[亮文解讀]“日曬高溫覆膜法”防治韭菜遲眼蕈蚊對韭菜生長和土壤微生物多樣性的影響.docx

亮文解讀 | “日曬高溫覆膜法”防治韭菜遲眼蕈蚊對韭菜生長和土壤微生物多樣性的影響發(fā)布人：唐靜月有害生物綠色防控Sustainable and Environment-Friendly Agricultural Pest Management專輯 文 章介紹第四篇論文IDEffect of solarization to killBradysia cellarumon Chinese chive growth and soil microbial diversity“日曬高溫覆膜法”防治韭菜遲眼蕈蚊對韭菜生長和土壤微生物多樣性的影響發(fā)表年份：2022年第一作者: 史彩華，石琳琳通訊作者: 張友軍:zhangyoujuncaas.cn作者單位：1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所；2.長江大學(xué)農(nóng)學(xué)院；3.西南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，昆蟲學(xué)與害蟲防治工程重點實驗室Cite this article: CaihuaSHI, Linlin SHI, Qingjun WU, Shaoli WANG, Baoyun XU, Youjun ZHANG. EFFECT OF SOLARIZATION TO KILLBRADYSIA CELLARUMON CHINESE CHIVE GROWTHAND SOIL MICROBIAL DIVERSITY.Front.Agr. Sci. Eng., 2022, 9(1): 5262文章 亮 點 1.“日曬高溫覆膜法”可以徹底殺死韭菜遲眼蕈蚊。 2.“日曬高溫覆膜法”處理抑制韭菜前期的生長，但韭菜后期生長逐漸恢復(fù)，不影響產(chǎn)量。 3.“日曬高溫覆膜法”處理后土壤微生物多樣性先下降再逐漸恢復(fù)，甚至?xí)岣哂幸嫖⑸镓S度。Graphical abstract 摘 要本文探究了“日曬高溫覆膜法”防治韭菜遲眼蕈蚊（俗稱：韭蛆）后對韭菜生長和土壤微生物多樣性的影響。實驗結(jié)果表明：通過“日曬高溫覆膜法”徹底殺死韭蛆后，韭菜前10天的生長受到抑制，但第20天韭菜的生長完全恢復(fù)正常，并不影響其產(chǎn)量。同時，在“日曬高溫覆膜法”徹底殺死韭蛆的基礎(chǔ)上，土壤微生物的多樣性先降低后逐漸恢復(fù)，甚至?xí)岣卟糠钟幸嫖⑸锏呢S度。該研究表明“日曬高溫覆膜法”防治韭蛆并不破壞土壤微生態(tài)，是一項值得廣泛推廣的綠色防控技術(shù)。 研 究 內(nèi) 容引言 韭菜（Allium tuberosumRottler ex Sprengel）是一種具有藥食兩用價值的多年生草本植物，它的生長受到地下害蟲韭菜遲眼蕈蚊（Bradysia cellarum，俗稱：韭蛆）嚴(yán)重危害。韭蛆號稱韭菜的“癌癥”，主要生活在土表以下5 cm的地方危害韭菜根莖、鱗莖等部位。雖然防治韭蛆有許多方法，但是由于成本高、防效差、污染環(huán)境等問題導(dǎo)致韭蛆危害依然猖獗。“日曬高溫覆膜法”是中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所張友軍研究員團隊發(fā)明的一種新型防治韭蛆的物理方法，兼治其它不耐高溫的病蟲草害。該實驗室前期已表明“日曬高溫覆膜法”可以有效地防治韭蛆，但是對土壤微生物多樣性的影響尚未明確。因此，本文將探究“日曬高溫覆膜法”在徹底殺死韭蛆的基礎(chǔ)上，對韭菜生長和土壤微生物多樣性的影響，為深入理解“日曬高溫覆膜法”對土壤微生態(tài)的影響，以及為該方法防治其他作物的土壤病蟲害提供參考依據(jù)。材料和方法 本實驗于2018年5月7月在北京市順義區(qū)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所農(nóng)場進(jìn)行。實驗分對照組和處理組，選擇太陽光照強烈的天氣進(jìn)行。對照組只割除韭菜；處理組割除韭菜后再使用無滴膜覆蓋地表1天。對照組和處理組均分別取0天（試驗前）、1天、5天、10天、15天和20天的土壤樣品進(jìn)行微生物多樣性分析，而且處理后每隔5天記錄植株高度，20天后測量韭菜產(chǎn)量。研究結(jié)果 實驗結(jié)果表明：“日曬高溫覆膜法”處理1天后對韭蛆的防效可達(dá)100%，對韭菜株高和產(chǎn)量的影響如表1所示：處理后，前10天會不同程度地抑制韭菜的生長，直到20天后韭菜生長完全恢復(fù)正常，并且不會影響韭菜的產(chǎn)量（表1）?！叭諘窀邷馗材しā碧幚?天后土壤微生物辛普森多樣性指數(shù)隨著時間的推移先下降后逐漸升高（表2），處理組與對照組土壤細(xì)菌群落在處理第1天和5天存在顯著差異，但其他時間段差異不顯著（圖1）?！叭諘窀邷馗材しā碧幚?天后，厚壁菌門（23.8%）、梭菌綱（14.9%）、梭菌目（14.81%）和桿菌目（8.23%）的豐度顯著高于對照組土壤樣品；而丙型變形菌綱（11.0%）、假單胞菌目（5.14%）、梭菌科（12.25%）和假單胞菌科（6.13%）在處理5天后的豐度顯著高于對照組土壤樣品。另外，對處理組與和對照組的土壤細(xì)菌進(jìn)行LDA-LEFSE分析結(jié)果表明：“日曬高溫覆膜法”處理前有1個富集類群，處理后第1、5、10、15、20天分別有12、9、2、1、2個富集類群（圖2）。表1. 土壤日曬處理后不同階段對韭菜株高和產(chǎn)量的影響表2.土壤微生物辛普森多樣性指數(shù)圖1.細(xì)菌群落組成分析圖2.細(xì)菌線性判別分析（LDA）效應(yīng)量分析討論 韭蛆的成蟲、卵、幼蟲和蛹在40 持續(xù)3 h的死亡率分別為100%、100%、100%和81%，并且成蟲在37 持續(xù)2 h產(chǎn)卵不孵化，這些數(shù)據(jù)表明韭蛆不耐高溫。由于韭蛆的生存空間主要在土表以下5 cm，因此，只要將該空間的溫度提升至韭蛆的至死溫度則可將其徹底殺死?！叭諘窀邷馗材しā闭墙⒃诖嘶A(chǔ)上發(fā)明的。本次實驗土表以下5 cm的最高溫度可達(dá)48.7 ，而且超過40 的時間為8.5 h。因此，無論從理論上還是實際中，均能徹底殺死韭蛆，為后續(xù)進(jìn)一步研究“日曬高溫覆膜法”對土壤微生物種群多樣性的影響提供了實驗條件。 本實驗發(fā)現(xiàn)“日曬高溫覆膜法”處理后，韭菜前期生長受到抑制，后期逐漸恢復(fù)，到第20天后與對照組差異不顯著，甚至后續(xù)還有超越對照組的生長趨勢。前人研究表明：升高土壤溫度可以刺激植物生長、分解有機物增加土壤中營養(yǎng)元素、殺死病原菌提高有益微生物的活性。雖然前人的研究并不能完全解釋“日曬高溫覆膜法”處理后韭菜的動態(tài)生長過程，但是這一動態(tài)過程可能與植物潛在的生長機制或微生物功能等多種因素有關(guān)。雖然前人研究表明土壤日曬影響微生物種類和土壤結(jié)構(gòu)，但是本文通過“日曬高溫覆膜法”處理后，土壤微生物的種群先降低后逐漸恢復(fù)，甚至還增加了部分有益微生物的豐度。關(guān)于“日曬高溫覆膜法”防治韭蛆后韭菜生長的動態(tài)過程，其機理需要從土壤宏基因組等多角度進(jìn)一步深入研究。結(jié) 論 “日曬高溫覆膜法”不僅操作簡單實用，而且無需使用任何化學(xué)農(nóng)藥，也不會破壞土壤微生態(tài)，甚至還能提高部分有益微生物的豐度，是一種綠色防治韭蛆的好方法，值得廣泛推廣應(yīng)用。 文 章 鏈 接原文鏈接：https:/journal.hep.com.cn/fase/EN/10.15302/J-FASE-2021402