黃所生，覃麗莎，吳碧球，劉廣林，李 成，陳傳華，凌 炎，黃 芊，羅群昌，黃鳳寬，龍麗萍

(1 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所/廣西農(nóng)作物病蟲害生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530007；2 馬山縣喬利鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)和林業(yè)站，廣西 南寧 530600；3 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所，廣西 南寧 530007)

褐飛虱Nilaparvatalugens是水稻的重要害蟲。培育和利用抗蟲品種防控褐飛虱既經(jīng)濟(jì)又有效，能將害蟲種群數(shù)量控制在較低水平[1-2]。近年來，不少當(dāng)?shù)赜傻闹髟运酒贩N被鑒定出對褐飛虱有抗性或耐受性，如‘廣兩優(yōu)106’[3]、‘廣兩優(yōu)476’[3]、‘寧粳 1 號’[4]、‘淮稻 9 號’[4]、‘良豐優(yōu)339’[5]、‘豐兩優(yōu) 4 號’[6]、‘甬優(yōu) 6 號’[7]、‘豐優(yōu)54’[7]、‘Minghui63’[8]、‘皖稻 51’[9]、‘明陵兩優(yōu)268’[10]等水稻品種，這些水稻品種不僅產(chǎn)量高，且在田間對褐飛虱表現(xiàn)出較強(qiáng)抗性。隨著生活水平的提高，人們對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的要求越來越高。生產(chǎn)應(yīng)用的水稻品種不但要求產(chǎn)量高、抗性佳，對米質(zhì)也有了更高的要求。2019年，廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所育成的高檔常規(guī)稻品種‘桂育11號’在第2屆全國優(yōu)質(zhì)稻品種食味品質(zhì)鑒評中獲得秈稻組金獎[11-12]，極大滿足了高品質(zhì)稻米的市場需求，但鮮見該品種抗褐飛虱的研究報(bào)道。本文對‘桂育11號’進(jìn)行褐飛虱抗性的系統(tǒng)評價(jià)，明確其抗性，以期為褐飛虱綠色防控提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)品種‘桂育11號’由廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供；對照‘柳沙油占202’為廣西壯族自治區(qū)感蟲品種，于市面購買；‘Rathu Heenati’含抗蟲基因Bph3，‘Taichung Native 1’(TN1)不含抗蟲基因，均由國際水稻研究所提供。

清塘即清除池塘野雜魚類，敵害生物，為苗種提供一個安全，舒適的環(huán)境。整塘就是將池水排干，清除池底和池邊雜草。必須先整塘，曝曬數(shù)日后，再用藥物清塘。選擇的清塘藥物一般為生石灰和茶麩，先用生石灰每畝80～100kg，要求加水融化后不待冷即向池中均勻潑灑；然后加注新水40～50cm；三日后用茶麩每畝30kg用水浸泡三四個小時(shí)后向池中均勻潑灑。

田間采集褐飛虱，室內(nèi)用分蘗期‘TN1’稻苗飼養(yǎng)、擴(kuò)繁，為苗期抗蟲性鑒定、蜜露量測定以及成株期室內(nèi)抗性評價(jià)提供試蟲。利用田間自發(fā)蟲源進(jìn)行田間抗蟲性評價(jià)。

云模型是一種能夠?qū)崿F(xiàn)定性與定量間相互轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型，能夠充分體現(xiàn)事物的模糊性以及隨機(jī)性[13]。假設(shè)X是一個定量論域，C是定量論域相對應(yīng)的定性概念，其中x為X中的任意一個值，它也滿足定性概念C對其的定義，x對C的確定度為μ(x)∈0,1，是具有穩(wěn)定傾向的隨機(jī)數(shù)，可表示為：

1.2 方法

1.2.1 苗期抗蟲性鑒定 苗期抗蟲性鑒定采用修訂后的標(biāo)準(zhǔn)苗期群體鑒定法[5, 13]，試驗(yàn)在廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所玻璃網(wǎng)室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)以‘桂育11號’、‘柳沙油占202’、‘Rathu Heenati’(抗蟲對照)和‘TN1’(感蟲對照)作為處理，每處理重復(fù)3次。待秧苗長到3葉時(shí)，每株接入5頭褐飛虱1～2齡若蟲。待‘TN1’植株枯萎后7～10 d，參照國際標(biāo)準(zhǔn)[14]逐株進(jìn)行定級，最后計(jì)算各品種的加權(quán)平均受害級別，平均受害級別：1.0～1.9為高抗(HR)，2.0～3.9為中抗(MR)，4.0～5.9為低抗 (LR)，6.0～7.9為中感 (MS)，8.0～9.0為高感(HS)。

1.2.4 ‘桂育11號’成株期田間抗性評價(jià) 試驗(yàn)于2019年上半年在廣西馬山縣喬利鄉(xiāng)喬利村長屯進(jìn)行，水稻田面積約800 m2。試驗(yàn)設(shè)‘桂育11號’和‘柳沙油占202’2個處理，每處理重復(fù)3次，共6個小區(qū)。小區(qū)面積約為60 m2，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)排列。株行距為 15 cm×20 cm。3月 9日播種，4月6日插秧，每穴4～5株。常規(guī)水肥管理，整個生育期不施用農(nóng)藥。5月22日開始調(diào)查，調(diào)查用盆拍法，每小區(qū)五點(diǎn)取樣，每點(diǎn)4叢，5～8 d調(diào)查1次，記錄各調(diào)查點(diǎn)水稻上稻飛虱的數(shù)量，以每百叢水稻計(jì)算，直至水稻收割。

各水稻品種成株期室內(nèi)抗性鑒定結(jié)果見圖1。接蟲前，‘桂育11號’、‘TN1’和‘Rathu Heenati’均長勢良好 (圖 1a)。接蟲 15 d 后，感蟲對照‘TN1’全部枯死，抗蟲對照‘Rathu Heenati’植株生長正常，此時(shí)‘桂育11號’生長正常(圖1b)，說明在室內(nèi)，‘桂育11號’成株期的抗性表現(xiàn)和‘Rathu Heenati’一樣，表現(xiàn)為抗蟲。

1.2.2 水稻不同生育期蜜露量測定 采用黃鳳寬等[15]、李波等[16]的方法測定褐飛虱雌成蟲在水稻植株上分泌的蜜露量。將‘桂育11號’、‘柳沙油占 202’、‘Rathu Heenati’和‘TN1’種植在塑料盆 (上口徑 20 cm，下口徑 12 cm，高 15 cm)中，待分蘗期和孕穗期時(shí)，將羽化后24 h內(nèi)的褐飛虱長翅型雌成蟲(經(jīng)饑餓3 h后)接入預(yù)先準(zhǔn)備好的石蠟?zāi)arafilm 小袋 (約 2.1 cm×3.2 cm)中，再將小袋固定到各品種的主莖上，每主莖2小袋，每小袋接蟲1頭，作為1個處理，每個品種設(shè)30個重復(fù)。待褐飛虱取食24 h后取下小袋，在萬分之一電子天平上稱量蜜露量。試驗(yàn)環(huán)境為室內(nèi)自然變溫(26～33 ℃)，避免太陽光直射。

為了防止停工設(shè)備打開后發(fā)生硫化亞鐵自燃，在停工吹掃結(jié)束后對塔頂油氣系統(tǒng)和脫硫塔、減壓塔進(jìn)行了全面的化學(xué)清洗[5]，其中減壓塔為填料塔，為化學(xué)清洗的重點(diǎn)對象。

2 結(jié)果與分析

2.1 各水稻品種苗期抗蟲性鑒定結(jié)果

各水稻品種不同生育期對褐飛虱蜜露分泌量的影響結(jié)果見表2。由表2可看出，無論是分蘗期還是孕穗期，褐飛虱在‘桂育11號’上的蜜露分泌量均與在抗蟲對照‘Rathu Heenati’上的蜜露分泌量差異不顯著，但顯著低于在感蟲對照‘TN1’上的蜜露分泌量；褐飛虱在‘柳沙油占202’上的蜜露分泌量與‘TN1’上的蜜露分泌量差異不顯著，但顯著高于在‘Rathu Heenati’上的蜜露分泌量。上述結(jié)果說明，分蘗期和孕穗期‘桂育11號’的抗性表現(xiàn)和‘Rathu Heenati’一樣，表現(xiàn)為抗蟲；‘柳沙油占202’表現(xiàn)為感蟲。

表 1 各水稻品種苗期抗蟲性鑒定結(jié)果1)Table 1 Evaluation results of seedling resistance of different rice varieties to Nilaparvata lugens

2.2 水稻不同生育期對褐飛虱分泌蜜露量的影響

各水稻品種苗期抗蟲性鑒定結(jié)果見表1。由表1可知，‘桂育11號’的抗性與抗蟲對照品種‘Rathu Heenati’的一樣，均表現(xiàn)為低抗，‘柳沙油占202’表現(xiàn)為中感，感蟲對照品種‘TN1’表現(xiàn)為高感。

表 2 褐飛虱取食不同生育期水稻24 h內(nèi)的蜜露分泌量1)Table 2 Average quantity of honeydew of Nilaparvata lugens after feeding on rice at different stage for 24 hours mg

2.3 水稻成株期的室內(nèi)抗性評價(jià)

1.2.3 水稻成株期的室內(nèi)抗性評價(jià) 將‘桂育11 號’、‘Rathu Heenati’和‘TN1’移栽至水泥池 (240 cm×110 cm×30 cm)中，每個品種 2 行，每穴5苗。待水稻生長到孕穗期，在水池周圍用60目紗網(wǎng)圍起，每叢水稻接入褐飛虱1～2齡若蟲1 500～2 000頭，日常注意預(yù)防螞蟻、蜘蛛等天敵的捕食。接蟲15 d后觀察試驗(yàn)結(jié)果，以感蟲對照‘TN1’完全枯死而抗蟲對照‘Rathu Heenati’生長正常為有效試驗(yàn)。參照劉光杰等[17]分蘗盛期單株抗蟲評價(jià)法進(jìn)行成株期室內(nèi)抗性評價(jià)：植株生長正常，死亡叢數(shù)≤1.0%(免疫I)；死亡叢數(shù)(1.0%，10.0%](高抗HR)；(10.0%，30.0%](中抗 MR)；死亡叢數(shù) (30.0%，50%](低抗 LR)；(50.0%，70.0%] (中感 MS)；死亡叢數(shù)>70.1%(高感 HS)。

2.4 ‘桂育11號’成株期田間對稻飛虱的抗性評價(jià)

圖 1 接蟲前(a)和接蟲15 d后(b)的水稻Fig.1 Rice varieties before (a) and after 15 days (b) of infection with Nilaparvata lugens

田間‘桂育11號’等水稻品種上的稻飛虱蟲口數(shù)量動態(tài)見圖2。由圖2可看出，2個水稻品種上稻飛虱數(shù)量隨著水稻的生長總體呈下降趨勢，以百叢水稻計(jì)，‘桂育11號’上稻飛虱的平均蟲量從10 916.65頭下降到218.33頭，感蟲對照‘柳沙油占202’上稻飛虱的平均蟲量從12 883.35頭下降到538.33頭。調(diào)查發(fā)現(xiàn)‘桂育11號’上稻飛虱的平均蟲量均顯著低于感蟲對照‘沙油占202’。本次試驗(yàn)中，2019年5月22日至6月中旬當(dāng)?shù)靥镩g稻飛虱主要以白背飛虱為主(占90%以上)，6月19日之后主要以褐飛虱為主(占95%以上)。以百叢水稻計(jì)，6月19日和6月24日‘桂育11號’上褐飛虱平均蟲量分別為218.33和436.67頭，均顯著低于在‘柳沙油占202’上的(圖2)。研究結(jié)果說明‘桂育11號’在田間對褐飛虱種群增長有顯著的抑制作用，田間抗性表現(xiàn)明顯。

圖 2 田間不同水稻品種上稻飛虱發(fā)生動態(tài)(以百叢水稻計(jì))Fig.2 Population dynamics of rice planthoppers on different rice varieties in paddy field (per hundred clump of rice)

3 討論與結(jié)論

苗期鑒定、蜜露量測定、成株期室內(nèi)評價(jià)以及田間數(shù)量調(diào)查的結(jié)果表明，‘桂育11號’整個生育期對褐飛虱表現(xiàn)出抗性，抗性級別與抗蟲對照品種‘Rathu Heenati’一致，田間對褐飛虱種群增長具有顯著的控制作用，可應(yīng)用于田間褐飛虱綠色防控。

綜上，在概念教學(xué)中，課程內(nèi)容是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體，是實(shí)現(xiàn)“立德樹人”的重要抓手。教師可以概念教學(xué)為重要載體，在滿足面向全體學(xué)生、提高生物科學(xué)素養(yǎng)、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系的課程目標(biāo)的前提下，促進(jìn)學(xué)生理解生命觀念、提升探究能力、發(fā)展理性思維、增強(qiáng)社會責(zé)任，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的提升。

我國病蟲害防治長期依賴化學(xué)防治，大量使用化學(xué)農(nóng)藥帶來了諸如“3R”問題(抗藥性、殘留和害蟲再猖獗[18])、環(huán)境污染、食品安全等問題，這些問題已經(jīng)引起全社會的關(guān)注。進(jìn)入21世紀(jì)我國水稻病蟲害防治策略由“預(yù)防為主、綜合防治”轉(zhuǎn)向“綠色防控、生態(tài)治理”[19]，2015年農(nóng)業(yè)部提出了《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》[20]，2017年農(nóng)業(yè)部關(guān)于印發(fā)《“十三五”農(nóng)業(yè)科技發(fā)展規(guī)劃》的通知，要求開展化肥氮磷減施增效、農(nóng)藥減量控害的機(jī)理與調(diào)控途徑等研究。農(nóng)藥減量控害被提上日程，需要不斷探索和研究農(nóng)作物病蟲草害綠色防控技術(shù)。褐飛虱是水稻主要害蟲之一，種植抗褐飛虱水稻品種是該蟲綠色防控的重要措施。目前我國大部分抗性水稻品種米質(zhì)普遍不優(yōu)，劉光杰等[21]評價(jià)了我國242個新育成水稻品種(材料)的抗病蟲性與米質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在整精米率(加工成本)、堊白米率和堊白度(外觀品質(zhì))及直鏈淀粉的含量(食味性)4項(xiàng)主要指標(biāo)中均達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一級米的品種(材料)僅占2.9%。隨著人們生活水平的不斷提高，發(fā)展綠色、安全、高品質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品已成為全社會的共識。‘桂育11號’米質(zhì)特優(yōu)、米粒晶瑩透亮、米飯爽滑柔軟且產(chǎn)量高，符合優(yōu)質(zhì)一等食用長粒形秈稻品種品質(zhì)規(guī)定要求[11-12]，適合在華南稻區(qū)種植。種植‘桂育11號’既可實(shí)現(xiàn)不施農(nóng)藥就能控制褐飛虱，又可滿足人們對高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的需求，應(yīng)用前景廣闊。但有關(guān)‘桂育11號’對褐飛虱的抗性機(jī)制有待進(jìn)一步研究。