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根结线虫病防治技术.docx

来源：花匠小妙招时间：2025-01-05 14:39

根结线虫病防治技术

根结线虫是影响最大的植物致病性线虫之一。它种类繁多，分布广泛，具有很强的抗病性，寄生范围超过3000种。除少数洋葱和大蒜外，大部分蔬菜都可以感染，尤其是茄子、芦笋和十字花科。特别是近几年,由于保护地栽培的大面积推广,为根结线虫的生长发育提供了更加适宜的条件,植物根结线虫的发生与危害已越来越严重。全世界因根结线虫危害造成的农业损失率达11%~25%。根结线虫长期在土壤和根内危害,成为影响植物“寿命”和生长潜能的主要因子,因而有“隐蔽敌害”之称。根结线虫的发生与危害制约了农业生产,降低了农民收入,已成为农业生产发展的严重障碍。目前,防治根结线虫的主要方法有选育抗性品种、热水灌注、生物防治和化学防治等。选用抗性品种在一定程度上对根结线虫的发生起到了有效抑制作用,但是根结线虫的生活力很强,在土壤中无寄主植物的情况下,一般可存活1~3年,而且长期应用抗性品种会对根结线虫产生选择压力,造成新的生理小种出现,使抗性品种失去对新的生理小种的抗性。热水处理土壤可有效控制土壤中根结线虫的数量,但是在热水杀死土壤中根结线虫的同时,也减少了土壤中其他有益微生物的数量,影响了土壤中有机质的分解,恶化了土壤的理化性状。生物防治主要是利用天敌真菌和细菌等来控制根结线虫的发生,但是复杂的生态环境使得生防菌剂在大田施用中经常会出现防效不稳定和不一致性,见效缓慢,在农业生产应用中受到一定的限制。控制根结线虫最有效的办法是化学防治,但传统化学杀线剂的使用成本高,环境相容性差。从保护环境的角度寻求控制根结线虫的新方法是国内外学者的共识,研究、开发植物源农药是防治根结线虫的发展趋势。本文就植物源农药防治根结线虫这一领域的研究进展进行评述。1防杀根结线虫活性物质的研究开发植物源农药,主要是利用植物体内的次生代谢物质进行杀虫抑菌。据研究,植物中的次生代谢物超过了40万种,主要包括生物碱、黄酮和萜烯类等,其中多数具有杀虫抑菌活性。早期印楝(Azadirachtaindica)的成功开发推动了植物源农药的研究。20世纪80年代以来,从植物中提取天然防杀根结线虫活性物质的研究逐渐引起国内外学者的兴趣。目前已报道的具有杀线活性的植物约有102科226属316种,以豆科和菊科植物居多,其中万寿菊属植物(Tagetesspp.)研究报道最多,且多以根结线虫为主要研究对象。我国自20世纪90年代以来,利用植物源农药防治根结线虫取得了一定成就,在这一领域已进行过活性筛选的植物资源有60多种,其中具有显著杀线活性的植物资源有21科29种。以南方根结线虫(Meloidogyneincognita)为活性受体的有18种,分布在豆科、菊科、楝科、大戟科、瑞香科、卫矛科、唇形科、松柏科、姜科、百合科、夹竹桃科、茜草科、马鞭草科等13科中;以爪哇根结线虫(M.javanica)为活性受体的有8种,分布在百合科、毛茛科、银杏科、十字花科、夹竹桃科、姜科和芸香科;以花生根结线虫(M.arenaria)为活性受体的有4种,分别属于豆科、三尖杉科和菊科。2植物源农药对根结线虫的影响研究2.1根结线虫活性测定目前利用植物源提取液防治根结线虫的研究报道较多。所用提取溶剂主要有水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿和石油醚等,提取方法主要有冷浸法、温浸法、索氏提取法、超声波法和超临界流体萃取法。提取液对根结线虫活性的测定方法有室内浸渍生测法、盆栽和大田种苗浸根法及灌根法。翁群芳等报道,通过室内毒杀活性测定和盆栽种苗浸根试验,表明骆驼蓬(Peganumharmala)、黄文江鱼藤(Derriselliptica)、桃花心木(Swieteniamahagoni)的甲醇索氏提取物均对南方根结线虫具有强烈或较强的毒杀活性。日本Taba等研究报道日本冲绳岛上11种野生植物的乙醇和水提取液对南方根结线虫2龄幼虫具有致死活性和排斥性,对卵的孵化具有抑制性。2.2末与土壤混沙该方法是将具有防杀根结线虫的植物根、茎、叶等材料,经机械粉碎后,以一定的比例与土壤混拌,达到防治根结线虫的目的。文艳华等采用盆栽试验法,将三尖杉(Cephalotaxusfortunei)枝叶粉碎后过425µm筛,粉末与土壤混拌,可显著降低南方根结线虫雌虫的产卵量,推迟2龄幼虫及成虫的发育。意大利Addabbo等分别用Medicagosativa的根和枝叶粉末处理土壤,盆栽试验表明对南方根结线虫种群密度具有明显的抑制作用,施用量越大,效果越显著,相同施用量情况下,枝叶粉末比根的粉末防治效果好;大田试验表明:根和枝叶粉末处理土壤能增加番茄的产量,降低土壤中根结线虫的种群密度和根结指数。葡萄牙Aires等研究了十字花科植物对线虫的防治,认为具有杀线作用的植物材料,粉碎后可作为绿肥进行土壤处理,在杀灭线虫的同时起到给作物追肥的作用。在盆栽和大田试验中,用于土壤根结线虫接种的材料有带虫土壤、根结线虫的卵囊、感染根结线虫植物病根上的根结和一定密度的根结线虫2龄幼虫悬浮液。3植物源农药的有效化学成分研究3.1酰胆碱酯酶抑制剂生物碱类(alkaloids)化合物是植物源有效杀虫成分中最多的一类。第1个报道的具有杀线虫活性的生物碱是从毒扁豆(Physostigmavenenosum)中分离出来的毒扁豆碱(physostigmine),它是一种可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂,以30mg/L毒扁豆碱硫酸盐处理豌豆苗,可使其免受线虫的后继侵染。目前人们发现的生物碱已有6000多种,已证明具有防治根结线虫的主要有烟碱(nicotine)、野百合碱(crotaline)、雷公藤碱(wilfordine)、五环生物碱等。美丽猪屎豆(Crotalariaspectabilis)中的野百合碱在10mg/L质量浓度下即可抑制南方根结线虫幼虫的运动。驱蛔虫药用植物长春花(Catharanthusroseus)根中含有一种五环生物碱serpentine,0.2%就可导致南方根结线虫死亡,并可抑制其卵的孵化。德国Thoden等报道一种生物碱pyrrolizidine对北方根结线虫(M.hapla)幼虫发育具有抑制作用,可显著降低土壤中线虫的数量。3.2普生素对嘴唇根结线虫的生长的影响生物类黄酮(bioflavonoids)化合物属于植物次生代谢产物,自然界分布广泛,主要存在于芸香科、唇形科、豆科、伞形科、银杏科与菊科等植物中。Osman等报道用400mg/L的槲皮素(sophoretin)浇灌土壤可抑制爪哇根结线虫的繁殖。马缨丹(Lantanacamara)中的黄酮类化合物glycosideslinaroside和lantanoside,1.0%即可杀死南方根结线虫。毛鱼藤(Derriselliptica)中的鱼藤酮(derrin)和毛鱼藤酮(derride)可杀死秀丽隐杆线虫(Caenorhabditiselegan)。离体条件下,大豆中的大豆素(glyceolin)在质量浓度为15mg/L时可强烈抑制南方根结线虫幼虫的活动。3.3苦皮藤素和乳油制剂萜烯类(terpenes)化合物是植物源农药中含量较多、研究较广泛的一类化合物,主要有印楝素(nimbin)、闹羊花素(rhodojaponin)、苦皮藤素(celangulin)等。有报道印度用印楝叶子提取液防治番茄爪哇根结线虫,减少了植株的根结数,促进了番茄的生长。Ramarethibam等报道印楝素乳油制剂对包括线虫在内的200多种害虫具有毒杀作用。从棉花中提取的一种天然萜烯醛(terpenoidaldehyde)在质量浓度50mg/L条件下可抑制南方根结线虫幼虫的活动。马缨丹中的三萜烯乙酰马缨丹酸(acetylantanolicacid),1.0%即可杀死南方根结线虫幼虫。3.4南方根结线虫据研究报道,植物源的多炔类(polyacetylenes)化合物、酚类(phenols)化合物和脂肪酸(fattyacid)等都具有防杀根结线虫的作用。从菊科植物金光菊(Rudbeckiahirta)根部分离到的多炔类化合物thirubrineC,对南方根结线虫的LC50值为12.4mg/L,而且光照可提高其杀线活性,土壤中施用50mg/L可以减少南方根结线虫对番茄苗的侵染。从山蒜(Alliumgrayi)中分离出的酚类化合物甲基-4-羟基安息香酸(methyl-4-hydroxyl-benzoicacid)和甲基4-羟基肉桂酸(methyl-4-hydroxyl-cinnamicacid)对南方根结线虫表现出较强的杀灭活性。从蓟罂粟(Argemonemexicana)种子中提取的甘油三酯(triglyceride),100mg/L质量浓度处理南方根结线虫幼虫,可防止其对番茄的后继侵染。自然界中植物资源十分丰富,很多植物都含有丰富的杀线活性成分,可以说是活性化合物的天然宝库。随着研究的不断深入,越来越多的植物源杀线活性化合物将被发现、开发和利用。4植物源农药的根结线虫活性机制的研究4.1物防治线虫效果根结线虫体内总糖和蛋白质等是线虫维持正常生命活动所必需的营养物质,其总量失衡将会引起生命活动受阻并最终引起死亡。张楠用大豆荚壳提取物处理南方根结线虫后,线虫体内总糖和蛋白质含量明显低于对照组,是线虫活动性减弱到最终死亡的可能原因。线虫体表有一种糖结构化学感受器,在线虫趋向性方面发挥重要作用,另外线虫体表被有一层由表皮细胞分泌物组成的蛋白质角质层,在环境中有利于防御生防菌或其他物质侵入,抑制水分蒸发等,起到保护线虫的作用。植物源农药,具有抑制线虫体内糖和蛋白质代谢的作用,打破了正常的生理代谢活动,最终引起线虫的死亡。4.2氧化代谢过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽还原酶(GST)等是线虫体内的抗氧化保护酶系,生物体内许多酶促反应和非酶促反应都能产生O2,它是有毒害作用的活性氧的前体。CAT可有效地催化O2的分解,SOD可催化O2发生歧化反应生成H2O2,GST可清除脂类过氧化物,修复遭到氧破坏的大分子,使机体免受因活性氧物质积累引发的多种损害,如DNA断裂、脂质过氧化、细胞膜受损、细胞衰老等,保护有机体。当机体内的代谢过程产生活性氧物质的速度超出抗氧化酶防御系统的清除能力时,就会发生脂质过氧化,电子传递链能量代谢功能紊乱以及DNA损伤等,从而引发机体的一系列毒性反应。田慧敏用苯并(a)芘处理秀丽隐杆线虫后,CAT、SOD和GST的活性初期被诱导升高,之后又下降至正常水平,随后一直被抑制在正常水平之下。机体抗氧化防御酶系的一个重要特征是其活性或含量由于受刺激胁迫而发生改变,当抗氧化防御酶系的活性长时间被抑制在正常水平之下,就会引起机体的损害乃至死亡。4.3线虫体内乙酰胆碱酶活性的变化乙酰胆碱是神经传导递质,乙酰胆碱含量和乙酰胆碱酯酶活性对于神经兴奋传导起着关键作用。陆秀红等用白花曼陀罗(Daturametel)叶提取物处理南方根结线虫2龄幼虫后,线虫体内的乙酰胆碱酶活性受到抑制,初步推断白花曼陀罗中的杀线活性成分可直接作用于线虫的神经系统,而线虫体内乙酰胆碱含量的显著提高,从神经传导考虑,神经传递介质显著提高,导致神经过度传导,使线虫过度兴奋而死亡。文艳华用三尖杉粗提物处理花生根结线虫后,线虫体内乙酰胆碱酯酶的活性下降,由于线虫的感受、运动器官都与神经系统密切相关,乙酰胆碱酯酶的活性受到抑制,从而影响到线虫的正常觅食及运动能力,使线虫的侵染能力下降。4.4对表面质量的影响植物源农药处理线虫可引起线虫体壁、消化道、细胞膜及细胞器等的损伤,从而引起线虫的死亡。陈根强报道松油烯-4-醇处理害虫可引起体表蜡质颗粒形状、排列方式及体壁内侧膜的变化。未处理对照组体表蜡质多边形,如鱼鳞状排列,对害虫起到很好的保护作用,处理组害虫的体表蜡质圆球形,间隙变大,失去保护作用,最终引起死亡。苦参碱可破坏害虫中肠肠壁细胞膜及细胞器,引起肠道穿孔破裂,川楝素可破坏中肠组织,引起肠壁柱状细胞顶端微绒毛脱落,导致害虫麻痹、死亡。5问题和视角的未来5.1具有杀线作用的植物缺乏我国是世界上植物资源最丰富的国家之一,其中药用植物就有383科,2313属,11000多种,而目前已报道具有杀线作用的植物仅有100多科300多种。已知的杀线植物大多为药用植物,说明药用植物中具有非常丰富的杀线植物资源。以农业大省四川为例,仅对该省药用植物中的47科103种植物进行了植物源农药的筛选研究,仍有54科194种有待研究。今后还需扩大杀线植物资源的筛选范围和力度,以期找出更多更有效的杀线植物资源。5.2高效杀线制剂由于我国利用植物源农药防治根结线虫的研究起步较晚,多数研究只停留在粗提物或植物粉末对线虫的作用效果,能抑制线虫的发育和引起死亡,减少根结数和增加作物产量,很少对有效成分进行分离、提纯、鉴定,进而研制出具有高效杀线活性的商品化制剂。而在昆虫防治方面已有许多成功的例子,如我国已开发出印楝素杀虫乳油、苦皮藤素乳油等,且已产业化。今后应在活性植物筛选的基础上,通过活性追踪,对有效成分进行分离、鉴定和构效关系研究,借鉴植物源昆虫防杀剂的研制经验,早日开发出市场需求的商品化杀线剂。5.3加强植物源农药对昆虫作用机制的研究关于作用机制的研究,目前报道较多的是对线虫解毒代谢酶系如过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GST)等活性的抑制作用,其次是影响神经兴奋传导的乙酰胆碱含