堆肥动物粪便与植物促生根际细菌组合:葡萄种植的可持续生物肥料与杀线虫剂

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:European Journal of Plant Pathology 1.7

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  为解决葡萄根结线虫(RKN)危害问题,研究人员探究堆肥动物粪便(CAMs)与植物促生根际细菌(PGPR)组合效果,发现该组合可减少寄生线虫、提升产量,对葡萄种植意义重大。

  葡萄作为全球重要的水果作物,在经济领域占据着关键地位,尤其在中东地区,其种植规模和产量都相当可观。然而,葡萄种植面临着诸多挑战,其中植物寄生线虫(PPNs)的威胁不容小觑,特别是根结线虫(RKN),由其引发的病害在全球范围内广泛传播,给葡萄产业带来了巨大的经济损失。根结线虫中的南方根结线虫(M. incognita)是最为致命的病原体之一,它主要通过其二龄幼虫(J2s)对葡萄植株发起攻击。J2s 侵入葡萄根部后,会刺激根部细胞异常增大,形成根瘤,这不仅阻碍了葡萄植株对水分和养分的正常吸收,还会导致植株发育迟缓、早衰,严重时甚至会致使植株死亡。
目前,针对根结线虫的防治策略较为有限。利用抗性品种的方法,由于抗性基因稀缺以及向易感作物转移困难,在实际应用中受到很大限制;作物轮作也因根结线虫广泛的宿主范围而效果不佳。化学杀线虫剂虽曾是主要防治手段,但因其高毒性以及对人类和环境安全的潜在威胁,部分已被禁用。因此,开发生态可持续的管理方法迫在眉睫。
在这样的背景下,来自埃及扎加济格大学、沙特阿拉伯多所大学以及阿联酋大学等机构的研究人员,开展了一项旨在探究堆肥动物粪便(CAMs),包括鸡粪(CM)、牛粪(CowM)和羊粪(SM),与植物促生根际细菌(PGPR)组合,对葡萄园土壤中线虫群落影响的研究。该研究成果发表在《European Journal of Plant Pathology》上,为葡萄种植中根结线虫的防治提供了新的思路和方法。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在样本采集方面,他们从三个葡萄品种(火焰(Flame)、卓越(Superior)和普瑞姆(Prime))的葡萄园采集了土壤和根系样本。在实验室中,运用筛选和 Baermann 托盘法分离土壤和根系中的线虫,并通过显微镜观察其形态特征来进行鉴定和计数。为评估不同处理对土壤线虫群落的影响,设置了八个处理组,进行了为期五个月的田间试验,同时采用随机完全区组设计进行统计分析。
研究结果主要体现在以下几个方面:
  1. 土壤线虫分布:研究人员在葡萄园中发现了多种植物寄生线虫,其中南方根结线虫(M. incognita)的种群密度最高,对葡萄植株的危害最大。此外,还鉴定出了其他线虫,如穿刺线虫(Pratylenchus spp.)、螺旋线虫(Helicotylenchus spp.)等。不同葡萄品种的土壤线虫分布存在差异,这表明不同品种对土壤线虫的敏感性有所不同。
  2. 堆肥动物粪便(CAMs)对线虫种群的影响:各种堆肥动物粪便(CAMs)对土壤线虫种群产生了显著影响。鸡粪(CM)在提高自由生活线虫(FLNs)和捕食性线虫(PNs)数量方面表现最佳,且能有效减少南方根结线虫(M. incognita)的数量。与化学杀线虫剂氧乐果(oxamyl)相比,鸡粪(CM)降低植物寄生线虫种群密度的效果更持久,可长达五个月,而氧乐果仅能在两个月内有效抑制南方根结线虫(M. incognita),之后其种群数量会逐渐回升。
  3. CAMs 和 PGPR 对植物生长和产量的影响:单独使用堆肥动物粪便(CAMs)或与植物促生根际细菌(PGPR)结合使用,都能显著减少南方根结线虫(M. incognita)的种群数量,同时增加自由生活线虫(FLNs)和捕食性线虫(PNs)的数量。其中,鸡粪(CM)与植物促生根际细菌(PGPR)的组合效果最为显著,不仅能有效抑制南方根结线虫(M. incognita),还能显著提高葡萄植株的叶片数量和果实重量,提升葡萄的产量和品质。
研究结论和讨论部分指出,堆肥动物粪便(CAMs)和植物促生根际细菌(PGPR)的组合,能够调节土壤线虫群落的平衡,减少寄生线虫的危害,同时促进有益线虫的生长。这种组合不仅能改善土壤结构,增强土壤生物活性,还能提高葡萄植株的生长性能和产量。此外,该研究结果为葡萄园的可持续管理提供了一种生态友好的策略,有助于减少对化学杀线虫剂的依赖,推动可持续农业的发展。
综上所述,这项研究为葡萄种植中根结线虫的防治提供了新的方向和理论依据,其成果对于优化葡萄园管理、提高葡萄产量和品质具有重要的实践意义。未来,有望在此基础上进一步探索更有效的生物防治方法,为葡萄产业的可持续发展提供更有力的支持。
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