CN109744259A - 抑制线虫天然资材 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑制线虫天然资材，其中该组合成分至少包括万寿菊；蓖麻粕；虾蟹壳粉组合，并该组合成分万寿菊占重量比50～80％；蓖麻粕占重量比10～25％；虾蟹壳粉占重量比10～25％，本发明可令该有机物组合添加于土壤中抑制线虫危害植物，并可避免化学农药危害土壤及生态。

Description

抑制线虫天然资材

技术领域

本发明涉及一种抑制线虫天然资材，主要指一种采用天然有机物组合以抑制线虫。

背景技术

根瘤线虫学名为Meloidogyne spp.，其中常见的有南方根瘤线虫Meloidogyneincognita、北方根瘤线虫Meloidogyne hapla、爪哇根瘤线虫Meloidogyne javanica。其分布于热带及亚热带地区，寄主相当广泛，几乎所有高等植物都可寄生。台湾重要的果树、蔬菜、花卉、粮食作物均受其危害严重。

根瘤线虫的生活史包含多个阶段，根瘤线虫在卵中形成一龄幼虫，孵化出来的同时脱皮形成二龄幼虫，二龄幼虫则寻找寄主根部进行入侵，因此二龄幼虫也是唯一具有感染能力的一个时期。侵入植株根部后，根瘤线虫会进入植物维管束细胞周围，使植物供应其养分而脱皮成三龄幼虫，接着再脱皮成为四龄成虫形成生殖器官，成为雄线虫及雌线虫于根部中行孤雌生殖，以无性方式孵化卵块；雄成虫则离开根部准备交配，通常于根系开始衰败后进行交配，成功交配后雌成虫产下卵胚胎，后孵化为二龄幼虫，持续寻找可寄生的根系，整个生活史约3至4星期可以完成。

根瘤线虫的寄生方式为，在二龄幼虫进入植物维管细胞后，于周遭细胞分泌物质，使植物细胞形成巨大细胞(giant cell)。而根瘤线虫的背腺(dorsal gland)及腹腺(subventral gland)能分泌出物质影响植物的生理作用，这些物质称作效应因子(effectors)，这些效应因子会经由化学传感器注入植物组织中。

每年全球因根瘤线虫的危害而造成的损失达到12.3％，约一千亿美金之多，而根瘤线虫的缓慢发病，且不易于早期发觉，对于多年生、单一栽培的作物，尤其是果树，易形成连续性的连作障碍。然而目前全世界还是多仰赖化学农药杀线虫剂，如熏蒸剂，包含氯化苦(Chloropicrin)、迈隆(Basamid)、斯美地(Vasamid)等；非熏蒸剂，包含福赛绝(Fostiazate)、欧杀灭(Oxamyl)等。杀线虫剂虽然极为有效，却对生态环境、野生动物、人类健康造成威胁，至今已有多种杀线虫剂因其剧毒性被世界各国禁用，如溴化甲烷、二溴氯丙烷(DBCP)、滴滴灭等。而未被禁用的杀线虫剂其实多少存在着毒性，研究指出，氯化苦于熏蒸过程中，因其挥发性高而排放大量氯化苦于空气中，造成潜在的空气污染；欧杀灭则无论皮肤接触或是误食，均会对鸟类产生毒性，甚至死亡；不只对陆地上的动物造成危害，当化学农药施用后经由河流带向海洋，亦会威胁海洋中的生物，因此寻找可利用的农业废弃物、有机材料等农业有机土壤添加物，来对抗根瘤线虫成为植物保护未来趋势。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种采用天然有机物组合配方的抑制线虫天然资材。

基于此，本发明主要采用下列技术手段，来实现上述目的。

一种抑制线虫天然资材，其组合成分至少包括万寿菊；蓖麻粕；虾蟹壳粉。

进一步，该组合成分中万寿菊占重量比50～80％；蓖麻粕占重量比10～25％；虾蟹壳粉占重量比10～25％。

进一步，该万寿菊为粉末状。

采用上述技术手段后，本发明抑制线虫天然资材中万寿菊属植物于杀线虫时扮演的角色有四种：(1)陷阱植物，能诱导根瘤线虫于万寿菊根部产卵，然而万寿菊提供的养分不足以供应根瘤线虫生长，在缺乏宿主植物供结下，幼虫随即饿死。(2)增加拮抗微生物，研究指出万寿菊能够增强内生细菌活性及刺激线虫拮抗生物。(3)本身为寄主之一。(4)杀线虫物质，万寿菊根部拥有许多噻吩类化合物，能有效杀死线虫。

本发明抑制线虫天然资材中蓖麻籽炸成油后产生大量废弃产物，蓖麻粕中的蓖麻毒蛋白为杀死根瘤线虫的主要物质，蓖麻毒蛋白是一种异源二聚体蛋白，其拥有两条不同胺基酸序列的蛋白质链，由双硫键互相连接，分成A链及B链，A链由263个胺基酸组成，分子量约32000；B链则由259个胺基酸组成，分子量约34000，而B链能够与细胞膜结合，引导A链进入细胞中。A链进入细胞后，会切断28S的rRNA链接，而无法译出60S亚基之核糖体，在缺乏核糖体之下，根瘤线虫的蛋白质生合成会受到抑制而死亡。

本发明抑制线虫天然资材中虾蟹壳能够减少根瘤线虫，主要原因在于虾蟹壳含有甲壳素及壳聚醣，能够吸引几丁质分解性微生物的数量，这些微生物能够分解根瘤线虫的虫卵，进而降低土壤中根瘤线虫数目。于体外试验中，根瘤线虫虫卵施用分。而西红柿在处理微生物后，土壤中虫卵的数量及质量都显著的下降。

本发明试验借由适当比例万寿菊、蓖麻粕、虾蟹壳粉等天然有机物组合达到可抑制根瘤线虫，有益植物生长且不会造成化学农药危害生态功效。

附图说明

图1为本发明有机土壤添加物对介质中根瘤线虫族群数目的影响示意图。

图2为本发明有机土壤添加物对技条数目影响示意图。

图3为本发明有机土壤添加物对枝高影响示意图。

图4为本发明有机土壤添加物对最长技条影响示意图。

图5为本发明有机土壤添加物对叶绿素荧光影响示意图。

【符号说明】

1未感染组 2感染组 3万寿菊

4蓖麻粕 5虾蟹壳粉。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的天然资材包括万寿菊3、蓖麻粕4、虾蟹壳粉5，本发明试验令万寿菊3、蓖麻粕4、虾蟹粉5分别对珍珠番石榴进行试验。

试验方式：使用病土来源，混合各式农业有机土壤添加物，一周后再将”珍珠”番石榴移植于8公升塑料盆中，使用上述的病土混合有机土壤添加物的介质，此次试验将植株修剪至一致高度50cm，并观察纪录植株生长状况，于半年后处理结束同时进行采样分析。农业有机土壤添加物处理方式为：

1、未感染组(No nematodes，CK)：使用干净泥炭土为介质，无接种南方根瘤线虫共8株。

2、感染组(Infested control，I)：使用接种南方根瘤线虫的病土为介质，共8株。

3、万寿菊(Marigold，M)：采收并烘干成为万寿菊粉末，加入接种根瘤线虫的病土中混合搅拌，施用浓度为每株200g(2.5％)，并8株。

4、蓖麻粕(Castor bean meal，CM)：使用接种线虫的病土，并混合搅拌蓖麻粕，施用浓度为每株400g(5％)，共8株。

5、虾蟹壳粉(Shrimp/crab shell power，S)：使用接种线虫的病土，并混合搅拌虾蟹壳粉，施用浓度为每株200g(2.5％)，并8株。

南方根瘤线虫的鉴定：采样感染组的番石榴根部并清洗，选取根瘤部分以解剖显微镜寻找卵块，将卵块用挑针轻轻拨开后可以发现根瘤线虫的母虫，母虫为水滴状，尖端为头部而圆形端为尾部亦为阴门所在的位置，挑出母虫后将母虫头部切除，留下口袋状的尾部，进行清洗并切出阴门，以光学显微镜400倍观察根瘤线虫母虫的阴门，以阴门膜纹进行鉴定。

测试结果：

一、农业有机土壤添加物防治根瘤线虫的效果

(一)根瘤指数

各式农业有机土壤添加物事先于一周前与线虫介质混合处理，再施用于番石榴植株上，并测定第180天植株根瘤指数(表1)，本次试验效果最佳的处理为万寿菊粉末，其植株瘤指数为0.8，其次依序为蓖麻粕1.2、虾蟹壳粉1.5，各式添加物均与感染线虫的感染组有显著的差异，而万寿菊粉末及蓖麻粕处理其根瘤指数与未感染组相当，显示其效果优异。

(二)根瘤数

各式农业有机土壤添加物事先于一周前与线虫介质混合处理，再施用于番石榴植株上，细数第188天植株10cm根长的根瘤数目(表1)，显示根瘤数最高者同样为感染组，根瘤数为17.1个。而在万寿菊粉末处理后，植株根瘤数为2.6个，其次依序为蓖麻粕2.8个、虾蟹壳粉6.3个，所有农业有机土壤添加物处理均有效的降低植株根瘤数。

(三)介质根瘤线虫族群收数目

各式农业有机土壤添加物混合根瘤线虫介质一周后，施用于番石榴植株上，分别于接种后第0天、第90天、第180天测定50g介质中根瘤线虫族群数目(表2、图1)。可以发现在第90天时，三种农业有机土壤添加物处理的线虫数目已大幅降低，远低于感染组2的23.8只，分别是万寿菊3粉末约3.0只、蓖麻粕4约6.4只、虾蟹壳粉5约2.4只；在第180天时，感染组2上升至32.4只，而各式土壤添加物处理则维持在低于10只。

二、农业有机土壤添加物对植物生育的影响

(一)枝条数

变动为由接种后第60天开始，每30天记录枝条数(表3、图2)。可以发现从第60天开始，虾蟹壳粉5的枝条数高于其它处理组持续至第180天，其次依序为蓖麻粕4、万寿菊3粉末；而于所有处理中，植株较少枝条数的则为未感染组1及感染组2。以接种线虫后第180天枝条数相比，虾蟹壳粉5为20.4枝，而蓖麻粕4则为18.9枝，为枝条数最高的两个处理。

(二)株高

于接种线虫后第60天开始，每30天纪录植株株高(表4、图3)。各式农业有机土壤添加物中，从第60天开始，以万寿菊3粉末处理番石榴植株株高最高，到第180天时为77.4cm，与其它处理有显著的差异。其它处理第180天时分别为蓖麻粕4的66.3cm、虾蟹壳粉5的66.1cm。

(三)最长枝条

接种线虫第60天开始，每30天纪录植株最长枝条长(表5、图4)。未感染组1及万寿菊3粉末处理其最长枝条长从第60天开始较其它处理长，持续至第180天时，未感染组1枝条长达到41.7cm、万寿菊3粉末枝条长达到39.3cm，与其它处理相比有显著的差异。

(四)叶片数

接种根瘤线虫后第180天测量番石榴植株所有叶片平均数(表6)。植株叶片数最多者为万寿菊粉末处理，达219.5片，其次依序为虾蟹壳粉的216.2片、蓖麻粕的172.2片。

三、农业有机土壤添加物对植株叶片叶绿素荧光及叶绿素影响

(一)叶绿素荧光

各式农业有机土壤添加物事先于一周前与线虫介质混合处理，再施用于番石榴植株上，于接种线虫后第90天、第135天、第180天测定植株成熟叶片的叶绿素荧光，以Fv/Fm数值呈现结果(表7、图5)。显示接种后第90天感染组2数值显著的下降，其Fv/Fm为0.794，将介质施以各式农业有机土壤添加物，Fv/Fm均在0.8以上，其中以蓖麻粕4及万寿菊3处理较佳，为0.818及0.817。至第135天时，感染组2下降至0.742，万寿菊3、蓖麻粕4则些微下降，但与感染组2相比有显著的差异。虾蟹壳粉5则下降至0.763，虽然高于感染组2但与之相比无显著差别。最后测定为180天，万寿菊3的Fv/Fm数值下降至0.763，蓖麻粕4下降至0.744，虾蟹壳粉5则些微下降至0.751，三种处理均显著高于感染组2。

(二)叶绿素

于接种线虫后第45天、第90天、第135天、第180天测定番石榴植株成熟叶片的叶绿素含量，以CL-01叶绿素计读值呈现结果(表8)。可以发现于接种第45天，所有处理的叶绿素数值均维持在20以上。第90天时，感染组大幅下降至7.4，各式农业有机土壤添加物处理的数值分别为，万寿菊15、蓖麻粕18.7、虾蟹壳粉14.7，均显著高于感染组。第135天时，感染组为8.7、万寿菊16.0、蓖麻粕17.0、虾蟹壳粉16.4，其中万寿菊、蓖麻粕、虾蟹壳粉显著高于感染组。至第180天时，感染组为7.4、万寿菊16.2、蓖麻粕17.8、虾蟹壳粉17.2，农业有机土壤添加物处理都些微上升，与感染组相比有显著差异。

四、农业有机土壤添加物对植株鲜重、干重及干鲜比的影响

(一)地上部

番石榴接种线虫后第180天测量地上部总鲜重、干重及干鲜比(表9)。鲜重部分，明显重于感染组地上部鲜重的处理为万寿菊粉末及虾蟹壳粉，分别为368.7g及369.5g。干重部分，明显重于感染组地上部干重的处理同样为万寿菊粉末及虾蟹壳粉，分别是118.2g及114.0g。地上部干鲜比的部分则所有处理组无显著的差异。两次试验的地上部鲜种互相比较，可以发现所有处理的鲜重均有明显增加，而未感染组则明显下降。

(二)根部

番石榴接种线虫后第180天测量根部总鲜重、干重、干鲜比(表10)。鲜重部分，最重的处理组为万寿菊粉末的130.7g，其次依序为虾蟹壳粉的86.2g、蓖麻粕的56.2g，然而感染组鲜重为130.6g，较后二者高出许多，另外未接种的对组则为50.7g。干重部分，最重的处理组同样为万寿菊粉末，为77.2g，而蟹壳粉末为52.8g、蓖麻粕为28.1g。在干鲜比部分，最高的为虾蟹壳粉的60.9，再来为万寿菊粉末的58.7，这两种处理均显著高于感染组。

五、农业有机土壤添加物对植株营养元素的影响

(一)叶片

1.大量元素

番石榴接种根瘤线虫后第180天分析叶片大量元素(表11)。可以发现处理蓖麻粕的叶片氮含量最高，为1.54％，其次依序为虾蟹粉的1.34％、万寿菊粉末的1.18％，蓖麻粕及虾蟹款粉末处理显著高于感染组的1.00％。磷元素方面，最高的为万寿菊粉末处理的0.15％，与感染组的0.11有显著差异，而其它处理则无差异。钙元素方面，所有处理均与感染组0.69无显著差异。钾元素方面，除了蟹壳粉末外，其它二种处理的钾元素均高于感染组，虾蟹壳粉则含量较低，为0.73％。镁元素方面以蓖麻粕处理较其它处理含量高，其叶片镁含量为0.29％，其它处理则无明显差异。

2.微量元素

番石榴接种根瘤线虫后第180天分析叶片微量元素(表12)。结果显示，虾蟹壳粉有最高的铁含量，为79ppm，其它依序为蓖麻粕的75ppm、万寿菊的66ppm，然而所有处理均与感染组无显著差异。锰元素方面，以蓖麻粕处理含量最高，明显高于其它处理及感染组。锌元素方面，所有处理相差不多，都显著高于感染组。铜元素则与锌元素趋势相同。

(二)根部

1.大量元素

将番石榴接种根瘤线虫后第180天分析根部大量元素(表13)。氮元素方面，处理蓖麻粕有较高的氮含量，达到1.04％。磷元素方面，万寿菊及感染组有较高的磷含量，均为0.1％，其它处理则相差不大。钙元素方面，所有处理均无显著差异。钾元素方面，施用虾蟹壳粉后的根部钾元素较其它处理低，为0.38％，而其它处理于0.5％上下。镁元素与钙元素相同，所有处理无明显的差别。

2.微量元素

番石榴接种根瘤线虫后第180天分析根部微量元素(表14)。铁元素方面，施用万寿菊粉末、蓖麻粕及虾蟹壳粉的铁含量较高，显著高于感染组。锰元素方面，蓖麻粕处理有较高的锰含量，为74ppm，其次为万寿菊粉末的51ppm。锌元素方面，以万寿菊粉末24ppm高于其它所有处理。

六、农业有机土壤添加物对介质特性的影响

(一)混合土壤添加物的介质最初EC及pH值

测定混合各式添加物的介质最初EC及pH值(表15)，显示处理万寿菊粉末及虾蟹壳粉末的介质EC值大幅增加，分别为6560mS/cm及13530、14230mS/cm，明显高于对照组的2630mS/cm，而蓖麻粕则些微增加至3290、3920mS/cm。在pH值方面，施用虾蟹壳粉提高了介质的pH值，为7.1、7.2，显著高于对照组的5.7，而万寿菊粉末及蓖麻粕则些微提高介质的pH值。

(二)EC值

在未施肥的情况下，番石榴接种根瘤线虫后第120天分析介质EC值(表16)。处理万寿菊粉末有最高的EC值，为1201mS/cm，其次为虾蟹壳粉的612mS/cm及蓖麻粕的572mS/cm。三种处理均显著高于未感染组及感染组。

(三)pH值

在未施肥的情况下，番石榴接种根瘤线虫后第120天分析介质pH值(表16)。显示处理虾蟹壳粉及万寿粉末有较高的pH，分别为6.42及6.16，与未感染组相比有显著差异。而处理蓖麻粕则是有较低的pH，为5.76，显著低于未感染组。

(四)介质营养元素

1.大量元素

未施肥的情况下，番石榴接种根瘤线虫后第120天分析介质大量元素(表17)。钙元素方面，同样以施用虾蟹壳粉有较高的钙元素，达0.87％。钾元素方面，万寿菊粉末处理有明显较高的钾元素。镁元素方面，万寿菊及感染组有较高的镁元素。

2.微量元素

未施肥的情况下，番石榴接种根瘤线虫后第120天分析介质微量元(表18)。铁元素方面，处理蓖麻粕有较高的铁元素，为12.9ppm。锰元素方面，最高的为万寿菊粉末处理，高达43.3ppm。锌元素方面，最高的为蓖麻粕处理为14.3ppm。

由以上试验，在施用三种农业有机土壤添加物后，减少了根瘤线虫对”珍珠”番石榴的危害。于植株根瘤指数、根瘤数、介质根瘤线虫密度均大幅地降低，其中以万寿菊粉末、蓖麻粕处理的杀线虫效果较佳。植株生长方面，万寿菊粉末处理促进了植株枝条数、株高、枝条长及叶片数等；蓖麻粕处理增加了植株枝条数及叶片数；虾蟹壳粉处理促进植株的分枝数及叶片数；万寿菊粉末及虾蟹壳粉处理亦增加了地上部干物质累积，显示植株部有良好的转运水分、养分等功能。

进一步分析番石榴叶片及根部营养元素，万寿菊粉末处理提高了叶片钾、鏻、锌、铜元素含量；蓖麻粕处理增加氮、钙、钾、锰、锌、铜元素的吸收，虾蟹壳粉增加叶片氮、铁、锌、铜含量。根部方面，万寿菊粉末处理提高了根部磷、钾、铁、锰、锌元素含量；蓖麻粕处理增加根部氮、铁、锰元素的吸收；虾蟹壳粉处理降低了根部钾、锰、锌含量。

因此，施用这三种农业有机土壤添加物均能有效的防治根瘤线虫的危害，亦能促进番石瘤植株的生育。然而，这些添加物也改变了介质化学特性，对植株产生一些负面效果，如施用万寿菊粉末提高介质EC值；蓖麻粕降低介质中钙及钾含量；虾蟹壳粉则提高介质EC值、pH，并且降低了介质中的钾、铁、锰、锌等元素含量。

本发明为不须化学农药的创新有机组合物，并采用三种混合成份，依据土壤密度适度洒布于土壤中可抑制根瘤线虫，并采用较大比例万寿菊可促进植物株高生长，不会危害土壤及生态，且可降低个别不良影响，具有较单一有添加物更佳功效。

虽然具体的实施例已进行说明描述，在不超出本发明技术范畴的情况下许多修改及变动仍是有可能的，本发明范畴限定所附权利要求。

表1.接种线虫后180天，农业有机土壤添加物对番石榴根瘤指数及根瘤数的影响

表2.农业有机土壤添加物对介质中根瘤线虫族群数目的影响

表3.农业有机土壤添加物对番石榴枝条数目的影响

表4.农业有机土壤添加物对番石榴株高的影响

表5.农业有机土壤添加物对番石榴最长枝条的影响

表6.接种线虫180天后，农业有机土壤添加物对番石榴叶片数的影响

表7.农业有机土壤添加物对番石榴叶绿素荧光的影响

表8.农业有机土壤添加物对番石榴叶绿素的影响

表9.接种线虫180天后，农业有机土壤添加物对番石榴地上部鲜重、干重及干鲜比的影响

表10.接种线虫180天后，农业有机土壤添加物对番石榴根鲜重、干重及干鲜比的影响

表11.接种线虫180天后，农业有机土壤添加物对番石榴叶片大量元素的影响

表12.接种线虫180天后，农业有机土壤添加物对番石榴叶片微量元素的影响

表13.接种线虫180天后，农业有机土壤添加物对番石榴根部大量元素的影响

表14.接种线虫180天后，农业有机土壤添加物对番石榴根部微量元素的影响

表15.介质混合万寿菊粉末、蓖麻粕及虾蟹壳的最初EC及pH值

表16.接种线虫120天后，农业有机土壤添加物对介质EC及pH值的影响

表17.接种线虫120天后，农业有机土壤添加物对介质大量元素的影响

表18.接种线虫120天后，农业有机土壤添加物对介质微量示素的影响

Claims (3)

1.一种抑制线虫天然资材，其特征在于，其组合成分至少包括万寿菊；蓖麻粕；虾蟹壳粉。

2.如权利要求1所述的抑制线虫天然资材，其特征在于：该组合成分中万寿菊占重量比50～80％；蓖麻粕占重量比10～25％；虾蟹壳粉占重量比10～25％。

3.如权利要求1所述的抑制线虫天然资材，其特征在于：该万寿菊为粉末状。