小麥晚播和有機肥替代氮肥對麥長管蚜種群動態的影響

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

(1.新疆農業科學院植物保護研究所/農業部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室/農業部庫爾勒作物有害生物科學觀測實驗站, 烏魯木齊 830091;2.新疆農業科學院土壤肥料與農業節水研究所, 烏魯木齊 830091;3. 新疆農業科學院糧食作物研究所, 烏魯木齊 830091;4.新疆農業科學院綜合試驗場, 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%。小麥是新疆地區種植面積最大的糧食作物,產量常年穩定在500×104～600×104t,占全區糧食作物總產量的30%以上[1-2]。蚜蟲作為南疆小麥種植區常年發生的一類害蟲[3-4],一般年份造成10%～20%的產量損失,嚴重時超過60%[5]。近年來受種植模式和栽培管理方式改變的影響[6],麥長管蚜已成為當地小麥蚜蟲群落中的優勢種[7]。研究小麥晚播和有機肥替代氮肥等農業防治措施對麥長管蚜種群的影響,對麥長管蚜的科學防控有重要意義。【前人研究進展】適當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生率[9-10]。相比傳統施肥方式,有機種植模式雖然不能改變農田節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元素平衡,提升其抗害能力[11]?！颈狙芯壳腥朦c】新疆南疆麥長管蚜(Sitobionavenage)發生為害嚴重,防治手段尚單一。需通過大田試驗探索晚播、有機肥替代氮肥等農業防治措施對麥長管蚜種群數量的影響?！緮M解決的關鍵問題】采用隨機區組設計和定期、定點調查的方法記錄麥長管蚜發生期的蟲口數量。研究晚播和有機肥替代氮肥對麥長管蚜種群動態的影響,為合理使用農藥及科學防控麥長管蚜提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

在新疆澤普縣脫絨廠試驗田進行,供試小麥品種為新冬20號。調查對象為麥長管蚜(S.avenae)。試驗地小麥蚜蟲絕對優勢種為麥長管蚜,調查后期出現零星禾谷縊管蚜(Rhopalosiphumpadi)。

1.2 方 法

采取隨機區組方式,小區面積30 m2,4次重復。播期設置正常播期(10月15日)和晚播(2020年10月29日)兩個處理;施肥處理設置晚播無替代(CK)、晚播有機肥替代氮肥60%(OF1),晚播有機替代氮肥40%(OF2),晚播有機替代氮肥20%(OF3),4個試驗水平,4次重復,小區隨機排列。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,有機肥為商品有機肥(N∶P∶K=8∶1∶1,有機質含量45%)。播種前氮肥基施30%,剩余70%作隨水滴施,其中返青期、拔節期、孕穗期、揚花期和灌漿期的施氮比例分別為20%、10%、15%、15%和10%。基施P2O5120 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、拔節期、孕穗期、揚花期、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)。

試驗于次年5月上旬麥長管蚜始見期開始調查,直至小麥成熟時停止調查。調查時間間隔5 d,調查時選取小區內中間位置小麥植株進行調查,每小區調查5點,每點調查10株,分別記錄10株麥長管蚜數量。

1.3 數據處理

麥長管蚜種群數量數據偏態嚴重,采用Box-Cox轉換對數據進行預處理,將10株蚜量轉換值定義為AP后進行分析。在有機肥替代氮肥對麥長管蚜種群數量影響的試驗中,將施肥處理和調查時間作為解釋變量;在播期對麥長管蚜種群數量影響的試驗中,將播期處理和調查時間作為解釋變量。將AP作為響應變量,利用F檢驗衡量播期對AP的影響,差異顯著時采用TukeyHSD法進行多重比較,通過t測驗確定其是否具有統計學差異(0.05水平)。

2 結果與分析

2.1 麥晚播對麥長管蚜種群數量的影響

研究表明,不同播期處理(F=1 204.42,P<0.001)和調查時間(F=136.31,P<0.001)對AP均有顯著影響;播期處理和調查時間互作顯著(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量變化

2.2 有機肥替代氮肥對麥長管蚜種群數量影響

研究表明,不同施肥種類(F=43.10,P<0.001)和調查時間(F=178.98,P<0.001)均對AP有顯著影響;施肥種類和調查時間存在互作(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 有機肥替代氮肥下麥長管蚜種群數量變化

3 討 論

改變播期可影響作物長期進化出的物候學時空同步性,進而影響蚜蟲等植食性昆蟲種群數量[12,13]。早播處理可降低為害辣椒的蚜蟲、薊馬、葉蟬和煙粉虱發生數量[14];甘藍蚜(Brevicorynebrassicae)和蘿卜蚜(Lipaphiserysimi)等后期侵染油菜的蚜蟲發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量低于正常播期處理,早播處理在小麥營養生長期和生殖生長期的麥長管蚜數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量,與正播處理相比,AP值下降達40.82%,與Chandler等[16]的研究結果相一致。后續需在收集試驗地氣象數據并判斷各氣象因子與正晚播處理相關性的基礎上,篩選出哪種氣象因素對麥長管蚜種群動態影響較大。

有研究表明,動物糞肥處理后,取食蘿卜的甘藍蚜種群數量高于施用氨態氮化肥處理,其產仔量受肥料種類的影響大于個體發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量顯著高于有機肥處理[17]。相比其他礦物質肥料和有機肥處理,麥無網長管蚜(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,有機肥替代氮肥處理顯著增加麥長管蚜種群數量,替代比例越高,麥長管蚜AP值越高,與Gils等[19]的研究結果相一致,無論氮肥施用量高低,在高施用量有機肥處理下麥長管蚜種群數量顯著高于低使用量有機肥處理;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肥和無機氮肥種類差異的敏感性,高濃度可溶性有機質和氮肥均有利蚜蟲生長[20]。下一步研究中,應細化有機肥施用種類、方式和施用時期對麥長管蚜種群數量的影響,探明能夠減輕麥長管蚜發生為害,同時達到小麥高產要求的有機肥施用技術。

4 結 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量。晚播小麥有機肥替代氮肥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,麥長管蚜發生越重。