Field efficacy evaluation of different nematicides against root-knot nematode disease in sweet potato

450 g·L⁻¹三氟吡啶胺悬浮剂（克来傲）由先正达（中国）投资有限公司提供；30%噻唑膦购自广东真格生物科技有限公司。

试验于2025−04−20在海南省昌江黎族自治县昌化镇进行（19°19′48″N， 108°40′37″  E），种植地土壤为砂壤，种植甘薯品种为‘心香’（‘小香薯’）。

试验共设置30%噻唑膦、450 g·L⁻¹三氟吡啶胺悬浮剂（克来傲）和空白对照3个处理，分别命名为处理1、处理2和CK。

试验地总面积约2.25 hm²，划分为 9 个小区，每小区面积约 0.25 hm²。每个处理设 3 次重复，按照随机区组排列。各小区沿滴灌输水管均匀分布，并通过独立的滴灌带供水与施药，避免处理间交叉干扰。

试验中的各个处理，除了方案中的药剂处理差别外，在灌溉、虫害防控等其他农事操作上均完全一致，其他药剂可按照病害发生情况按需增加施药次数（各处理区同步增加）。

处理1（噻唑膦）的施用剂量为 7.5 L·hm⁻²，处理2（三氟吡啶胺）的施用剂量为 0.6 L·hm⁻²。2种药剂均经清水稀释，每公顷配制成约30吨母液，以保证药液均匀渗透至根际并便于滴灌施用。施药方式采用滴灌，栽植甘薯约120 000株·hm⁻²。具体操作：施药前先以清水通过滴灌带湿润垄面，使土壤保持适度湿润，随后输入在大桶中预先配制并经滴灌带与清水混合稀释的药液，使其均匀渗透至根际，药液滴灌完成后，再以清水冲洗管道，将残余药液压入土壤。CK不施用任何试验药剂，仅进行常规农事管理。分别于2025−05−05和2025−06−04施药，共2次，期间间隔30 d。

定植后58、77 d调查不同小区内的薯块发病情况。每小区设置5个调查点，采用“W”型布点方法，每个调查点取2株甘薯，合计10株/小区。参照田间药效试验准则《杀线虫剂防治根部线虫病（GB/T 17980.38—2000）》^[11]，建立甘薯根结线虫病分级标准分级（表1，图1）。

Figure 1.  Visual rating scale for sweet potato diseases

记录各级别病薯数与总薯块数，计算病情指数等指标。计算公式如下：

在定植58 d后，采集试验小区的根组织样本以统计线虫数量。每小区采用“W”形布点法，用铁锹挖取植株根部土壤，深度为0～20 cm。将整株根系小心取出后，统一采集所有侧根和须根，并轻轻抖落其上的大块土壤。混合每小区收集的根样后，称取30 g鲜质量用于线虫分离并在实验室体式显微镜下（OLYMPUS SZ2-ILST，日本）进行计数统计。

原始数据利用Microsoft Excel 2021 软件进行数据统计，利用SPSS17.0软件单因素方差（ANOVA）进行单因素方差分析，利用Duncan's新复极差测验法对不同处理进行差异显著性检验。

从图2可知，定植后58 d，对照（CK）的红薯根部出现大量根结现象，主根及侧根上均有明显的瘤状物，根系膨大不均，感染严重，根结线虫危害显著；而处理1根部的根结数量较CK明显减少，根系较为整齐，虽然仍有少量瘤状物出现，但整体感染程度较低，表现出一定的防治效果；处理2的红薯根系发育良好，几乎无明显根结症状，根部饱满、分布均匀。从表2可知，与对照相比，处理1和处理2均显著降低了病株率和病情指数，提高了防治效果（P < 0.05）。其中，处理2的病株率为40.00%，病情指数仅为4.20%，防治效果显著优于处理1（P < 0.05）。

Figure 2.  Growth performance of sweet potato across experimental treatments at 58 days after transplanting（DAT）

由图3可见，定植77 d后对照组（CK）中甘薯块根数量明显较少，且多表现为短小、畸形和不规则膨大，表皮处密布大小不等的圆形或不规则形瘤状凸起，说明根结线虫侵染严重；处理1的薯块数目和体积均有所提升，块根形态较规整，根部瘤状物显著减少，但侧根上仍具有出现许多形状大小不一的根结；处理2的块根发育最为良好，数量多、形态饱满、无明显虫瘿、生长发育状态良好。从表3可知，各处理在降低病害发生率和病情指数方面表现不同，CK病害率为100%，病情指数高达77.78%，处理1其防治效果为71.30%，病薯率依然高达86.35%，病情指数为22.22%，说明其虽在一定程度上抑制了根结线虫的危害，但整体效果较为有限。而处理2却达到了88.08%的防治效果，病害率和病情指数分别降至46.67%和9.21%，显著优于处理1（P < 0.05）。

Figure 3.  Growth performance of sweet potato across experimental treatments at 77 days after transplanting（DAT）

通过显微镜观察展示了甘薯根结线虫的不同发育阶段个体的形态特征（图4）。从左到右依次是（a）雄虫，体型细长呈螺旋状，为线虫成虫的雄性形态；（b）雌虫，体形梨状或球形，体壁较厚，体型明显大于雄虫；（c）卵块，附着于寄主根部组织表面，可见多个卵粒聚集在胶状物中，红圈及红色箭头标注处所示为典型卵块结构。

Figure 4.  Microscopic features of Meloidogyne spp. in sweet potato roots

在定植58 d后，分别统计了对照组（CK）与2种处理方式（处理1,处理2）下的线虫数量（图5）。CK处理的平均线虫数平均为250头·g⁻¹，显著高于处理1（平均132.0头·g⁻¹）和处理2（平均9.0头·g⁻¹）。其中，处理2的根结线虫数量降幅最为显著，较CK减少了约96.4%，而处理1则减少了约47.1%。

Figure 5.  Nematode population counts in sweet potato tubers across experimental treatments at 58 DAT

本研究通过田间药效试验比较了噻唑膦和三氟吡啶胺（克来傲）对甘薯根结线虫病的防治效果。结果表明，2种药剂均能显著降低甘薯根结线虫的病情指数和病薯率，但三氟吡啶胺的防效明显优于噻唑膦，表现出更高的线虫抑制能力和更好的植株保护效果。

噻唑膦作为有机磷类杀线虫剂，主要通过抑制线虫乙酰胆碱酯酶活性干扰其神经传导，从而导致线虫麻痹和死亡。但是，噻唑膦自20世纪末就开始在中国广泛使用，作为一种“老牌”杀线虫剂，其大面积、高频次的田间使用已导致部分地区根结线虫产生不同程度的抗药性，从而显著降低了其田间实际防效^[12]。杨雪婷^[13]的研究结果显示，海南省乐东、澄迈等地的根结线虫种群对20%噻唑膦水乳剂已出现中高水平的抗药性，尤其是长期种植豇豆（Vigna unguiculata）、辣椒（Capsicum annuum）、哈密瓜（Cucumis melo）的区域，抗性倍数最高可达38.5倍。吴青松^[14] 的研究表明，田间采集的南方根结线虫（M. incognita）抗性种群对噻唑膦的耐受力强，其抗性倍数是敏感种群的2.74倍，并且相较于敏感种群，抗性种群的AChE比活力降低，减少了噻唑膦对线虫神经系统的抑制作用。此外，Fujikawa等^[15]的研究也证实，在连续使用噻唑膦的农田中，南方根结线虫（M. incognita）对噻唑膦的敏感性显著下降，抗性种群的AChE活性是敏感种群的33倍。本试验中，噻唑膦处理区在58 d和77 d时的病情指数分别为13.97%和22.22%，防治效果分别为80.58%和71.30%，虽表现出一定的防效，但仍无法实现对根结线虫的根本控制，可能与田间长期使用噻唑膦后，线虫产生了抗药性有关。

三氟吡啶胺，又称环丁氟菌胺、环丁氟胺等，英文通用名cyclobutrifluram。三氟吡啶胺是继拜耳开发的氟吡菌酰胺后，先正达2013年发现、2023年登记上市的又一款SDHI类杀菌/杀线虫剂^[16]。其作用机制是通过抑制线虫线粒体的琥珀酸脱氢酶（SDH），破坏线虫能量代谢和呼吸作用，抑制 ATP 生成，使幼虫麻痹、耗尽细胞能量，并抑制虫卵孵化^[17]。本研究中，三氟吡啶胺处理区的病情指数在58 d和77 d时，分别为4.20%和9.21%，防治效果分别达93.82%和88.08%，显著优于噻唑膦处理区（P < 0.05）。同时，其处理区线虫密度显著下降，较对照下降96%以上，表明该药剂在田间具有极强的杀线虫活性。与陈昆圆等^[18]在甘薯茎线虫病田间试验结果类似：用药后45 d，45%三氟吡啶胺不同质量浓度处理虫口减退率均超过57.80%，高于5%噻唑膦不同质量浓度处理的虫口减退率（41.90%）。此外，刘坤等^[19]在南方根结线虫（M. incognita）田间药效对比中也证实，三氟吡啶胺在不同试验地块下均保持较高且稳定的防效，三氟吡啶胺施药后30 d的平均防效达81.3%，显著优于噻唑膦（68.5%）、氟噻唑啉（66.4%）和阿维菌素（59.8%）处理。

尽管三氟吡啶胺表现出优异的防治效果，但其经济可行性仍需综合评估。目前，其三氟吡啶胺单次公顷成本（约2700元）显著高于噻唑膦（约1800元）。然而，其卓越的持效性可能减少生长季内的施药次数，并从提升防效（较噻唑膦高约15%～20%）和薯块商品率中获得补偿效益。环境安全性方面，先正达评估资料及近期研究均表明，其在推荐剂量下对蚯蚓等非靶标土壤生物和蜜蜂毒性低，生态安全性良好^[20]。建议结合区域性种植模式，进一步开展详细的成本效益分析，以确定其最佳应用策略。

综上所述，450 g·L⁻¹三氟吡啶胺在抑制线虫数量、降低病情指数、减轻根部损伤等方面均优于30%噻唑膦，是防治甘薯根结线虫病的理想药剂。而且三氟吡啶胺不仅在甘薯及多种作物上对根结线虫和茎线虫均表现出优异的田间效果，同时在不同地区和施药条件下具有良好的稳定性和可重复性。其与传统杀线虫剂在作用机制上差异明显，不存在交互抗性，适合作为轮换用药或替代产品推广应用，特别适用于当前线虫抗性加剧的背景下构建绿色、高效的综合防控体系。未来应进一步探索其与有机肥、生防菌剂等手段的协同增效机制，构建更加可持续的甘薯根结线虫绿色防控体系。