許多植物寄生線蟲被發現與水稻有關,影響其生長發育和產量。水稻中最常見的線蟲類型有根結線蟲、滑刃線蟲、根腐線蟲、潛根線蟲、小環線蟲、螺旋線蟲等。根結線蟲屬的癭線蟲,是農業中最重要的線蟲類群。它們攻擊水稻根部,從中提取生長發育所需的營養。這些線蟲寄生在作物根部,在其頂端形成小腫塊,稱為蟲癭,阻礙了植物健康發育所需水分和養分的吸收。

在影響水稻的癭線蟲種類中,擬禾本科根結線蟲被認為是造成損害的主要原因(圖1和2)。據報道,在世界范圍內也發現了其他寄生在水稻根部的物種,如海南根結線蟲、林氏根結線蟲、南方根結線蟲、爪哇根結線蟲、薩拉斯根結線蟲、Meloidogyne sasseri、麥稻根結線蟲和Meloidogyne ottersoni。被癭線蟲侵染的水稻植株根系會出現大量蟲癭,外觀類似于小傘柄。此外,根結線蟲會引起地上部分葉片變黃,生長緩慢,體積減小,導致作物減產。根據感染程度不同,作物會提前開花或枯萎,有時導致死亡。在田間條件下,在包含較小植物的群集中存在斑點,與上述癥狀相關或不相關(圖3)。根結線蟲造成的危害,因植株的抗性程度、土壤中的種群密度和灌溉的水管理而異。雖然水稻被至少11種根結線蟲寄生,但擬禾本科根結線蟲一直是灌溉作物中研究最多的物種。在亞洲國家的水稻種植區,擬禾本科根結線蟲造成的產量損失在20%至80%之間。

圖一：擬禾本科根結線蟲侵染的根系形態 (照片版權：Staphyt)

圖二：擬禾本科根結線蟲侵染的根系形態 (照片版權：Staphyt)

圖三：有寄生蟲存在地區的水稻植株的癥狀 (照片版權：Staphyt)

20世紀80年代,在巴西的南里奧格蘭德州就曾在水稻中發現癭線蟲,但直到20世紀90年代水稻中存在擬禾本科根結線蟲的事件才見諸報端。最近的一項調查中,南里奧格蘭德州和圣卡塔琳娜州的水稻種植區存在擬禾本科根結線蟲、水稻根結線蟲、 Meloidogyne ottersoni和爪哇根結線蟲,以及其他三種具有非典型酯酶表型的線蟲,并對作物造成了損害。在巴拉那州,還發現了復雜的物種,主要是擬禾本科根結線蟲和Meloidogyne ottersoni。通過形態學、生物化學和分子特征鑒定這些根結線蟲屬物種將是未來實行管理技術的第一步,例如借助遺傳抗性和作物輪作,這對維持或提升國家水稻產量至關重要。

除灌溉水稻外,黑燕麥、大麥、小麥、大豆、番茄、胡椒和洋蔥等其他作物也都是水稻根結線蟲的宿主。另一方面,水稻中存在的雜草除了與作物爭奪水、光和養分外,還可能成為其他害蟲的宿主,增加未來對作物產量的損害。許多雜草都可能是這種線蟲的藏身處,包括光頭稗、稗草、牛筋草、水虱草、莎草、巴拉草。(圖4)

圖四：擬禾本科根結線蟲的宿主雜草 (照片版權：Staphyt)

線蟲的發育周期和傳播風險

線蟲在淡季、休耕地中生長和繁殖,導致土壤中的種群密度增加,然后在下一季節寄生在水稻上。然而,雜草容易被種植者忽視,因為在植物的地面部分缺乏明顯的癥狀。在巴西,已發現該物種寄生在稗草、異型莎草、香附子、碎米莎草和燈芯草屬的根部,也存在于大麥中。該物種還存在通過水流、受污染的農場設備和工具傳播的風險,應特別注意受感染地區的灌溉用水管理。

如何對抗線蟲?

為了減少根結線蟲造成的損失,有必要可靠地診斷其存在的位置,并正確識別與作物相關的物種。在防治措施中,使用抗性品種、輪作和殺線蟲劑是防治根結線蟲較為經濟有效的方法。然而,對于水稻根結線蟲的治理,巴西市場上沒有抗性品種,也沒有登記用于水稻的化學農藥。只有四種基于芽孢桿菌的產品已登記用于防控水稻根結線蟲。

通過種子處理和施用生物殺線蟲劑,土壤和水稻根系中這些病原體的數量減少,并對產量產生直接影響。這種影響與該管理工具的作用模式相關,通過保護初始根,直接干預線蟲在根部的感染過程,來保證植物的生長。施用時,它會直接破壞根部組織,間接為其他土壤病原體創造機會(圖5)。

圖五：在自然受擬禾本科根結線蟲侵襲的地區拍攝。左側為生物制品處理過的地塊,右側為未處理過的地塊。 (照片版權：Staphyt)

由于線蟲難以控制和根除,因此增加干擾線蟲和植物相互作用的技術,對于構建高效的生產環境至關重要,這些技術直接影響到線蟲在水稻根系中的繁殖速度。因此,降低這種線蟲在土壤中的種群密度,對下一季作物至關重要。

種植者在存在根結線蟲的土壤中耕作時,應謹慎選擇使用繁殖系數低的品種,并結合使用生物殺線蟲劑,除了間作、輪作或作物與非寄主植物的演替之外,以減少從一種作物到另一種作物的初始種群,允許與這些微生物共存。