配施硅肥對稻飛虱取食量、田間種群數量及水稻產量的影響

摘要為探明增施硅肥在水稻田稻飛虱綠色防控中的作用，本文采用室內蜜露測定、田間盆拍調查等方法研究了在廣西代表性土壤條件下增施硅肥對稻飛虱蜜露量、田間種群數量及水稻產量的影響。結果表明：褐飛虱Nilaparvata lugens Stl和白背飛虱Sogatella furcifera Horváth在施硅量為15 kg/hm2和45 kg/hm2水稻上的平均蜜露量均顯著低于不施硅對照。在水稻分蘗期，與不施硅對照相比，15 kg/hm2施硅處理下兩個試驗點稻飛虱發生量均顯著減少;45 kg/hm2施硅處理下賓陽試驗點的稻飛虱發生量顯著減少，而合浦試驗點在水稻分蘗盛期稻飛虱發生量雖未顯著減少，但水稻分蘗后期稻飛虱發生量極顯著低于不施硅對照，減少了51.03%。在水稻灌漿期，與不施硅對照相比，賓陽試驗點15 kg/hm2和45 kg/hm2施硅處理稻飛虱的發生量均極顯著減少，而合浦試驗點稻飛虱發生量沒有顯著變化。15 kg/hm2和45 kg/hm2施硅處理的稻谷千粒重均顯著高于不施硅對照，產量比不施硅對照提高1.88%～9.05%。增施硅肥可明顯降低水稻田稻飛虱的取食量和田間種群發生量，同時在一定程度上提高了稻谷產量，因此，水稻增施硅肥有助于廣西稻飛虱的綠色防控。

關鍵詞硅肥;稻飛虱;取食量;種群動態;綠色防控

中圖分類號：S 435.112.3文獻標識碼：ADOI：10.16688/j.zwbh.2023593Effects of silicon amendment on feeding amount， population of rice

planthopper， and rice yieldHUANG Suosheng WU Biqiu CHENG Xuejiang PANG Xingdong WU Feng LI Cheng LUO Cuiping NING Ziyue HUANG Qian LING Yan LONG Liping

HOU Maolin4，HUANG Fengkuan（1. Plant Protection Research Institute，Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Nanning530007， China;

2. Key Laboratory of Green Prevention and Control on Fruits and Vegetables in South China， Ministry of

Agriculture and Rural Affairs， Guangxi Key Laboratory for Biology of Crop Diseases and Insect Pests，

Nanning530007， China; 3. Hepu Agricultural Science Research Institute，Beihai536199， China;

4. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing100193， China）AbstractIn order to investigate the impact of silicon （Si） amendment in rice paddy on the green prevention and control of rice planthoppers the effects of Si amendment on feeding amounts， population of rice planthoppers， and rice yield under typical soil conditions in Guangxi were studied using the honeydew quantity detection and field investigation through basin-beating method. The results showed that the average honeydew secretion of rice planthoppers on rice treated with Si at 15 or 45 kg/hm2 was significantly lower than on untreated control rice. During the rice tillering stage， there was a significant decrease in the population of rice planthoppers at both experimental sites treated with Si at 15 kg/hm2. The population of rice planthoppers at the Binyang site was also significantly reduced when applied Si at 45 kg/hm2， although Hepu experimental site did not show significant reduction during the peak tillering stage. However， there was a extremely significant reduction （51.03%） in the occurrence of rice planthoppers during the late tillering stage. During the rice filling period， Si treatment at 15 and 45 kg/hm2 in Binyang significantly reduced the occurrence of rice planthoppers compared to the control， while the effect was not significant at the Hepu site. Additionally， the thousand grain weight of rice treated with Si at 15 kg/hm2 and 45 kg/hm2 was significantly higher than that of the control， resulting in yield increases ranging from 1.88% to 9.05% compared to the control. In conclusion， Si amendment to rice significantly reduced feeding and population of rice planthoppers in the field， and partly increased rice yield. Therefore， Si amendment is beneficial for the green prevention and control of rice planthoppers in Guangxi.

Key wordssilicon fertilizer;rice planthopper;feeding amount;population dynamics;green prevention and control

水稻是我國主要糧食作物之一。稻飛虱（褐飛虱Nilaparvata lugens Stl和白背飛虱Sogatella furcifera Horváth）是水稻主要害蟲，具遠距離遷飛習性，不但通過刺吸韌皮部汁液直接為害水稻［1］，還可傳播水稻病毒對水稻造成間接危害［23］，嚴重威脅我國水稻生產和糧食安全。在水稻栽培過程中，施用化學農藥防治病蟲害仍是確保水稻穩產的主要手段，但過度依賴化學農藥帶來了生產成本增加、環境污染、農產品殘留超標、害蟲抗藥性增加等問題［4］，使得稻田生態系統自我調控能力弱化，水稻病蟲害發生為害日益加重［5］。2015年，我國制定了《到2020年農藥使用量零增長行動方案》，提出“科學植保、公共植保、綠色植保”的理念，并提倡應用農業防治等綠色防控技術控制病蟲害［6］。實踐證明，田間水肥科學管理等栽培措施能提高水稻對害蟲的抵御能力，是水稻害蟲綠色防控的重要途徑之一。

硅是水稻生長發育所必需的營養元素，在水稻產量和品質形成中起到重要作用［78］。施用硅肥水稻增產效果顯著［910］，同時施硅還可促進水稻抗蟲物質含量增加，提高作物抗蟲性［11］。我國將近一半以上水稻田土壤有效硅含量低于100 mg/kg的臨界指標，土壤缺硅問題嚴重［12］。不同地區、不同生態系統水稻害蟲種類發生有較大差異，施用硅肥水稻增產幅度也各有不同［13］。廣西地處我國西南邊陲，是稻飛虱境外蟲源遷入我國的前沿地，因此，研究水稻增施硅肥對廣西田間稻飛虱和水稻產量的影響，對施用硅肥能否有助于廣西稻飛虱綠色防控有重要指導意義。

研究表明，施硅增大了水稻葉鞘的硅化程度，提高了其硬度和耐磨度［14］，阻礙白背飛虱的刺吸行為［15］，增加水稻對白背飛虱的排驅性。施硅還能誘導水稻Kr9R8D4v+D8cb027LpWITA==胼胝質沉積，增強水稻對褐飛虱的抗生性，降低其對水稻的選擇性［16］。取食施硅水稻，褐飛虱的存活率、羽化率、棲息率、產卵量和卵孵化率降低，且若蟲期延長、成蟲壽命縮短、種群增長率降低［1719］。施用硅肥能使水稻苗青稈壯，促進根系生長，增加植株結實。此外，施用硅肥還可提高水稻葉面積指數［20］，增加水稻各生育期植株分蘗數、地上和地下生物量［21］，水稻產量和品質得到明顯的提高和改善［9，2223］。稻飛虱的取食量是衡量水稻抗蟲性的重要指標之一，也是其對水稻致害性具體表現的量化指標。不同地理種群的稻飛虱對水稻的致害性不同［2425］，目前關于水稻施硅對廣西稻飛虱取食量、田間種群數量及水稻產量的影響鮮有報道。因此，本試驗在廣西2個水稻主產區施用全水溶性顆粒硅肥，調查不同硅肥施用量稻飛虱田間種群動態并測定水稻產量，同時測定稻飛虱在施用不同硅肥量水稻上的蜜露量，以明確水稻增施硅肥對稻飛虱取食量、田間種群數量及水稻產量的影響，為水稻增施硅肥有助于廣西稻飛虱綠色防控提供科學依據。1材料與方法

1.1材料

供試硅肥：英皇硅（純度≥99%，SiO2≥27%，純硅Si≥12%），為全水溶性顆粒硅肥，由英國植康肥業有限公司生產，市購。

水稻品種：室內盆栽試驗和田間試驗的水稻品種均為‘桂野香占’， ‘桂野香占’是由‘野香占’和‘柳香占’雜交選育的秈型常規水稻品種，市購。

供試蟲源：室內盆栽試驗所用褐飛虱和白背飛虱采自廣西合浦縣、賓陽縣田間，在室內用分蘗期‘TN1’稻苗分別飼養、擴繁至成蟲，用于蜜露測定。

1.2試驗方法

1.2.1水稻施硅對稻飛虱取食量的測定

通過分別測定室內盆栽條件下褐飛虱和白背飛虱在施用硅肥水稻上分泌的蜜露量，研究水稻施硅對稻飛虱取食量的影響。采用李波等［25］和黃鳳寬等［26］的方法測定褐飛虱和白背飛虱雌成蟲在‘桂野香占’上分泌的蜜露量。先將10 d秧齡的‘桂野香占’移栽至裝有稻田土的塑料盆（上口徑20 cm， 下口徑12 cm， 高15 cm）中，稻田土采自南寧市賓陽縣武陵鎮馬王村水稻田（108°52′E，23°09′N）。移栽12 d后施硅肥，待分蘗后期（約50 d苗齡），將羽化24 h內的褐飛虱（或白背飛虱）長翅型雌成蟲（饑餓3 h后）接入預先準備好的石蠟膜parafilm小袋（約2.1 cm×3.2 cm）中，再將小袋固定到主莖上，每主莖2小袋，每小袋接蟲1頭，作為1個重復。待褐飛虱（或白背飛虱）取食24 h后取下小袋，在萬分之一電子天平上稱量蜜露量。試驗環境為室內自然條件（溫度：26～33℃），避免太陽光直射。試驗設施硅肥量0 kg/hm2（不施硅對照）、15 kg/hm2和45 kg/hm2 3個處理，每處理40個重復。

1.2.2水稻田施硅對稻飛虱田間種群動態及水稻產量的影響1.2.2.1田間試驗地概況

試驗地點1：北海市合浦縣黨江鎮九坡村（109°09′E，21°39′N），試驗水稻田面積0.6 hm2。試驗田塊肥力中等、均勻，排灌條件良好，多年來一直種植水稻。土壤基本性質：土壤pH值為5.6，含有機質40.8 g/kg、全氮2.03 g/kg、水解性氮78.8 mg/kg、有效磷106.4 mg/kg、速效鉀214.2 mg/kg。水稻3月8日播種，3月29日移栽，667 m2插秧1.2萬叢，每穴插4苗。

試驗地點2：南寧市賓陽縣武陵鎮馬王村（108°52′E，23°09′N），試驗水稻田面積0.36 hm2。試驗田土壤為第四紀紅土母質發育的黃泥田，土地平整，排灌條件良好，多年來一直種植水稻。土壤基本性質：土壤pH 5.6，含有機質3.96%、全氮1.62 g/kg、水解氮194.0 mg/kg、全磷0.79 g/kg、速效磷33.20 mg/kg、全鉀4.10 g/kg、速效鉀161.0 mg/kg。水稻3月11日播種，4月3日移栽，株距為20 cm×13 cm，每穴插4苗。

1.2.2.2試驗方法

試驗設施硅量0 kg/hm2（不施硅對照）、15 kg/hm²和45 kg/hm² 3個處理，不設重復，每處理一田塊，完全隨機排列。賓陽試驗點每處理田塊面積約0.12 hm²，合浦試驗點每處理田塊面積約0.20 hm2。2個試驗點均于水稻移栽后12 d施用硅肥，試驗期間不噴施任何殺蟲劑和殺菌劑，其他田間管理措施一致，水肥管理按照常規栽培管理措施進行。待水稻分蘗盛期和灌漿期，用盆拍法調查田間稻飛虱數量。每處理平行跳躍取樣30個點，每點調查2叢水稻，記錄稻飛虱活蟲數。水稻收獲前，每處理取長勢均勻的3點，每點收割面積1.1 m2的稻穗，曬干后考種，分別稱取、記錄稻谷產量和千粒重，最后折算每公頃產量。

1.3數據處理與分析

采用Excel 2016進行試驗數據整理和作圖;采用IBM SPSS Statistics（V 23.0.0）數據處理軟件進行單因素方差分析（One-way ANOVA） 檢驗水稻施硅對稻飛虱取食量、稻飛虱田間種群數量及水稻產量的影響，以LSD檢驗法比較不同處理間差異顯著性。

2結果與分析

2.1水稻施硅對稻飛虱取食量的影響

從圖1可以看出，褐飛虱和白背飛虱成蟲在施硅量為15 kg/hm2和45 kg/hm2的水稻上取食24 h分泌的平均蜜露量均顯著低于不施硅對照（P＜0.05），但2個施硅處理之間差異不顯著（P>0.05）。由此可見，水稻施硅對褐飛虱和白背飛虱的取食量均有顯著影響，但其影響程度并非隨著施硅量增加而加大。

2.2水稻施硅對稻飛虱田間種群數量的影響

合浦和賓陽田間稻飛虱主要為褐飛虱和白背飛虱，其中，水稻分蘗期至拔節期稻飛虱種群主要以白背飛虱為主，水稻灌漿期主要以褐飛虱為主。在合浦試驗點（圖2a），水稻分蘗盛期至分蘗后期，15 kg/hm2施硅處理田間稻飛虱百叢蟲量顯著低于不施硅對照;45 kg/hm2處理在水稻分蘗盛期至分蘗后期百叢蟲量與不施硅對照差異不顯著，而到水稻分蘗后期比不施硅對照蟲量減少了51.03%，差異極顯著（P＜0.01）。水稻拔節期，15、45 kg/hm2施硅處理田間稻飛虱百叢蟲量與不施硅對照差異均不顯著。水稻孕穗期、灌漿期，各處理田間稻飛虱數量急劇下降到193.33頭/100叢以下。水稻孕穗期，45 kg/hm2施硅處理田間稻飛虱百叢蟲量低于不施硅對照，15 kg/hm2施硅處理則與不施硅對照差異不顯著。水稻灌漿期，不施硅對照和15、45 kg/hm2施硅處理水稻上的稻飛虱百叢蟲量三者之間差異不顯著。

在賓陽試驗點（圖2b），水稻分蘗期、拔節期，15、45 kg/hm2施硅處理水稻上的稻飛虱百叢蟲量均顯著低于不施硅對照，其中，在拔節期相對于不施硅對照蟲量減少約29%。水稻抽穗期，田間褐飛虱和白背飛虱混合發生，各處理稻飛虱百叢蟲量在723.33頭以上，此時15、45 kg/hm2施硅處理百叢蟲量與不施硅對照差異不顯著。水稻灌漿期后期，主要以褐飛虱為主，不施硅對照稻飛虱百叢蟲量仍高達855頭，此時15、45 kg/hm2施硅處理水稻上的稻飛虱百叢蟲量降到288.33頭以下，均極顯著低于不施硅對照。

綜合兩地試驗結果可知，在水稻分蘗期，相對于不施硅對照，兩個試驗點15 kg/hm²施硅處理的稻飛虱發生量顯著減少;賓陽試驗點45 kg/hm2施硅處理的稻飛虱發生量亦顯著減少，合浦試驗點45 kg/hm²施硅處理在水稻分蘗盛期稻飛虱發生量雖未顯著減少，但到了水稻分蘗后期稻飛虱發生量則減少了51.03%，與對照間差異極顯著。在水稻灌漿期，與對照相比賓陽試驗點15 kg/hm²和45 kg/hm²施硅處理稻飛虱的發生量極顯著減少，而在合浦試驗點對稻飛虱發生量的影響則不顯著。

2.3水稻增施硅肥對稻谷產量的影響

由表1可知，在合浦、賓陽兩個試驗地15 kg/hm2和45 kg/hm2施硅處理的稻谷產量比不施硅對照提高1.88%～9.05%，但沒到達顯著水平;兩地的2個施硅處理稻谷的千粒重均顯著高于不施硅對照。由此可見，水稻施硅可顯著提高稻谷的千粒重，在一定程度上提高了稻谷產量。

3結論與討論

刺吸式害蟲通過口針從植物韌皮部汁液獲取營養。在刺吸植物韌皮部汁液之前，口針需要經過一系列的刺探行為［27］。水稻施用硅肥后，硅被吸收并在水稻組織中沉積，形成硅化細胞，使莖表層細胞壁加厚，角質層增加，增加了其硬度和耐磨度，降低了植物可消化性［14，28］，形成“機械或物理屏障”。本研究中，褐飛虱和白背飛虱在施硅量為15 kg/hm2和45 kg/hm2水稻上分泌的平均蜜露量均顯著低于在不施硅對照（施硅量0 kg/hm2）水稻上分泌的平均蜜露量，說明褐飛虱和白背飛虱在施硅水稻上的取食量明顯下降。這一研究結果與賈路瑤等［15］和Yang等［18］的研究結果相類似，施硅增強了水稻對稻飛虱的抗性。施硅導致稻飛虱取食量下降，除了“機械或物理屏障”原因，可能還與硅參與了稻飛虱刺吸誘導的胼胝質在韌皮部篩管上的沉積有關［16］。胼胝質是一種植物多糖，蟲害可誘導其在韌皮部篩管上沉積，從而阻止刺吸式害蟲的韌皮部汁液取食［29］。

本研究結果表明，在水稻分蘗期，相對于不施硅對照，15 kg/hm2施硅處理的稻飛虱發生量顯著減少;45 kg/hm2施硅處理中，賓陽試驗點的稻飛虱發生量顯著減少，合浦試驗點在水稻分蘗后期稻飛虱發生量極顯著減少。在水稻灌漿期，賓陽試驗點 15 kg/hm2 和45 kg/hm2施硅處理稻飛虱的發生量相比不施硅對照極顯著減少，而在合浦試驗點稻飛虱發生量與不施硅對照沒有顯著差異。此研究結果與Han等［30］的結果一致，這可能由于取食施硅水稻后，稻飛虱的存活率、羽化率、棲息率、產卵量和卵孵化率降低，若蟲期延長、成蟲壽命縮短［1719］，從而抑制了田間稻飛虱種群發展。

施用硅肥可促進水稻分蘗，增加穗長、有效穗數、每穗實粒數和千粒重，空秕粒減少，進而使水稻增產［9，31］。熊麗萍等［23］的研究發現，在N、P 肥料相同的基礎上，增施硅肥使早、晚季水稻稻谷分別增產2.2%～30.4%和3.9%～9.2%，說明硅肥對水稻產量的提高和品質的改善具有一定的促進作用。本研究也發現15 kg/hm2和45 kg/hm2施硅處理的稻谷千粒重均顯著高于不施硅對照;稻谷產量比不施硅對照提高1.88%～9.05%，但沒到達顯著水平。這可能與本試驗田間測產時取樣點偏少、取樣面積偏小有關。水稻田測產時取樣點越多、取樣面積越大，相對準確性越高［32］。

本研究表明，增施硅肥可明顯降低廣西田間褐飛虱和白背飛虱在施硅水稻上的取食量和種群發生數量，同時提高稻谷千粒重，一定程度上提高了稻谷產量。因此，水稻增施硅肥有助于對廣西稻飛虱實現綠色防控。

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（責任編輯：楊明麗）