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二硫氰基甲烷防治番茄根结线虫病(Meloidogyne spp.)的研究及其对土壤生态的影响

祁之秋  
【摘要】: 根结线虫病是许多蔬菜上发生的最严重病害之一,尤其在保护地蔬菜栽培中,常造成严重的产量损失;同时根结线虫的危害又加重了土传真菌性病害和部分细菌性病害的发生。除了利用抗病寄主、轮作和物理防治以外,化学防治是控制蔬菜根结线虫病的重要措施。传统的熏蒸性和非熏蒸性化学杀线虫剂多为高毒、高残留的农药,对环境污染严重,使用过程中对人、畜也不安全,其中许多杀线虫剂已被陆续禁用。寻找和开发新的高效、低毒、低残留、高选择性的杀线虫剂已成当务之急。二硫氰基甲烷(methylene bisthiocyanate)是一种挥发性、水难溶的有机硫氰化合物,具有强烈杀菌、杀线虫活性,并已成功用于水稻干尖线虫病的防治。本文系统研究了二硫氰基甲烷对根结线虫不同虫态的毒力、对幼虫的作用方式及对番茄根结线虫病的防治效果和防治机制,并研究了施入土壤中的二硫氰基甲烷对土壤物理、化学和生物学性状及微生物群落的影响,为二硫氰基甲烷用于防治根结线虫病提供科学理论和技术。 本文首先研究了离体条件下,二硫氰基甲烷对根结线虫的毒力。结果表明,二硫氰基甲烷对根结线虫二龄幼虫、分散卵及卵囊孵化均有毒杀和抑制作用。4.2%二硫氰基甲烷EC在1.25μg/mL时对二龄幼虫的致死率达97%以上,对根结线虫分散卵及卵囊孵化的抑制率高达94%以上。浓度低于5μg/mL时,相同浓度下96%二硫氰基甲烷原药对二龄幼虫、卵及卵囊的活性低于4.2%乳油制剂。相同浓度下4.2%的二硫氰基甲烷EC对二龄幼虫及分散卵的活性高于对照药剂98%阿维菌素,但对卵囊孵化的抑制活性与阿维菌素相当。这一结果预示二硫氰基甲烷可以作为防治根结线虫的潜在药剂进行研究、开发,以期成为传统的高毒、高残留杀线剂的替代品,丰富杀线虫剂品种资源。 盆栽试验结果表明4.2%二硫氰基甲烷EC的550倍液处理土壤,每公顷用量90kg,对间隔7d和9d移栽的6周龄番茄苗安全,而对间隔5d移栽的番茄苗的生长有抑制作用。提高土壤处理的药剂剂量,缩短药剂处理至苗移栽前的天数或增加移栽番茄的苗龄均可提高4.2%二硫氰基甲烷EC对番茄根结线虫病的防效。4.2%二硫氰基甲烷EC 550倍液处理土壤,7d后移栽7周龄番茄苗,28d后调查对根结线虫病的防效可达100%;1110倍液处理土壤,13 d后移栽6周龄番茄苗,对根结线虫病的防效只有34.79%。1110倍液及666倍液土壤处理后,间隔9 d,移栽7周龄番茄苗,对番茄根结线虫病的防治效果在一个月时分别达65.20%和86.94%,二个月时分别达41.53%和46.15%;对照药剂0.5%阿维菌素颗粒剂对根结线虫病的防治效果在一个月及两个月的防效分别为69.56%和43.08%;对土壤中根结线虫二龄幼虫群体数量的抑制率在30d时分别达58.57%和77.33%,50 d时可达38.22%和61.45%,不同处理间具有显著差异;田间大棚试验表明666倍液的4.2%二硫氰基甲烷在一个月时防效高达83.43%,明显高于1110倍液及0.5%阿维菌素颗粒剂,二个月后防治效果下降,各处理间没有显著差别。 研究了96%二硫氰基甲烷对根结线虫二龄幼虫呼吸作用及体液渗漏的影响。结果表明96%二硫氰基甲烷能够抑制线虫的呼吸作用,虽然在0.5μg/mL较低浓度药剂处理幼虫5min时,对线虫呼吸表现短暂的刺激作用,但随药剂处理时间延长和浓度增加,表现强烈抑制线虫的呼吸作用,2.5μg/mL的二硫氰基甲烷处理5min~12h,线虫呼吸抑制率从31.8%升至68.0%;药剂处理的线虫悬浮液电导率明显高于对照,且药剂浓度越高,悬浮液的电导率越大,在药剂处理的15~120min内,0.5μg/mL和2.5μg/mL处理的幼虫悬浮液的电导率分别比对照高了约3.8%和6.8%,说明二硫氰基甲烷在很短的处理时间内就能破坏线虫体壁。 通过测定药剂处理过的根结线虫幼虫、卵、卵囊及根结对番茄根的致病力,研究了二硫氰基甲烷对根结线虫的防病机制。结果表明,二硫氰基甲烷对二龄幼虫的致病力影响最大,1μg/mL的二硫氰基甲烷处理二龄幼虫10min以上就能明显降低二龄幼虫的致病力,处理30min以上能够降低卵的致病力,而在试验设定的药剂浓度1μg/mL和666倍液及时间为30min和60min内,药剂不影响卵囊和根结的致病力。这说明二硫氰基甲烷即使没有杀死幼虫和卵的情况下,也能通过影响幼虫的致病力达到防治根结线虫病的目的。 进入土壤中的二硫氰基甲烷会对土壤生态产生一定影响。通过平板稀释法及蔗糖饱和溶液悬浮法测定了二硫氰基甲烷对土壤中微生物及线虫的作用。结果表明二硫氰基甲烷处理土壤后对土壤中真菌、放线菌、线虫具有强烈的抑制作用,浓度越高,抑制作用越强。二硫氰基甲烷在处理土壤后10 d,对土壤中的真菌、放线菌和线虫的抑制作用达到最高峰,然后,随着时间推移,抑制作用下降,真菌、放线茵、线虫的数量均回升,但50天时仍没有恢复至对照水平;二硫氰基甲烷能刺激土壤中细菌增生,666倍液处理的土壤中细菌群体数量增生高于1110倍液处理的土壤,在药剂处理10d时,分别比对照高281.11%和201.43%。二硫氰基甲烷处理土壤10-30 d时,能促进土壤呼吸,且666倍液对土壤的呼吸作用高于1110倍液,即使在药剂处理50d时,仍分别比对照高92%和50%。 4.2%二硫氰基甲烷EC对土壤化学性质及土壤酶活性具有不同的影响。结果表明,666倍液及1110倍液的二硫氰基甲烷处理土壤后,土壤的酸破度和土壤的电导率与对照土壤没有显著差异。但是,二硫氰基甲烷处理能够提高土壤脲酶活性,在药剂处理后10d,土壤脲酶的活性最高,且666倍液处理的土壤脲酶活性高于1110倍液,随着药剂处理时间延长,脲酶活性下降,至试验结束时的50 d,脲酶活性仍没有恢复至对照水平;1110倍液的二硫氰基甲烷能抑制土壤中过氧化氢酶的活性,随着药剂处理时间的延长,药剂对过氧化氢酶的活性抑制作用下降;而666倍液处理的土壤过氧化氢酶在测定时间内表现为激活一受到抑制一再激活现象。


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