馬建華，趙紫華，張 蓉

(1.寧夏農(nóng)林科學研究院植物保護研究所，寧夏 銀川 750002； 2.中國農(nóng)業(yè)大學植物保護學院昆蟲系，北京 100193)

品種混播對苜蓿產(chǎn)量及主要害蟲種群密度的調(diào)控

馬建華1，趙紫華2，張 蓉1

(1.寧夏農(nóng)林科學研究院植物保護研究所，寧夏 銀川 750002； 2.中國農(nóng)業(yè)大學植物保護學院昆蟲系，北京 100193)

近年來隨著寧夏苜蓿(Medicagosativa)產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展，病蟲害日趨嚴重，采用綠色可持續(xù)方法進行苜蓿害蟲生態(tài)調(diào)控是目前研究的熱點。本研究選擇6個苜蓿品種，通過設(shè)計單播和混播的不同試驗處理(單播、兩品種混播和三品種混播)探索研究苜蓿品種播種方式對苜蓿害蟲及天敵種群的影響。結(jié)果表明，苜蓿多品種混播能夠顯著降低蚜蟲(Aphidoidea)的種群數(shù)量，皇冠和德寶兩個品種混種蚜蟲種群密度最低，為149頭·10復(fù)網(wǎng)-1，品種WL343HQ單播苜蓿田蚜蟲種群密度最高，為823頭·10復(fù)網(wǎng)-1，同時多品種混播能夠顯著提高天敵瓢蟲的種群數(shù)量(P<0.05)，但不同試驗處理間苜蓿薊馬(Thripidae)的種群密度差異不顯著(P>0.05)。本研究結(jié)果可為建立新的苜蓿種植模式提供重要的試驗依據(jù)，為苜蓿害蟲綜合治理提供重要的參考和技術(shù)支撐。

蚜蟲；薊馬；天敵；群落

苜蓿(Medicago)被譽為“牧草之王”[1]，具有良好的營養(yǎng)價值和飼草轉(zhuǎn)化率，同時還具有固氮和改良土壤的作用，在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境改善方面發(fā)揮著重要的作用。苜蓿在寧夏廣泛種植，已經(jīng)發(fā)展成為該地區(qū)重要的優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)。但在苜蓿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中存在很多的問題，苜蓿具有獨特的營養(yǎng)價值，同時也是許多農(nóng)業(yè)害蟲偏愛的寄主，病蟲害種類非常豐富[2-3]，近幾年來害蟲種群發(fā)生逐年加重，主要依靠化學農(nóng)藥防治，由于防治不當或農(nóng)藥過量使用而造成的農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染問題層出不窮，甚至造成了草產(chǎn)品質(zhì)量的整體下降和天敵昆蟲的種群數(shù)量下降。目前對苜蓿害蟲的防治措施主要有農(nóng)業(yè)防治和化學防治，采用綠色的生物防治和生境管理只能在一定程度上減緩危害，且防治效果較慢；化學藥劑防治能夠迅速殺滅害蟲，在短期內(nèi)起到良好的效果，但潛在的威脅較大，對環(huán)境造成了巨大的壓力[4-8]。近年來，不少研究發(fā)現(xiàn)作物的遺傳多樣性能夠有效控制害蟲種群，作物品種混播是其中的一項重要技術(shù)[8-9]，通過品種混播來防治苜蓿病蟲害是目前國內(nèi)外關(guān)注的熱點問題，通過合理運用多品種混合栽培管理措施提高抗蟲能力也是一個重要害蟲生態(tài)調(diào)控領(lǐng)域[9-16]。另外，選育抗性品種也是實現(xiàn)害蟲種群綠色防控的重要措施。本研究對前期試驗篩選出的6個在寧夏灌溉地抗性表現(xiàn)較好的苜蓿主栽品種采用單播、混播種植后，探討苜蓿地主要害蟲種群數(shù)量的變化情況，以苜蓿地害蟲綜合治理為基礎(chǔ)，篩選出不同品種的栽培模式，旨為苜蓿害蟲綜合治理提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系核心試驗區(qū)寧夏農(nóng)墾茂盛草業(yè)有限公司苜?；?。地理位置為106°03′ E，38°33′ N，海拔1 135 m，年平均氣溫8.5 ℃，年平均降水量在180～200 mm，蒸發(fā)量為2 250 mm，干燥度為4.5，晝夜溫差大，日照時數(shù)2 910.8 h，日照百分率65.5%。≥10 ℃的有效年積溫3 765 ℃·d，農(nóng)作物生長季200 d以上，苜蓿種植可收獲4茬；土壤為熟化的淡灰鈣土，土壤(0-20 cm)pH 8.21，全鹽含量為0.76 g·kg-1，有機質(zhì)為14.6 g·kg-1，速效氮含量為80 mg·kg-1，速效磷含量為8.2 mg·kg-1，速效鉀含量為135 mg·kg-1。

6個供試苜蓿品種為選擇WL343HQ(V1)、皇冠(V2)、阿迪娜(V3)、DS310FY(V4)、德寶(V5)和三得利(V6)，其中WL343HQ、皇冠、阿迪娜為抗薊馬品種，DS310FY、德寶和三得利為感薊馬品種，WL343HQ、阿迪娜與德寶為抗蚜品種，皇冠、DS310FY和三得利為感蚜品種。試驗進行單播、兩個品種混播和3個品種混播試驗，共18個處理，其中每個品種均進行單播，6個處理；兩個品種混播設(shè)置8個處理，主要是感蟲品種與抗蟲品種的混播，分別為V1V2、V1V3、V1V4、V2V3、V2V4、V3V4、V5V6、V2V5；3個品種混播設(shè)置4個處理，同樣是感蟲品種和抗蟲品種的混播，分別為V1V2V3、V1V2V4、V1V3V4、V2V3V4。每個處理小區(qū)面積15 m×8 m，每個小區(qū)之間設(shè)1.2 m的隔離帶(表1)，每個小區(qū)的播種量為0.27 kg(播種量1.5 kg·667 m-2)。定期調(diào)查苜蓿害蟲及天敵的種群密度。

1.2 調(diào)查內(nèi)容及方法

每年從5月份開始，7月底結(jié)束，每15 d進行一次標本采集，依不同害蟲生活習性和為害特點采取不同的取樣方法和調(diào)查方法。

網(wǎng)捕法：在每個小區(qū)選擇10 m2作為調(diào)查樣地，采用網(wǎng)捕法，每樣地設(shè)100單網(wǎng)，走“Z”型，捕蟲網(wǎng)在近地表植被層頂端從右向左橫掃，統(tǒng)計網(wǎng)內(nèi)昆蟲的種類和數(shù)量，裝入毒瓶帶回實驗室進行種類鑒定；如調(diào)查天敵瓢蟲等。

表1 苜蓿品種及來源Table 1 Alfalfa varieties and source in this sutdy

拍板法：五點取樣法，每點隨機選20個枝條，將瓷盤放入到枝條下面，用力拍打枝條，使昆蟲調(diào)落到瓷盤上，統(tǒng)計瓷盤上的昆蟲種類和數(shù)量，計算百枝條蟲量，如調(diào)查蚜蟲和薊馬[17]。

1.3 分析方法

方差分析(ANOVA)使用Duncan法對苜?；觳ヌ幚砗οx的發(fā)生情況進行多重比較，并進行Tukey顯著性檢驗。統(tǒng)計分析前對害蟲種群密度進行取對數(shù)以符合正態(tài)分布，對不同混種模式下害蟲種群密度進行單因素線性回歸分析，本試驗中不加提示的統(tǒng)計分析的顯著性水平(P)全部為0.05。以上數(shù)據(jù)處理分析及作圖均采用Microsoft Office Excel與SAS 8.2(Statistics Analysis System 8.2，SAS Institute Inc.)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同混播處理對苜蓿主要害蟲及天敵種群數(shù)量的影響

苜蓿田主要天敵為瓢蟲類[多異瓢蟲(Hippodamiavariegata)、七星瓢蟲(Coccinellaseptempunctata)、龜紋瓢蟲(Propyleajaponica)]、中華草蛉(Chrysopasinica)、黑點食蚜盲蝽(Deraeocorispunctulatus)、小姬獵蝽(Nabismimoferus)和蜘蛛類，其中以多異瓢蟲為優(yōu)勢天敵。蚜蟲以苜蓿無網(wǎng)長管蚜(Acyrthosiphonrondoi)、豌豆無網(wǎng)長管蚜(Acyrthosiphonpisum)和苜蓿斑蚜(Therioaphistrifolii)為主，薊馬以牛角花齒薊馬(Odontothripsloti)為優(yōu)勢種類。

試驗地苜蓿主要害蟲種群為害高峰期出現(xiàn)在6月下旬，苜蓿蚜蟲種群數(shù)量最低的為V2V5處理，種群密度為149頭·10復(fù)網(wǎng)-1；種群數(shù)量最高的為V1處理，種群密度為823頭·10復(fù)網(wǎng)-1(圖1)。蚜蟲種群數(shù)量低于300頭·10復(fù)網(wǎng)-1的處理為V1V2V4、V2V3V4、V5V6、V3V4、V1V3V4、V2V5V3。經(jīng)單因素方差分析，單播與混播處理間差異顯著。多品種苜?；觳ズ笱料x種群密度顯著低于單播(F2,17=16.72，P<0.001)，單播蚜蟲發(fā)生最輕的為V3，但種群數(shù)量也高達526頭·10復(fù)網(wǎng)-1?；觳パ料x發(fā)生最重的小區(qū)為V1V2，種群密度為629頭·10復(fù)網(wǎng)-1(圖1)。

苜蓿薊馬種群密度最低的為V2V3處理，蟲量7頭·10復(fù)網(wǎng)-1；最高的V1V2V4處理，蟲量39頭·10復(fù)網(wǎng)-1。薊馬與蚜蟲種群發(fā)生情況正好相反，混播后苜蓿薊馬種群密度顯著大于單播。盲蝽與薊馬的發(fā)生情況比較類似，不同處理間的種群密度無顯著差異(F2,15=1.05，P=0.37)(圖1)。

不同處理間苜蓿蚜蟲全年平均種群數(shù)量(圖2)，以處理V4的最高，為338頭·10復(fù)網(wǎng)-1，V2V5、V5V6相對較低，單播苜蓿田蚜蟲種群密度顯著高于混播苜蓿田(F2,15=18.34，P<0.001)。苜蓿薊馬發(fā)生與高峰期時情況相同，混播后苜蓿薊馬全年平均發(fā)生程度整體略重于單播。盲蝽與苜蓿薊馬的發(fā)生情況類似，相對于單播條件，混播條件下盲蝽的種群密度較高(圖2)。

圖1 不同混播處理條件下苜蓿害蟲與天敵最高種群密度Fig. 1 Peak population density of pests and natural enemies on alfalfa grown under different sowing treatments

注：V1、V2、V3、V4、V5和V6分別表示W(wǎng)L343HQ、皇冠、阿迪娜、DS310FY、德寶和三得利。下同。

Note： V1, V2, V3, V4, V5and V6indicate WL343HQ, Crown, Adrenalin, DS310FY, Derby, and Santory, respectively; similarly for the following figures.

圖2 不同混播處理條件下苜蓿害蟲與天敵平均種群密度Fig. 2 Mean population density of pests and natural enemies on alfalfa grown under different treatments

圖3 不同混播處理條件下苜蓿害蟲與天敵種群動態(tài) Fig. 3 Population dynamics of pests and natural enemies on alfalfa grown under different sowing treatments

天敵瓢蟲種群數(shù)量最高的為V2V3處理，蟲量為12頭·10復(fù)網(wǎng)-1；最低的V6處理，蟲量為6頭·10復(fù)網(wǎng)-1(圖2)。苜蓿田害蟲高峰期時，6月底，混播后瓢蟲種群數(shù)量整體比單播高(圖3)，其中7月6日調(diào)查顯示，3種苜蓿品種混播條件下瓢蟲種群密度最高，單作條件下瓢蟲種群密度最低，差異顯著(F2,15=5.19，P=0.019)(圖3)。

根據(jù)害蟲的種群消長曲線，混播苜蓿能夠顯著降低蚜蟲的種群密度(圖3)；薊馬正好相反，3個品種的苜蓿小區(qū)中薊馬種群密度最高，而單個品種的苜蓿品種中薊馬種群密度最低；盲蝽與薊馬類似，混播條件能夠顯著促進盲蝽的種群數(shù)量；瓢蟲的種群變化差異很大，不同時期內(nèi)瓢蟲的種群分布差異很大，與苜蓿品種種植模式并沒有明顯相關(guān)性(圖3)。

不同抗蟲性苜?；觳ネ瑔尾ハ啾?圖4)，混播可有效降低苜蓿蚜蟲種群數(shù)量，同時有利于天敵瓢蟲的發(fā)生，尤其是品種V2(R)和V5(S)混播，V3(S)和V4(S)混播、V5(S)和V6(R)混播，可有效控制苜蓿蚜蟲的發(fā)生，并具有增產(chǎn)效果。由于田間苜蓿薊馬種群數(shù)量較低，最高僅為39頭·10復(fù)網(wǎng)-1，各處理間差異不顯著。

2.2 不同處理對苜蓿頭茬產(chǎn)量的影響

圖4 不同混播方式豌豆蚜田間空間分布模擬Fig. 4 Spatial distribution of alfalfa aphids in monoculture and mixture-sown fields

圖5 不同混播處理的頭茬苜蓿產(chǎn)量比較Fig. 5 Alfalfa yield of first cutting under different sowing treatments

頭茬苜蓿鮮產(chǎn)量最高的為V3V4處理，為2 742g·m-2；最低的為V1V4處理，產(chǎn)量為1 895 g·m-2。產(chǎn)量從高到低依次為V3V4、V2V4、V2V5、V2V3、V1V3V4、V1V2、V2V3V4、V1V2V4、V5V6、V3、V1V2V3、V1V3、V6、V1、V2、V5、V4、V1V4處理(圖5)。

3 討論與結(jié)論

混播后苜蓿蚜蟲發(fā)生程度整體輕于單播，苜蓿薊馬發(fā)生在單播與混播的苜蓿田中則沒有顯著差異?；觳ツ軌蚪档秃οx種群發(fā)生在其他的作物系統(tǒng)中也同樣得到了證實，例如水稻(Oryzasativa)混播能夠顯著降低稻瘟病的危害及傳播[18]。不同品種的小麥(Triticumaestivum)混播能夠有效的降低麥蚜的種群密度，有效提高生態(tài)系統(tǒng)的生物控害功能[19]。另外，間作技術(shù)用于控制農(nóng)業(yè)害蟲和保護自然天敵的研究非常普遍，例如小麥間作油菜(Brassicanapus)、小麥間作大蒜(Alliumsativum)，小麥間作苜蓿、小麥間作油葵(Helianthusannuus)等。間作能夠顯著增加天敵種類與數(shù)量，而且捕食性天敵與寄生性天敵的多樣性均有所增加。不同作物的品種混播同樣能夠增加天敵的生物防治效果，提高控害保益功能[20-21]。

品種混播實際上是增加了作物的遺傳多樣性，提高作物遺傳多樣性是增加農(nóng)田害蟲天敵多樣性的重要手段之一。較高的遺傳多樣性能夠改變昆蟲的行為學特征，從而干擾害蟲對寄主的尋找，并且干擾害蟲在田間的擴散以及遷移，同時，較高的植物多樣性能夠為天敵提供轉(zhuǎn)移寄主或更豐富的資源，從而為天敵種群的維持創(chuàng)造有利條件，提高生物防治效果[22-23]。目前，關(guān)于苜蓿品種對病蟲害的抗性研究主要集中在單一品種對害蟲的抗性上，而不同苜蓿品種混播對害蟲的抗性研究鮮有報道。本研究選擇在寧夏灌區(qū)表現(xiàn)較好的苜蓿品種，混播后對苜蓿害蟲進行控制研究，通過作物的種植結(jié)構(gòu)布局來達到對苜蓿主要害蟲的控制效果，是對苜蓿病蟲害防治的有益探索。今后將進一步加大研究力度，選擇一些國內(nèi)表現(xiàn)較好的苜蓿品種進行研究，為苜蓿種植模式調(diào)整及苜蓿產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供技術(shù)依據(jù)。這些研究在理論上能夠揭示農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中多品種混播調(diào)控害蟲種群的內(nèi)在機制，在實踐上也能充分利用生態(tài)調(diào)控技術(shù)提供探索害蟲種群控制的新途徑與新方法，最終實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

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Sowingamixtureofalfalfamodulatesthepopulationdensityofalfalfapests

Ma Jian-hua1, Zhao Zi-hua2, Zhang Rong1

(1.Institute of Plant Protection, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Yinchuan 750002, Ningxia, China;2.Department of Entomology, College of Plant Protection, China Agricultural University, Beijing 100193, China)

Alfalfa is an important forage crop, referred to as the “king of forage”. With the development of the alfalfa industry, pest damage in alfalfa fields had increased rapidly. Therefore, ecologically based pest management strategies have gained importance in habitat management. In the present study, six varieties of alfalfa were used in 18 treatments sowing either mixture or monoculture, which was aimed to determine the effects of mixture sowing of alfalfa on pest and natural enemies. The results showed that mixture sowing decreased the population density of aphids and enhanced the population density of lady beetles. The minimum population density in mixture sowing alfalfa was 149 individuals per straw, whereas the maximum population density in monoculture alfalfa was 823 individuals per straw. However, mixture sowing had no significant effects on thrips. These results provide important experiment data to support the development of the alfalfa industry and suggest planting patterns for integrated pest management.

aphids; thrip; natural enemy; community

Zhang Rong E-mail:yczhrnx@163.com

10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0018

馬建華,趙紫華,張蓉.品種混播對苜蓿產(chǎn)量及主要害蟲種群密度的調(diào)控.草業(yè)科學,2017,34(12)：2521-2527.

Ma J H,Zhao Z H,Zhang R.Sowing a mixture of alfalfa modulates the population density of alfalfa pests.Pratacultural Science，2017,34(12)：2521-2527.

S816;S551+.704.2

A

1001-0629(2017)12-2521-07

2017-01-07接受日期2017-11-21

國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系鹽池綜合試驗站(CARS-34)；寧夏回族自治區(qū)農(nóng)作物重大育種專項——苜蓿新品種選育(2014NYYZ03)

馬建華(1975-)，男，寧夏中寧人，副研究員，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治研究。E-mail:majianhua75@163.com

張蓉(1966-)，女，寧夏中衛(wèi)人，研究員，博士，主要從事農(nóng)業(yè)昆蟲與害蟲防治研究。E-mail:yczhrnx@163.com

(責任編輯 武艷培)