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植物根结线虫病是导致农作物减产的重要病害之一，每年造成的损失超过1 500亿美元，被列为危害全球的十大植物类寄生线虫病之首[1]。根结线虫是线虫门(Nematodo)侧尾腺口纲(Secernentea)垫刃目(Tylenchida)异皮线虫科(Heteroderidae)根结线虫属(Meloidogyne)的专化寄生农作物的一种病原线虫[2]，具有分布广泛，种类繁多，侵染寄主种类多等特点[3]。根结线虫在种间、种内、群体间遗传变异较大，加剧了防治难度，导致作物受害后的产量损失一般为10%~30%，严重时可达50%以上，甚至绝收[4]。在侵害过程中造成的植物伤口导致病原菌更易侵入，形成复合侵染，进一步加重病害发生。根结线虫在植株的每个时期都可以侵染，其中在幼苗期侵染危害较大。发病中后期，植物生长严重受阻，叶片出现不规则斑点，甚至穿孔，导致作物产量降低和品质下降[5]。
根结线虫病是连作蔬菜区最主要的病害，在绝大多数蔬菜种植区都会发生并造成严重损失，近年来在我国主要蔬菜产区发生猖獗、危害严重，如番茄根结线虫对番茄产业种植造成了巨大的经济损失。由于根结线虫侵染的特殊性、危害的隐蔽性，对根结线虫难以取得理想的防治效果。同时，土壤酸化、营养元素和微生态失衡容易造成蔬菜根结线虫病的爆发[6]。因此，本项研究基于“四个平衡”绿色生态防控理念，集成并应用以牡蛎钾调酸技术、增施有机肥技术、中微量元素补充技术、抗性诱导技术和精准用药技术为核心的根结线虫绿色防控技术体系，以期达到有效防控蔬菜根结线虫病害的目标。
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试验地安排在重庆市潼南区，选择番茄根结线虫常年发病地块，其中示范区共设置0.2 hm2，并以周边未进行处理的地块作为对照区。试验所用苗子均采用漂浮育苗，品种为番茄(合作903番茄)，示范区均按照标准大田管理模式进行田间管理。
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30亿/g根茎康复合菌剂、牡蛎钾土壤调理剂[ω(CaO)≥10%，ω(SiO2)≥4%，ω(MgO)≥1%]、希植美1号(30-10-10+1.1%TE) 均购自重庆西农植物保护科技开发有限公司；精制有机肥购自重庆动植微农业科技有限公司；25%阿维·丁硫水乳剂购自四川百事东旺生物科技有限公司；0.5%氨基寡糖素水剂购自海南正业中农高科技股份有限公司。
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试验设置处理区和常规处理区，常规处理区按当地生产和种植习惯进行大田管理，处理区在常规管理基础上，采用微生态调控防控根结线虫的绿色防控技术体系，具体包括如下技术要点：①调理土壤酸碱度，补充中微量元素：每667 m2施用牡蛎钾100 kg。②增施微生物菌肥平衡土壤微生态：每667 m2增施100 kg精制有机肥，每667 m2施用1 kg根茎康，与有机肥混合均匀，条施可调控土壤微生态，创造不利于根结线虫发生的环境条件。③抗性诱导、补充元素：蔬菜移栽后20~30 d的，叶面喷施抗性诱导剂(每667 m2施0.05 g)，以及希植美1号，稀释800~1 200倍，每667 m2用量50~200 g/次，7~10 d/次，施用1~2次。④早期预警、精准用药：在线虫病常发区应在菜苗移栽时采用25%阿维·丁硫水乳剂3 000倍液进行灌根处理，每株200 mL。综上，蔬菜根结线虫病害微生态调控核心技术详见表 1。
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在处理后90 d，采用五点取样法，每点选取4株番茄植株并采取根际土，于室内风干过60目网筛。土壤理化性质参照《土壤农业化学分析方法》[7]和《土壤环境检测技术》[8]进行检测，pH值测定采用电位法；交换性氢、交换性铝采用中和滴定法；交换性钙、交换性镁采用原子吸收光度计法。
土壤的脲酶(S -UE)、蔗糖酶(S -SC)、过氧化氢酶和中性磷酸酶(S -NP)均采用试剂盒(北京盒子生工科技有限公司)测定。土壤脲酶用苯酚-次氯酸钠法，以每天每克土样生成1 μg NH3-N定义为一个酶活力单位。土壤蔗糖酶采用3，5-二硝基水杨酸比色法，以每天每克土样中生成1 mg还原糖为一个酶活力单位。土壤中性磷酸酶采用磷酸苯二钠比色法，以37 ℃中每克土壤每天释放1 nmol酚为一个酶活力单位。土壤过氧化氢酶采用比色法，以每天每克风干土样催化1 mmol H2O2降解为一个酶活力单位。所有操作根据试剂盒说明书。
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在番茄成熟期时，调查不同处理区的病害发生情况。首先将番茄根系冲洗干净，然后参考以下的分级标准[9]进行分级，计算每个品种的发病率和病情指数：0级，根系完好且无根结；1级，可见极少数小根结；2级，侧根出现清晰可见的小根瘿；3级，出现一些较大根瘿和大量小根瘿，根功能受损；4级，75%根系严重结瘿，根系丧失功能；5级，主根全部出现根结，变色枯黄。
调查后按照下列公式计算发病率和病情指数：
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番茄进入成熟期后，每个区采用五点取样法，每点选取一株番茄，每株随机选取2个番茄，每个区共调查10个番茄，用游标卡尺测量番茄横径，用天平测量番茄单果重，并计算整株产量。取处理区和对照区番茄植株的中部成熟果实测定可溶性固形物、可溶性糖、总酸、维生素C等品质指标，折射仪法测定可溶性固形物，蒽酮比色法测定可溶性糖，滴定法测定总酸含量，抗坏血酸分光光度法测定维生素C含量。
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采用Excel 2020对试验数据进行分析，计算病情指数和相对防效，采用SPSS进行方差分析并利用Prism软件作图。
1.1. 试验地情况
1.2. 试验材料
1.3. 试验方法
1.4. 调查内容
1.4.1. 土壤理化性质和酶活测定
1.4.2. 根结线虫发生情况调查
1.4.3. 番茄产量和品质的测定
1.5. 数据分析
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微生态调控技术能有效改善土壤理化性质。其中，增施牡蛎钾可以提升土壤酸碱度，处理区的土壤酸碱度为6.05，极显著高于对照区的5.34；同时处理区的交换性氢离子和铝离子分别为0.34 cmol/kg和1.69 cmol/kg，总量为2.03 cmol/kg，显著低于对照区总量的5.56 cmol/kg(表 2)。增施牡蛎钾和有机肥能有效提升土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁等指标，与对照区相比，分别提高了0.35倍、0.24倍、0.30倍、0.12倍、0.48倍、0.23倍和0.36倍(表 3)。
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微生态调控技术能促进土壤酶活性。其中，脲酶是参与土壤有机质循环的关键酶之一，处理区的土壤脲酶为1 255 U/g，极显著高于对照区的927 U/g。土壤蔗糖酶的活性与土壤中有机质、氮、磷的含量以及微生物数量等因子密切相关，处理区的土壤蔗糖酶为12.36 U/g，显著高于对照区的4.81 U/g。土壤磷酸酶是土壤生物磷代谢的关键酶，在土壤磷循环中起重要的作用，处理区的土壤磷酸酶活性为1 120 U/g，显著高于对照区的498 U/g。土壤过氧化氢酶活性直接与土壤氮、磷、钾的有效性以及土壤微生物呼吸量和总生物量相关，在一定程度上可以反映土壤微生物分解代谢能力的强弱，通过微生态调控处理的土壤过氧化氢酶为6.59 U/g，显著高于对照区的4.34 U/g(表 4)。
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通过牡蛎钾调酸、增施有机肥、补充微量元素和抗性诱导以及精准用药等微生态调控技术，能有效改善土壤理化性质、促进土壤酶活性，同时对番茄根结线虫有很好的防控效果。系统调查发现，微生态调控技术能有效降低番茄根结线虫病的发生：其处理区的发病率为24.15%，显著低于对照区的78.17%；病情指数为5.98，显著低于对照区的35.06，相对防效能达到82.94%(图 1)。
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微生态调控技术能提升番茄的果实大小和产量。其中，处理区的单果横径为7.15 cm，极显著高于对照区的6.07 cm；处理区的单果重和单株产量分别为249.96 g和1.69 kg，极显著高于对照区的207.82 g和1.41 kg(表 5)。同时，微生态调控技术通过叶面补充中微量元素及土壤调理等措施，促进了番茄的品质，提升了果实的可溶性糖、维生素C等指标，相对于对照区，分别提升了0.24倍和0.06倍，而不影响可溶性固形物和总酸等指标(表 5)。
2.1. 微生态调控技术对土壤理化性质的影响
2.2. 微生态调控技术对土壤酶活性的影响
2.3. 微生态调控技术对番茄根结线虫的防控效果
2.4. 微生态调控技术防控根结线虫对番茄品质及产量的影响
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蔬菜根结线虫病是一种根结线虫主导的土传性病害，其发生与土壤理化性质和植物自身密切相关。土壤微生物和土壤酶共同营造了土壤的微生态环境，并影响着植株生长以及根际周围有益和有害生物的种群动态[10]。研究发现，根际土壤蔗糖酶、纤维素酶、过氧化氢酶及脲酶等活性与根结线虫发病呈负相关[11-12]；禾本科作物伴生番茄根系可以提高番茄根区土壤脲酶、蛋白酶和蔗糖酶的活性[13]，微生物菌肥可以提高罗汉果根系土壤脲酶和过氧化氢酶的活性，降低土壤根结线虫及其卵的数量[14]。土壤根际微生物是植物土传病害的第一道保护屏障，有研究表明，部分根际微生物丰富的抑制性土壤可以不使用杀虫剂也能保持植株健康[15]；Adam等[16]研究发现，未灭菌土壤里根结线虫数量比灭菌土壤中的数量少93%，且形体较小，这直接说明了土壤中存在微生物可以抑制线虫的生长及存活。江其朋等[17]发现土壤中的芽单胞菌属、镰刀菌属与根结线虫病发生密切相关。黄阔等[18]发现外源施用淡紫拟青霉、枯草芽孢杆菌、哈茨木霉、荧光假单胞菌等微生物菌剂对根结线虫病可以起到较好的防治效果。王金峰等[19]发现施用天然活性物质牡蛎粉可以缓解烟草根结线虫病的发生以及促进烟株生长。另外，根际微生物能够产生一些抑制根结线虫活性的物质，如NH3和NO2，这些物质能改变根系分泌物，影响线虫卵孵化，抑制线虫侵染活性，诱导植物产生系统抗线虫能力[20]。有研究表明，生物有机肥携带的“将军型”功能微生物不仅可以抑制病原菌，降低其生存力，还能够重塑根际土壤细菌群落，激发土著有益菌群，并与其协同增强植物抗病能力[21]，最终提高作物产量与品质。
本研究通过集成微生态调控关键技术体系，集成了以牡蛎钾土壤调酸技术、增施有机肥技术、中微量元素补充、抗性诱导技术和精准用药技术为核心的根结线虫绿色防控技术体系，处理区有效提升了土壤pH值、降低土壤交换性酸，提升了土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾、交换性钙和交换性镁等指标。研究表明，通过牡蛎钾调酸、增施有机肥等技术措施，能有效改善土壤酸碱度和土壤理化性质。土壤酸化与作物病害发生密切相关，因此，调酸技术需根据土壤酸化程度进行调节。通过前期研究发现，针对pH值在4.5~5.5的地块每667 m2施用牡蛎钾200 kg，pH值在5.5~6.0的地块每667 m2施用牡蛎钾100 kg，pH值在6.0~6.5的地块每667 m2施用牡蛎钾30~50 kg，均匀撒施后翻地，可有效改良土壤，提高pH值，补充钙、镁离子和微量元素，是避免线虫病发生的重要技术措施。同时，与对照区相比，处理区的脲酶、蔗糖酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶等指标均极显著提升。整体而言，以微生态调控为核心的根结线虫绿色防控技术能有效改善土壤理化性质和促进土壤酶活性，塑造了健康的土壤环境，有效促进了土壤有益菌的定殖，抵御了根结线虫的侵染和定殖，但该技术体系落实后是否能有效改善土壤微生态有待进一步研究。
蔬菜根结线虫病在蔬菜连作种植区发生尤为严重，近年来在重庆蔬菜种植基地也有发生危害。本研究通过集成微生态调控为核心的根结线虫绿色防控技术体系，技术落实后能有效防控番茄根结线虫病发生，其中处理区的发病率仅为24.15%，病情指数为5.98，显著低于对照区的发病率78.17%和病情指数35.06，相对防效能达到82.94%。另外，微生态调控技术能有效促进番茄果实大小和产量，处理区的单株产量能达到1.69 kg，显著高于对照区的1.41 kg；同时，综合处理区的番茄可溶性糖、维生素C等品质指标显著提升。以微生态调控为核心的根结线虫绿色防控技术体系能有效防控根结线虫病，促进番茄产量和品质提升，值得进一步大面积推广应用。本研究为蔬菜根结线虫病防治提供了可行的解决办法和理论基础。然而，根结线虫侵染寄主植物是一个复杂的过程，未来仍可从影响蔬菜根结线虫病发生的关键因子入手，寻找有效控制根结线虫病的新方法，尤其是将多种病害防控措施及蔬菜健康管理的方法相结合，构建并优化蔬菜根结线虫病的综合健康维护体系。