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云南省烟草根结线虫发病土壤生态因子分析

来源:云南烟叶信息网

更新:2008-03-28

    摘要:采集云南省主要植烟区24个县共106个烟草根结线虫发病土样,每个县以1个土样为代表,分别测定其真菌、细菌和放线菌的总量及类群数。结果看出,不同土样中真菌、放线菌总量相差达到2个数量级,细菌相差达到3个数量级;在不同土样的各类微生物种类组成上真菌为3~10类,细菌为2~13类,放线菌为4~10类。对这些样品土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、Ca、Mg、Al等主要营养元素的测定结果表明,不同样品pH在5.03~8.64之间,有机质含量在1.50%~7.01%之间,碱解氮在63.8~314.3mg/kg之间,有效磷在11.2~221.2mg/kg之间,速效钾在74.6~1313.4mg/kg之间,Ca离子含量在0.20%~10.54%之间,Mg离子含量在0.08%~4.56%之间,Al离子含量在1.52%~12.79%之间。研究结果表明,云南省烟草根结线虫发病土壤的各种生态因子存在明显的多样性和复杂性。
           
    关键词:烟草 根结线虫 土壤 生态因子
           
    植物寄生线虫每年造成世界农业生产的损失约1000亿美元[1]。根结线虫(Meloidogynespp)是植物寄生线虫的重要类群之一,每年对世界上重要经济作物造成的损失高达数百亿美元[2]。该病是许多国家烟草生产的主要限制因素之一,在我国各大烟区造成了严重危害,且日趋严重,仅云南省年发病面积达2~3万公顷,病株造成烟叶减产30%~50%[3,4]。由于化学防治方法的诸多弊端,关于根结线虫的生物防治受到广泛重视。云南烟草科学研究院自20世纪90年代初就开展了这方面的研究。10多年来,从根结线虫生防菌株的分离、鉴定和筛选,到田间小区试验和大田示范,已取得较大进展[5~9]。尽管如此,由于对根结线虫及其生防菌所栖居土壤环境生态学知识了解的较少,致使该病的生物防治无法取得实质性突破。同时,生态学问题也是限制开展植物病虫害生物防治工作的严重障碍。
           
    植物病害是病原、寄主和环境三者综合作用的结果。就根结线虫等土传病害而言,土壤环境的众多生物因子和非生物因子,如土壤类型、微生物数量和群落、温度、湿度、质地、pH、特定元素含量、有机质含量、重金属元素等对寄主植物、病原物以及颉颃微生物之间的相对作用产生了巨大的影响。因此,必须对烟草根结线虫发病土壤的生态因子进行调查研究,才能充分认识烟草根结线虫发生流行规律,为其生物防治奠定基础。特别是为生防菌株的筛选及其评价提供依据,从而最终解决生物防治防效不稳定、作用机制单一、防治范围较窄以及使用和生产技术不尽合理等问题。本文对云南省主要植烟区24个县根结线虫发病土壤的生态因子进行了调查研究,以期为烟草根结线虫生物防治及其生防菌的筛选和评价提供科学依据。
           
    1 材料和方法
           
    1.1 土样采集

    采集云南省玉溪、红河、曲靖、昆明、大理、楚雄等地州主要植烟区根结线虫发病地土壤。采集方法是去掉表层土,取烟株根际土壤、每点对角线或“Z”字形取5株烟的根际土,充分混合为一个土样,带回实验室4℃保存待用。共采集云南省24个县共106个土样,每个县以1个土样为代表分别测定生态因子,各土样记录见表1。
           
    1.2 不同植烟区土壤微生物区系调查
           
    各样品风干,过20目筛,取10g加无菌水制成悬浮液,梯度稀释后分别取适当浓化气度稀释液涂布于牛肉膏蛋白胨、高氏一号和马丁氏培养上培养,每处理3个重复。记录土壤中细菌、放线菌和真菌的数量,同时根据微生物菌落形状、颜色、大小等特征计数各类微生物的类群数。
           
    1.3 不同植烟地区土壤理化特性的分析
           
    分别以滴定法测定碱解氮和有机质,紫外分光光度计法测定有效磷,原子吸收分光光度法测定速效钾,等离子发射光谱法测定Ca、Mg、Al,美特勒pH计测定各土样的pH值。
           
    2 结果与分析
           
    2.1 不同植烟区土壤微生物区系调查
           
    通过对不同土样真菌、细菌和放线菌总量以及大致种类组成进行分离计数。结果表明,不同土样在各种微生物总量及种类组成上都表现出较大的差异。不同土样中真菌、放线菌总量相差均达2个数量级,细菌相差则达到3个数量级。在不同土样的各类微生物种类组成上真菌多至10类,少的只有3类;细菌多至13类,少的只有2类;放线菌多至10类,少的只有4类。各个土样具体微生物总量及类群数见表2。
           
    2.2 不同植烟区土壤理化特性的分析
           
    对不同植烟区土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、Ca、Mg、Al等主要营养元素进行测定,结果不同样品pH范围在5.03~8.64之间,有机质含量在1.50%~7.01%之间,碱解氮在63.8~314.3mg/kg之间,有效磷在11.2~221.2mg/kg之间,速效钾范围在74.6~1313.4mg/kg之间,Ca离子含量在0.20%~10.54%之间,Mg离子含量在0.08%~4.56%之间,Al离子含量在1.52%~12.79%之间。不同样品各种化学成分都表现了较大的差异。结果见表3。
           
    3 讨论
           
    3.1 根结线虫在世界不同地区广泛分布,尤其在热带、亚热带地区发生程度更为严重,其种群密度也较其他地区增加更快[10]。云南省由于独特的自然地理条件,集中了我国从南到北几乎所有的气候类型,海拔高度相差较大,土壤类型多样,耕作栽培条件也存在差异,这些因素导致其土壤生态环境的千差万别,复杂多样。烟草根结线虫在云南不同地区普遍发生,其种类组成复杂,并呈日益严重的趋势,已成为烟草生产的一大限制因子[11]。本研究从云南主要植烟区24个县采集的根结线虫发病土壤分析结果显示,无论是生物因子还是理化因子都存在着巨大的差异,这或许是云南烟草根结线虫种类组成复杂,防治困难的最重要原因。
           
    3.2 烟草根结线虫的防治多以化学防治为主,但由于其特殊的侵染习性及化学农药对环境的污染,世界各国科学工作者正致力探索其他安全有效的替代方法,其中生物防治方法是最受关注的研究领域,已成为根结线虫综合治理的主要内容和研究热点。尽管烟草根结线虫的生物防治已获得了较大的成功,但土壤环境生态因子的极其复杂性是其取得突破性进展及其生防菌剂商品化和产业化的最大制约因素。土壤环境生态因子因不同土壤类型、地理分布、海拔高度、气候环境和耕作栽培情况表现较大的差异。具体表现为不同土壤微生物区系和化学营养成分的差异,而不同微生物区系和化学营养成分之间可能包含自然界最复杂的生物与化学作用。本研究24个土样的生物和化学分析同样表现出巨大的差异,某些生态指标相差达到2个数量级,而生防菌要能够在相差如此之大的土壤环境中定殖和生长繁殖才能够取得有效的防治效果,这就要求生防菌对土壤生态因子具有较宽的适应度和兼容性。
           
    3.3 生防菌施入土壤中对根结线虫防效有时不稳定的原因之一是缺少菌剂旋入土壤后的生态学知识[12],而生防菌施入土壤后,其定殖、消长活动受到土壤环境生态因子的巨大影响。由于土壤生态因子的复杂性,生防菌施入土壤后的检测和动态跟踪十分困难[13],传统的选择性分离方法和无菌处理均不能客观反映生防菌在土壤中的活动情况。因此,很有必要采用分子标记方法对生防菌进行检测跟踪,最终确定生防菌在土壤中的定殖消长规律,为根结线虫生物防治提供科学依据。
          
    3.4 本研究的结果表明,烟草根结线虫生物防治面对极其复杂的土壤生态环境,是一项系统工程。一方面,要求生防菌对不同种类根结线虫具有高度致病力;另一方面,要求生防菌能够适应高度复杂的土壤生态环境。因此,筛选生防菌时除了考虑其对根结线虫的致病力外,其生态学方面的评价也显得极其重要。为了得到理想的生防菌剂,应充分利用现代生物技术对自然分离生防菌进行遗传改良和驯化,使其各种性状得到改善和提高,充分适应复杂的生态环境,这应该成为烟草根结线虫生物防治中今后需要加强的一项重要工作。同时,合理的生产使用及包装技术也是生物防治取得成功的基本保证。
           

编辑:江澜


 
 


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