品种混播对苜蓿产量及主要害虫种群密度的调控

马建华，赵紫华，张 蓉

(1.宁夏农林科学研究院植物保护研究所，宁夏 银川 750002； 2.中国农业大学植物保护学院昆虫系，北京 100193)

品种混播对苜蓿产量及主要害虫种群密度的调控

马建华1，赵紫华2，张 蓉1

(1.宁夏农林科学研究院植物保护研究所，宁夏 银川 750002； 2.中国农业大学植物保护学院昆虫系，北京 100193)

近年来随着宁夏苜蓿(Medicagosativa)产业集约化发展，病虫害日趋严重，采用绿色可持续方法进行苜蓿害虫生态调控是目前研究的热点。本研究选择6个苜蓿品种，通过设计单播和混播的不同试验处理(单播、两品种混播和三品种混播)探索研究苜蓿品种播种方式对苜蓿害虫及天敌种群的影响。结果表明，苜蓿多品种混播能够显著降低蚜虫(Aphidoidea)的种群数量，皇冠和德宝两个品种混种蚜虫种群密度最低，为149头·10复网-1，品种WL343HQ单播苜蓿田蚜虫种群密度最高，为823头·10复网-1，同时多品种混播能够显著提高天敌瓢虫的种群数量(P<0.05)，但不同试验处理间苜蓿蓟马(Thripidae)的种群密度差异不显著(P>0.05)。本研究结果可为建立新的苜蓿种植模式提供重要的试验依据，为苜蓿害虫综合治理提供重要的参考和技术支撑。

蚜虫；蓟马；天敌；群落

苜蓿(Medicago)被誉为“牧草之王”[1]，具有良好的营养价值和饲草转化率，同时还具有固氮和改良土壤的作用，在农业生态环境改善方面发挥着重要的作用。苜蓿在宁夏广泛种植，已经发展成为该地区重要的优势特色产业。但在苜蓿产业的发展过程中存在很多的问题，苜蓿具有独特的营养价值，同时也是许多农业害虫偏爱的寄主，病虫害种类非常丰富[2-3]，近几年来害虫种群发生逐年加重，主要依靠化学农药防治，由于防治不当或农药过量使用而造成的农药残留和环境污染问题层出不穷，甚至造成了草产品质量的整体下降和天敌昆虫的种群数量下降。目前对苜蓿害虫的防治措施主要有农业防治和化学防治，采用绿色的生物防治和生境管理只能在一定程度上减缓危害，且防治效果较慢；化学药剂防治能够迅速杀灭害虫，在短期内起到良好的效果，但潜在的威胁较大，对环境造成了巨大的压力[4-8]。近年来，不少研究发现作物的遗传多样性能够有效控制害虫种群，作物品种混播是其中的一项重要技术[8-9]，通过品种混播来防治苜蓿病虫害是目前国内外关注的热点问题，通过合理运用多品种混合栽培管理措施提高抗虫能力也是一个重要害虫生态调控领域[9-16]。另外，选育抗性品种也是实现害虫种群绿色防控的重要措施。本研究对前期试验筛选出的6个在宁夏灌溉地抗性表现较好的苜蓿主栽品种采用单播、混播种植后，探讨苜蓿地主要害虫种群数量的变化情况，以苜蓿地害虫综合治理为基础，筛选出不同品种的栽培模式，旨为苜蓿害虫综合治理提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地设在国家牧草产业技术体系核心试验区宁夏农垦茂盛草业有限公司苜蓿基地。地理位置为106°03′ E，38°33′ N，海拔1 135 m，年平均气温8.5 ℃，年平均降水量在180～200 mm，蒸发量为2 250 mm，干燥度为4.5，昼夜温差大，日照时数2 910.8 h，日照百分率65.5%。≥10 ℃的有效年积温3 765 ℃·d，农作物生长季200 d以上，苜蓿种植可收获4茬；土壤为熟化的淡灰钙土，土壤(0-20 cm)pH 8.21，全盐含量为0.76 g·kg-1，有机质为14.6 g·kg-1，速效氮含量为80 mg·kg-1，速效磷含量为8.2 mg·kg-1，速效钾含量为135 mg·kg-1。

6个供试苜蓿品种为选择WL343HQ(V1)、皇冠(V2)、阿迪娜(V3)、DS310FY(V4)、德宝(V5)和三得利(V6)，其中WL343HQ、皇冠、阿迪娜为抗蓟马品种，DS310FY、德宝和三得利为感蓟马品种，WL343HQ、阿迪娜与德宝为抗蚜品种，皇冠、DS310FY和三得利为感蚜品种。试验进行单播、两个品种混播和3个品种混播试验，共18个处理，其中每个品种均进行单播，6个处理；两个品种混播设置8个处理，主要是感虫品种与抗虫品种的混播，分别为V1V2、V1V3、V1V4、V2V3、V2V4、V3V4、V5V6、V2V5；3个品种混播设置4个处理，同样是感虫品种和抗虫品种的混播，分别为V1V2V3、V1V2V4、V1V3V4、V2V3V4。每个处理小区面积15 m×8 m，每个小区之间设1.2 m的隔离带(表1)，每个小区的播种量为0.27 kg(播种量1.5 kg·667 m-2)。定期调查苜蓿害虫及天敌的种群密度。

1.2 调查内容及方法

每年从5月份开始，7月底结束，每15 d进行一次标本采集，依不同害虫生活习性和为害特点采取不同的取样方法和调查方法。

网捕法：在每个小区选择10 m2作为调查样地，采用网捕法，每样地设100单网，走“Z”型，捕虫网在近地表植被层顶端从右向左横扫，统计网内昆虫的种类和数量，装入毒瓶带回实验室进行种类鉴定；如调查天敌瓢虫等。

表1 苜蓿品种及来源Table 1 Alfalfa varieties and source in this sutdy

拍板法：五点取样法，每点随机选20个枝条，将瓷盘放入到枝条下面，用力拍打枝条，使昆虫调落到瓷盘上，统计瓷盘上的昆虫种类和数量，计算百枝条虫量，如调查蚜虫和蓟马[17]。

1.3 分析方法

方差分析(ANOVA)使用Duncan法对苜蓿混播处理害虫的发生情况进行多重比较，并进行Tukey显著性检验。统计分析前对害虫种群密度进行取对数以符合正态分布，对不同混种模式下害虫种群密度进行单因素线性回归分析，本试验中不加提示的统计分析的显著性水平(P)全部为0.05。以上数据处理分析及作图均采用Microsoft Office Excel与SAS 8.2(Statistics Analysis System 8.2，SAS Institute Inc.)数据处理系统进行。

2 结果与分析

2.1 不同混播处理对苜蓿主要害虫及天敌种群数量的影响

苜蓿田主要天敌为瓢虫类[多异瓢虫(Hippodamiavariegata)、七星瓢虫(Coccinellaseptempunctata)、龟纹瓢虫(Propyleajaponica)]、中华草蛉(Chrysopasinica)、黑点食蚜盲蝽(Deraeocorispunctulatus)、小姬猎蝽(Nabismimoferus)和蜘蛛类，其中以多异瓢虫为优势天敌。蚜虫以苜蓿无网长管蚜(Acyrthosiphonrondoi)、豌豆无网长管蚜(Acyrthosiphonpisum)和苜蓿斑蚜(Therioaphistrifolii)为主，蓟马以牛角花齿蓟马(Odontothripsloti)为优势种类。

试验地苜蓿主要害虫种群为害高峰期出现在6月下旬，苜蓿蚜虫种群数量最低的为V2V5处理，种群密度为149头·10复网-1；种群数量最高的为V1处理，种群密度为823头·10复网-1(图1)。蚜虫种群数量低于300头·10复网-1的处理为V1V2V4、V2V3V4、V5V6、V3V4、V1V3V4、V2V5V3。经单因素方差分析，单播与混播处理间差异显著。多品种苜蓿混播后蚜虫种群密度显著低于单播(F2,17=16.72，P<0.001)，单播蚜虫发生最轻的为V3，但种群数量也高达526头·10复网-1。混播蚜虫发生最重的小区为V1V2，种群密度为629头·10复网-1(图1)。

苜蓿蓟马种群密度最低的为V2V3处理，虫量7头·10复网-1；最高的V1V2V4处理，虫量39头·10复网-1。蓟马与蚜虫种群发生情况正好相反，混播后苜蓿蓟马种群密度显著大于单播。盲蝽与蓟马的发生情况比较类似，不同处理间的种群密度无显著差异(F2,15=1.05，P=0.37)(图1)。

不同处理间苜蓿蚜虫全年平均种群数量(图2)，以处理V4的最高，为338头·10复网-1，V2V5、V5V6相对较低，单播苜蓿田蚜虫种群密度显著高于混播苜蓿田(F2,15=18.34，P<0.001)。苜蓿蓟马发生与高峰期时情况相同，混播后苜蓿蓟马全年平均发生程度整体略重于单播。盲蝽与苜蓿蓟马的发生情况类似，相对于单播条件，混播条件下盲蝽的种群密度较高(图2)。

图1 不同混播处理条件下苜蓿害虫与天敌最高种群密度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分别表示WL343HQ、皇冠、阿迪娜、DS310FY、德宝和三得利。下同。

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

图2 不同混播处理条件下苜蓿害虫与天敌平均种群密度Fig. 2 Mean population density of pests and natural enemies on alfalfa grown under different treatments

图3 不同混播处理条件下苜蓿害虫与天敌种群动态 Fig. 3 Population dynamics of pests and natural enemies on alfalfa grown under different sowing treatments

天敌瓢虫种群数量最高的为V2V3处理，虫量为12头·10复网-1；最低的V6处理，虫量为6头·10复网-1(图2)。苜蓿田害虫高峰期时，6月底，混播后瓢虫种群数量整体比单播高(图3)，其中7月6日调查显示，3种苜蓿品种混播条件下瓢虫种群密度最高，单作条件下瓢虫种群密度最低，差异显著(F2,15=5.19，P=0.019)(图3)。

根据害虫的种群消长曲线，混播苜蓿能够显著降低蚜虫的种群密度(图3)；蓟马正好相反，3个品种的苜蓿小区中蓟马种群密度最高，而单个品种的苜蓿品种中蓟马种群密度最低；盲蝽与蓟马类似，混播条件能够显著促进盲蝽的种群数量；瓢虫的种群变化差异很大，不同时期内瓢虫的种群分布差异很大，与苜蓿品种种植模式并没有明显相关性(图3)。

不同抗虫性苜蓿混播同单播相比(图4)，混播可有效降低苜蓿蚜虫种群数量，同时有利于天敌瓢虫的发生，尤其是品种V2(R)和V5(S)混播，V3(S)和V4(S)混播、V5(S)和V6(R)混播，可有效控制苜蓿蚜虫的发生，并具有增产效果。由于田间苜蓿蓟马种群数量较低，最高仅为39头·10复网-1，各处理间差异不显著。

2.2 不同处理对苜蓿头茬产量的影响

图4 不同混播方式豌豆蚜田间空间分布模拟Fig. 4 Spatial distribution of alfalfa aphids in monoculture and mixture-sown fields

图5 不同混播处理的头茬苜蓿产量比较Fig. 5 Alfalfa yield of first cutting under different sowing treatments

头茬苜蓿鲜产量最高的为V3V4处理，为2 742g·m-2；最低的为V1V4处理，产量为1 895 g·m-2。产量从高到低依次为V3V4、V2V4、V2V5、V2V3、V1V3V4、V1V2、V2V3V4、V1V2V4、V5V6、V3、V1V2V3、V1V3、V6、V1、V2、V5、V4、V1V4处理(图5)。

3 讨论与结论

混播后苜蓿蚜虫发生程度整体轻于单播，苜蓿蓟马发生在单播与混播的苜蓿田中则没有显著差异。混播能够降低害虫种群发生在其他的作物系统中也同样得到了证实，例如水稻(Oryzasativa)混播能够显著降低稻瘟病的危害及传播[18]。不同品种的小麦(Triticumaestivum)混播能够有效的降低麦蚜的种群密度，有效提高生态系统的生物控害功能[19]。另外，间作技术用于控制农业害虫和保护自然天敌的研究非常普遍，例如小麦间作油菜(Brassicanapus)、小麦间作大蒜(Alliumsativum)，小麦间作苜蓿、小麦间作油葵(Helianthusannuus)等。间作能够显著增加天敌种类与数量，而且捕食性天敌与寄生性天敌的多样性均有所增加。不同作物的品种混播同样能够增加天敌的生物防治效果，提高控害保益功能[20-21]。

品种混播实际上是增加了作物的遗传多样性，提高作物遗传多样性是增加农田害虫天敌多样性的重要手段之一。较高的遗传多样性能够改变昆虫的行为学特征，从而干扰害虫对寄主的寻找，并且干扰害虫在田间的扩散以及迁移，同时，较高的植物多样性能够为天敌提供转移寄主或更丰富的资源，从而为天敌种群的维持创造有利条件，提高生物防治效果[22-23]。目前，关于苜蓿品种对病虫害的抗性研究主要集中在单一品种对害虫的抗性上，而不同苜蓿品种混播对害虫的抗性研究鲜有报道。本研究选择在宁夏灌区表现较好的苜蓿品种，混播后对苜蓿害虫进行控制研究，通过作物的种植结构布局来达到对苜蓿主要害虫的控制效果，是对苜蓿病虫害防治的有益探索。今后将进一步加大研究力度，选择一些国内表现较好的苜蓿品种进行研究，为苜蓿种植模式调整及苜蓿产业健康发展提供技术依据。这些研究在理论上能够揭示农业生态系统中多品种混播调控害虫种群的内在机制，在实践上也能充分利用生态调控技术提供探索害虫种群控制的新途径与新方法，最终实现农业生态系统的可持续发展。

References：

[1] 闵丹丹,范燕,郭正刚,胡小文.紫花苜蓿种子水引发条件的优化.草业科学,2016,33(4)：669-673.

Min D D,Fan Y,Guo Z G,Hu X W.Optimization of seed hydropring conditions forMedicagosativa.Pratacultural Science,2016,33(4):669-673.(in Chinese)

[2] 严林,梅洁人.青海省紫花苜蓿病虫种类及害虫天敌的调查.植物保护,1996,22(5)：24-25.

Yan L,Mei J R.An investigation on the species of alfafa diseases,pest insects and predators in Qinghai Province.Plant Protection,1996,22(5):24-25.(in Chinese)

[3] 张奔,周敏强,王娟,蒲毅,张丽,袁明龙.我国苜蓿害虫种类及研究现状.草业科学,2016,33(4):785-812.

Zhang B,Zhou M Q,Wang J,Pu Y,Zhang L,Yuan M L.Species checklist and research status of alfalfa insect pests reported in China.Pratacultural Science,2016,33(4):785-812.(in Chinese)

[4] 张富川.苜蓿常见病虫害的防治措施.四川草原,1994(1):59-62.

Zhang F C.The control measures of alfalfa common disease and pest insects.Journal of Sichuan Grassland,1994(1):59-62.(in Chinese)

[5] 杨彩霞,高立原,张蓉,张治科.宁夏苜蓿蚜虫的发生与综合防治.宁夏农林科技,2005,48(2):4-7.

Yang C X,Gao L Y,Zhang R,Zhang Z K.Occurrence and comprehensive control of alfalfa aphid in Ningxia.Ningxia Journal of Agricultural and Forestry Science and Technology,2005,48(2):4-7.(in Chinese)

[6] 康天芳,刘长仲,马文生,陈刚.几种药剂对苜蓿斑蚜的室内毒力及田间药效试验.植物保护,2005,31(4):91-93.

Kang T F,Liu C Z,Ma W S,Chen G.Field and indoor tests of several insecticides to control alfalfa aphids.Plant Protection,2005,31(4):91-93.(in Chinese)

[7] 陶志杰,花蕾,贾志宽.苜蓿蓟马的发生规律和药剂防治试验.干旱地区农业研究,2005,23(4):214-214.

Tao Z J,Hua L,Jia Z K.The population dynamics of thrips on alfalfa and the controlling effects of insecticides.Agricultural Research in the Arid Areas,2005,23(4):214-214.(in Chinese)

[8] 张蓉,马建华,杨芳,先晨钟,张社会.多种药剂防治苜蓿蓟马的田间药效试验.草业科学,2004,21(1):20-21.

Zhang R,Ma J H,Yang F,Xian C Z,Zhang S H.Field tests of several insecticides to control alfalfa thrips.Pratacultural Science,2004,21(1):20-21.(in Chinese)

[9] 武德功,杜军利,王森山,胡桂馨,贺春贵.4个苜蓿品种对豌豆蚜的抗性评价.草业科学,2012,29(1):101-104.

Wu D G,Du J L,Wang S S,Hu G X,He C G.Evalution on restistance of 4 alfalafa cultivars to pea-aphid.Pratacultural Science,2012,29(1):101-104.(in Chinese)

[10] 马建华,高丽,张蓉.五种不同苜蓿品种对苜蓿斑蚜实验种群存活率和生殖力的影响及抗性分析.昆虫知识,2010,47(6):1161-1164.

Ma J H,Gao L,Zhang R.Effectts of alfalfa varieties on the survival rate and fecundity ofTherioaphistrifoliiand resistance analysis.Chinese Bulletin of Entomology,2010,47(6):1161-1164.(in Chinese)

[11] 武德功.苜蓿(MedicagosativaL.)抗蚜性及新品系HA-3的区域适应性试验.兰州:甘肃农业大学硕士学位论文,2007.

Wu D G.Restistance of alfalfa(MedicagosativaL.)to aphid and regional adaptability experiment of new alfalfa line HA-3.Master Thesis.Lanzhou:Gansu Agricultural University,2007.(in Chinese)

[12] 许永霞.苜蓿品种(系)对苜蓿斑蚜的抗性机制.兰州:甘肃农业大学硕士学位论文,2008.

Xu Y X.Resistance mechanism of alfalfa varieties(lines) toTherioaphistrifolii.Master Thesis.Lanzhou:Gansu Agricultural University,2008.(in Chinese)

[13] 胡桂馨,贺春贵,王森山,杜文华.不同苜蓿品种对牛角花齿蓟马的抗性机制初步研究.草业学报,2007,24(9):86-89.

Hu G X,He C G,Wang S S，Du W H.Study on resistance mechanism ofMedicagosativatoOdontothripsloti.Pratacultural Science,2007,24(9):86-89.(in Chinese)

[14] 白宇,高兴珂,王业臣,陈中超,孙娟,万方浩,袁忠林.33个苜蓿品种对蓟马的田间抗性比较.草业学报,2015(3):187-194.

Bai Y,Gao X K,Wang Y C,Chen Z C,Sun J,Wan F H,Yuan Z L.Field comparison of the resistance of 33 alfalfa varieties to thrips.Pratacultural Science,2015(3):187-194.(in Chinese)

[15] 张蓉,马建华,杨芳,常兆斌,李云,王秉锋,杨涛.宁夏苜蓿害虫天敌种类及田间发生规律的初步研究.草业科学,2003,20(7):60-62.

Zhang R,Ma J H,Yang F,Chang Z B,Li Y,Wang B F,Yang T.Preliminary study on predator species and their occurrence regulation of alfalfa insects.Pratacultural Science,2003,20(7):60-62.(in Chinese)

[16] 张蓉,马建华,王进华,任学山.宁夏苜蓿病虫害发生现状及防治对策.草业科学,2003,20(6):40-44.

Zhang R,Ma J H,Wang J H,Ren X S.The occurrence and control strategy of alfalfa disease and insects in Ningxia.Pratacultural Science,2003,20(6):40-44.(in Chinese)

[17] 张蓉,朱猛蒙,马建华.DB64/T 952-2014苜蓿主要害虫防治技术规程.银川:宁夏回族自治区质量技术监督局,2014.

Zhang R,Zhu M M,Ma J H.DB64/T 952-2014.Control Technical Regulation of Alfalfa Main Pests.Yinchuan:Quality and Technical Supervision Office of Ningxia Hui Autonomous Region,2014.(in Chinese)

[18] 潘鹏亮,秦玉川,赵晴,耿以工,贾子玉,唐玉琴.水稻品种混播对害虫和天敌发生及水稻产量的影响,中国生物防治学报,2012,28(2):212-219.

Pan P L,Qin Y C,Zhao Q,Geng Y G,Jia Z Y,Tang Y Q.Effects of mixed cropping of different rice varieties on occurrence of insect pests,natural enemies and rice yield.Chinese Journal of Biological Control,2012,28(2):212-219.(in Chinese)

[19] 郭世保,黄丽丽,康振生,程晶晶,杨之为.小麦品种混播条件下条锈病发生、扩展研究,中国生态农业学报,2010,18(1):106-110.

Guo S B,Huang L L,Kang Z S,Cheng J J,Yang Z W.Occurrence and expansion of wheat stripe rust under mixed-cultivar planting.Chinese Journal of Eco-Agriculture,2010,18(1):106-110.(in Chinese)

[20] Zhao Z,Hui C,He D,Ge F.Effects of position within wheat field and adjacent habitats on the density and diversity of cereal aphids and their natural enemies.Biocontrol,2013,58:765-776.

[21] Zhao Z,Hui C,He D,Li B L.Effects of agricultural intensification on ability of natural enemies to control aphids.Scientific Reports,2015,5:8024.

[22] 潘鹏亮.增加作物多样性对病虫害和天敌发生的影响.北京:中国农业大学博士学位论文,2016.

Pan P L.Effects of raising crop diversity on the occurrence of plant diseases,insect pests and their natural enemies.PhD Thesis.Beijing:China Agricultural University,2016.(in Chinese)

[23] 尤民生,刘雨芳,侯有明.农田生物多样性与害虫综合治理.生态学报,2004(1):117-121.

You M S,Liu Y F,Hou Y M.Biodiversity and integrated pest management in agroecosystems.Acta Ecologica Sinica,2004(1):117-121.(in Chinese)

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

马建华,赵紫华,张蓉.品种混播对苜蓿产量及主要害虫种群密度的调控.草业科学,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

国家牧草产业技术体系盐池综合试验站(CARS-34)；宁夏回族自治区农作物重大育种专项——苜蓿新品种选育(2014NYYZ03)

马建华(1975-)，男，宁夏中宁人，副研究员，硕士，主要从事农业昆虫与害虫防治研究。E-mail:majianhua75@163.com

张蓉(1966-)，女，宁夏中卫人，研究员，博士，主要从事农业昆虫与害虫防治研究。E-mail:yczhrnx@163.com

(责任编辑 武艳培)