华中农业大学肖雪琼发表“水肥药一体化”——轻简化绿色防控作物线虫病害新模式研究成果

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近日，华中农业大学植物科学技术学院肖雪琼等在“《植物病理学报》创刊70周年专刊”发表研究论文《淡紫紫孢菌在水肥药一体化条件下对番茄根结线虫病的生物防治效果》。针对植物病原线虫的严重危害及现有防治手段的局限性，该论文探索了在水肥药一体化条件下应用淡紫紫孢菌生物防治根结线虫病，提出了轻简化绿色防控作物线虫病害的新模式，对推动农业绿色转型和可持续发展具有重要意义。

因全球气候变化、耕作制度改变及抗性品种缺乏，植物线虫病害的危害日益加重，已经上升为仅次于真菌病害的第二大农作物病害。植物病原线虫在全球范围内每年造成的经济损失高达1570亿美元。我国设施蔬菜每年约50%种植面积遭受根结线虫危害，平均减产30%，每年经济损失超过30亿元人民币。当前，植物线虫病害的防治仍主要依靠施用化学杀线虫剂，但传统杀线虫剂苯线磷、硫线磷、溴甲烷等已被列入禁止使用的农药名录，而灭线磷、克百威、涕灭威、氯唑磷、三唑磷等被列入限制使用的农药名录。因此，亟需探索和开发作物线虫病害绿色防控新技术。

生物防治对环境友好，尤其适用于蔬菜等生长周期短、易受农药残留影响的作物病害防控。淡紫紫孢菌（Purpureocillium lilacinum，旧称淡紫拟青霉）是一种高效的生防微生物，能够寄生线虫卵及毒杀线虫二龄幼虫，对根结线虫、孢囊线虫和穿孔线虫等多种植物病原线虫均具有显著生防效果。淡紫紫孢菌制剂在国内外均有销售，是目前我国微生物农药登记数量最多的作物线虫病害生防菌。除了用于线虫病害防治，该菌还表现出多重生物活性：对番茄灰霉病、小麦赤霉病、烟草花叶病毒病等植物病害以及烟粉虱等农业害虫具有生防潜力；能够促进植物生长；可降解有机磷农药辛硫磷和除草剂草甘膦；并可缓解镉、铯等重金属对植物的胁迫，修复重油污染土壤，展现出广阔的农业与环境应用前景。

活体微生物菌剂在农业生产中通常不建议与化肥直接混用。淡紫紫孢菌一般采用灌根、沟施、穴施等方法施用，费时费力。现有研究主要聚焦于将生物菌剂与有机肥混用，而针对生物菌剂和化肥混用的研究较少。本研究系统评估了10种市售水溶肥（在商品推荐使用浓度范围内）对淡紫紫孢菌菌落形态、生长速度、分生孢子产量的影响，筛选出与淡紫紫孢菌适配性较好的4种水溶肥：阿法姆、史丹利、莱绿士、美乐棵。进一步分析肥料属性，发现含N、K、P大量元素的水溶肥适合与淡紫紫孢菌混用，而氨基酸水溶肥不宜与其混用。分别将这4种水溶肥与淡紫紫孢菌分生孢子混合，处理5天后淡紫紫孢菌分生孢子存活数量均显著高于对照组（以无菌水代替水溶肥与其分生孢子混合）。此外，水溶肥不但对淡紫紫孢菌在番茄根际定殖率及其发酵液杀线虫活性无显著负面影响，还提高了该菌对线虫卵的寄生率（图1）。

图1 水溶肥对淡紫紫孢菌寄生线虫卵(A, B)及毒杀线虫幼虫的影响(C)

利用自动滴灌技术分析淡紫紫孢菌在水肥药一体化条件下对番茄根结线虫病的生防潜力。结果表明，在人工接种根结线虫造成严重危害的田块，将淡紫紫孢菌分别与美乐棵、莱绿士这2种水溶肥混合施用，不但对淡紫紫孢菌生防效果无显著影响，而且番茄产量分别增加36.64%和28.44%（图2）。本研究结果表明：在农业生产中，淡紫紫孢菌可与适配的水溶肥混合施用，有效防治植物线虫病害。

图2 淡紫紫孢菌与美乐棵(A, B)和莱绿士(C, D)混合的水肥药一体化模式防控番茄根结线虫病

该研究打破了生防菌剂和化肥不能直接混用的传统观点，筛选出了与淡紫紫孢菌兼容性较好的水溶性化肥，明确了该类水溶肥具备的特点，为研发针对生防菌剂的水溶肥提供了重要参考依据。本研究建立的“水肥药一体化”植物根结线虫病轻简化绿色防控模式（图3），也可为其他生防菌的轻简化应用提供借鉴。该病害防控技术符合我国“推进水肥一体化，促进大面积增产”及“加快推进农业全面绿色转型”的重大需求。

图3 应用水肥药一体化技术轻简化绿色防控作物根结线虫病模式图

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