湯忠琴，尚 靜，張 磊，陳元?jiǎng)P，常小麗，杜俊波，雍太文，武曉玲，余 靚，曾淑華，孔凡磊，張 敏，楊文鈺

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/帶狀復(fù)合種植工程技術(shù)研究中心/四川省作物重大病害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 611130）

禾本科與豆科植物復(fù)合種植模式在全世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用[1]。復(fù)合種植是中國(guó)農(nóng)業(yè)的傳統(tǒng)種植模式，而中國(guó)西南地區(qū)為典型的旱作多熟農(nóng)業(yè)區(qū)，旱地面積比重大，復(fù)種程度高，其中玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式是在傳統(tǒng)復(fù)合種植基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)調(diào)整的種植模式，是我國(guó)西南、華南復(fù)合種植的重要代表模式[2]。目前玉米大豆行比配置2∶2和2∶3為主推模式[3]，其他的玉米大豆行比配置如 2∶4，2∶6 等在實(shí)際生產(chǎn)中也有種植，但仍在探索階段[4]，期望找到更優(yōu)的田間配置。早期研究表明，玉米-大豆套種模式具有良好生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益[1]，目前為全國(guó)主推技術(shù)。復(fù)合種植增加了種間關(guān)系的異質(zhì)性，改變了田間小氣候，直接影響了田間病蟲(chóng)害的發(fā)生，相對(duì)于凈作田，大豆害蟲(chóng)種群數(shù)量及危害程度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變[5]，一般隨著農(nóng)田生物多樣性的增加，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加，明顯降低嚴(yán)重蟲(chóng)害爆發(fā)的可能性[6]。

大豆害蟲(chóng)主要有斜紋夜蛾（Spodoptera litura Fabricius），大豆高隆象（Ergania doriae yunnanus），大豆蚜（Aphis glycines Matsmura）等[7-9]，其中蚜蟲(chóng)（Aphidoidea）是病毒的重要傳播介體，嚴(yán)重影響大豆產(chǎn)量[10]。蝸牛（Bradybaenasimilaris Ferussac）和湖北釘螺（Oncomelania hupensis）也是大豆上的重要有害生物[11]。復(fù)合種植模式下蟲(chóng)害調(diào)查的研究較多，前人研究表明玉米-大豆復(fù)合種植能顯著降低玉米象甲（Sitophilus zeamais Motschulsky）、卷葉蟲(chóng)（Nacoleiavulgalis）、菜豆蛇潛蠅（Ophiomyia phaseoli）的危害[12-13]。但是針對(duì)玉米-大豆復(fù)合種植下大豆蟲(chóng)害的調(diào)查研究相對(duì)較少，尤其對(duì)玉米和大豆不同田間配置中蟲(chóng)害種群分布缺乏系統(tǒng)性研究。本文針對(duì)玉米-大豆復(fù)合種植中不同田間配置的主要大豆害蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查，明確凈作與各種套作模式下大豆害蟲(chóng)種群分布的差異，尋找控害效果最佳的田間配置，為蟲(chóng)害綜合防治技術(shù)的擬定提供一定的理論依據(jù)，最終為復(fù)合種植模式的大面積推廣提供技術(shù)保障。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在四川省作物帶狀復(fù)合種植工程技術(shù)研究中心科研基地進(jìn)行，試驗(yàn)地共3塊，每塊面積約為22 200 m2。玉米品種為川單418，于2017年3月28日種植；大豆品種為南豆12，于6月17日種植。以凈作大豆為對(duì)照（CK），設(shè)置2行玉米，間隔2行，3行，4行或者6行大豆，分別為處理1、處理2、處理3、處理4或處理5（見(jiàn)表1），玉米種植密度為60 000株/hm2，大豆種植密度為150 000株/hm2，其中玉米和大豆各自的行距均為40 cm，玉米和大豆間距為60 cm，不同行比配置的密度通過(guò)穴距來(lái)調(diào)整（見(jiàn)圖 1）。

表1 總體害蟲(chóng)數(shù)量與植株被害情況Table1 The number of insect pests and plant damage

圖1 不同田間配置示意圖Figure1 Different field configuration diagram

1.2 大豆主要害蟲(chóng)的蟲(chóng)情調(diào)查方法

2017年8月下旬至9月上旬進(jìn)行調(diào)查。對(duì)于套作大豆田塊所有害蟲(chóng)采用平行線式取樣。對(duì)于凈作大豆田塊斜紋夜蛾幼蟲(chóng)、高隆象成蟲(chóng)、二條葉甲（Paraluperodes suturalis nigrobilineatus Motsehulsky）、蝗蟲(chóng)（Locusta migratoria）、綠蝽（Nezara）、緣蝽（Coreidae）、蝸牛和釘螺等采用5點(diǎn)取樣法；蚜蟲(chóng)采用Z形取樣法進(jìn)行調(diào)查[14]，計(jì)算公式如下：

1.3 大豆形態(tài)學(xué)指標(biāo)測(cè)定方法

對(duì)大豆植株的株高、冠層長(zhǎng)寬以及葉片的長(zhǎng)寬進(jìn)行測(cè)定，株高測(cè)定從地面到植株最高處的垂直距離；選擇植株最大冠層處進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)定，然后再測(cè)定同一水平面與之相垂直的冠層寬度；葉片的長(zhǎng)寬分別測(cè)定大豆單葉最長(zhǎng)與最寬處的長(zhǎng)度。葉片厚度利用葉片厚度儀（上海高致精密儀器有限公司）進(jìn)行測(cè)定。計(jì)算公式如下：

1.4 大豆與玉米產(chǎn)量的測(cè)定

玉米、大豆收獲時(shí)，每個(gè)處理的每個(gè)重復(fù)分別取10株玉米和20株大豆植株脫粒，曬干，稱重。

土地當(dāng)量比（LER）式中YIS和YIM分別為套作大豆和玉米產(chǎn)量（kg/hm2），YSS和YSM分別為單作大豆和玉米產(chǎn)量（kg/hm2）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，在SPSS20.0上采用單因素方差分析模型對(duì)不同配置下害蟲(chóng)數(shù)量及大豆植株長(zhǎng)勢(shì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，用新復(fù)極差法（Duncan法）差異顯著性來(lái)判定，P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

在玉米-大豆帶狀復(fù)合種植模式下，大豆主要害蟲(chóng)為斜紋夜蛾、大豆高隆象、二條葉甲、綠蝽、蝗蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)、蝸牛、釘螺等，其他的害蟲(chóng)還有緣蝽（Coreidae）、錨紋二星蝽（Stollia montivagus Distant）、草螽（Conocephalidae）、蛞蝓（Agriolimax agrestis Linnaeus）、薊馬（Thripidae）、飛虱（Delphacidae）、尺蠖（Geometridae）和造橋蟲(chóng)（Ascotis selenaria Schiffermüller et Denis）等。天敵昆蟲(chóng)主要是肉食性瓢蟲(chóng)，另外還有草蛉（Chrysopidae）、蠼螋（Labidura riparia Pallas）、捕食性蜘蛛（Araneida）、食蚜蠅（Syrphidae）等。套作能減輕害蟲(chóng)的危害程度，有蟲(chóng)株率和被害株率都顯著低于凈作，且不同的玉米大豆行比也存在顯著的差異，有蟲(chóng)株率和被害株率都是行比配置 2∶4＞2∶3＞2∶2＞2∶6，即在行比配置2∶6 時(shí)，蟲(chóng)害最輕，行比配置2∶2及2∶3時(shí)蟲(chóng)害次之（見(jiàn)表1）。在不同的種植模式下，幾種主要害蟲(chóng)的蟲(chóng)頭數(shù)與百株蟲(chóng)頭數(shù)如表2-4所示，所有害蟲(chóng)都是凈作的蟲(chóng)頭數(shù)和百株蟲(chóng)頭數(shù)最高。

2.1 不同田間配置下主要咀嚼式口器害蟲(chóng)的分布情況

在調(diào)查的害蟲(chóng)中，斜紋夜蛾幼蟲(chóng)、高隆象成蟲(chóng)、二條葉甲以及蝗蟲(chóng)具有咀嚼式口器。凈作與套作蟲(chóng)頭數(shù)區(qū)別最大的害蟲(chóng)為斜紋夜蛾，凈作模式下的蟲(chóng)頭數(shù)是套作模式下的至少7.37倍，在不同行比配置中2∶3的蟲(chóng)頭數(shù)最少，凈作模式下斜紋夜蛾的蟲(chóng)頭數(shù)是行比配置2∶3時(shí)的14倍。高隆象的蟲(chóng)頭數(shù)及百株蟲(chóng)頭數(shù)在行比配置2∶4、2∶6下差異不顯著，其中行比配制2∶4時(shí)蟲(chóng)頭數(shù)最少。凈作和行比配置2∶2的高隆象蟲(chóng)頭數(shù)顯著高于行比配置2∶4及2∶6。二條葉甲的蟲(chóng)頭數(shù)分別為凈作＞行比2∶3＞行比2∶6＞行比2∶2＞行比 2∶4，其中行比配置 2∶2、2∶4 時(shí)，100 株大豆植株上的二條葉甲蟲(chóng)頭數(shù)低于1頭，低于防治指標(biāo)。行比配置2∶4的百株大豆的蝗蟲(chóng)數(shù)低于1，該行比配置中蝗蟲(chóng)危害極?。ㄒ?jiàn)表2）。

2.2 不同田間配置下主要刺吸式口器害蟲(chóng)的分布情況

綠蝽、緣蝽以及蚜蟲(chóng)屬于半翅目，具有刺吸式口器。綠蝽除凈作和玉米大豆行比配置2∶2時(shí)百株蟲(chóng)頭數(shù)大于 1 外，其余行比配置 2∶3、2∶4 和 2∶6 都小于1，低于防治指標(biāo)，且凈作的蟲(chóng)頭數(shù)顯著高于套作。緣蝽的百株蟲(chóng)頭數(shù)除凈作大于1外，其余的蟲(chóng)頭數(shù)都小于 1，雖然行比配置 2∶4 與2∶2、2∶3 的蟲(chóng)頭數(shù)差異顯著，但除凈作外，不同行比配置的緣蝽蟲(chóng)頭數(shù)都低于防治指標(biāo)。凈作的蚜蟲(chóng)蟲(chóng)頭數(shù)顯著高于套作，百株蟲(chóng)頭數(shù)超過(guò) 100 頭，行比配置 2∶2、2∶4 和2∶6時(shí)蟲(chóng)頭數(shù)差異不顯著，但行比配置2∶3的蟲(chóng)頭數(shù)顯著低于其他配置（見(jiàn)表3）。

表2 咀嚼式口器害蟲(chóng)種群數(shù)量Table2 The numbers of insect pests with chewing mouthpart

表3 刺吸式口器害蟲(chóng)種群數(shù)量Table3 The numbers of insects with piercing-sucking mouthpart

2.3 不同田間配置下主要軟體動(dòng)物害蟲(chóng)的分布情況

凈作的蝸牛蟲(chóng)頭數(shù)分別是行比配置 2∶2、2∶3、2∶4及2∶6的6.06倍、2.97倍、4.33倍及4.54倍，且不同行比配置間差異顯著。釘螺的蟲(chóng)頭數(shù)凈作時(shí)最多，行比配置 2∶4時(shí)最少（見(jiàn)表4）。

2.4 不同田間配置下瓢蟲(chóng)及蚜蟲(chóng)數(shù)量變化關(guān)系

瓢蟲(chóng)的蟲(chóng)頭數(shù)凈作時(shí)最多，在不同行比配置下差異顯著，各個(gè)行比配置的蟲(chóng)頭數(shù)依次為2∶2＞2∶3＞2∶6＞2∶4，行比配置2∶4 的瓢蟲(chóng)百株蟲(chóng)頭數(shù)小于 1。各個(gè)行比配置下瓢蟲(chóng)和蚜蟲(chóng)的益害比均大于1∶200（見(jiàn)表5、圖 2）。

2.5 不同田間配置下大豆形態(tài)學(xué)指標(biāo)測(cè)定

玉米能顯著降低套作大豆的株高、冠層面積、葉片面積和葉片厚度，都為凈作時(shí)最大（見(jiàn)表5）。大豆株高在行比配置2∶3和2∶4時(shí)最接近凈作，且兩種配置間差異不顯著；冠層面積在行比配置2∶3時(shí)是套作中最大的。凈作的單葉葉片面積顯著高于套作，而套作不同行比配置間差異不顯著，其中行比配置2∶3時(shí)，葉片面積最大。葉片厚度在不同行比配置中隨著大豆行比的增加而增大，其中行比配置2∶4、2∶6 時(shí)差異不顯著。

表4 軟體動(dòng)物的種群數(shù)量Table4 The numbers of mollusk

表5 瓢蟲(chóng)蟲(chóng)頭數(shù)及益害比Table5 The numbers of ladybug and the ratio of natural enemy and pest

圖2 瓢蟲(chóng)蟲(chóng)頭數(shù)及蚜蟲(chóng)蟲(chóng)頭數(shù)Figure2 The number of ladybug and aphid

2.6 不同田間配置對(duì)玉米、大豆產(chǎn)量的影響

大豆產(chǎn)量在行比配置2∶4時(shí)最接近凈作，玉米產(chǎn)量在行比配置2∶4及2∶3時(shí)僅次于玉米凈作。土地當(dāng)量比和經(jīng)濟(jì)收益都在行比配置2∶4時(shí)最高，行比配置 2∶3 次之（見(jiàn)表6）。

表6 大豆形態(tài)特征Table6 The morphological characteristics of soybean

3 討論與結(jié)論

根據(jù)以上結(jié)果可以得出，活動(dòng)能力強(qiáng)的二條葉甲、緣蝽、綠蝽、蚜蟲(chóng)和蝗蟲(chóng)的蟲(chóng)頭數(shù)在行比配置2∶4或者2∶3時(shí)最少?；顒?dòng)能力較弱的斜紋夜蛾幼蟲(chóng)、高隆象成蟲(chóng)、蝸牛和釘螺，除了蝸牛和斜紋夜蛾分別在行比配置2∶2、2∶3時(shí)數(shù)量最少外，其余兩種有害生物在行比配置2∶4時(shí)數(shù)量最少。在所有行比配置中，玉米大豆行比配置2∶3和2∶4時(shí)控害效果最好。前人研究表明[18]，玉米-大豆套作明顯降低日本金龜子（Popillia japanica）和墨西哥豆瓢蟲(chóng)（Epilachna varivesti）對(duì)大豆的危害，玉米的阻隔降低了這兩種害蟲(chóng)的危害。玉米-大豆套作可降低大豆田棉鈴蟲(chóng)（Helicoverpa armigera Hubner）、蝸牛、蚜蟲(chóng)的發(fā)生率，增加天敵瓢蟲(chóng)、草蛉的數(shù)量[19]，也可以減輕玉米蛀莖蛾類的危害，提高玉米的產(chǎn)量[20]。在玉米-大豆套作體系中，白蟻（Microtermes spp.）的數(shù)量明顯低于凈作，天敵的數(shù)量明顯高于凈作，對(duì)玉米的危害也明顯低于玉米凈作[21]。

復(fù)合種植對(duì)害蟲(chóng)的影響機(jī)制很大程度上取決于害蟲(chóng)的生物學(xué)特征和行為反應(yīng)。目前有7種假說(shuō)來(lái)解釋復(fù)合種植中害蟲(chóng)數(shù)量減少的原因[22]。物理阻隔假說(shuō)認(rèn)為高稈作物玉米是害蟲(chóng)的非寄主植物，影響了大豆上害蟲(chóng)的視覺(jué)定向和田間擴(kuò)散，我們的研究表明在行比配置為2∶3和2∶4時(shí)，害蟲(chóng)數(shù)量最少，高位作物玉米阻隔了害蟲(chóng)擴(kuò)散，降低害蟲(chóng)數(shù)量。視動(dòng)反應(yīng)假說(shuō)則認(rèn)為害蟲(chóng)在飛行過(guò)程中的降落由視覺(jué)刺激決定，通常是對(duì)綠色的反應(yīng)；在玉米的生育后期，玉米葉片的顏色轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色，蚜蟲(chóng)對(duì)黃色具趨性、綠色次之[23]，本文研究中所有行比配置蚜蟲(chóng)數(shù)量均低于凈作，蚜蟲(chóng)在行比配置2∶3時(shí)數(shù)量最低。玉米與大豆形成視覺(jué)競(jìng)爭(zhēng)，是影響蚜蟲(chóng)分布的主要因素。寄主氣味掩蓋假說(shuō)和驅(qū)避性化學(xué)物質(zhì)假說(shuō)認(rèn)為非寄主植物的氣味能夠掩蓋寄主植物的氣味，干擾害蟲(chóng)取食[24]，趨避害蟲(chóng)[25]，本文研究中，大豆上絕大多數(shù)害蟲(chóng)對(duì)大豆葉的氣味敏感[26]，非寄主玉米的氣味干擾了大豆害蟲(chóng)對(duì)大豆的識(shí)別，導(dǎo)致所有行比配置中害蟲(chóng)數(shù)量相較凈作下降。根據(jù)植物氣味組成改變假說(shuō)，套作大豆可能從土壤里吸收一些自身不能合成的化學(xué)物質(zhì)，影響害蟲(chóng)的數(shù)量。根據(jù)資源密度假說(shuō)，斜紋夜蛾喜歡分布在大豆較為密集的凈作模式中，夜蛾數(shù)量?jī)糇髂Ｊ绞菑?fù)合種植模式的7倍以上，而套作大豆沒(méi)有成片的寄主植物分布，夜蛾很難在寄主上著落、停留和繁育[27]。

復(fù)合種植田中害蟲(chóng)的寄生性天敵和捕食性天敵數(shù)量更多[22]。作物多樣性可增加天敵群落的數(shù)量、豐富度及多樣性[28]，玉米和大豆間作和同穴種植田塊有利于大豆害蟲(chóng)的捕食性天敵的棲息、取食和繁衍，增強(qiáng)控害作用[5，29]。玉米大豆套作下，瓢蟲(chóng)類的天敵數(shù)量增加[13]，這表明作物種類也會(huì)影響天敵的分布和數(shù)量。本研究中，行比配置為2∶4時(shí)瓢蟲(chóng)和蚜蟲(chóng)益害比最低，而行比配置2∶2時(shí)益害比最高，且行比配置2∶3與凈作的益害比接近。當(dāng)行比配置2∶3時(shí)，蚜蟲(chóng)數(shù)最低，對(duì)蚜蟲(chóng)的控制效果最好。益害比為1∶700時(shí)的控蚜效果可以達(dá)到99.75%[30]，所有的種植模式中益害比均高于1∶700，因此異色瓢蟲(chóng)能夠有效控制大豆蚜蟲(chóng)數(shù)量。

復(fù)合種植可改變系統(tǒng)內(nèi)部溫度、增大濕度、光分布，直接影響害蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育[31]。在玉米-大豆套作模式下，低位作物大豆株型發(fā)生改變，所有行比配置的大豆株高、冠層面積和單片葉面積均低于凈作。斜紋夜蛾幼蟲(chóng)和象蟲(chóng)具避光性[32]，蝽類害蟲(chóng)具趨嫩、喜光習(xí)性[33]，凈作大豆冠層面積最大，株型較大，相比套作，凈作大豆可以提供蔭蔽環(huán)境，有利于害蟲(chóng)繁殖。行比配置2∶3或2∶4時(shí)大豆株型最接近凈作，產(chǎn)量?jī)H次于凈作，土地當(dāng)量比最高，且阻隔效應(yīng)好，害蟲(chóng)數(shù)量最低。綜合考慮，玉米和大豆行比配置2∶3及2∶4時(shí)，害蟲(chóng)防控效果最好，且大豆能夠保持較好的生長(zhǎng)發(fā)育狀態(tài)，在復(fù)合種植技術(shù)中，以上兩種行比可作為優(yōu)選田間配置進(jìn)行推廣。