一种利用万寿菊套作控制当归根结线虫病的方法

摘要

“一种利用万寿菊套作控制当归根结线虫病的方法”属于植物寄生线虫病害控制领域，即一种通过当归耕作制度的改变来控制当归根结线虫的方法。具体为，移栽当归20天前先移栽万寿菊于垄面(墒面宽1.7米)的两侧，株距30厘米。20天后再移栽当归于万寿菊行间，株距28厘米，每行4株，边行与万寿菊间隔35厘米，形成万寿菊/当归2∶4的套作方式(参见附图)。与当归单作相比，采用本套作模式对根结线虫病的防效可达75％以上，同时对当归和万寿菊两种作物均具有增加复合产量的作用，提高土地利用率70％。

说明书

一、技术领域

本发明涉及植物寄生线虫病害控制领域，更具体地，本发明涉及一种通过耕作制度的改变来控制植物根结线虫的方法。 

二、背景技术

当归为伞形花科多年生高山草本植物药，是我国大宗常用中药材，不仅大量直接用于传统中药配方，而且是许多中成药的重要原料和传统出口商品。当归主产于我国甘肃东南部山区，以岷县为主，其次为云南、四川、陕西、湖北等省的山区和丘陵地带，均为一年生或二年生栽培药用植物，在云南已驯化为一年生，成株当归株高40～70厘米，喜荫蔽环境。 

根结线虫是一类引起多种植物根结线虫病的植物寄生线虫，寄生于作物根部，属于线形动物门，不但可直接对寄主植物造成伤害，还可传播多种植物病害，其寄主植物超过3000种，分属于114科，包括水稻、花生、烟草、茶叶、果树、蔬菜、花卉、药材等，其中以茄科、葫芦科、十字花科等植物受害尤为严重，因此根结线虫属于严重危害世界农业生产的植物病原物之一。在我国南方，根结线虫属主要包括爪哇根结线虫、花生根结线虫、北方根结线虫及南方根结线虫。姚茹瑜等(2010)报道引起当归根结线虫病的病原为南方根结线虫，当归是南方根结线虫寄主新记录，其症状可见叶黄，叶尖焦枯，根部长有根结等根结线虫危害症状，严重影响当归的产量和质量。 

生产实践中，防治根结线虫主要采取农业防治法(如水旱轮作、与禾本科作物轮作等)和化学农药防治法。农业防治法由于受到客观环境条件(水源缺乏)或栽培制度制约，在山区难于进行推广应用；对于化学农药防治，由于防效好的农药如呋喃丹、涕灭威、克线丹、灭线威等杀线剂防治成本高、高残毒、高残留的弊端，国家已明令禁止在粮食、蔬菜及中草药作物上使用或限制使用。因此，探索有效、规范的根结线虫防治法已经成为研究人员、生产者普遍关注的重要难题。 

万寿菊为菊科万寿菊属草本植物，原产墨西哥，由于适应性广、耐粗放管理，现已在世界各地引种，广泛用于庭院观赏用花卉，而且花、叶可入药。叶黄素是万寿菊花中具有重要经济价值及生物活性的提取物，它是一种性能优异的抗氧化剂，近年来广泛应用于食品、饲料、医药等食品工业和化学工业领域。由于国际国内市场对叶黄素的旺盛需求，叶黄素价格节节攀升，1克叶黄素价格与1克黄金价格相当，素有“软黄金”之称。因此，作为一种新的经济作物，国内自20世纪90年代中期开始引进和种植色素用万寿菊，由于市场前景广阔，万寿菊在全国范围内得到空前的发展。如今，在内蒙古、吉林、黑龙江、山东、陕西、山西、辽宁、新疆、湖北、四川、云南等地年种植万寿菊超过2万公顷。万寿菊一般株高1.3～1.5米，喜湿润、阳光充足环境。 

据报道，万寿菊根系中的多种生物活性物质(多糖、噻酚、精油等)对多种线虫具有较强的杀灭作用，包括南方根结线虫、花生根结线虫、爪哇根结线虫、穿刺短体线虫及矮化线虫等。 

利用作物相生相克原理，采用间套作方式来控制多种病虫害、减少化肥农药施用量、提高作物复合产量是传统农业生产中的重要应用技术之一。其理论基础在于不同农作物存在株高、水分和养分利用、光能利用、病虫害种类差异，达到间套作作物在生物学特性上的互补性和协同作用。也就是说，间套作的两种作物不应该存在竞争关系或竞争效应大于互补效应。进行间套作可能会出现一些难于预期的结果，主要是间套作中的其中一种植物的根系在生长发育过程中会向周围土壤环境释放一些有活性的化感物质，可能会影响另一种植物的正常生长，反之亦然。这种互相抑制或竞争效应可通过对产量的影响而表现出来，即间套作复合产量高于单一栽培条件下单位面积产量即可证明二者不存在竞争效应或效应较小，宜进行间套作，反之则不宜进行间套作。 

由于万寿菊无论在中国南方还是北方均普遍种植，适应性广、易于管理，因此以万寿菊作为间套作作物来达到控制线虫为害可能具有一定的可行性，也值得进行一些摸索。 

在国外，利用万寿菊与其它经济作物或粮食作物轮作或间作来控制多种作物线虫病已经有了成功应用的案例，但关于万寿菊间作/轮作控制病害的报道主要集中于传统大田作物和观赏花卉上，如玉米、烟草、番茄、剑兰等，在中药材上的应用还未见报道。 

在国内，色素用万寿菊作为一种特色经济作物进行大面积种植始于20世纪90年代。由于栽培时间短，国内学者对这一作物研究不多，尤其是在万寿菊与其他传统作物间套作的理论和实践方面探索有限。迄今为止，国内仅有极少数耕作学和栽培学专家进行了万寿菊与小麦和蔬菜的间套作栽培模式的探索，而且主要集中于通过间套作提高作物复合产量、土地利用率或经济收益，未见利用万寿菊间套作控制病虫害的正式报道。而对于国内农药学专家，他们的研究兴趣在于万寿菊生物活性物质的分离、鉴定、活性测定方面，其最终目标是试图人工合成万寿菊天然特有杀虫、杀菌活性化学物质并进行生产应用，但研究开发周期长，要达到这一目标困难重重。因此，利用万寿菊多样性种植来控制根结线虫病具有简便、经济、有效的特点。但其难点在于，一是万寿菊作为一种新引进的经济作物，研究人员关注不多，而且研究者需要具备作物栽培学、耕作学、植物病理学及农药学的知识和理论背景；其次，当归与大宗农作物相比，其种植仅局限于部分地区的山区或丘陵地带，种植面积也有限，导致研究当归病虫害的学者或专家较少。因此，有关当归病害病原种类、流行规律、病害防治的正式报道甚少，尤其是利用当归与其他农作物间套作进行病虫害控制的实践和报道更是匮乏。 

有关根结线虫的防治方法，根据防治原理不同，已有文献报道或专利公开。 

2003年王善斌公开了一种杀灭根结线虫的方法及设备，其原理是采用物理(方法)高温杀死线虫，方法包括打竖孔、横孔、通热蒸汽等，设备包括打孔机和蒸汽作业车。 

曹志平等(2006)公开了一种防治番茄根结线虫的方法，利用抗性砧木嫁接获得抗根结线虫番茄嫁接 苗，其特点是利用砧木抗线虫属性来防治番茄根结线虫。其步骤为番茄抗性砧木处理、感病番茄育苗、嫁接、获得抗根结线虫嫁接苗。 

孙治强(2008)申请了发明专利“新型杀根结线虫生物制剂及其应用方法”，该发明专利是利用百部粉、花椒粉、烟叶粉、大豆荚壳粉、活性剂等按比例进行混合后制成可湿性粉剂，施用时加水稀释进行灌根或撒施。 

孙世伟(2008)报道了物理防治、农业防治、生物防治、化学防治等多种防治根结线虫的方法。 

以上文献和专利的一个共同特征是生产者需要掌握一定的植物病理专业知识或需要配备专业设备，所有报道或公开专利材料中没有涉及将当归与其他农作物间套作的方法来控制当归根结线虫。 

三、发明内容

本发明涉及改变万寿菊和当归栽培模式，即将万寿菊引入当归的传统单一栽培模式中，充分利用万寿菊栽培适应性广、具有优良的杀线虫活性及当归喜荫、万寿菊喜阳的生物学特性，通过作物套作栽培达到控制根结线虫、增加作物复合产量及提高土地利用率的目的。 

具体地，本发明涉及采用农作物间套作技术来控制当归根结线虫的方法。即通过改变当归和万寿菊的单一栽培方法，将万寿菊引入当归栽培模式，具体是在移栽当归之前20天，先移栽万寿菊，加宽万寿菊行距，在万寿菊行间栽当归。具体方法如下： 

(一)分别按常规方法进行当归、万寿菊育苗(当归育苗按《当归高产高效栽培技术》进行。李少锋，云南农业，2005，4：10；万寿菊育苗方法采用《色素万寿菊栽培技术》 

http://www.zynw.com/lanmu2.php？lmid＝10&wzid＝6228)； 

(二)万寿菊双垄栽培，株距30厘米，行距1.6米，种植密度2400-2500株/亩； 

(三)于万寿菊栽后20天移栽当归于万寿菊垄面行间，株距28厘米，行距30厘米，边行当归与万寿菊间隔35厘米； 

(四)当归、万寿菊日常管理、施肥按常规进行(当归育苗按《当归高产高效栽培技术》进行；万寿菊育苗按《色素万寿菊栽培技术》进行：http://www.zynw.com/lanmu2.php？lmid＝10&wzid＝6228)。 

四、附图说明

(一)图1是当归单作的栽培规格图 

在本发明中当归单作是作为当归间套作的对照，株行距分别为28厘米和30厘米。 

(二)图2是万寿菊单作的栽培规格图 

在本发明中万寿菊单作是作为万寿菊间套作的对照，株行距分别为30厘米和1.3米。 

(三)图3是万寿菊/当归2∶4(间)套作栽培规格图 

在本发明中万寿菊/当归2∶4(间)套作分别是实施方式一和实施方式二中的当归、万寿菊栽培规格，即在2行万寿菊之间种植4行当归，万寿菊株行距分别为30厘米、1.6米，当归株行距分别为28厘米、30厘米，边行当归与万寿菊间隔35厘米； 

(四)图4是实施方式田间小区示意图 

在本发明中共采用了2种实施方式，即万寿菊/当归2∶4间作和套作，分别设置当归和万寿菊单作为对照，图4即是实施方式一和实施方式二田间小区示意图。各小区长度均为24米，其中当归单作小区宽1.2米，万寿菊单作小区宽1.6米，万寿菊/当归小区宽1.8米。 

发明效果(优点)： 

本发明经试验研究发现，当归和万寿菊在生物学特性上互补性较强，可充分利用当归喜荫、万寿菊喜阳的特点进行高矮搭配，即植株比较高的万寿菊(平均株高1.1-1.2米)可为当归(平均0.6-0.8米)创造适宜生长的隐蔽环境。具体地，本发明通过当归与万寿菊套作方式改变了当归的传统栽培习惯，具有以下优点： 

1、有效控制当归的根结线虫为害，并且没有常规农药防治带来的残留、残毒问题； 

2、与传统单作方式相比，提高单位面积当归或万寿菊产量，增加复合产量和收益，提高土地利用率； 

3、简便、易行，劳动者容易掌握。 

五、实施方式一 

(一)当归育苗与管理 

1、选取土质疏松、肥沃、土壤结构好，水源方便的地块，按墒长8米，墒宽1.2米，沟深30厘米规格进行整地、理墒； 

2、选择成熟度高，纯净度、发芽率、发芽势好的头年生产的种子，于播种前2-3天，晒种1-2天； 

3、晒种后适当揉种，去除侧翼，以30℃左右温开水浸种，浸种时间36-48小时； 

4、捞出种子，保持种子潮湿，于25℃左右条件下，催芽4-5天，种子露白后即播种； 

5、播前用水浇透墒面，按500-800克的量将种子均匀撒于墒面，盖0.3-0.5厘米细土后覆盖青松毛或干净稻草等覆盖物，再浇透一次水，在墒面上搭高35-50厘米薄膜拱棚，薄膜上覆盖青松毛或稻草，以利保温、保水和防阳光直射； 

6、出苗后逐渐减少覆盖物，至苗3叶1心时全部揭除墒面覆盖物； 

7、及时防治病虫害、除草和浇水，逐渐减少拱棚上覆盖物，至假植前1周全部揭除(约70天)； 

8、营养土按农家肥、烧制的细火土1∶1配制并加入约0.5％复合肥，装袋； 

9、假植后浇透水，及时拱膜、遮阳(青松毛或稻草等)； 

10、假植成活后逐步减少遮阳物，适当控制浇水次数，至移栽前15天左右全部揭除遮阳物炼苗(从播种至移栽约110天)； 

(二)万寿菊育苗与管理 

1、万寿菊播种时间(在云南一般3月上旬)根据当归播种时间确定，即当归移栽前20天保证万寿菊能先移栽； 

2、万寿菊播种、苗期管理参照《色素万寿菊栽培技术》进行http://www.zynw.com/lanmu2.php？lmid＝10&wzid＝6228。 

(三)套作、单作模式和规格 

1、万寿菊采用双行起垄栽培方式，栽培规格：1.8米开墒，墒面宽1.7米，双行栽培，株距0.3米； 

2、万寿菊移栽20天后即进行当归移栽，当归栽培规格：当归移栽于双行万寿菊间，株距0.28米，行距0.3米，边行当归与万寿菊各间隔0.35米，亩栽4900-5000株(参见图3)； 

3、当归和万寿菊的施肥和日常管理分别参照《当归高产高效栽培技术》、《色素万寿菊栽培技术》进行； 

4、实施过程中分别设置当归、万寿菊常规单作为对照，当归规格：1.2米开墒，墒面宽1.1米，沟深0.15米，株距0.28米，行距0.3米，每排栽4株，亩栽7800-7900株(参见图1)；万寿菊规格：1.6米开墒，单垄栽培，株距0.3米(参见图2)。 

(四)实施效果 

以上当归、万寿菊单作及套作设置三次重复，共9个小区，完全随机区组排列，施肥和管理均沿用传统模式统一管理和采收，生长期间不施用任何杀灭线虫或抑制线虫的化学或生物制剂，各小区万寿菊鲜花每次采收均称鲜重，当归于采收时进行当归根结线虫病调查、称重并计算防治效果。 

1、万寿菊产量数据调查分析 

万寿菊单作和间套作的每小区分开采收并称花鲜重，各小区总产量换算成亩产量数据。即： 

万寿菊单作亩产量＝平均实测产量*(666.7/小区面积) 

本发明专利材料中的万寿菊单作小区面积为38.4平米(24*1.6)(参见附图4)。 

万寿菊间套作亩产量＝平均实测产量*666.7/小区面积 

本发明专利材料中的万寿菊间套作小区面积为43.2平米(24*1.8)(参见附图4)。 

2、当归产量数据调查分析 

当归单作和套作的每小区分开采收并称鲜重，各小区采收后的总重换算成亩产量数据。即： 

当归单作亩产量＝平均实测产量*(666.7/小区面积) 

本发明专利材料中的当归单作小区面积为28.8平米(24*1.2)(参见附图4)。 

当归间套作亩产量＝平均实测产量*(666.7/小区面积) 

本发明专利材料中的当归间套作小区面积为43.2平米(24*1.8)(参见附图4)。 

3、根结线虫病调查及防治效果分析 

对当归/万寿菊套作和当归单作于当归成熟采收时按5点取样，每点调查10株，记载根结百分率、级值，并计算根结指数和防治效果，以上指标按如下标准和公式计算： 

分级标准： 

0级：没有根结； 

1级：轻微感染，仅有少量的小根结，根结百分率小于3％； 

2级：根结明显，根结百分率小于25％； 

3级：根结百分率为26％-50％； 

4级：根结百分率为51％-75％； 

5级：根结百分率大于76％。 

根结指数计算公式： 

防治计算效果公式： 

防效＝1-套作当归根结指数/单作当归根结指数*100 

4、土地利用率分析 

农田时空多样化集约种植，是提高土地利用效率，使有限的耕地得到充分利用，是缓解耕地不足、保证粮食生产安全的有效手段。评价土地利用率高低的指标一般采用土地当量比(Land equivalent ratio，LER)，即获取与间作同等产量作物单作要求耕地面积的总和。土地当量比针对间作作物群体，以单作为对照，以产量为指标，评价间作及单作作物群体土地利用效率间的差异。一般认为，土地当量比为间混作作物产量与间混作作物单作产量比值之和，采用以下公式计算： 

$\mathrm{LER}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\mathrm{Yi}/{\mathrm{Yi}}^{\prime }$

公式中n代表作物数，Yi代表单位面积内间、混作中第i个作物的产量，Yi’代表同等面积内单作时第i个作物的产量。本发明中的产量均为各重复的平均亩产量。 

5、实施效果分析 

表1显示，采用实施方式一，即当归与万寿菊套作，土地当量比达到1.7，说明这两种作物进行套作表现出非常突出的相互促进作用，表明这两种作物适宜搭配种植。而且，套作当归与单作当归相比，无论在发病率(病株率)、根结率还是根结指数上均显著降低，平均防效达到75％以上，说明利用万寿菊与当归套作可明显的控制根结线虫。 

表1实施方式一效果分析 

六、实施方式二 

与实施方式一相比，实施方式二仅在移栽时间上进行调整，具体为，当归、万寿菊采用间作模式，即当归、万寿菊同时移栽入大田。当归、万寿菊育苗与管理，实施效果评价指标及栽培规格(株行距、栽培密度)等与实施方式一一致。 

(一)当归育苗与管理 

与实施方式一相比，当归育苗时间提前20天，管理、施肥、浇水等与实施方式一相同。 

(二)万寿菊育苗与管理 

同实施方式一。 

(三)套作、单作模式和规格 

同实施方式一。但万寿菊、当归同时移栽入大田。 

(四)实施效果 

当归、万寿菊产量调查、分析及当归根结线虫调查、防治效果、土地利用率计算均与实施方式一相同。具体实施效果见表2。 

实施方式二效果分析显示，采用万寿菊与当归进行间作可有效提高土地利用率(土地当量)，土地当量比达1.5，说明当归-万寿菊间作可提高单位面积作物复合产量，但控制根结线虫的效果有限，防效仅为46.7％。 

表2实施方式二效果分析