作物轮作序列与抗性品种TifNV-High O/L协同调控植物寄生线虫种群及花生产量的机制研究

这篇研究通过10种轮作序列对比，揭示了作物轮作、抗根结线虫花生品种TifNV-High O/L和熏蒸剂metam sodium对植物寄生线虫（PPN）种群及花生产量的影响。结果表明，抗性品种显著降低根结线虫（Meloidogyne spp.）数量（减少75%）和根系损伤（评分降低11%），而metam sodium可同步抑制四种PPN（Pratylenchus brachyurus等）。研究为减少杀线虫剂依赖提供了综合管理策略，尤其凸显抗性品种在可持续农业中的应用潜力。

　　

引言

植物寄生线虫（PPN）是威胁花生（Arachis hypogaea L.）生产的重要病原体，可造成根系损伤和产量损失。北卡罗来纳州主要PPN包括北方根结线虫（Meloidogyne hapla）、花生根结线虫（M. arenaria race 1）等。传统防治依赖轮作和非寄主作物，但经济作物选择常优先于病虫害管理。近年来，抗根结线虫品种TifNV-High O/L的推出为防治提供了新思路。本研究通过长期轮作试验，评估了该品种与熏蒸剂metam sodium的协同效应。

材料与方法

试验于2021-2024年在北卡罗来纳州Lewiston-Woodville进行，土壤为Norfolk砂质壤土。设计10种轮作序列（表1），涵盖花生、玉米（Zea mays）、棉花（Gossypium hirsutum）和大豆（Glycine max）。对比品种为易感线虫的Bailey II和抗性品种TifNV-High O/L，metam sodium处理（7.5加仑/英亩）在种植前2周施入土壤。通过根系损伤评分（1-10级）、线虫种群计数（1.1品脱土壤）和产量分析评估效果。

结果

轮作序列的影响：连续种植花生（2013-2019）导致2021年产量最低（3180磅/英亩），而棉花主导的轮作产量最高（4760磅/英亩）。根结线虫种群在花生-棉花轮作中达973/1.1品脱土壤，显著高于其他序列（表3）。

品种差异：TifNV-High O/L的根系损伤评分（3.3）显著低于Bailey II（3.7），且根结线虫数量减少76%（表4）。其冠层颜色更深（评分4.4 vs 3.7），可能与光合效率相关。

熏蒸剂效果：metam sodium使根结线虫和 soybean cyst nematode（Heterodera glycines）种群分别下降82%和55%（表5），但仅对Bailey II的根系损伤有显著缓解（表9）。

意外发现：抗性品种TifNV-High O/L土壤中 lesion nematode（P. brachyurus）数量反而高于Bailey II（67 vs 30/1.1品脱），推测与其根系生物量增加有关（表6）。

讨论与局限

研究证实抗性品种和轮作可协同降低PPN危害，但存在局限性：

1. 未明确根结线虫种类，而TifNV-High O/L仅对M. arenaria有效；
2. 缺乏种植初期线虫基数数据，难以量化种群动态；
3. 视觉评分法可能低估冠层生理差异。

结论

抗性品种TifNV-High O/L可替代metam sodium（节省75美元/英亩成本），尤其适合以棉花为主的轮作系统。未来需针对Virginia市场型品种开发抗性基因，并结合分子鉴定技术优化防治策略。