青蒿間作防控多種煙草病害效果及田間互作影響

潘 磊，陳云松，楊曉東，馬文廣

（1.玉溪中煙種子有限責(zé)任公司，云南 玉溪 653100；2.云南省煙草農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，云南 玉溪 653100）

煙草作為我國重要經(jīng)濟作物，田間病害防治是煙葉生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)防治方法以化學(xué)防治為主，然而由此帶來的病原生物耐藥性增強、煙葉農(nóng)藥殘留等問題卻日益突出。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，“綠色植?！痹跓煵莘N植中應(yīng)用日趨廣泛，包括放飛煙蚜繭蜂防控田間煙蚜［1］，利用芽孢桿菌Tpb55、Tpb88防治煙草赤星病等［2］，均取得良好的防控效果。農(nóng)業(yè)生物多樣性應(yīng)用是煙草綠色防控體系的重要組成部分，通過煙-稻輪作、煙草-甘薯套作等方法，有效地控制了煙草炭疽病、煙草赤星病和煙草野火病的發(fā)生［3］。多樣性種植防控?zé)煵莶∠x害，具有綠色環(huán)保、操作簡易、綜合經(jīng)濟效益高等特點，具備良好的研究與應(yīng)用前景。

青蒿（Artemisia carvifolia）為菊科蒿屬植物，1年生草本。其代謝產(chǎn)物中含揮發(fā)油，也含艾蒿堿 （abrotanine）及苦味素等。前人研究發(fā)現(xiàn)青蒿代謝產(chǎn)物具有抗金色葡萄球菌的作用，同時對于多種同翅目害蟲有著較好的趨避效果［4］。青蒿與其他作物之間存在化感作用，青蒿脂溶性浸提物和水浸提物能抑制多種禾本科雜草生長［5］。然而目前青蒿應(yīng)用于煙草農(nóng)業(yè)的實例尚未見報道。本研究通過建立煙草-青蒿間作模式，測定青蒿對于多種煙草病害防控效果，分析農(nóng)田昆蟲群落結(jié)構(gòu)，評價間作處理對于煙株生長的影響，為探索青蒿在煙草病蟲害防控中的最佳應(yīng)用模式提供數(shù)據(jù)參考和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料選取煙草品種云煙87（國內(nèi)栽培面積最大品種）、K326（優(yōu)質(zhì)外引品種）和CC27（新引入品種），另有多樣性種植作物青蒿（Artemisia carvifolia）。

1.2 試驗方法

試驗栽培面積0.4 hm2。每個參試品種設(shè)3個處理，分別為青蒿間作、施藥對照和自然發(fā)病對照，每個處理3次重復(fù)。青蒿間作處理中將青蒿種植于煙草壟體兩側(cè)及田埂周邊，單行種植，株距30 cm；煙株生長期間不施用農(nóng)藥，其余操作等同田間煙葉生產(chǎn)。

1.2.1 田間病害調(diào)查 病害調(diào)查于煙株團棵期開始，每10 d調(diào)查一次，共調(diào)查5次，每次病害調(diào)查結(jié)束后及時清理田間病株。采取全田普查的取樣方法，調(diào)查病害包括煙草黑脛病、煙草花葉?。═MV）和煙草曲葉?。═LCV）3種，其中煙草黑脛病和煙草花葉?。═MV）調(diào)查標準參照《煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》（GB/T23222-2008）執(zhí)行，煙草曲葉?。═LCV）調(diào)查標準參考《煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》（GB/T23222-2008）中病毒性病害條目。計算各參試品種發(fā)病率及病情指數(shù)。

病情指數(shù)調(diào)查分級標準：0級，全株無??；1級，心葉輕微卷曲，病株無明顯矮化變形；3級，頂部葉片卷曲變形，病株矮化為正常株高的75%以上；5級，33%～50%葉片卷曲皺縮，病株矮化為正常株高的66%～75%；7級，50%～66%葉片卷曲皺縮，病株矮化為正常株高的50%～66%；9級，超過66%比例葉片卷曲皺縮，病株矮化為正常株高的50%以下。

1.2.2 田間昆蟲群落調(diào)查 于現(xiàn)蕾期進行昆蟲群落調(diào)查，每個小區(qū)放置5塊粘蟲板，總計45塊。放置24 h后取回，統(tǒng)計分析捕獲的昆蟲類型及數(shù)量，于生物多樣性分析軟件Bio-Dap內(nèi)計算多樣性指數(shù)。

1.2.3 青蒿-煙草互作模式下煙株光合速率及農(nóng)藝性狀指標測定 煙株光合速率測定于煙株始花期進行。每個小區(qū)選取5株煙草，每株煙草分別選取上部葉、中部葉和下部葉各一片進行光合速率測定，測定儀器為LCi-SD便攜式光合儀，測定指標包括胞間CO2濃度（vpm）、蒸騰速率（mmol /m2·s）、氣孔導(dǎo)度（mol /m2·s）和光合速率（μmol/ m2·s）；田間煙株農(nóng)藝性狀測定于煙株始花期進行。采用五點取樣法，每個取樣點測定5株煙草，每個小區(qū)測定25株煙草。調(diào)查對象包括葉片葉綠素含量（采用SPAD-502Plus葉綠素含量測定儀測定）、株高、徑圍、葉片數(shù)、腰葉長、腰葉寬。統(tǒng)計數(shù)據(jù)于SPSS 19.0軟件內(nèi)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理參試品種田間病情指數(shù)調(diào)查

通過調(diào)查煙株現(xiàn)蕾期田間病情指數(shù)，數(shù)據(jù)經(jīng)統(tǒng)計分析后對比結(jié)果（圖1）表明，不同處理參試品種田間病害發(fā)生嚴重程度有一定差異。煙草曲葉病、煙草花葉病和煙草黑脛病在青蒿間作處理病情指數(shù)顯著低于自然發(fā)病對照。其中云煙87品種在青蒿間作處理下，上述3種病害田間病情指數(shù)顯著低于施藥對照和自然發(fā)病對照。

圖1 不同處理參試品種田間病情指數(shù)對比

統(tǒng)計不同時期病害調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果，分析煙草曲葉病和煙草花葉病不同試驗處理間發(fā)病率隨時間變化的規(guī)律。以云煙87品種為例（圖2、圖3），煙草曲葉病團棵期發(fā)病率在不同試驗處理下無明顯差異；隨著時間的推移，施藥對照和自然發(fā)病對照處理下，煙草曲葉病發(fā)病率明顯高于青蒿間作；3個試驗處理的發(fā)病率高峰均出現(xiàn)于第5次調(diào)查時期。

施藥對照和自然發(fā)病對照煙草花葉病發(fā)病率高峰出現(xiàn)于第2次田間調(diào)查時期（進入團棵期后20 d）；第3次調(diào)查期開始發(fā)病率下降；青蒿間作處理煙草花葉病發(fā)病率隨時間變化幅度較小，且總體發(fā)病率低于施藥對照和自然發(fā)病對照。

2.2 不同處理田間昆蟲群落多樣性分析

粘蟲板經(jīng)放置24 h，統(tǒng)計分析捕獲的昆蟲類型及數(shù)量。共捕獲昆蟲1 712只，分別屬于雙翅目、同翅目、膜翅目、鞘翅目和直翅目5個目，數(shù)量及種類見表1。

圖2 云煙87不同處理煙草曲葉病發(fā)病率隨時間變化

圖3 云煙87不同處理煙草花葉病發(fā)病率隨時間變化

根據(jù)表1結(jié)果，計算病毒性病害主要傳播介體同翅目昆蟲種群相對密度，以及田間優(yōu)勢種群雙翅目昆蟲相對密度，并采用辛普森指數(shù)（Simpson’s Index）及香農(nóng)-威納指數(shù)（Shannon Diversity Index）分析田間昆蟲生物多樣性（表2）。

辛普森指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)3個參試品種中自然發(fā)病處理辛普森指數(shù)均為最高；香農(nóng)威納指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)3個參試品種的H值最高，E值除云煙87品種自然發(fā)病與常規(guī)施藥處理相同外，其余2個品種自然發(fā)病處理的E值均為最高。表明在自然發(fā)病條件下，田間昆蟲多樣性最高，人為活動影響是本試驗中煙草田間昆蟲生物多樣性的主要影響因素；田間昆蟲種群變化方面，青蒿間作處理的3個參試品種都出現(xiàn)了雙翅目昆蟲種群相對密度上升的趨勢，其中K326品種田間雙翅目昆蟲種群相對密度達到92.26%，成為絕對優(yōu)勢種群；與此同時，青蒿間作處理同翅目昆蟲種群相對密度下降（圖4），其中云煙87品種降幅最高，達到141.13%。

2.3 青蒿-煙草互作模式下煙株光合速率及農(nóng)藝性狀指標分析

光合速率測定結(jié)果（表3）顯示，不同品種光合作用相關(guān)指標與試驗處理密切相關(guān)。青蒿間作處理下，云煙87、K326和CC27 3個參試品種胞間CO2濃度和光合速率兩項指標都出現(xiàn)明顯升高。表明煙草-青蒿互作模式下存在著種間促進作用，從而促使煙株光合速率提高。

表1 不同處理田間昆蟲種類及數(shù)量統(tǒng)計（頭）

表2 不同處理田間昆蟲種群相對密度及多樣性指數(shù)分析

圖4 參試品種不同處理田間同翅目昆蟲相對密度

田間煙株農(nóng)藝性狀測定結(jié)果（表4）分析表明，農(nóng)藝性狀差異主要集中在品種間，而試驗處理對其中各項指標的影響差異較小。青蒿間作處理中，與對照相比，云煙87和K326兩個參試品種出現(xiàn)葉片數(shù)較少的現(xiàn)象；其他指標處理間差異均不顯著。

3 結(jié)論與討論

生物多樣性防控作物病蟲害理論的精髓在于構(gòu)建一個穩(wěn)定的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，保持系統(tǒng)內(nèi)各生物因子的動態(tài)平衡，同時稀釋病原生物種群數(shù)量，最終實現(xiàn)防控病害的目標［11］。間作栽培是農(nóng)業(yè)生物多樣性防控作物病蟲害的重要手段之一，其控病機理主要有3點：一是主要作物與配套作物間產(chǎn)生化感作用，促進營養(yǎng)物質(zhì)的吸收或積累，從而提高植株系統(tǒng)抗性；二是形成物理屏障阻礙病原生物傳播，或者是分泌物（葉面、根系）抑制病原生物繁殖和侵染效率；三是改善田間小氣候和微生態(tài)環(huán)境，綜合提升間作模式的控病效果［6-7］。利用包括間作在內(nèi)的多樣性種植模式防控?zé)煵莶∠x害，是煙葉生產(chǎn)綠色、生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展的健康之路，其中配套作物選擇是多樣性種植開展的基礎(chǔ)。本試驗發(fā)現(xiàn)青蒿間作在降低煙草病毒性病害發(fā)生率的同時，也降低了田間同翅目昆蟲（煙蚜、煙粉虱）種群相對密度，由此認為青蒿起到對煙蚜和煙粉虱等煙田主要傳毒昆蟲的特異性防控，從而降低煙草病毒性病害發(fā)生幾率，結(jié)論與已有相關(guān)研究一致［4］，為煙草農(nóng)業(yè)多樣性配套作物選擇提供了新思路。

表3 參試品種不同處理光合作用相關(guān)指標檢測結(jié)果

表4 參試品種不同試驗處理下田間農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果分析

在間作模式下，作物間存在地上部分和地下部分的互作，其中包括種間競爭和種間促進關(guān)系，其結(jié)果直觀表現(xiàn)為該間作配置是否合理［8］。合理的間作作物配置，可以充分利用環(huán)境資源，促進種間有益作用［9］。本研究通過測定煙株光合速率，發(fā)現(xiàn)青蒿間作處理下煙株光合速率顯著提高，認為兩種作物間存在種間促進關(guān)系。在晉西果農(nóng)間作模式下，也存在類似的情況［10］。農(nóng)藝性狀測定發(fā)現(xiàn)煙草-青蒿互作模式下煙株生長未受到明顯影響，表明兩種植物之間存在著良性競爭關(guān)系，但其互作機理尚需深入研究。綜合多方面因素，期待最終建立完善、系統(tǒng)的煙草-青蒿間作種植防控病蟲害體系。

本研究結(jié)果表明，煙草-青蒿間作模式能有效降低田間煙草花葉病、煙草曲葉病和煙草黑脛病的發(fā)病率；通過青蒿間作處理，田間同翅目昆蟲（煙蚜、煙粉虱）種群相對密度下降，起到了防控?zé)煵菹x害的效果。與對照相比，青蒿間作模式下煙株光合速率提高，葉片葉綠素含量和基本農(nóng)藝性狀無顯著差異，參試煙株正常生長。

［1］吳興富，趙立恒，魏佳寧，等. 煙田煙蚜繭蜂的活動規(guī)律及其對煙蚜的防治效果［J］. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2000，22（4）：327-330.

［2］張成省，孔凡玉，李多川，等. 煙草葉圍細菌的分離及其對Alternaria alternata的拮抗作用［J］.中國煙草學(xué)報，2005，11（4）：17-20.

［3］向青松，鐘亞霖，彭軍，等. 農(nóng)業(yè)生物多樣性控制煙草病蟲害［J］. 中國農(nóng)學(xué)通報，2010，26（2）：208-211.

［4］高志梅，李擁軍，谷文祥. 青蒿化感作用的初步研究［J］. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，28（1）：122-124.

［5］LYDEN J，TEASDALE J R，CHEN P K.Allelopathic activity of annual worm wood（Artemisia annua）and the role of artemisinin［J］. Weed Sci，1997，46（6）：807-811.

［6］朱錦惠，董坤，楊智仙，等. 間套作控制作物病害的機理研究進展［J］. 生態(tài)學(xué)雜志，2017，36（4）：1117-1126.

［7］朱有勇. 生物多樣性持續(xù)控制作物病害理論與技術(shù)［M］. 昆明：云南科技出版社，2004.

［8］Vandermeer J. The ecology of intercropping［M］.Cambridge University Press，1989：11-17.

［9］余常兵，孫建好，李隆. 種間相互作用對作物生長及養(yǎng)分吸收的影響［J］. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報，2009，15（1）：1-8.

［10］云雷，畢華興，田曉玲，等. 晉西黃土區(qū)果農(nóng)間作的種間主要競爭關(guān)系及土地生產(chǎn)力［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2011，22（5）：1225-1232.

［11］楊靜，施竹鳳，高東，等. 生物多樣性控制作物病害研究進展［J］. 遺傳，2012，34（11）：1390-1398.

［12］盧寶榮，朱有勇，王云月. 農(nóng)作物遺傳多樣性農(nóng)家保護現(xiàn)狀及前景［J］. 生物多樣性，2002，10（4）：409-415.

［13］李慧玲，楊乃銓，郭劍雄，等. 茶園間作綠肥對假眼小綠葉蟬及其天敵纓小蜂的影響［J］. 中國生物防治學(xué)報，2016，32（1）：50-54.

［14］張玉玲，朱艱，楊程，等. 生物防治在煙草病蟲害防治中的應(yīng)用進展［J］. 中國煙草科學(xué)，2009，30（4）：81-85.

［15］曾糧斌，程毅，嚴準，等. 不同防治措施對花椰菜地節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的影響［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，49（15）：2965-2976.