薊馬持續(xù)為害對苜蓿品質(zhì)的影響

王小珊，楊成霖，王森山，胡桂馨

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 草業(yè)學(xué)院／草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室／甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室／中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070）

苜蓿（Medicagosativa）是多年生豆科牧草，種植面積廣泛，具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用［1，2］。隨著苜蓿生長年限的延長蟲害日漸加重，其中以苜蓿薊馬類蟲害為主，并已成為我國北方苜蓿生產(chǎn)的重要威脅和障礙。調(diào)查表明，西北地區(qū)苜蓿薊馬類害蟲以牛角花齒薊馬（Odontothripsloti）為優(yōu)勢種，受害率達(dá)90%［3，4］。

反映苜蓿營養(yǎng)價(jià)值高低的重要指標(biāo)是粗蛋白質(zhì)、粗纖維和灰分。粗蛋白質(zhì)含量高，粗纖維含量低，苜蓿的營養(yǎng)價(jià)值高［5－7］，病蟲害能影響苜蓿的產(chǎn)量及營養(yǎng)價(jià)值。據(jù)報(bào)道苜蓿霜霉病、白粉病等嚴(yán)重影響苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)［8－11］。南志標(biāo)等［12，13］研究表明，褐斑病、銹病對苜蓿葉片中營養(yǎng)成分含量有顯著影響，發(fā)病后葉片粗蛋白、粗灰分含量明顯減少，而粗纖維含量呈增加趨勢。

以室內(nèi)篩選的4個(gè)不同抗性級別的苜蓿品種無性系為材料，研究了在大田薊馬自然蟲源為害條件下，各苜蓿品種無性系受害后莖葉中營養(yǎng)成分的變化，揭示苜蓿在牧草營養(yǎng)成分方面可能存在的抗薊馬機(jī)制，為抗蟲品種的選育和利用抗蟲品種持續(xù)控制薊馬提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地設(shè)在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州牧草試驗(yàn)站，位于蘭州市西北部，地處黃土高原西端，地理位置E 105°41′，N 34°05′，平均海拔1 525m，屬溫帶半干旱大陸性氣候，四季分明，氣候溫和干旱，光照充足。年均降水量320mm，年均日照時(shí)數(shù)2 770h，年均蒸發(fā)量1 664mm，年均氣溫9.7℃，最熱月平均氣溫29.1℃，最冷月平均氣溫－14.9℃。＞0℃的年積溫3 800℃，＞10℃的年積溫3 200℃。地勢平坦，肥力均勻。土壤類型為黃綿土，黃土層較薄，土壤有機(jī)質(zhì)含量0.84%，pH 7.5，土壤含鹽量0.25%，有效氮為95.05mg／kg，有 效 磷 7.32mg／kg，有 效 鉀 182.8 mg／kg［14］。

1.1.2 供試牛角花齒薊馬 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)蘭州牧草試驗(yàn)站大田苜蓿的自然蟲源。

1.1.3 供試苜蓿品種 以室內(nèi)苜蓿對牛角花齒薊馬苗期抗性鑒定試驗(yàn)中篩選出的4個(gè)不同抗性級別苜蓿品種無性系單株為材料（表1）。

表1 4個(gè)苜蓿品種Table1 Origin of 4alfalfa varieties

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

于2013年5月1日將4個(gè)苜蓿品種無性系移栽于老苜蓿試驗(yàn)田附近，抗蟲株行與感蟲株行交替，行距30cm，株距10cm，每行10株，每小區(qū)10行，小區(qū)面積4m2，共設(shè)3個(gè)重復(fù)。7月刈割苜蓿后，用高1m的塑料薄膜將每小區(qū)隔為兩部分，一部分以相鄰苜蓿大田自然發(fā)生的薊馬作為蟲源，任其為害至蕾期；另一部分小區(qū)噴藥作為對照，施用藥劑為吡蟲啉（拜耳公司生產(chǎn)，有效成分25%，為懸浮劑，），每5d噴1次，共噴5次。蕾期不同品種苜蓿刈割后，莖葉分離，烘干粉碎后充分混合，測定苜蓿莖葉中的營養(yǎng)成分。

1.3 營養(yǎng)成分測定方法

粗蛋白的測定用凱氏定氮法；

粗纖維的測定用酸洗堿洗法；

可消化蛋白（g／kg）＝蛋白質(zhì)消化率×粗蛋白質(zhì)（%）×10

粗脂肪的測定用索氏脂肪凈提法；

粗灰分的測定用高溫灼燒法；

無氮浸出物（%）＝100－水分含量－粗脂肪－粗纖維－粗蛋白質(zhì)－粗灰分

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003及DPS 2000統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 薊馬為害后苜蓿營養(yǎng)成份的變化

受薊馬為害后，4個(gè)苜蓿無性系莖中粗蛋白含量上升（表2），且顯著高于對照（P＜0.05）；粗纖維含量降低，與對照差異顯著（P＜0.05）；受害苜蓿莖中的可消化蛋白含量顯著上升（P＜0.05），說明薊馬為害對苜蓿枝條牧草質(zhì)量的提高有促進(jìn)作用。受害苜蓿葉片中的粗蛋白含量顯著低于對照（P＜0.05）；而粗纖維含量上升，與對照差異顯著（P＜0.05）；受害葉片中的可消化蛋白含量顯著下降（P＜0.05），說明薊馬為害導(dǎo)致苜蓿葉片質(zhì)量顯著下降。

表2 牛角花齒薊馬為害后不同苜蓿的營養(yǎng)成份含量Table2 Contents of crude protein，crude fiber and DCP in alfalfa infested by thrips

2.1.1 不同苜蓿無性系葉片中營養(yǎng)成份含量變化受薊馬為害后，HA－3，Ta和M8苜蓿葉片的粗蛋白減少率均顯著小于Ja苜蓿（P＜0.05），但這3種無性系間差異不顯著（圖1）；HA－3苜蓿葉片的粗纖維增加率最高，其次為Ta苜蓿，M8和Ja苜蓿葉片粗纖維增加率均顯著低于 HA－3和 Ta（P＜0.05）；HA－3、Ta和M8苜蓿的可消化蛋白減少率均顯著低于Ja苜蓿（P＜0.05），但這3個(gè)無性系間差異不顯著。2.1.2 不同苜蓿無性系莖稈中營養(yǎng)成份變化 薊馬為害后，Ta苜蓿莖中粗蛋白增加率最高（圖2），顯著高于其他3個(gè)苜蓿無性系（P＜0.05），HA－3苜蓿莖中的粗蛋白含量增加率低于Ta（P＜0.05），但顯著高于M8和Ja苜蓿（P＜0.05）；Ta苜蓿莖中粗纖維減少率最高，其次為 M8和HA－3苜蓿，3個(gè)苜蓿無性系莖中粗纖維減少率均顯著低于Ja苜蓿（P＜0.05）；HA－3苜蓿莖中的可消化蛋白增加率顯著高于其他3個(gè)苜蓿品種（P＜0.05），M8和Ja苜蓿之間無顯著差異性。

圖1 受害后不同苜蓿品種葉片營養(yǎng)成份含量變化率Fig.1 Comparison of the change rate of crude protein，crude fiber and DCP in alfalfa leaf infested by thrips

2.2 薊馬為害后苜蓿莖、葉中營養(yǎng)成份的變化

圖2 受害后不同苜蓿品種莖粗蛋白、粗纖維和可消化蛋白含量變化率Fig.2 Comparison of the change rate of crude protein，crude fiber and DCP in alfalfa stem infested by thrips

照（P＜0.05）。受害苜蓿葉片粗灰分含量升高，除Ja苜蓿外，其他苜蓿無性系受害葉片的灰分含量均顯著高于對照（P＜0.05）；粗脂肪含量減少，與對照無顯著差異（P＞0.05）；HA－3和Ta苜蓿葉片中的無氮浸出物含量顯著低于對照（P＜0.05），而M8和Ja苜蓿葉片的無氮浸出物含量顯著高于對照（P＜0.05）。

表3 受牛角花齒薊馬為害后不同苜蓿的粗脂肪、粗灰分和無氮浸出物的含量Tab.3 Contents of crude fiber，crude ash and nitrogen－free extract in alfalfa infested by thrips

2.2.1 不同苜蓿葉片粗灰分、粗脂肪和無氮浸出物含量變化率的比較 薊馬為害后M8苜蓿葉片的粗灰分增加率最高（圖3），顯著高于 HA－3、Ta和Ja苜蓿（P＜0.05），但 HA－3，Ta和Ja三者之間差異不顯著。HA－3和Ta苜蓿葉片粗脂肪減少率最低，Ja苜蓿的粗脂肪減少率最高，M8苜蓿次之，3個(gè)苜蓿無性系均與Ja苜蓿差異顯著（P＜0.05），但相互間無顯著差異；不同苜蓿品種受害葉片內(nèi)無氮浸出物含量變化趨勢不同，HA－3和Ta苜蓿葉片內(nèi)的無氮浸出物含量相對減少，但其減少率之間差異不顯著，M8和Ja苜蓿葉片的無氮浸出物含量增加，Ja苜蓿葉片的無氮浸出物含量增加率顯著高于 M8（P＜0.05）。

2.2.2 不同苜蓿莖粗灰分、粗脂肪和無氮浸出物含量變化率的比較 薊馬為害后，Ta苜蓿莖中的粗灰分增加率最高，并且顯著高于HA－3，M8和Ja苜蓿（P＜0.05），但 HA－3，M8和Ja苜蓿三者之間差異不顯著。苜蓿HA－3，Ta和M8莖中粗脂肪的減少率均顯著低于Ja苜蓿（P＜0.05），3個(gè)苜蓿品種之間無顯著差異性；苜蓿Ta受害后莖中的無氮浸出物含量減少率顯著高于其他3種苜蓿無性系（P＜0.05），而其他3個(gè)苜蓿無性系之間差異不顯著。

圖3 受害后不同苜蓿品種葉片粗灰分、粗脂肪和無氮浸出物含量變化率Fig.3 Comparison of the change rate of crude protein，crude fiber and DCP in alfalfa leaf infested by thrips

圖4 受害后不同苜蓿品種莖營養(yǎng)成份含量變化率Fig.4 Comparison of the change rate of crude protein，crude fiber and DCP in alfalfa stem infested by thrips

3 討論與結(jié)論

牧草粗蛋白、粗纖維、粗灰分等含量和產(chǎn)量的高低直接關(guān)系到飼草品質(zhì)的優(yōu)劣［15，16］，試驗(yàn)通過對4個(gè)苜蓿無性系營養(yǎng)成分的測定發(fā)現(xiàn)，4個(gè)苜蓿品種無性系在受到牛角花齒薊馬為害后，葉片的粗蛋白、粗脂肪和可消化蛋白含量均顯著低于對照，粗纖維、粗灰分顯著高于對照，無氮浸出物含量在葉變化不一致。在莖中粗蛋白、粗灰分和可消化蛋白含量顯著高于對照，粗脂肪含量減少但與對照無顯著差異，粗纖維和無氮浸出物含量顯著低于對照。HA－3和Ta苜蓿在各牧草品質(zhì)指標(biāo)中均優(yōu)于M8和Ja苜蓿，表現(xiàn)出品種受害后營養(yǎng)物質(zhì)重新分配，保證苜蓿的正常生長，并且在一定程度上對損傷部分發(fā)生了補(bǔ)償生長，因此耐害性強(qiáng)，Ja苜蓿耐害性最差。

許多研究證實(shí)，植物在受到昆蟲取食后，其體內(nèi)生理代謝的許多方面發(fā)生變化，如次生代謝物質(zhì)的增加，光合速率和呼吸效率以及蛋白質(zhì)組分的變化等［17，18］，特別是蛋白質(zhì)、脂類和酚類代謝會發(fā)生明顯的改變，這些變化都將會影響到與植物相聯(lián)系的昆蟲 。當(dāng)植物處于正常的生理活動時(shí)，植物體合成的同化物通過庫—源關(guān)系的調(diào)節(jié)分配到適合的生長部位，但由于昆蟲取食破壞了原本穩(wěn)定的庫—源關(guān)系，這時(shí)植物將會通過轉(zhuǎn)移和消耗其他部分的代謝，來彌補(bǔ)昆蟲取食產(chǎn)生的同化物損失［20］。

牛角花齒薊馬主要取食為害苜蓿的心葉以及幼嫩組織，導(dǎo)致苜蓿葉片部分的庫—源關(guān)系遭到破壞，進(jìn)而苜蓿通過消耗莖部分的代謝中心，來保證植株的正常生長，這便促進(jìn)了莖同化產(chǎn)物的合成以及分生組織生長，以此彌補(bǔ)薊馬為害造成的損失。

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