區(qū)之一，春小麥的幼苗期正值禾谷孢囊線蟲孵化高峰，給春小麥的生長(zhǎng)發(fā)育造成嚴(yán)重影響［10］。王明祖等對(duì)我國(guó)湖北省CCN群體發(fā)生動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小麥出苗后，2齡幼蟲即可侵入幼根，無(wú)論播種早還是晚，12月末到第2年2月初侵入的幼蟲都沒(méi)有發(fā)育。2月中旬以后，各齡幼蟲有交錯(cuò)存在現(xiàn)象，發(fā)育速度明顯加快［24］。3月下旬至4月中旬開始出現(xiàn)白色孢囊和雄蟲，4月下旬到5月中旬形成淺褐色孢囊。CCN在湖北從小麥播種到收獲只發(fā)生1代，連續(xù)2年大田中每30 d取樣檢查的結(jié)果基本一致。吳慧平等調(diào)查了安徽省CCN群體田間分布危害，通過(guò)對(duì)45個(gè)小區(qū)共225份分蘗期的小麥根樣進(jìn)行次氯酸鈉品紅溶液染色，根中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)侵染的2齡幼蟲，表明在該地區(qū)未發(fā)現(xiàn)CNN冬前初侵染，這點(diǎn)與鄭經(jīng)武早前報(bào)道一致［9，25］，播種172 d后在小麥根部發(fā)現(xiàn)檸檬形白色雌蟲。張東升等1994年研究發(fā)現(xiàn)華北地區(qū)屬典型的“溫帶季風(fēng)性森林氣候”，其特點(diǎn)是春秋短暫，冬夏漫長(zhǎng)。在秋冬季，由于氣溫下降快，耕作層土壤凍結(jié)早，而春季氣溫回升迅速，夏季持續(xù)高溫。這種氣候決定了禾谷孢囊線蟲在該地區(qū)秋冬季難以大規(guī)模孵出2齡幼蟲，從而使得冬小麥在秋季幼苗期避免了嚴(yán)重受害。但次年春天氣溫回升可使2齡幼蟲大量孵化，在春季較短的時(shí)期內(nèi)大量侵染小麥［22］造成危害。

本文就北京地區(qū)禾谷孢囊線蟲發(fā)生規(guī)律進(jìn)行了研究，結(jié)果表明禾谷孢囊線蟲主要于翌年初春返青后開始侵染，全年發(fā)生高峰位于5月末至6月初，是田間調(diào)查禾谷孢囊線蟲在小麥根部發(fā)病情況的最佳時(shí)期，可從小麥根部直接觀察到大量白色孢囊，成蟲只在一個(gè)小麥生長(zhǎng)季末期出現(xiàn)，北京地區(qū)禾谷孢囊線蟲一年只發(fā)生一代。10月播種后也有部分幼蟲開始侵染，但難以在當(dāng)年完成生活史。因此，播種時(shí)和次年初春麥苗返青期是北京地區(qū)防治禾谷孢囊線蟲的關(guān)鍵時(shí)期，初冬播種時(shí)可對(duì)冬小麥用2%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽拌種，次年初春澆灌返青水時(shí)可混入1.8%阿維菌素乳油，將其稀釋至1 000～1 500倍液灌根處理。同時(shí)適當(dāng)早播冬小麥可以錯(cuò)開禾谷孢囊線蟲幼蟲的孵化高峰，小麥植株的根系已發(fā)育良好，抗侵染能力增強(qiáng)，從而降低了線蟲的危害程度［26］。

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