番茄茎秆屏障技术限制番茄锈螨扩散及对捕食螨迁移的影响研究

为解决番茄锈螨(Aculops lycopersici)难以检测和控制的问题，研究人员开展不同茎秆屏障材料限制螨虫扩散并评估其对捕食螨选择性的研究。发现纳米胶带(NT)选择性最佳，油基制剂(M)可有效阻隔锈螨但存在植物毒性，且叶片角度显著影响防控效果。该研究为开发物理屏障与生物防治协同应用提供了新思路。

　　

番茄锈螨（Aculops lycopersici）是一种全球范围内危害番茄作物的关键害虫，其体型微小（仅150-200μm），难以被及时发现，往往在出现典型症状——叶片和茎秆呈现锈色斑驳，甚至植株死亡时——才被发现。近年来，在中欧温室生产中该害虫的发生率显著上升。由于缺乏高效的选择性杀螨剂，生物防治和物理防控手段日益受到重视。虽然一些植绥螨（Phytoseiidae）显示出以锈螨为食的潜力，但其实际防控效果有限，部分原因是番茄腺毛结构对体型较大的捕食螨构成了物理障碍。近年来，体型更小的捕食螨，如Homeopronematus anconai和Pronematus ubiquitus（Iolinidae科，225-280μm），因能深入腺毛间捕食而受到关注，但其在实际应用中的效果尚不稳定。

本研究另辟蹊径，从锈螨的扩散行为入手寻找防控突破口。锈螨的扩散包括主动爬行和被动传播（如气流或借助昆虫、人类活动）。在温室番茄单一栽培环境中，主动爬行很可能是其在植株内部和相邻植株间传播的主要方式。番茄采用层架式栽培，植株高度可观，因此植株生长与新组织被锈螨爬行殖民之间形成了一场“竞赛”。前期研究表明，每周在植株顶端下方15厘米处施用昆虫胶（IG）屏障能有效减缓锈螨上行，减少危害症状，但昆虫胶在实际应用中存在黏附工具、污染材料、施用繁琐等问题。

为此，本研究旨在筛选更实用的屏障材料，评估其阻隔锈螨的效果，并探究其对捕食螨迁移的选择性。同时，研究还考察了番茄品种（特别是叶片与茎秆的夹角）对屏障效果的影响，为该方法的实际应用提供更全面的依据。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：1）盆栽试验：在番茄茎秆施用不同屏障材料（油类、油制剂、昆虫胶、硅藻土DE、纳米胶带NT），人工接种锈螨后，每周采用胶带印迹法计数屏障上方的螨虫数量；2）温室试验：在实际栽培条件下，定期对番茄茎秆施用屏障（油制剂M、硅藻土DE），监测屏障上方螨虫数量及症状叶片百分比；3）选择性试验：在实验室培养皿和盆栽体系中，以Typhlodromips swirskii（A. swirskii）为模式生物，评估不同屏障对捕食螨迁移的阻碍作用；4）叶片角度测量：使用量角器测量不同品种（Roterno和Baylee）的叶片角度，分析其与屏障效果的关系。统计分析采用广义线性混合效应模型（GLMM）和卡方检验等方法。

Russet mites（锈螨研究结果）

盆栽试验表明，多种材料能有效阻隔锈螨向上迁移。2023年，所有测试屏障（M、DE、NT、RO及阳性对照IG）均能延迟锈螨迁移至少3周。2024年，M和Trifolio S-forte（TS）延迟迁移至少4周，而向日葵油（SO）仅延迟2周。部分油类和油制剂（M、SO、RO）在施用部位引起了局部植物毒性症状（颜色变深或黑点），但不影响植株整体生长。

温室试验中，2023年，M和DE屏障显著减少了屏障上方的锈螨数量（从第4-5周起p<0.05至p<0.0001），但在减轻叶片症状方面效果有限且不一致。2024年，引入了叶片角度差异显著的两个品种：Baylee（叶片角度99±9°）和Roterno（52±10°）。在Baylee上，每周施用M屏障能显著减少屏障上方的锈螨数量（第4-7周，p<0.05至p<0.0001）和症状叶片百分比（第5-6周，p<0.05）；而在Roterno上，效果仅在少数时间点显著。这表明叶片角度更向上（Roterno）可能为锈螨绕过屏障提供了“桥梁”，从而降低了防控效果。

Predatory mites（捕食螨研究结果）

实验室试验中，纳米胶带（NT）屏障被A. swirskii穿越的比例最高（12/15），与M屏障（3/15）存在显著差异（p=0.021）。盆栽试验进一步证实，NT屏障最利于捕食螨穿越（上方数量最多），其次是M，而DE屏障几乎完全阻隔了捕食螨。同时，NT屏障下方的捕食螨数量降至近零，表明其可能将捕食螨“困”在了屏障上方区域。屏障下方的锈螨数量在所有处理中均保持稳定，表明捕食螨的迁移差异并非由猎物分布不均引起。

讨论与结论

本研究系统评估了多种茎秆屏障材料防控番茄锈螨的潜力及其对捕食螨迁移的选择性。纳米胶带（NT）表现出最佳的选择性，且无植物毒性，但其实际应用面临挑战，需人工固定于每株茎秆，耗时费力。油制剂Micula?（M）在盆栽试验中展现出与昆虫胶（IG）相当的阻隔效果（100%有效持续3-4周），且允许更多捕食螨通过，是结合生物防治的更有前景的选择，但其局部植物毒性需引起注意。硅藻土（DE）虽无植物毒性，但易堵塞喷头且白色残留影响商品外观。

然而，温室试验结果远不如盆栽试验理想，防控效果未能持续整个季节，且受番茄品种和叶片角度显著影响。叶片角度更向上的品种（如Roterno）可能为锈螨提供了跨越屏障的路径，降低了防控效果。与前期研究（Pfaff et al., 2023）效果的差异可能源于更高的锈螨种群密度、屏障施用位置（本研究固定于旧屏障上方，导致后期距离顶端过远）、以及所用品种的不同。

综上所述，茎秆屏障技术，特别是M屏障，在理想条件下展现出防控锈螨的巨大潜力，并具备与捕食螨（如Iolinid mites）协同应用的可能性。但其实际应用效果受多种因素（种群密度、品种特性、施用技术）制约。未来研究需在全温室规模下验证其效果，评估对产量的影响，并测试稀释M制剂以减轻植物毒性。此外，需专门研究屏障对更相关的Iolinid捕食螨（如P. ubiquitus）的影响。本研究强调了考虑作物形态特征（如叶片角度）在害虫综合治理（IPM）方案设计中的重要性，为开发环境友好型的番茄锈螨防控策略提供了重要的理论与实践依据。