湖南长沙一季晚稻旱稻孢囊线虫发生动态及危害损失

黄勇椿 叶姗 袁涛 周建宇 彭德良 黄文坤 丁中,*

(1湖南农业大学 植物保护学院/南方粮油作物协同创新中心，长沙410128；2中国农业科学院 植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193; *通信联系人：E-mail：dingzh@hunau.net)

1 材料与方法

1.1 材料

供试水稻品种：丰源优 2297(湖南隆平种业有限公司)、粤王丝苗(湖南优至种业有限公司)、旱优73(上海天谷生物科技股份有限公司)。

供试虫源采自湖南省长沙县黄兴镇水稻根际土壤，通过蔗糖分离法获取孢囊，经形态鉴定[4]和分子鉴定[9]确定分离的孢囊为旱稻孢囊线虫。

1.2 试验地概况

定点定期采样地位于湖南省长沙县黄兴镇长安村(东经 113°13′，北纬 28°8′)，土质为轻壤土。取样地块内孢囊线虫发生分布比较均匀。

1.3 动态调查方法

1.3.1 土样采集方法

水稻直播35 d后或插秧7 d后开始调查。在取样地块上，每隔7 d随机采集3个点，每个点采集5丛水稻根际土壤(0－15 cm)，混合均匀后取2 L土样，带回实验室。

1.3.2 孢囊的分离及计数

取1 L混合均匀的土样，通过淘洗-过筛法进行分离，在100目网筛上收集初筛样本，再用蔗糖法[10]分离孢囊，并在体式显微镜下观察计数。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0统计软件处理。计量资料以表示,均数间比较采用t检验，计数资料组间比较采用χ2检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

1.4 危害损失研究方法

1.4.1 试验地设计

试验地设置在湖南省长沙县黄兴镇长安村未有旱稻孢囊线虫发生的水稻田。土壤类型为轻壤土，肥力中等，施肥及病虫草害防治与当地其他农田一致；采用田间 PVC管隔离接种法进行不同孢囊群体密度接种，每小区设置5个处理，每个处理8次重复，随机排列。

1.4.2 水稻种植与接种方法

供试水稻品种为丰源优2297，6月3日将2粒催芽露白的水稻播种于直径20 cm、高30 cm的PVC管中，管上部分高出地面10 cm，待水稻两叶一心时在水稻根部周围打孔(孔深2～3 cm)，将孢囊接种于孔中。每个PVC管分别接种孢囊数量为0、50、100、150、200、400个(平均每个孢囊约125粒卵)，按照PVC管在土壤的深度(20 cm)折算成每管接种卵粒数约为0、1、2、3、4和8粒/ mL。

1.4.3 水稻叶绿素SPAD值检测时间与方法

自抽穗期(9月 4日)采用 SPAD-502叶绿素仪(Minolta，日本)检测不同接种群体密度的水稻剑叶叶绿素的相对含量SPAD值(soil and plant analyzer development)[11]，隔7 d检查一次，连续检查4次。

1.4.4 水稻收获期土壤与样品处理

1.4.4.1 土壤采集与孢囊检测方法

同1.2.1和1.2.2一致，收集的土样为PVC管中0－20 cm的水稻根际土壤。

1.4.4.2 农艺性状测定

水稻成熟后，将不同接种处理的水稻带回室内进行考种，测定水稻株高、实粒重、有效穗数、着粒数、结实数和千粒重等指标。

1.5 数据分析

运用 SPSS 20.0软件对所有数据进行统计分析，采用Duncan新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 旱稻孢囊线虫发生动态调查

2016－2018年分别对水稻根际土壤里的孢囊消长动态进行了调查(图1)。2016年调查结果表明，移栽田旱稻孢囊数量出现3个明显高峰，分别在水稻分蘖末期(7月28日)、抽穗期(8月25日)和黄熟期(9月22日)；直播田的孢囊数量也出现3个高峰，分别是分蘖中期(7月14日)、拔节期(8月11日)和黄熟期(9月22日)。两种种植方式孢囊高峰期出现的时间有差异，直播田的孢囊数量较多。

2017年分别对抗性品种旱优73和敏感品种丰源优 2297的孢囊消长动态进行了调查，发现抗性品种根际孢囊数量在分蘖末期(8月 4日)后一直处于较低的水平(孢囊密度＜50个/L)；而感病水稻的孢囊数量在分蘖末期(7月21日)、孕穗期(9月1日)和黄熟期(9月29日)出现3个高峰期，且在水稻孕穗期后一直维持在较高水平(孢囊密度＞200个/L)。

2018年对不同播种期的直播水稻田进行了调查，早播10 d的调查地1在分蘖末期(7月20日)、拔节期(8月4日)、孕穗期(8月17日)出现了3个明显的高峰，8月17日后土壤中的孢囊群体密度先下降后小幅上升，并在灌浆期(9月7日)出现1个不明显的高峰；迟播的调查地2则在拔节期(8月10日)和灌浆期(9月14日)出现2个高峰。8月中旬至8月底，两调查地块的孢囊数量均明显下降。从天气情况来看，8月12日至8月底期间共有12 d雨日，同时温度下降，推测气象因子是影响孢囊数量的主要原因。从整体看，湖南7月中旬至8月中旬温度较高，播期提前10 d的调查地1在7－8月初孢囊数量出现了2个高峰，调查地2在此期间孢囊数量仅出现1个高峰。

图1 2016－2018年试验点旱稻孢囊线虫发生动态Fig. 1. Population dynamics of H. elachista in the experimental site during 2016 - 2018.

2.2 旱稻孢囊线虫危害损失研究

2.2.1 不同接种密度对水稻叶绿素相对含量(SPAD)的影响

自抽穗期(9月 4日)开始对不同接种密度水稻剑叶的叶绿素SPAD值进行检测。结果表明(图2)，剑叶叶绿素SPAD值自抽穗期后呈下降趋势，且随接种密度的增加，水稻剑叶的SPAD值下降幅度更大。每1mL土接种1、2、3粒卵后，土壤4次检测的叶绿素SPAD值与无接种对照差异不明显；接种4粒/mL土壤的SPAD值在9月11日和9月25日较对照叶绿素SPAD值低6.4%和16.8%，与对照差异明显(P＜ 0.05)；接种8粒/ mL则在4次检测中叶绿素SPAD值较对照分别低8.8%、9.3%、12.5%和19.5%，差异均达到的显著水平(P＜ 0.05)。表明当孢囊线虫数量达到一定量时可引起水稻早衰。

2.2.2 不同接种群体密度对水稻产量的影响

收获期对接种的水稻根际的孢囊数进行检查，(表 2)发现孢囊起始接种量越大，后期孢囊数量越多，在一定范围内，繁殖系数随接种孢囊密度的增加而增加，其中每1 mL土壤接种4粒卵处理的繁殖系数最高。水稻考种调查统计结果表明(表3)，接种8粒/mL处理有效穗数、实粒重、结实率显著低于其他处理(P＜ 0.05)，接种4粒/mL处理有效穗数、实粒重显著低于对照，而接种2、3粒/mL处理与对照没有显著性差异；随着接种密度的增加，水稻实粒重表现出下降的趋势，产量损失越重，而接种孢囊种群密度对水稻株高、穗粒数、千粒重等指标变化不大；整体而言，接种群体密度不同对水稻危害程度不同。

图2 旱稻孢囊线虫接种密度对剑叶SPAD值的影响Fig. 2. Effect of inoculation density of H. elachista on SPAD value of flag leaf.

表1 不同接种量处理的旱稻孢囊线虫繁殖系数Table 1. Reproduction factor of H. elachista at different inoculation densities.

3 讨论

据历年气候资料，湖南 4－6月气温相对较低而温度是影响孢囊线虫孵化、侵染和繁殖的主要因素之一，如甜菜孢囊线虫(H. schachtii)最适孵化温度为20℃，在18～28℃下有利于其2龄幼虫侵染和繁殖[13-14]；大豆孢囊线虫(H. glycines)最适孵化温度为24℃，土壤温度在25～28℃有利于其生长发育，当温度≤15℃ 或≥33℃ 时几乎不能发育[15-16]。相较而言，旱稻孢囊线虫的最适孵化温度较高，为28～32℃[17]，在 28～35℃较高温度下有利于 2龄幼虫的侵染和发育[12]。湖南5月中旬前气温波动大，旱稻孢囊线虫孵化少、发生轻；湖南6月下旬以后，全省受副热带高压控制，气温高，常年7月中旬以后日最高气温往往在33℃以上[18]，有利旱稻孢囊线虫发生，故此旱稻孢囊线虫消长动态调查主要针对受其危害较为严重的一季晚稻。考虑到一季晚稻水稻苗期气温相对较低，且浅水灌溉条件下不利于线虫侵染和发育[17]，本研究旱稻孢囊线虫田间动态调查通常从7月初开始。

动态调查结果表明，2016－2018年旱稻孢囊线虫的孢囊高峰期出现于水稻分蘖末期、孕穗期和黄熟期，但每年出现的时间和发生量均有一定的差异，其中2018年早播10 d的田块出现了4个高峰期，可能与当年高温时间比较长有关。除了温度和播种期，影响旱稻孢囊线虫发生数量和世代数的主要因素还有水稻的种植方式、品种抗性和灌溉。推测旱稻孢囊线虫在湖南一季晚稻可发生3代。

田间接种不同旱稻孢囊群体密度试验表明，受线虫危害的水稻株高、叶绿素、有效穗数、实粒重、结实率等农艺性状和产量指标均有所下降。其中每1 mL土壤接种1、2、3粒卵，株高、有效穗数、千粒重等各项指标均与对照无显著性差异；每 1mL土接种 4、8粒卵，有效穗数、实粒重、结实率等指标显著低于对照，水稻分别减产19.4%、24.2%；产量损失率随着土壤中旱稻孢囊线虫孢囊群体密度的增加而增大。在生产中，可据此做好风险评估，当每1 mL土壤中孢囊卵粒数大于4时，应当采取相应的防治措施，如栽种抗性品种等。