植物線蟲病是指能寄生于植物的各種組織 ,使植物發(fā)育不良, 并且在感染寄主的同時會傳播其他植物病原 ,造成植物出現(xiàn)疾病癥狀的一類線蟲。迄今已發(fā)現(xiàn)的植物寄生線蟲包括根結線蟲 、松材線蟲 、大豆孢囊線蟲和莖線蟲 , 以及傳入我國的香蕉相似穿孔線蟲等。在我國尤以根結線蟲危害最為嚴重。

根結線蟲是一類非常重要的植物病原線蟲 ,廣泛分布于世界各地。在熱帶和亞熱帶雨量充沛、氣候溫和的地區(qū),根結線蟲的危害尤為嚴重 ,在我國多個省份也普遍存在。

自從 1932年首次報道我國南方番茄發(fā)生根結線蟲病以來, 全國十余個省區(qū)都有根結線蟲病 的發(fā)生和為害。近年來, 我國保護地蔬菜發(fā)展迅 速 ,溫室連年種植同種蔬菜作物 ,致使許多老齡溫室根結線蟲病害日趨嚴重, 已造成了蔬菜的大幅度減產(chǎn) ,給菜農們帶來了巨大的經(jīng)濟損失。一般每年造成10% ～ 15%的經(jīng)濟損失, 嚴重的損失 30% ～ 40%, 甚至絕產(chǎn)。

迄今已發(fā)現(xiàn)有 3 000多種根結線蟲對植物造成危害 。在我國已發(fā)現(xiàn)的根結線蟲有爪哇根結線蟲 (M.javanica)、花生根結線蟲 (M.arenaria)、南方根結線蟲 (M.incognita)和北方根結線蟲 (M. hapla)。根結線蟲寄生于作物和蔬菜中 , 嚴重影響產(chǎn)量 ,其侵染性二齡幼蟲侵入寄主根系 ,遷移至維管束后固定取食;幼蟲持續(xù)取食, 吸收植物體內營養(yǎng), 干擾了寄主根系的正常生理過程,致使寄主植物顯現(xiàn)特異性的根結病害癥狀,如根部膨大 ,出現(xiàn)腫瘤 ;線蟲代謝過程中的分泌物還會刺激寄主植物的細胞和組織,導致植株畸形, 使農產(chǎn)品減產(chǎn)和質量下降。

由于大部分線蟲病害發(fā)生在植物根部,施藥困難。且在蔬菜大棚中極易世代重疊,嚴重發(fā)生,所以根結線蟲一般較難防治。

本文以根結線蟲為例：

作用機理

根結線蟲生活史由卵、一齡幼蟲、二齡幼蟲、三齡幼蟲、四齡幼蟲和成蟲組成。幼蟲細小蠕蟲狀,成蟲雌雄異形,雄蟲線狀,雌蟲梨狀。二齡幼蟲為侵染態(tài),可在土壤孔隙的水中遷移,通過頭部敏感的化感器尋找寄主植物的根,并從寄主根部伸長區(qū)刺破表皮侵入寄主植物,然后在細胞間隙穿行,向根尖移動,到達根的分生組織。二齡幼蟲到達根尖分生組織后,蟲體折回向維管束方向移動,到達木質部發(fā)育區(qū)。在這里,二齡幼蟲用口針刺穿寄主細胞,并注射食道腺分泌物到寄主根細胞。

食道腺分泌物中含有的生長素和各種酶可誘導寄主細胞變異形成多細胞核、富含亞細胞器、代謝旺盛的″巨型細胞″,巨型細胞周圍的皮層細胞在巨型細胞的影響下增殖并過度生長和膨脹,形成了根表面典型的根瘤癥狀。二齡幼蟲以巨型細胞作為取食點吸收營養(yǎng)和水分并不再移動。在適宜的條件下二齡幼蟲侵染 24 h 后就可以誘導寄主產(chǎn)生巨型細胞,在隨后的 20 d 內經(jīng)過 3 次蛻皮發(fā)育成成蟲。之后雄蟲移動并離開根部,雌蟲保持靜止不動并繼續(xù)發(fā)育,約 28 d 開始產(chǎn)卵。當氣溫在10 ℃以上時,卵在根瘤內孵化,一齡幼蟲在卵內,二齡幼蟲鉆出卵,離開寄主到土壤中再次侵染。

根結線蟲寄主極為廣泛,可寄生在蔬菜、糧食作物、經(jīng)濟作物、果樹、觀賞植物以及雜草等3 000 多種寄主上。受到根結線蟲危害的蔬菜根部首先形成大小不同的瘤狀根結,根結開始是乳白色,后期為淡褐色,相互連接成念珠狀。蔬菜感染根結線蟲后,地上部植株矮小、枝葉萎縮或黃化、生長發(fā)育不良、葉色較淡似缺水狀,病重植株生長衰弱,干旱時植株呈萎蔫狀,嚴重時整株枯死。此外,根結線蟲對作物造成的防御反應調控、抑制作用調節(jié)和組織機械損傷也方便了枯萎病菌、根腐病菌等土傳病原菌的侵入,從而形成復合病害,造成更大損失。

化學防治

常見的殺線蟲劑如下圖：

傳統(tǒng)的殺線劑根據(jù)使用方法的不同可分為熏蒸劑和非熏蒸劑。

熏蒸劑

包括鹵代烴類和異硫氰酸酯類,非熏蒸劑包括有機磷類和氨基甲酸酯類。目前我國登記使用的殺線劑中,溴甲烷(屬臭氧消耗物質,正逐步被禁用)、氯化苦屬于鹵代烴類化合物,可抑制根結線蟲的蛋白合成和呼吸過程中的生化反應；威百畝和棉隆屬于異硫氰酸甲酯類熏蒸劑,它們在土壤中可降解釋放異硫氰酸甲酯和其他小分子化合物,異硫氰酸甲酯可進入根結線蟲體內并結合到載氧球蛋白上,從而抑制根結線蟲的呼吸達到致死作用。此外,硫酰氟和氰氨化鈣也作為熏蒸劑在國內登記用于根結線蟲的防治。

還有一些未在國內登記的鹵代烴類熏蒸劑如1,3- 二氯丙烯、碘甲烷等,在歐美一些國家登記作為溴甲烷的替代品使用。

 非熏蒸劑

包括有機磷類和氨基甲酸酯類。在我國登記的非熏蒸型殺線劑中,噻唑膦、滅線磷、辛硫磷和毒死蜱等屬于有機磷類,克百威、涕滅威和丁硫克百威屬于氨基甲酸酯類。非熏蒸型殺線劑通過結合到根結線蟲突觸內的乙酰膽堿酯酶,破壞根結線蟲的神經(jīng)系統(tǒng)功能。它們通常并不殺死根結線蟲,只能使根結線蟲失去定位寄主和侵染的能力,因此常常被稱為″線蟲麻痹劑″。傳統(tǒng)的非熏蒸型殺線劑都是高毒神經(jīng)毒劑,其對于脊椎動物和節(jié)肢動物的作用機理和線蟲相同。因此,在環(huán)境和社會等因素的制約下,全球主要發(fā)達國家都減少或停止了有機磷類和氨基甲酸酯類殺線劑的研制,而轉向一些新型高效低毒殺蟲劑的開發(fā)。近年來,非氨基甲酸酯 / 有機磷類新型殺線劑中,獲得 EPA 登記的有螺蟲乙酯(2010 年登記)、聯(lián)氟砜(2014 年登記)和氟吡菌酰胺(2015 年登記)。

總結

但實際上由于高毒,有機磷類農藥的禁用,現(xiàn)在能供選擇的殺線蟲劑并不多。我國供登記殺線蟲劑371個, 其中活性成分為阿維菌素的為161個,活性成分為噻唑磷的為158個,阿維菌素和噻唑磷為我國用于線蟲防治的最主要成分。

目前新的殺線蟲劑并不多,氟烯線砜,螺蟲乙酯、聯(lián)氟砜和氟吡菌酰胺等是其中的翹楚。另外在生物農藥方面,擬淡紫青霉,還有科諾登記的蘇云金桿菌HAN055也具有強大的市場潛力。