小麥晚播和有機(jī)肥替代氮肥對麥長管蚜種群動態(tài)的影響

沈煜洋, 賴 寧, 范貴強(qiáng), 崔燕華, 楊 紅,來漢林, 林 敏, 雷鈞杰, 李廣闊, 高海峰

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部庫爾勒作物有害生物科學(xué)觀測實(shí)驗(yàn)站, 烏魯木齊 830091;2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所, 烏魯木齊 830091;3. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所, 烏魯木齊 830091;4.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)場, 烏魯木齊 830012)

0 引 言

【研究意義】小麥種植面積占世界耕地總面積的17%。小麥?zhǔn)切陆貐^(qū)種植面積最大的糧食作物,產(chǎn)量常年穩(wěn)定在500×104～600×104t,占全區(qū)糧食作物總產(chǎn)量的30%以上[1-2]。蚜蟲作為南疆小麥種植區(qū)常年發(fā)生的一類害蟲[3-4],一般年份造成10%～20%的產(chǎn)量損失,嚴(yán)重時超過60%[5]。近年來受種植模式和栽培管理方式改變的影響[6],麥長管蚜已成為當(dāng)?shù)匦←溠料x群落中的優(yōu)勢種[7]。研究小麥晚播和有機(jī)肥替代氮肥等農(nóng)業(yè)防治措施對麥長管蚜種群的影響,對麥長管蚜的科學(xué)防控有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】適當(dāng)推遲播期可顯著減少一代玉米螟蟲量和為害率[8],生育期短的品種晚播可降低玉米粗縮病發(fā)生率[9-10]。相比傳統(tǒng)施肥方式,有機(jī)種植模式雖然不能改變農(nóng)田節(jié)肢動物群落總體豐富度,但可降低植食性昆蟲取食為害,也有助于維持作物營養(yǎng)元素平衡,提升其抗害能力[11]。【本研究切入點(diǎn)】新疆南疆麥長管蚜(Sitobionavenage)發(fā)生為害嚴(yán)重,防治手段尚單一。需通過大田試驗(yàn)探索晚播、有機(jī)肥替代氮肥等農(nóng)業(yè)防治措施對麥長管蚜種群數(shù)量的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計和定期、定點(diǎn)調(diào)查的方法記錄麥長管蚜發(fā)生期的蟲口數(shù)量。研究晚播和有機(jī)肥替代氮肥對麥長管蚜種群動態(tài)的影響,為合理使用農(nóng)藥及科學(xué)防控麥長管蚜提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

在新疆澤普縣脫絨廠試驗(yàn)田進(jìn)行,供試小麥品種為新冬20號。調(diào)查對象為麥長管蚜(S.avenae)。試驗(yàn)地小麥蚜蟲絕對優(yōu)勢種為麥長管蚜,調(diào)查后期出現(xiàn)零星禾谷縊管蚜(Rhopalosiphumpadi)。

1.2 方 法

采取隨機(jī)區(qū)組方式,小區(qū)面積30 m2,4次重復(fù)。播期設(shè)置正常播期(10月15日)和晚播(2020年10月29日)兩個處理;施肥處理設(shè)置晚播無替代(CK)、晚播有機(jī)肥替代氮肥60%(OF1),晚播有機(jī)替代氮肥40%(OF2),晚播有機(jī)替代氮肥20%(OF3),4個試驗(yàn)水平,4次重復(fù),小區(qū)隨機(jī)排列。施肥水平為N:240 kg/hm2、P:138 kg/hm2、K:30 kg/hm2,氮肥為尿素,磷肥為重過磷酸鈣、鉀肥為硫酸鉀,有機(jī)肥為商品有機(jī)肥(N∶P∶K=8∶1∶1,有機(jī)質(zhì)含量45%)。播種前氮肥基施30%,剩余70%作隨水滴施,其中返青期、拔節(jié)期、孕穗期、揚(yáng)花期和灌漿期的施氮比例分別為20%、10%、15%、15%和10%?；㏄2O5120 kg/hm2、K2O 30 kg/hm2。播種量為375 kg/hm2,于2020年10月15日正常播種冬小麥,2020年10月29日晚播冬小麥,2021年6月19日收獲。全生育期總灌溉量為2 700 m3/hm2(無出苗和冬灌水),返青期、拔節(jié)期、孕穗期、揚(yáng)花期、灌漿期和乳熟期各滴水1次,每次450 m3/hm2,滴灌帶為1管4行(4行小麥1條滴灌帶,行距為15 cm)。

試驗(yàn)于次年5月上旬麥長管蚜始見期開始調(diào)查,直至小麥成熟時停止調(diào)查。調(diào)查時間間隔5 d,調(diào)查時選取小區(qū)內(nèi)中間位置小麥植株進(jìn)行調(diào)查,每小區(qū)調(diào)查5點(diǎn),每點(diǎn)調(diào)查10株,分別記錄10株麥長管蚜數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

麥長管蚜種群數(shù)量數(shù)據(jù)偏態(tài)嚴(yán)重,采用Box-Cox轉(zhuǎn)換對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,將10株蚜量轉(zhuǎn)換值定義為AP后進(jìn)行分析。在有機(jī)肥替代氮肥對麥長管蚜種群數(shù)量影響的試驗(yàn)中,將施肥處理和調(diào)查時間作為解釋變量;在播期對麥長管蚜種群數(shù)量影響的試驗(yàn)中,將播期處理和調(diào)查時間作為解釋變量。將AP作為響應(yīng)變量,利用F檢驗(yàn)衡量播期對AP的影響,差異顯著時采用TukeyHSD法進(jìn)行多重比較,通過t測驗(yàn)確定其是否具有統(tǒng)計學(xué)差異(0.05水平)。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥晚播對麥長管蚜種群數(shù)量的影響

研究表明,不同播期處理(F=1 204.42,P<0.001)和調(diào)查時間(F=136.31,P<0.001)對AP均有顯著影響;播期處理和調(diào)查時間互作顯著(F=33.22,P<0.001)。小麥晚播處理的AP為2.74,顯著低于正常播期(t=6.24,P<0.001)。

5月9日,晚播處理的AP為0.79,與正常播期相比二者之間無顯著差異。5月14日,晚播處理的AP為2.16,與正常播期相比二者之間無顯著差異。5月19日,晚播處理的AP為3.40,顯著低于正常播期處理(t=-2.64,P=0.009)。5月24日,晚播處理的AP為5.82,顯著低于正常播期處理(t=-9.94,P<0.001)。5月29日,晚播處理的AP為5.44,顯著低于正常播期處理(t=-5.02,P<0.001)。6月3日,晚播處理的AP為2.32,顯著低于正常播期處理(t=-12.52,P<0.001)。6月8日,晚播處理的AP為0.00,顯著低于正常播期處理(t=-14.12,P<0.001)。圖1

圖1 小麥晚播下麥長管蚜種群數(shù)量變化

2.2 有機(jī)肥替代氮肥對麥長管蚜種群數(shù)量影響

研究表明,不同施肥種類(F=43.10,P<0.001)和調(diào)查時間(F=178.98,P<0.001)均對AP有顯著影響;施肥種類和調(diào)查時間存在互作(F=5.08,P<0.001),OF1、OF2和OF3處理的AP分別為4.83(t=10.20,P<0.001)、4.70(t=9.43,P<0.001)和4.11(t=6.11,P<0.001),顯著高于CK。

5月9日,OF1、OF2和OF3處理的AP分別為1.62(t=1.71,P=0.32)、0.52(t=0.63,P=0.92)和1.05(t=0.50,P=0.96),與CK相比二者之間無顯著差異。5月14日,OF1、OF2和OF3處理的AP分別為2.67(t=0.90,P=0.80)、3.07(t=1.75,P=0.30)和2.24(t=0.002,P=1.00),與CK相比二者之間無顯著差異。5月19日,OF1和OF2處理的AP分別為5.34(t=3.76,P=0.001)和4.92(t=2.86,P=0.03),均顯著高于CK;OF3處理的AP為4.55,與CK相比二者之間無顯著差異(t=2.08,P=0.16)。5月24日,OF1處理的AP為7.80,顯著高于CK(t=3.32,P=0.005);OF2和OF3處理的AP分別為6.99(t=1.59,P=0.38)和6.98(t=1.59,P=0.39),與CK相比二者之間無顯著差異。5月29日,OF1處理的AP為7.80,顯著高于CK(t=4.22,P<0.001);OF2和OF3處理的AP分別為6.91(t=2.32,P=0.09)和6.71(t=1.89,P=0.23),與CK相比二者之間無顯著差異。6月3日,OF1、OF2和OF3處理的AP分別為4.84(t=5.11,P<0.001)、5.77(t=7.07,P<0.001)和4.66(t=4.71,P<0.001),均顯著高于CK。6月8日調(diào)查時,OF1、OF2和OF3處理的AP分別為3.76(t=7.96,P<0.001)、4.71(t=9.99,P<0.001)和2.55(t=5.41,P<0.001),均顯著高于CK。圖2

圖2 有機(jī)肥替代氮肥下麥長管蚜種群數(shù)量變化

3 討 論

改變播期可影響作物長期進(jìn)化出的物候?qū)W時空同步性,進(jìn)而影響蚜蟲等植食性昆蟲種群數(shù)量[12,13]。早播處理可降低為害辣椒的蚜蟲、薊馬、葉蟬和煙粉虱發(fā)生數(shù)量[14];甘藍(lán)蚜(Brevicorynebrassicae)和蘿卜蚜(Lipaphiserysimi)等后期侵染油菜的蚜蟲發(fā)生量在晚播處理上顯著高于正常播期處理[15];晚播處理的麥二叉蚜(Schizaphisgraminum)數(shù)量顯著高于正常播期處理,甚至高于早播處理[12];晚播和超晚播處理抽穗期麥長管蚜數(shù)量低于正常播期處理,早播處理在小麥營養(yǎng)生長期和生殖生長期的麥長管蚜數(shù)量均低于正常播期處理[16],研究表明,晚播處理可顯著降低麥長管蚜的種群數(shù)量,與正播處理相比,AP值下降達(dá)40.82%,與Chandler等[16]的研究結(jié)果相一致。后續(xù)需在收集試驗(yàn)地氣象數(shù)據(jù)并判斷各氣象因子與正晚播處理相關(guān)性的基礎(chǔ)上,篩選出哪種氣象因素對麥長管蚜種群動態(tài)影響較大。

有研究表明,動物糞肥處理后,取食蘿卜的甘藍(lán)蚜種群數(shù)量高于施用氨態(tài)氮化肥處理,其產(chǎn)仔量受肥料種類的影響大于個體發(fā)育歷期受肥料種類的影響;與之相反,煙蚜(Myzuspersicae)在低氮處理下的種群數(shù)量顯著高于有機(jī)肥處理[17]。相比其他礦物質(zhì)肥料和有機(jī)肥處理,麥無網(wǎng)長管蚜(Metopolophiumdirhodum)和禾谷縊管蚜在氮肥處理下更有利于其在冬小麥葉片上取食為害[18]。研究表明,有機(jī)肥替代氮肥處理顯著增加麥長管蚜種群數(shù)量,替代比例越高,麥長管蚜AP值越高,與Gils等[19]的研究結(jié)果相一致,無論氮肥施用量高低,在高施用量有機(jī)肥處理下麥長管蚜種群數(shù)量顯著高于低使用量有機(jī)肥處理;禾谷縊管蚜對高施用量肥料速效性的敏感程度高于其對有機(jī)肥和無機(jī)氮肥種類差異的敏感性,高濃度可溶性有機(jī)質(zhì)和氮肥均有利蚜蟲生長[20]。下一步研究中,應(yīng)細(xì)化有機(jī)肥施用種類、方式和施用時期對麥長管蚜種群數(shù)量的影響,探明能夠減輕麥長管蚜發(fā)生為害,同時達(dá)到小麥高產(chǎn)要求的有機(jī)肥施用技術(shù)。

4 結(jié) 論

5月19日至6月8日晚播處理麥長管蚜的AP值分別為3.40、5.82、5.44、2.32和0.00,均顯著低于正常播期處理,小麥晚播可顯著降低麥長管蚜的種群數(shù)量。晚播小麥有機(jī)肥替代氮肥60%、40%和20%處理的麥長管蚜AP值分別為4.83、4.70和4.11,均顯著高于晚播無替代處理,有機(jī)肥替代氮肥有利于麥長管蚜取食為害。替代氮肥比例越高,麥長管蚜發(fā)生越重。