香蕉是世界上重要的经济作物之一,是很多发展中国家农民的主要经济来源,但香蕉土传病害日益严重,根结线虫是危害香蕉作物的一种重要土传病害。目前,根结线虫的防治以化学防治为主,其防治效果时好时坏,且对环境和食品安全带来负面影响,因此寻找一种对环境和食品友好的新型杀线剂迫在眉睫。茶籽饼是油茶种子榨油后的残余有机物,营养丰富,是一种天然的植物源杀线剂。本文研究了茶籽饼对土壤理化性质、线虫群落结构和微生物群落结构的影响,试图揭示荼籽饼防治香蕉根结线虫的机理,主要研究结果如下:1.分离鉴定了爪哇根结线虫是香蕉根结线虫的优势种经形态学观察显示,香蕉根结线虫雌虫的会阴花纹具有两条明显的侧线,二龄幼虫(J2)具有口针和明显的透明尾。通过四种根结线虫SCAR引物扩增,获得670 bp的爪哇根结线虫特异条带,系统发育树分析表明其与爪哇根结线虫的同源性为100%;回接试验结果表明,新鲜孵化的二龄幼虫回接到无线虫香蕉根部后,能够侵染香蕉根部并导致根结线虫病症状。因此,结果表明爪哇根结线虫是香蕉根结线虫的优势种。2.茶籽饼组分对爪哇根结线虫的具有良好的杀灭效果不同浓度茶籽饼浸提液对爪哇根结线虫的杀线效果分析表明,5 g/L茶籽饼所提取浸提液,对J2致死率为100%,虫卵孵化率几乎为0,该浓度浸提液处理爪哇根结线虫的J2和虫卵72 h后,J2的体表皱缩,肠道被溶解,虫卵内表皮轮廓由光滑清晰变得模糊,卵内容物被溶解。同时,茶籽饼浓度为1 g/L时对食真菌线虫和食细菌线虫的致死率为100%。HPLC-ESI-MS分析茶籽饼浸提液中杀线活性物质表明,其分子量为1240.50 Da,为茶皂素同系物,茶籽饼浓度为50 g/L时所含的该活性物质对J2致死率为100%。荼籽饼浓度为50 g/L时,其挥发性物质对J2致死率为100%。GC-MS分析挥发性物质共比对出18种化合物,其中8种纯化合物具有杀线活性,4-甲基苯酚的杀线活性最强,在30 mg/L时对爪哇根结线虫的J2致死率为100%。3.盆栽实验茶籽饼对爪哇根结线虫防治效果明显通过三季盆栽实验研究了荼籽饼对爪哇根结线虫的防治效果:第一季盆栽在灭菌土壤中接种爪哇根结线虫J2,然后种植香蕉幼苗,结果表明,5 g/kg干土(下同)的茶籽饼能够显著促进香蕉植株的生长;同时显著减少根部卵块数。第二季和第三季采集根结线虫病害严重的蕉园土壤,施加茶籽饼后种植香蕉幼苗,结果与第一季类似,但是与对照相比,施用5 g/kg茶籽饼后土壤中总线虫数增加60.15%,形态学观察鉴定表明,茶籽饼的施用在减少植物寄生线虫的同时,能够显著增加土壤中食细菌线虫和食真菌线虫等自由生活线虫的数量,同时显著增加土壤中可培养细菌、真菌和放线菌的数量,推测其主要原因是荼籽饼中不仅含有杀线活性物同时富含蛋白质和氮等营养成分,为土壤食微线虫和微生物提供营养,从而使食微线虫数量先减少后增加。综合表明,无论是用灭菌土壤还是病土,施用荼籽饼均能有效防治根结线虫并促进植株生长。4.不同处理模式下施用茶籽饼显著影响土壤线虫群落结构应用三种模式比较荼籽饼在盆栽条件下对土壤线虫群落结构和微生物数量的影响,模式1:施用茶籽饼后立即种苗,模式2:施用茶籽饼后静置7天种苗,模式3:施加茶籽饼覆膜7天后种苗。每个模式均设无茶籽饼的对照、5 g/kg、10 g/kg和20 g/kg茶籽饼施用量共4个处理,每隔10天采样分析。结果表明,加入荼籽饼覆膜7天模式的总体效果最优。施用荼籽饼后能够显著增加香蕉幼苗的株高、茎粗、地上部鲜重和地下部鲜重等生物量,土壤线虫丰度,尤其是食细菌线虫丰度,同时降低植物寄生线虫的丰度。茶籽饼施用量为10 g/kg和20 g/kg的处理在整个香蕉种植期间均未发现植物寄生线虫。茶籽饼的施用能够增加土壤pH、土壤速效磷、速效钾含量。土壤线虫生态指数分析结果表明,茶籽饼的施用对土壤线虫的多样性(H’)和均匀度(J’)影响显著,同时增加了自由生活线虫成熟度(MI),降低了植物寄生线虫成熟度(PPI)。线虫通道指数(NCR)分析表明,施用荼籽饼促进了细菌分解通道在生态过程中的主导地位。整体分析表明,覆膜模式中,茶籽饼对土壤线虫生态系统的干扰低于其他处理模式。此外,茶籽饼的施用能够显著增加富集指数(EI),而对结构指数(SI)基本没影响,表明茶籽饼能够为土壤提供营养物质,线虫对其产生积极响应。微生物数量分析结果表明,随着荼籽饼施加量的增加,总细菌和放线菌丰度逐渐升高;随着种植时间的延长,细菌、真菌和放线菌的丰度逐渐趋于稳定。对土壤线虫各类群和土壤细菌、真菌丰度进行相关性分析结果表明,植物寄生线虫与土壤细菌和真菌丰度呈显著负相关,而自由生活线虫与土壤细菌和真菌丰度呈显著正相关。土壤过氧化氢酶活性测定结果显示,茶籽饼能够显著提高土壤过氧化氢酶活性,进一步证明了荼籽饼的添加能够增加土壤微生物的丰度和活性。5.施用茶籽饼显著影响土壤微生物群落结构采用Miseq高通量测序技术分析土壤微生物群落结构,共获得细菌单个样品的优质序列为32015～79776条,真菌单个样品的优质序列为22579～56473条。在相似度97%水平以上,共获得13747个细菌OTU和2031个真菌OTU。所有样品的覆盖度都大于0.91。施加茶籽饼后,土壤中微生物的丰富度指数Chao、ACE和多样性指数shannon随着时间变化先下降后上升,而对照组的多样性指数随着时间变化逐渐下降。在门水平上分析表明,土壤中细菌和真菌的最优势类群分别为变形菌门和子囊菌门。根据PCoA析和系统发育树分析结果显示,施用茶籽饼处理与对照组的土壤微生物群落结构具有显著差异。变形菌门、子囊菌门、担子菌门和接合菌门与植物寄生线虫呈显著负相关,施用茶杆饼能够显著增加以上菌门的相对丰度。在属水平上分析表明,土壤中细菌和真菌的最优势属分别为假单胞属和镰刀菌属。线虫营养类群与微生物各属相关性分析表明,茶籽饼的施用能够增加与植物寄生线虫负相关、与食微线虫正相关的15个细菌属和7个真菌属的相对丰度。由此推测茶籽饼能够调节土壤微生物群落结构,使之向防治植物寄生线虫方向发展,并促进土壤健康。6.田间条件下施用茶籽饼对相根结线虫的防治效果明显大田施用茶籽饼研究结果表明,施用茶籽饼能够显著降低香蕉根结指数,抽蕾期和果实成熟期降低率分别为76.7%和77.3%。对香蕉根结线虫J2的防效在抽蕾期和果实成熟期降低率分别为18.0%和71.8%。施用茶籽饼后,土壤pH、电导率、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾含量显著增加。施用茶籽饼能够优化田间土壤线虫的群落结构,有效减少根结属线虫、螺旋属线虫、肾形属线虫等植物寄生线虫的相对丰度,增加土壤中食细菌线虫等自由生活线虫的相对丰度。土壤线虫生态指数统计分析表明,施用茶籽饼能够增加土壤线虫的丰度,促使生态过程更加依赖于细菌分解途径。同时,施用茶籽饼能够显著增加根际土壤和土体土壤的总细菌的丰度。结论:施用茶籽饼能够有效防治香蕉根结线虫,尤其是在施用量为10 g/kg效果最佳,其作用机理主要是施用茶籽饼降低爪哇根结线虫的数量和活性,同时提供丰富的营养并改善土壤线虫和土壤微生物群落结构。