李 峰 ，王曉磊 ，胡海波 ，周學(xué)超 ，娜日娜 ，秀 梅 ，丁素榮 ，王媛媛

（1. 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院，內(nèi)蒙古 赤峰 024031；2. 內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市巴林右旗農(nóng)業(yè)局，內(nèi)蒙古赤峰 025150；3. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

【研究意義】隨著我國對糧食安全問題越來越重視，大豆產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展已穩(wěn)步恢復(fù)。在政策和市場的支持下，農(nóng)民種植大豆的熱情逐漸提高，大豆種植面積有所提升。赤峰市氣候條件干旱，生態(tài)環(huán)境脆弱，近年來以“雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)”和選用抗旱性強的雜糧作物為主栽品種的政策，大豆的種植面積和農(nóng)民的種植熱情穩(wěn)步提高。但是，由于相關(guān)配套種植技術(shù)滯后，科技種植水平不高，田間管理粗放，大豆病害發(fā)生普遍，這也成為嚴重制約赤峰市大豆產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的主要技術(shù)壁壘。大豆胞囊線蟲是危害大豆生產(chǎn)的主要病害之一，我國的東北、內(nèi)蒙古和黃淮海地區(qū)發(fā)生較多，嚴重制約赤峰地區(qū)大豆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，一般可使大豆減產(chǎn) 30%～50%甚至絕收。大豆胞囊線蟲在土壤或粘附于種子及農(nóng)具上越冬，傳播途徑主要通過種子異地調(diào)運，田間作業(yè)時農(nóng)機具和人、畜攜帶含有線蟲或胞囊的土壤，還可通過灌溉、流水及未經(jīng)腐熟的肥料進行傳播。大豆胞囊線蟲侵染寄主受根系分泌物的影響，抗病品種對不同生理小種的抗性也不同。赤峰地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種多樣，演變趨勢復(fù)雜，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，本地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種發(fā)生以 3 號和 14 號生理小種為主。 因此，只有掌握了本地區(qū)大豆胞囊線蟲發(fā)生規(guī)律，探索無毒、無公害、無污染、無殘留的生態(tài)、綠色、有效的低成本綜合性解決方案，才是赤峰地區(qū)大豆產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的根本途徑，可以為當(dāng)前最緊迫的大豆振興計劃提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

【前人研究進展】1981年Hartwig 在美國首次發(fā)現(xiàn)了大豆感病品種連續(xù)種植 5年后，大豆胞囊線蟲的蟲口密度出現(xiàn)顯著降低的情況，原來發(fā)病嚴重的地塊病情突然消失或者大大減輕，并將這種現(xiàn)象稱作大豆胞囊線蟲自然衰退。通過對長期種植大豆感病品種的土壤研究發(fā)現(xiàn)，大豆胞囊線蟲的種群數(shù)量與當(dāng)?shù)仄骄秩舅较啾缺３州^低，這樣的土壤稱為大豆胞囊線蟲抑制性土壤。抑制性土壤中含有多種大豆胞囊線蟲寄生真菌，這些寄生真菌是自然天敵的本能反應(yīng)，主要包括厚垣輪枝菌、鐮孢菌、木霉和淡紫擬青霉等。目前探索引入的生物防治技術(shù)以定殖自然天敵厚垣輪枝菌和淡紫擬青霉研究為主。宋潔等[1]對連作 22年的病圃進行研究發(fā)現(xiàn)土壤中大豆胞囊線蟲自然寄生天敵厚垣輪枝菌和淡紫擬青霉的分離數(shù)量高于 3年連作，并通過對大豆胞囊線蟲定殖自然天敵厚垣輪枝菌等寄生真菌進行了生物藥劑的研究[2]。陳立杰等[3]通過復(fù)合多種大豆胞囊線蟲的天敵真菌種子包衣等形式進行生物防治研究。Hartwig E E[4]、孫玉秋等[5]、趙曉輝[6]也從大豆胞囊線蟲的發(fā)生規(guī)律和土壤微生物、耕作方式等角度進行了綜合性的分析和探索。

【本研究的切入點】目前防治大豆胞囊線蟲主要措施有：化學(xué)藥劑防治、非寄主作物輪作防治?；瘜W(xué)藥劑毒性大、殘留嚴重、土壤破壞程度高、面源污染嚴重，不適合在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用；非寄主作物輪作防治大豆胞囊線蟲效果顯著，與禾谷類等非寄主作物實行 3年以上輪作，輪作年限越長，防治效果越明顯，并可選育出抗病品種，但對“鐮刀灣”地區(qū)調(diào)減玉米和大豆振興計劃有一定的限制性。

大豆胞囊線蟲生理小種種群多達 19個，抗病品種對大豆胞囊線蟲有顯著的抗性，但不同品種之間抗病差異明顯，長期在同一地區(qū)使用同類抗病品種，會促使大豆胞囊線蟲生理小種群體發(fā)生變化，演化為新的生理小種，導(dǎo)致原有的抗病品種失去抗性。而且大豆抗胞囊線蟲品種抗性基因多源自黑豆，黑、褐臍特性使大豆商品性和口感大打折扣，產(chǎn)量普遍偏低，不能切實提高大豆抗胞囊線蟲品種的產(chǎn)量和品質(zhì)的情況下，種植大豆抗胞囊線蟲品種是得不償失的方案。本試驗通過對長期定位大豆連作病圃進行調(diào)查研究，擬掌握赤峰地區(qū)大豆胞囊線蟲的發(fā)生規(guī)律，利用大豆胞囊線蟲自然天敵寄生機理引入生物防治技術(shù)，把適合當(dāng)?shù)胤N植的高產(chǎn)、高品質(zhì)主栽品種與生物防治措施結(jié)合起來，探索和制定赤峰地區(qū)生物防治大豆胞囊線蟲的低成本綜合配套解決方案。

【擬解決的關(guān)鍵問題】赤峰地區(qū)大豆胞囊線蟲生理小種以 3 號和 14 號為主，以連作地塊爆發(fā)嚴重，每年因發(fā)生大豆胞囊線蟲病害而造成的減產(chǎn)損失一直困擾著大豆種植戶，也是影響赤峰地區(qū)農(nóng)民種植大豆熱情的最主要原因?，F(xiàn)在種植戶一般為大中型合作社或個體種植戶，種植玉米產(chǎn)量高、節(jié)省勞動力，機械化程度高，如果大豆種植效益不如玉米，即使種植大豆能夠提高土壤氮含量，減肥養(yǎng)地，還能享受國家政策補貼，也無法讓種植戶真心實意種植大豆。 本試驗通過對長期定位大豆連作病圃進行調(diào)查研究，掌握本地區(qū)大豆胞囊線蟲發(fā)生規(guī)律，并得出大豆胞囊線蟲與大豆產(chǎn)量的對應(yīng)關(guān)系和本地區(qū)大豆胞囊線蟲生物防治措施，探索和制定無毒、無公害、無污染、無殘留的生態(tài)、綠色、有效的低成本綜合配套措施。

1 材料與方法

1.1 試驗地點和時間

試驗地點選在赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院城子鄉(xiāng)試驗站。供試土壤為砂壤土，試驗地塊為 5年大豆連作病圃區(qū)。試驗時間為 2020年。

1.2 參試品種

參試大豆品種為赤峰市農(nóng)牧科學(xué)研究院的大豆胞囊線蟲易感品種赤豆 4 號。

1.3 試驗設(shè)計

試驗地點為長期定位大豆連作地塊，截止 2020年為大豆連作第 7年。試驗不設(shè)重復(fù)，試驗區(qū)面積400 m 2 （50 m×8 m）。試驗區(qū)四周設(shè)置保護行用于隔離其他作物。播種方式采用拖拉機開溝，人工穴播方式。行距 50 cm，畝保苗 13000 株，常規(guī)施肥，底施二銨 150 kg/hm 2 ，硫酸鉀 75 kg/hm 2 。在胞囊顯囊期（苗后 35～40 d），在試驗區(qū)內(nèi)按棋盤式取樣法各取 20 樣點，每點拔取大豆植株 10 株，去掉 0～5 cm表層土，將植株連根挖出，保持根系完整，計數(shù)根上胞囊數(shù)量。秋季考種實收測產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 大豆連作對胞囊線蟲的影響

大豆連作狀態(tài)下，胞囊線蟲發(fā)生數(shù)量逐年遞增，在連作第 5年時（2018年），胞囊數(shù)量呈幾何倍數(shù)增長，見表 1。這是由于大豆胞囊線蟲在土壤中可存活 10年以上，多代共生。蟲卵越冬后，二齡幼蟲破殼進入土中，遇連作大豆幼苗根系侵入，寄生于大豆根系的皮層中。土壤內(nèi)線蟲多代共生造成大豆病害逐年加重，這也是大豆與禾谷類非寄主作物實行 3年以上輪作可有效降低大豆胞囊線蟲發(fā)生強度的主要原因。在連作第 7年時（2020年），胞囊數(shù)量呈斷崖式下降。出現(xiàn)這一現(xiàn)象是由于大豆胞囊線蟲對寄主的專一性非常強，在同一地塊進行大豆連作，會造成土壤中的大豆胞囊數(shù)量不斷積累，多代共生。但隨著胞囊的增多，自然界自我調(diào)節(jié)機制開始發(fā)揮作用，大豆胞囊線蟲的自然天敵厚垣輪枝菌等寄生真菌也隨之增長，從而形成大豆胞囊線蟲抑制性土壤，降低了大豆胞囊線蟲的種群密度。目前對大豆胞囊線蟲的生物抑制和防治研究也多以分離此類真菌進行定殖為主。

表1 大豆連作年限對胞囊線蟲發(fā)生強度的影響

2.2 胞囊線蟲發(fā)生強度對大豆產(chǎn)量的影響

2014—2019年的大豆連作期間，隨著大豆連作年限的增加，胞囊線蟲發(fā)生強度逐年增加，大豆生長受到抑制，產(chǎn)量逐年降低，最高減產(chǎn)幅度達到 44.43%，但在大豆連作第 7年（2020年）時，胞囊線蟲發(fā)生強度呈斷崖式下降，產(chǎn)量也隨之恢復(fù)，見表 2。這種情況一般發(fā)生在連作 5～10年的大豆地塊。此地塊實行大豆連作 7年，已基本形成大豆胞囊線蟲抑制性土壤，這一現(xiàn)象與宋潔[1]、Hartwig [4]研究發(fā)現(xiàn)的長期種植大豆感病品種，大豆胞囊線蟲的種群數(shù)量與當(dāng)?shù)仄骄秩舅较啾缺３州^低這一結(jié)論相吻合。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，大豆胞囊線蟲抑制性土壤中大豆胞囊線蟲的被寄生率明顯升高，由于大豆胞囊線蟲在土壤中可存活十年以上，大豆持續(xù)多年連作后，大豆胞囊線蟲的多代共生的特性造成土壤中種群數(shù)量呈幾何倍數(shù)增長，也造成了胞囊上的真菌簡單化，被寄生率也大大增加，這種寄生作用降低了大豆胞囊線蟲的種群密度，這些寄生真菌能夠寄生大豆胞囊線蟲的不同蟲態(tài)。本課題研究的下一步可對土壤進行微生物分析驗證。

表2 多年連作狀態(tài)下大豆胞囊線蟲發(fā)生強度與大豆產(chǎn)量的對應(yīng)關(guān)系

3 結(jié)論與討論

通過試驗得出，2014—2019年的大豆連作期間，隨著大豆連作年限的增加，胞囊線蟲發(fā)生強度逐年增加，大豆生長受到抑制，產(chǎn)量逐年降低，最高減產(chǎn)幅度達到 44.43%。但在大豆連作第 7年（2020年）時，胞囊線蟲發(fā)生強度呈斷崖式下降，產(chǎn)量也隨之恢復(fù)。出現(xiàn)這一現(xiàn)象是由于大豆胞囊線蟲對寄主的專一性非常強，在同一地塊進行大豆連作，會造成土壤中的大豆胞囊數(shù)量不斷積累，多代共生。但隨著胞囊的增多，自然界自我調(diào)節(jié)機制開始發(fā)揮作用，大豆胞囊線蟲的自然天敵厚垣輪枝菌等寄生真菌也隨之增長，從而形成大豆胞囊線蟲抑制性土壤，降低了大豆胞囊線蟲的種群密度，這一現(xiàn)象稱為大豆胞囊線蟲的自然衰退，一般發(fā)生在連作 5～10年的大豆地塊。目前對大豆胞囊線蟲的生物抑制和防治研究也多以分離此類真菌進行定殖為主。

大豆胞囊線蟲病害傳播迅速，傳播途徑多樣，胞囊線蟲生命力強，多代共生，發(fā)生地塊多年都有傳染機率，造成的減產(chǎn)損失非常嚴重。防治大豆胞囊線蟲首先要摒棄過去的化學(xué)農(nóng)藥方法，這是與我國提倡的生態(tài)環(huán)保農(nóng)業(yè)背道而馳，不利于子孫后代的長遠發(fā)展。通過本試驗掌握了赤峰地區(qū)大豆胞囊線蟲的發(fā)生規(guī)律，可通過引入定殖其天敵真菌、復(fù)合真菌包衣、選育抗病品種等綜合措施進行無毒、無污染、無公害、無殘留防治，制定適合本地區(qū)的系統(tǒng)化防治方案，降低大豆胞囊線蟲病害造成的損失，提高赤峰地區(qū)大豆種植效益和農(nóng)民的種植熱情。