施磷对苜蓿抗蓟马的影响

张晓燕，王森山，李小龙，李亚娟，胡桂馨*（1.甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070；2.草业生态系统教育部重点实验室，中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070）



施磷对苜蓿抗蓟马的影响

张晓燕1，2，王森山1，2，李小龙1，2，李亚娟1，2，胡桂馨1，2*
（1.甘肃农业大学草业学院，甘肃 兰州 730070；2.草业生态系统教育部重点实验室，中－美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070）

为了明确施磷是否能有效提高苜蓿对蓟马的耐害性，以感蓟马苜蓿品种甘农3号和抗蓟马苜蓿品种甘农9号为材料，设0，6，12，18（P2O5）g/m2等4个磷水平，在大田蓟马为害高峰期，评价和测定了不同磷水平处理下苜蓿的受害指数、植株磷含量和农艺性状。结果表明，随着磷水平的升高，甘农3号和甘农9号植株的磷含量增加，受害指数均明显降低，株高、产量及叶片含水量增加，茎叶比下降；植株磷含量、叶片的含水量均与苜蓿的受害指数呈负相关关系，但第2茬植株磷含量与苜蓿的受害指数相关性不显著（P＞0.05），茎叶比与苜蓿的受害指数呈显著正相关关系（P＜0.05）。相同磷水平处理下，第1茬甘农9号的受害指数均显著低于甘农3号（P＜0.05）；第2茬在12（P2O5）g/m2和18（P2O5）g/m2处理下，甘农9号的受害指数与甘农3号差异不显著（P＞0.05）；施磷后甘农3号的受害指数均低于未施磷甘农9号的受害指数。磷元素可通过提高苜蓿生长性能来提高苜蓿对蓟马的耐害性；在大田条件下，通过施磷管理来提高感虫苜蓿品种对蓟马的耐害性是一种有效的措施；12（P2O5）g/m2是本试验中最经济有效的施肥量。

磷元素；紫花苜蓿；蓟马；农艺性状；耐害性

http://cyxb.lzu.edu.cn

张晓燕，王森山，李小龙，李亚娟，胡桂馨.施磷对苜蓿抗蓟马的影响.草业学报，2016，25（5）：102-108.

Z H A N G Xiao-Yan，W A N G Sen-Shan，LI Xiao-Long，LI Ya-Juan，H U G ui-Xin.Effects of phosphorus application on alfalfa resistance to thrips （T hripidae）.Acta Prataculturae Sinica，2016，25（5）：102-108.

紫花苜蓿（Medicagosativa）是重要的豆科牧草，但由于大面积连年种植，导致苜蓿病虫害严重发生［1］。在我国北方苜蓿主产区，以牛角花齿蓟马（Odontothripsloti）为优势种的蓟马类害虫危害最重，绝大部分苜蓿品种受害率在95%以上［2-3］。目前生产上主要是通过化学农药进行防治，但由于蓟马具有发育历期短、世代重叠严重、个体小、取食隐蔽、对杀虫剂极易产生抗药性等特点，单一的化学防治措施难以取得理想的控制效果［4］。相对于化学防治，通过土壤矿质元素调节植物的生长和生理状况，进而影响植食性昆虫的生长发育、繁殖和取食为害［5］，对于构建持续、稳定、健康、高产的农田生态系统和有害生物的可持续控制等方面具有重要的意义［6］。大多研究表明，施肥对植食性昆虫的寄主选择、存活和生长发育、生殖和种群动态等均有影响［7］。施肥可改变植物的生长速率，延迟或加速其生育期，改变植物表皮的厚度或硬度，从而影响昆虫对植物的取食［8］。磷元素是苜蓿生长必需的营养元素，施磷可以增加苜蓿叶片和茎枝数目，刺激苜蓿根的生长，从而增强其耐害性、抗寒性，加快返青速度［9］。目前，尚未见矿质元素对苜蓿抗蓟马的影响方面的报道。随着绿色可持续农业的发展，通过调控植物营养从而抑制病虫害的发生成为研究的热点［10］。本研究以西北地区广泛推广种植但对蓟马抗性较低的苜蓿品种甘农3号［4］和抗蓟马苜蓿品种甘农9号（2013年甘肃省牧草审定品种）为试验材料，在苜蓿大田蓟马为害高峰期（6月下旬至8月下旬）［11］，探索不同施磷水平、苜蓿受害指数和苜蓿产量三者之间的关系，为建立苜蓿高产稳产条件下的蓟马可持续控制提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区自然概况

试验于2014年5月－9月在甘肃农业大学兰州牧草试验站进行。试验站位于兰州市西北部，地处黄土高原西端，地理坐标为E 105°41′，N 34°05′。海拔1525 m，属温带半干旱大陆性气候，年降水量200～320 m m，年蒸发量1664 m m，年蒸发量是降水量的5.2～8.3倍。年均日照2770 h，年无霜期90～210 d。年均气温9.7℃，最热月平均气温29.1℃，最冷月平均气温－14.9℃，＞0℃的年积温3800℃，＞10℃的年积温3200℃。区内地势平坦，肥力均匀，土壤类型为黄绵土，黄土层较薄，土壤有机质含量0.84%，p H 7.5，土壤含盐量0.25%，有效氮95.05 m g/kg，有效磷7.32 m g/kg，有效钾182.8 m g/kg。

1.2 试验设计

试验所用甘农3号（M.sativa cv.Gannong N o.3）和甘农9号（M.sativa cv.Gannong N o.9）苜蓿品种均来自甘肃农业大学。

试验采用裂区区组排列，设3个大区，每个大区一半播种甘农3号，一半播种甘农9号；每个大区下设4个磷处理，分别为0，6，12，18（P2O5）g/m2，在本文中分别用P0、P6、P12、P18表示。钾素和氮素设1水平，分别为9 （K2O）g/m2和7.5（N）g/m2。试验所用钾肥为硫酸钾（含K 60%），磷肥为过磷酸钙（含P2O5大于12%），氮肥为国产的尿素（含N 46%）。施肥处理小区面积2 m×8 m。试验大区间土壤用宽60 cm 、厚3.5 m m的隔水板隔离，施肥处理小区用深40 cm 、厚3.5 m m的隔水板隔离，试验地四周用宽60 cm 、厚3.5 m m的隔水板隔离。于2014年5月6日整地、播种，播种前肥料按不同处理施入各处理小区并翻耕。条播苜蓿种子，行距30 cm ，甘农3号和甘农9号的种子播量分别为3.0和3.5 g/m2。

1.3 受害程度调查

于2014年7月8日和8月20日，分别在第1茬和第2茬苜蓿蕾期对两个苜蓿品种进行受害程度评价。每个肥料处理小区除去边际50 cm ，随机选取20株苜蓿，统计每株苜蓿上部20 cm 以内的叶片30个，叶片长度大于4 m m，分别统计其受害级别［12］，按下式计算其受害指数。

1.4 农艺性状测定

于2014年7月14日和8月26日苜蓿初花期，除去每个肥料处理小区边际50 cm ，测定苜蓿农艺性状，包括株高、产量、叶片含水量、茎叶比等。第2茬测定项目同第1茬。

株高：随机测量每个小区20株苜蓿植株的绝对高度。

产量：每个小区每个品种分别刈割2 m2，称取鲜重，并随机取甘农3号、甘农9号鲜样500 g左右，105℃杀青15 min，之后置于65℃下烘至恒重，冷却后取出用1%天平称量干重。

茎叶比和叶片含水量：刈割后，随机取甘农3号、甘农9号500 g左右，人工分离茎叶，称量叶片和茎秆鲜重，105℃杀青15 min，之后置于65℃下烘至恒重，冷却后取出用1%天平称量叶片和茎秆干重。茎叶比为茎干和叶片干重的比值，叶片含水量按照下式计算。

1.5 磷的测定

磷的测定采用钒钼黄比色法［13］。

1.6 数据统计

采用Excel 2007进行数据处理和图表绘制，并采用SPSS 19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同磷元素处理下甘农3号和甘农9号的受害指数

由表1可见，甘农3号和甘农9号的受害指数均随施磷水平的升高而下降。除第2茬P12和P18处理外，在同一磷处理下，甘农9号的受害指数均显著低于甘农3号（P＜0.05）。第1茬甘农3号除在P18处理下受害指数略高于P12处理外，其他处理下的受害指数均低于P0处理。相对于第1茬，第2茬甘农3号和甘农9号的受害指数均升高。施磷后甘农3号的受害指数均低于未施磷甘农9号的受害指数。

表1 不同磷处理下甘农3号和甘农9号苜蓿的受害指数Table 1 The damage index of Gannong No.3 and Gannong No.9 alfalfa under different phosphorus levels %

2.2 不同磷元素处理下甘农3号和甘农9号生长特性的变化

2.2.1 不同磷元素处理下甘农3号和甘农9号株高的变化 由图1可见，相对于P0处理，第1茬甘农3号和甘农9号苜蓿的株高均随磷水平的升高而显著上升（P＜0.05），第2茬苜蓿株高均随磷水平的升高而上升，但在P6处理与P0处理株高差异不显著。与P0处理相比，在P6、P12和P18处理下，第1茬甘农3号株高分别增加了7.67%，15.84%和14.65%，甘农9号的株高分别增加了14.55%，14.55%和16.91%；第2茬甘农3号株高分别增加了3.85%，13.55%和9.34%，甘农9号株高分别增加了2.58%，7.73%和9.45%。两茬苜蓿中，在P18水平处理下，甘农3号的株高均低于P12处理下的株高，而甘农9号株高高于P12处理下的株高，但差异不显著（P＞0.05）。

2.2.2 不同磷元素处理下甘农3号和甘农9号产量的变化 由图2可见，相对于P0处理，第1茬和第2茬甘农3号和甘农9号苜蓿的产量均随磷水平的升高而显著上升（P＜0.05）。在同一磷处理下，甘农9号的产量均高于甘农3号。第1茬中，相对于P0处理，甘农3号在P6、P12和P18水平处理下，产量分别增加了53.57%，96.55%和71.43%，甘农9号的产量分别增加了51.72%，96.43%和82.76%。第2茬3个磷元素处理下，甘农3号产量分别增加了51.52%，87.21%和90.57%，甘农9号分别增加了67.44%，56.00%和90.70%。第1茬苜蓿P18水平下的产量显著低于P12处理（P＜0.05），第2茬P18水平下的产量和P12处理之间差异不显著（P＞0.05）。

图1 不同磷处理对甘农3号和甘农9号株高的影响Fig.1 Effect of different phosphorus levels on plant height of Gannong No.3 and Gannong No.9

2.2.3 不同磷元素处理下甘农3号和甘农9号磷含量的变化 由表2可见，除第1茬P18处理，第1茬和第2茬甘农3号和甘农9号植株的磷含量均随磷处理的升高而上升；在同一磷处理下，除第2茬P18处理，甘农3号的磷含量均显著低于甘农9号（P＜0.05）。

通过相关性分析，两茬苜蓿的磷含量与受害指数均呈负相关关系。第1茬甘农3号磷含量与受害指数的相关性分析的公式为y＝－559.0x + 180.4，相关系数为0.645；甘农9号磷含量与受害指数的相关性分析的公式为y＝－928.5x + 289.8，相关系数为0.653。第2茬甘农3号磷含量与受害指数的相关性分析的公式为y＝－412.6x + 162.6，相关系数为0.475；甘农9号磷含量与受害指数的相关性分析的公式为：y＝－313.2x + 137.2，相关系数为0.492。 %

表2 不同磷处理下甘农3号和甘农9号的苜蓿磷含量Table 2 The phosphorus content of Gannong No.3 and Gannong No.9 alfalfa under different phosphorus levels ％

2.2.4 不同磷元素处理下甘农3号和甘农9号叶片含水量的变化 由表3可见，随着磷水平的增加，甘农3号和甘农9号苜蓿第1茬和第2茬的叶片含水量均升高。除第2茬P12和P18水平，在同一磷处理下，甘农9号的叶片含水量均显著高于甘农3号（P＜0.05）。与第1茬相比，第2茬甘农3号和甘农9号的叶片含水量均下降。

相关性分析发现两茬苜蓿的受害指数均与叶片含水量呈显著的负相关关系。第1茬甘农3号叶片含水量与受害指数的相关性分析的公式为y＝－0.237x + 82.63，相关系数为0.942；甘农9号叶片含水量与受害指数的相关性分析的公式为y＝－0.224x + 81.64，相关系数为0.953。第2茬甘农3号叶片含水量与受害指数的相关性分析的公式为y＝－0.471x + 92.02，相关系数为0.737；甘农9号叶片含水量与受害指数的相关性分析的公式为y＝－0.787x + 106.5，相关系数为0.941。

表3 不同磷处理下甘农3号和甘农9号的叶片含水量Table 3 The leaf water content of Gannong No.3 and Gannong No.9 alfalfa under different phosphorus levels%

2.2.5 不同磷元素处理下甘农3号和甘农9号茎叶比的变化 由表4发现，随磷水平增加，甘农3号和甘农9号苜蓿茎叶比均减小。第1茬苜蓿除P0处理，甘农3号和甘农9号茎叶比均差异显著（P＜0.05），第2茬苜蓿甘农3号和甘农9号的茎叶比差异均不显著。在4个处理水平下，甘农9号的茎叶比均小于甘农3号的茎叶比。

通过相关性分析发现两茬苜蓿的受害指数均与茎叶比呈显著正相关关系。第1茬甘农3号茎叶比与受害指数的相关性分析的公式分别为y＝0.003x + 1.002，相关系数为0.833；甘农9号茎叶比与受害指数的相关性分析的公式为y＝0.005x + 0.876，相关系数为0.898。第2茬甘农3号茎叶比与受害指数的相关性分析的公式为y＝0.001x + 0.975，相关系数为0.814；甘农9号茎叶比与受害指数的相关性分析的公式为y＝0.006x + 0.690，相关系数为0.785。

表4 不同磷处理下甘农3号和甘农9号的茎叶比Table 4 The stem-leaf ratio of Gannong No.3 and Gannong No.9 alfalfa under different phosphorus levels

3 讨论与结论

众多研究报道磷元素参与紫花苜蓿的组织构成与生化活动，可以明显提高苜蓿植株净同化率，促进苜蓿生长，提高苜蓿的干草产量［14-18］，本试验施磷后，苜蓿产量显著增加，这与前人的研究结果一致。马琳等［19］、胡桂馨等［20］、寇江涛等［21］研究表明苜蓿对蓟马的主要抗性机制为耐害性，而植物耐虫性的表达受土壤中的氮、磷、钾和一些微量元素的影响［22］，而且其影响力度大于温度［23］。增施磷肥可提高苜蓿对苜蓿斑蚜（Therioaphis maculata）和珍珠粟（Pennisetum glaucum）对草地夜蛾（Spodoptera frugiperda）的耐虫性［24］。在本试验中，随着磷水平的升高，两个苜蓿品种的受害指数均降低，说明一定范围内的磷水平能提高苜蓿品种对蓟马的抗性；同时施磷后抗性较低的甘农3号的受害指数均低于抗蓟马品种甘农9号未施磷的受害指数，说明施P可有效提高感蓟马苜蓿的耐害性。在株高和产量方面，在所有处理条件下，甘农3号苜蓿第1茬株高均超过甘农9号，在P6和P12处理下，感蓟马苜蓿品种甘农3号的产量增长率高于抗性品种甘农9号，说明磷元素对提高感蓟马苜蓿甘农3号的耐虫效应较抗虫苜蓿甘农9号好。从两个品种植株磷含量与受害指数的相关性分析结果，也可以得出结论：大田合理施磷，可有效提高我国北方地区大面积种植甘农3号苜蓿对蓟马的抗性。在本试验的4个处理中，12 （P2O5）g/m2是一个较为经济的施肥量。

苜蓿茎/叶体现了所种植苜蓿品种叶片量的多少，也是苜蓿牧草质量的一个指标，茎/叶越小，蛋白质含量越高，苜蓿的牧草质量越好［25］。而从蓟马为害的特点来看，其主要在苜蓿心叶、嫩叶中取食为害，其为害越严重，苜蓿的叶片受损也越严重［2］，叶片损失率也越高，进而导致苜蓿茎/叶增大，苜蓿品质下降［3］。在本试验中，两茬苜蓿的受害指数均与苜蓿的茎叶比呈显著正相关，说明磷元素提高了苜蓿对蓟马的抗性，降低了苜蓿叶片损失率，同时也提高了苜蓿的品质。

蓟马以锉吸方式取食苜蓿心叶，随着苜蓿生长受害叶片展开，在蒸腾作用下，叶片水分通过伤口蒸发，导致叶片卷曲皱缩，叶片受害越严重，叶片失水越严重［2，26］。在本试验中，随着磷水平的升高，两个苜蓿品种叶片的含水量升高，且叶片的含水量与苜蓿的受害指数呈显著负相关关系，这进一步说明施磷可有效提高苜蓿对蓟马的耐害性。

从本试验的结果可以看到，无论是苜蓿对蓟马的抗性，还是苜蓿的生长性能方面，磷元素对第1茬苜蓿的效应较显著，尤其是对北方地区广泛推广种植的国产苜蓿品种甘农3号的效应明显。本研究初步揭示了磷元素可通过调控苜蓿生长性能，进而提高苜蓿对蓟马的耐害性，但对于苜蓿大田如何合理施用磷元素，以使苜蓿在蓟马为害高峰期的7、8月份均获得较高的耐害性，以及磷元素对于苜蓿抗蓟马的调控机理有待进一步深入研究。

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Effects of phosphorus application on alfalfa resistance to thrips（Thripidae）

Z H A N G Xiao-Yan1，2，W A N G Sen-Shan1，2，LI Xiao-Long1，2，LI Ya-Juan1，2，H U G ui-Xin1，2*
1.Collegeof Pratacultural Science，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China；2.Key Laboratory of Grassland E-cosystem，Ministry of Education/Sino-U.S.Centersfor Grazingland Ecosystem Sustainability，Lanzhou 730070，China

To investigate w hether phosphorus im prove tolerance to thrips effectively，tw o alfalfa varieties were chosen for the study，Gannong N o.9（resistant to thrips）and Gannong N o.3（susceptible to thrips）.T he da mage index，phosphorus content in plants and agrono mic traits were evaluated and m easured at different phosphorus（P2O5）levels（0，6，12，18 g/m2）treatm ent during the thrips da m aging peak in field.T he results showed that the da m age index of Gannong N o.3 and Gannong N o.9 decreased with the phosphorus levels increasing，in addition，phosphorus content of plants increased，and yield，height and leaf water content increased significantly，the ste m-leaf ratio reduced.Correlation analysis indicated that the phosphorus content of plants and leaf water content correlated negative significantly with the da m age index of alfalfa，but the phosphorus content of plants had no correlation with the da m age index in second cutting，w hile the ste m-leaf ratio correlated positively with the da m age index.T he da m age index of Gannong N o.3 were higher than Gannong N o.9 at the sa m e phosphorus level，but no obvious difference with Gannong N o.9 at the phosphorus（P2O5）levels（12，18 g/m2）treatm ent in second cutting.Gannong N o.3 da m age index with phosphorus treatm entwere lower than Gannong N o.9’s without phosphorus application.T he phosphorus can enhance the resistance of alfalfa to thrips effectively by im proving the growth perform ance.T herefore，the phosphorus m anage m ent was an effective m easure on enhancing the tolerance of alfalfa to thrips in field.T he m ost econo mic fertilizer was 12（P2O5）g/m2in this experim ent.

phosphorus；Medicagosativa；thrips；agrono mic traits；tolerance

.E-m ail：huguixin＠gsau.edu.cn

10.11686/cyxb2015457

2015-09-28；改回日期：2015-12-10

国家自然科学基金项目（31260579）和国家现代农业产业技术体系建设专项（C A R S-35）资助。

张晓燕（1989-），女，甘肃景泰人，在读硕士。E-m ail：1226573428＠qq.com