草莓間作誘集植物的篩選及其對西花薊馬的誘集效果

宋鵬慧，焦奎寶，李雨澤，楊瑞華，張 磊，段亞東，3，張 鹍，武新娟，周 雙，王明潔

（1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院鄉(xiāng)村振興科技研究所，黑龍江 哈爾濱 150023；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院園藝分院，黑龍江 哈爾濱 150069；3.中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，黑龍江 哈爾濱 150081）

草莓（Fragaria×ananassaDuch.）是多年生草本植物，其果實營養(yǎng)豐富，口感適宜，深受消費者喜愛，是農(nóng)民致富、企業(yè)增效的主要作物之一。草莓設(shè)施栽培環(huán)境相對封閉，其溫、濕度條件利于薊馬蟲害發(fā)生及蔓延，草莓上的薊馬以西花薊馬（Frankliniella occidentalis）為主，其危害草莓花蕾、花瓣和幼果，會造成授粉不良、果面斑駁、畸形果、瘦小果、落果，甚至導致整個植株因營養(yǎng)不良而枯死，使草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)均受到嚴重的影響，且其間接性傳播多種植物病毒病[1]。目前，生產(chǎn)者通常使用化學藥物防治薊馬，優(yōu)點是防治成本低、防治效果較好，但其影響食品安全，還會造成環(huán)境污染等問題[2?6]。

為了減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化學農(nóng)藥的依賴，近年來，誘集植物作為一種綜合防治措施被逐漸開發(fā)和應用。誘集植物是指相對于目標作物對害蟲有更強的吸引作用而誘集大量病蟲在其植株上取食、產(chǎn)卵，從而減少害蟲對目標作物的損害，保護主栽作物實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)或高產(chǎn)目的的一類植物[7?10]。誘集植物的合理利用可以延緩害蟲抗藥性的產(chǎn)生，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全、高效、低耗和可持續(xù)發(fā)展，同時為害蟲的生態(tài)調(diào)控提供了一種新的方法[11]。利用誘集植物防控大田作物害蟲已有很多報道[12?17]。周福才等[14]研究發(fā)現(xiàn)，蔬菜地種植苘麻可誘集煙粉虱；劉建平等[15]研究發(fā)現(xiàn)，在棉田四周種植玉米誘集帶，可誘集棉鈴蟲；梁齊等[16]研究結(jié)果表明，在甘藍田間作三葉草，可引誘小菜蛾產(chǎn)卵；鄭許松等[17]研究結(jié)果表明，田邊種植香根草可引誘水稻二化螟產(chǎn)卵。目前，利用誘集植物防控作物害蟲主要集中于棉花[18?19]、豆類[20?21]、花椰菜[22?23]、辣椒[24?25]、馬鈴薯[26?27]等作物上，在草莓蟲害上的防治則鮮有報道。為此，先從紅月季、馬鞭草、梔子花、茉莉、茄子等多種植物中篩選出對西花薊馬誘集效果較好的植物，研究不同種植方位、方式和密度下誘集植物對草莓上西花薊馬的誘集效果，以期為草莓蟲害的綠色生態(tài)防控提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院鄉(xiāng)村振興科技研究所5 號、6 號和7 號草莓大棚內(nèi)進行，這3 個大棚于2020—2021年均進行了薊馬防控，且防控效果較好，無薊馬蟲害；于2022 年不進行噴藥防控，開展試驗。

供試蟲源：西花薊馬，采自黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院鄉(xiāng)村振興科技研究所內(nèi)草莓植株，帶回實驗室在人工氣候室以四季豆豆莢飼養(yǎng)多代后備用。飼養(yǎng)條件為溫度（25±1）℃、濕度（70±5）%、光照14 h。誘集植物：大棚內(nèi)盆栽的紅月季、油豆角、馬鞭草、茄子、梔子花、茉莉和星空牽?；ǎ鄯老x網(wǎng)罩以保證無薊馬及其他害蟲污染。主栽植物：從遼寧省東港市草莓研究所引進的章姬草莓，母株繁育的具有3片展開葉，生長一致、無病蟲害的匍匐莖苗。

1.2 栽培管理

底施腐熟的農(nóng)家肥45 000 kg/hm2、尿素（安陽中盈化肥有限公司生產(chǎn)，N≥46%）489.1 kg/hm2（N：225 kg/hm2）、過磷酸鈣（江蘇美樂肥料有限公司生產(chǎn)，P2O5≥12%）562.5 kg/hm2（P2O5：67.5 kg/hm2）、硫酸鉀（中化化肥有限公司生產(chǎn)，K2O≥52%）519.2 kg/hm2（K2O：270 kg/hm2）。

草莓和誘集植物均采用大壟雙行栽培模式，壟寬80 ～90 cm，壟高30～40 cm，壟長60 m（每個試驗區(qū)大棚面積為667 m2，南北向共8壟）。定植株距25 cm，行距35 cm。

1.3 試驗方法

1.3.1 西花薊馬對不同植物的選擇性試驗 采用Y型嗅覺測定儀分別進行西花薊馬對不同誘集植物的選擇性和西花薊馬對不同誘集植物和草莓之間的選擇性試驗。試驗前將供試的西花薊馬成蟲饑餓處理8 h，在Y型嗅覺測定儀玻璃管的臂端引入供試成蟲。每頭成蟲觀察10 min，選擇性的標準：當西花薊馬成蟲爬至超過某測試臂2/3 處，并持續(xù)1 min 以上者，記該成蟲對該臂作出選擇；如果西花薊馬成蟲在10 min 內(nèi)沒有作出選擇，則記為無反應。每測定5 頭成蟲交換氣味源，并用無水酒精擦拭管壁。每個處理重復不少于100次。每只西花薊馬在所有試驗中只使用1 次，不同處理的測定順序完全隨機。觀察時間安排在8：00—18：00，記錄每次做出選擇的西花薊馬數(shù)量。篩選出供試材料中對西花薊馬誘集效果最好的誘集植物，進行與草莓間作的田間誘集效果試驗。

1.3.2 田間誘集效果試驗

1.3.2.1 不同種植方位誘集效果試驗 2022 年3 月22日，在草莓大棚東1壟和西1壟南和北近地頭1 m處及中間方位分別種植誘集植物。4 月15 日開始，每個方位隨機選取5株整株植株進行西花薊馬數(shù)量調(diào)查，取平均值。每隔10 d調(diào)查1次，共調(diào)查7次。

1.3.2.2 不同種植方式誘集效果試驗 點狀種植：2022 年3 月22 日，按棋盤式于草莓行間壟上插花種植誘集植物，每個點位于壟上雙行種植2株，共種植誘集植物10 株。每15 m2為一處理小區(qū)，3 次重復。片狀種植：2022 年3 月22 日，在草莓行間壟上片狀種植10 株誘集植物，每15 m2為一處理小區(qū)，3 次重復。4 月15 日開始，每個處理隨機選取5株整株植株，進行西花薊馬數(shù)量調(diào)查，取平均值。每隔10 d調(diào)查1次，共調(diào)查7次。

1.3.2.3 不同種植密度誘集效果試驗 2022 年3 月22日，按棋盤式于草莓行間壟上以點狀均勻插花種植誘集植物（每個點位種2 株），與草莓苗的比例分別為1∶4、1∶7 和1∶11（簡稱1∶4、1∶7 和1∶11 處理），以只種植草莓的區(qū)域為對照（CK），每30 m2為一處理小區(qū)，3 次重復。西花薊馬數(shù)量調(diào)查方法同1.3.2.2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007 和SPSS 20.0 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。西花薊馬的選擇性試驗采用卡方檢驗，不同種植方位和密度誘集效果試驗采用Duncan’s 檢驗，不同種植方式誘集效果試驗采用獨立樣本T檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 西花薊馬對不同誘集植物的選擇性

由圖1 可以看出，西花薊馬對7 種誘集植物偏好性表現(xiàn)為茉莉（χ2=18.473，P<0.001）>梔子花（χ2=13.136，P<0.001）>馬鞭草>（χ2=9.242，0.001星空牽?；ǎé?=7.511，0.001油豆角（χ2=5.261，0.01紅月季（χ2=4.149，0.01茄子（χ2=4.056，0.01

圖1 西花薊馬對不同誘集植物的選擇性Fig.1 Choices of different plants byFrankliniella occidentalis

2.2 西花薊馬對不同誘集植物和草莓之間的選擇性

由圖2 可以看出，在7 種不同誘集植物和草莓的組合中，西花薊馬對茉莉的選擇性顯著高于草莓（P<0.001）；西花薊馬對梔子花的選擇性也顯著高于草莓（0.001

圖2 西花薊馬對不同誘集植物和草莓之間的選擇性Fig.2 Choices byFrankliniella occidentalisbetween different trap plants and strawberry

2.3 茉莉不同種植方位對西花薊馬的誘集效果

由表1 可知，不同種植方位顯著影響茉莉?qū)ξ骰ㄋE馬的誘集效果。隨著時間的推進，東、西、南、北4個方位種植的茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量先升高后略有下降，在5 月15 日達到最大值；而方位中種植的茉莉誘集到的薊馬數(shù)量則表現(xiàn)持續(xù)升高，但沒有方位南誘集到的薊馬數(shù)量多。4 月15 日，方位南種植的茉莉上最早誘集到西花薊馬，數(shù)量為12.73 頭/株，其他方位種植的茉莉則未誘集到西花薊馬。4 月25 日開始，各方位種植的茉莉均誘集到西花薊馬，其中方位南種植的茉莉誘集到的數(shù)量最多，為45.80 頭/株，其次為方位西（34.47 頭/株），與其他處理差異顯著。5 月5 日，方位南種植的茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量最多，為187.47 頭/株，其次為方位北和方位中，誘集效果最差的是方位西，誘集數(shù)量為133.27 頭/株。5月15 日，方位南種植的茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量最多，為434.33 頭/株，其次為方位中（310.40 頭/株）。5 月25 日、6 月5 日和6月15 日，均為方位南種植的茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量最多，分別為411.07 頭/株、404.27 頭/株和380.80 頭/株；其次為方位中，分別為328.27 頭/株、331.87 頭/株和358.47 頭/株；誘集效果最差的是方位西，分別為234.60 頭/株、229.80 頭/株和214.73 頭/株?？梢姺轿荒戏N植的茉莉最早誘集到西花薊馬，且在整個調(diào)查期內(nèi)誘集到的西花薊馬數(shù)量最多。

表1 茉莉不同種植方位對西花薊馬的誘集效果頭/株Tab.1 The trapping effect of jasmine in different planting orientations onFrankliniella occidentalisIndividuals/plant

2.4 茉莉不同種植方式對西花薊馬的誘集效果

由表2 可知，種植方式顯著影響茉莉?qū)ξ骰ㄋE馬的誘集效果；隨著時間的推進，茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量先增加后降低。4 月15 日點狀種植茉莉誘集到西花薊馬，而片狀種植的茉莉未誘集到西花薊馬。5 月15 日，點狀種植茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量高達344.40頭/株，片狀種植茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量為272.13頭/株，均達到整個調(diào)查時段的最大值。在整個調(diào)查時段，點狀種植茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量均顯著高于片狀種植，說明點狀種植茉莉?qū)ξ骰ㄋE馬的誘集效果優(yōu)于片狀種植。

表2 茉莉不同種植方式對西花薊馬的誘集效果頭/株Tab.2 The trapping effect of jasmine with different planting modes onFrankliniella occidentalisIndividuals/plant

2.5 茉莉不同種植密度對西花薊馬的誘集效果

由圖3 可知，4 月15 日，種植茉莉區(qū)域草莓上和CK 上均誘集到少量西花薊馬，1∶4 處理茉莉上誘集到少量西花薊馬，平均為5 頭/株，1∶7 和1∶11 處理茉莉上均未誘集到西花薊馬。4 月25 日，1∶7、1∶4和1∶11 處理茉莉上誘集到的西花薊馬數(shù)量分別為52 頭/株、48 頭/株和38 頭/株，草莓上誘集到的西花薊馬數(shù)量分別為22頭/株、25頭/株和37頭/株；CK上誘集到的西花薊馬數(shù)量為79 頭/株。5 月15 日，1∶7處理茉莉上誘集到的西花薊馬數(shù)量達到了最大值，為374 頭/株，而草莓上誘集到的西花薊馬數(shù)量為133 頭/株，比CK（523 頭/株）減少了390 頭/株。5 月25 日、6 月5 日和6 月15 日，均為1∶7 處理茉莉上誘集到的西花薊馬數(shù)量最多，草莓上誘集到的西花薊馬數(shù)量分別比CK 減少了343 頭/株、295 頭/株和300頭/株。綜上，茉莉和草莓種植比例1∶7 處理對西花薊馬的誘集效果最好，且種植茉莉區(qū)域草莓上的西花薊馬數(shù)量均明顯低于只種植草莓區(qū)域。

圖3 茉莉不同種植密度對西花薊馬的誘集效果Fig.3 The trapping effect of jasmine with different planting densities onFrankliniella occidentalis

3 結(jié)論與討論

薊馬具有個體小、易暴發(fā)、善飛能跳、世代重疊、危害期長、抗藥性強等防治難點。誘集植物具有利用途徑簡單易行、不污染環(huán)境、可持續(xù)性強等特點，對防控害蟲具有較重要的生態(tài)學意義和經(jīng)濟利用價值[25]。植物和植食性昆蟲是一種最基本的寄生關(guān)系，是由長期的演化而建立的一種密切的關(guān)系。西花薊馬不僅是植食性昆蟲，還是雜食性昆蟲，它的寄主植物非常多，但其對每種植物的偏好不同[28]。因此，本研究采用Y 型嗅覺測定儀測定出西花薊馬對7 種誘集植物的偏好性，具體表現(xiàn)為茉莉>梔子花>馬鞭草>星空牽?；?油豆角>紅月季>茄子。在西花薊馬對不同誘集植物和草莓之間的選擇性試驗中，發(fā)現(xiàn)茉莉誘集西花薊馬的效果最佳，故以茉莉開展了后續(xù)的田間誘集效果試驗。

茉莉不同種植方位對西花薊馬的誘集效果試驗結(jié)果表明，方位南種植的茉莉最先誘集到西花薊馬，且整個調(diào)查期內(nèi)誘集到的西花薊馬數(shù)量最多。設(shè)施內(nèi)空氣相對濕度和溫度幾乎相同，可能為風向和風力造成的不同種植方位的茉莉?qū)ξ骰ㄋE馬的誘集效果不同。而東、西、南、北4 個方位種植茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量均先增加后略有下降，在5月15日誘集數(shù)量達到最大值。這是因為西花薊馬特別喜食花并在上面聚集[29]，故茉莉和草莓上都表現(xiàn)為開花后的西花薊馬數(shù)量明顯大于開花前的西花薊馬數(shù)量。GERIN 等[30]也發(fā)現(xiàn)，在植物開花后，西花薊馬種群迅速增長，在植物不開花的情況下，西花薊馬基本保持原有的種群數(shù)量，增長率幾乎為零，這與本研究趨勢相同。而方位中種植的茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量則表現(xiàn)持續(xù)升高，可能是由于后期四周的西花薊馬往中間聚集所導致，但聚集原因還需要進一步分析。

茉莉不同種植方式對西花薊馬的誘集效果試驗結(jié)果表明，在整個調(diào)查時段，點狀種植茉莉誘集到的西花薊馬數(shù)量顯著高于片狀種植。林克劍等[31]研究發(fā)現(xiàn)，單株種植誘集植物時，其誘集效果顯著。本試驗中，由于草莓是大壟雙行栽培模式，所以誘集植物也對應的選用了雙行定植2株的點狀種植方式，研究結(jié)果與前人[31]類似。

茉莉不同種植密度對西花薊馬的誘集效果試驗結(jié)果表明，種植茉莉區(qū)域草莓上的西花薊馬數(shù)量均明顯低于CK，說明通過種植茉莉可以減少西花薊馬對草莓植株的損害，保護草莓植株。1∶7 處理誘集效果最好，優(yōu)于1∶4 和1∶11 處理（茉莉的種植面積分別占到總種植面積的12.5%、20%和8.3%），這與許向利等[32]研究發(fā)現(xiàn)的當誘集植物的種植面積占到總種植面積的5%～10%時，具有較好的誘集效果的結(jié)果不同。這可能是因為害蟲的生態(tài)差異、誘集植物和主栽植物不同以及不可預測的外界環(huán)境變化，均將影響試驗的最終結(jié)果[33]。本研究可能是由于茉莉揮發(fā)物的濃度不同造成的。王晶玲[34]研究發(fā)現(xiàn)，孔雀草揮發(fā)物的濃度過高時，原本吸引西花薊馬的植物出現(xiàn)了驅(qū)避的效果，稀釋后的孔雀草氣味對西花薊馬有更強的引誘力。

本試驗僅從行為反應方面測試了西花薊馬的偏好性和選擇性，篩選出茉莉誘集草莓上西花薊馬的效果最佳，并進行了誘集植物田間誘集效果的初探。結(jié)果表明，方位南在整個調(diào)查期內(nèi)誘集到的西花薊馬數(shù)量最多；點狀種植茉莉的誘集效果優(yōu)于片狀種植；種植茉莉處理草莓上的西花薊馬數(shù)量明顯低于CK，且茉莉和草莓種植比例為1∶7處理的誘集效果最好。下一步還可以通過GC-EAD（昆蟲觸角電位-氣相色譜聯(lián)用系統(tǒng)）技術(shù)研究昆蟲觸角對植物揮發(fā)物的行為反應。把植物揮發(fā)物通過GC 進行分離，并從GC-EAD 圖譜探究昆蟲到底對揮發(fā)物中的哪種物質(zhì)有反應活性，進而可以制備西花薊馬的誘集劑，這對西花薊馬的綠色生態(tài)防控有著重要的意義。