玉米種子處理技術在抗蟲性能上應用的試驗研究

摘 要：本研究探討了玉米種子處理技術在提高抗蟲性能方面的應用。通過實驗比較了不同種子處理方法對玉米抵抗主要害蟲的效果，包括化學處理、生物處理和物理處理等。結果表明，適當的種子處理可顯著提高玉米的抗蟲性能，其中化學農藥包衣和微生物拮抗劑處理效果最為明顯。本研究為玉米種植過程中的病蟲害防控提供了新的思路和方法。

關鍵詞：玉米；種子處理；抗蟲性；化學處理；生物處理；物理處理

玉米是全球重要的糧食作物之一，但其生長過程中常受到多種害蟲的侵害，導致產量和品質下降。傳統的田間噴藥防治方法存在污染環境、增加成本等問題。近年來，種子處理技術作為一種新型的植保手段，在農作物病蟲害防控中顯示出巨大潛力。本研究旨在探討玉米種子處理技術在提高抗蟲性能方面的應用，為玉米種植的綠色高效生產提供科學依據。

1玉米主要害蟲及其危害

1.1地下害蟲

玉米地下害蟲主要包括螻蛄、蠐螬、地老虎和根蛀蟲等。這些害蟲主要危害玉米的根系和地下莖，造成植株倒伏、生長緩慢或死亡。螻蛄啃食幼苗根系，導致缺苗斷壟；蠐螬咬斷幼苗根莖引起猝倒癥狀；地老虎夜間啃食幼苗莖稈，造成缺株；根蛀蟲幼蟲取食根毛和細根，影響植株養分吸收。地下害蟲防治難度大，常導致嚴重減產，是玉米種植的重要威脅之一[1]。

1.2地上害蟲

玉米地上害蟲種類繁多，主要包括玉米螟、黏蟲、蚜蟲和紅蜘蛛等。玉米螟幼蟲鉆入莖稈和果穗取食，造成莖折、穗腐；黏蟲啃食葉片，嚴重時僅留葉脈；蚜蟲聚集葉片吸食汁液，導致葉片皺縮、變黃；紅蜘蛛在葉片背面取食，引起葉片失綠、干枯。這些害蟲直接影響玉米光合作用和產量形成，同時可能引發病原菌侵染，對玉米生長和產量造成綜合性危害。

2玉米種子處理技術概述

2.1化學處理技術

化學處理技術利用農藥對種子進行包衣或浸種處理。常用農藥包括殺蟲劑、殺菌劑和生長調節劑。此方法見效快、持效長、操作簡便，能有效防控多種害蟲和病害。但面臨環境污染、農藥殘留和抗藥性問題。近年來，低毒高效農藥和緩釋制劑的應用提高了防治效果，同時降低了環境影響。研究熱點包括多種農藥的復合使用和新型包衣技術的開發。

2.2生物處理技術

生物處理技術利用有益微生物或其代謝產物處理種子，提高植株抗性和生長勢。常用制劑包括細菌、真菌和放線菌。通過拮抗作用、誘導抗性或促進生長，提高玉米抗蟲抗病能力。具有安全、環保、可持續特點。但效果受環境影響大，穩定性和持續性需提高。研究重點包括篩選高效菌株、優化制劑配方和提高微生物定殖能力。

2.3物理處理技術

物理處理技術通過物理方法改變種子特性或殺滅有害生物。常見方法包括熱處理、輻照處理、等離子體處理和機械處理。操作簡單，無殘留，適合有機農業。但某些方法可能影響種子活力，需嚴格控制參數。近年來，物理處理與化學或生物處理的聯合應用受關注[2]。未來研究方向包括開發新型設備、優化工藝和探索綜合處理技術。

3實驗材料與方法

3.1供試材料

本研究選用當地主栽品種“鄭單958”作為試驗材料。該品種具有高產穩產、適應性強的特點，在研究區域種植面積廣泛。種子由省農業科學院提供，純度99%，發芽率95%以上。主要害蟲包括玉米螟（Ostrinia furnacalis）、蠐螬（Holotrichia oblita）和蚜蟲（Rhopalosiphum maidis）。玉米螟卵由實驗室種群提供，蠐螬采自試驗田附近的自然種群，蚜蟲在溫室內以感病品種培養獲得。農藥選用40%呋蟲胺懸浮劑（日本住友化學株式會社）、20%噻蟲嗪可濕性粉劑（先正達公司）。生物農藥選用Bt（蘇云金芽胞桿菌）可濕性粉劑（10億活芽胞/克，本地生物農藥廠）和哈茨木霉菌劑（1×108 cfu/g，省農科院微生物研究所）。所有藥劑在使用前進行活性檢測，確保符合標準。試驗田位于省農業科學院試驗基地，土壤類型為砂壤土，pH 6.8，有機質含量2.1%。前茬作物為小麥，田間管理措施統一。氣象數據由試驗基地氣象站提供，包括日均溫、降水量和相對濕度等指標。

3.2種子處理方法

研究設置化學處理、生物處理和物理處理三組方法，每組包含2種處理方式。化學處理采用浸種法和包衣法。浸種處理將種子浸泡在0.5%呋蟲胺懸浮液中24小時，后自然風干；包衣處理使用噻蟲嗪可濕性粉劑與高分子聚合物按1∶1比例混合，用量為種子重量的2%進行包衣。生物處理采用Bt制劑浸種和木霉菌粉劑拌種。Bt浸種將種子浸泡在1%Bt懸浮液中12小時后風干；木霉菌拌種以5g/kg種子的用量干拌。物理處理采用熱水浸種和等離子體處理。熱水浸種將種子浸入52℃溫水中15分鐘后迅速冷卻；等離子體處理使用低溫等離子體發生器，處理時間為5分鐘，功率為100W[3]。所有處理后的種子在播種前進行發芽測試，確保處理不影響種子活力。對照組使用清水浸種。處理過程中嚴格控制環境條件，保持溫度在25±2℃，相對濕度60%-70%。處理后的種子立即進行播種，以減少存儲對處理效果的影響。每種處理重復3次，確保試驗的可靠性和代表性。

3.3田間試驗設計

試驗采用隨機區組設計，共設7個處理（6種處理方法+1個對照），3次重復。小區面積為30m2（5m×6m），小區間設置1m的保護行。種植密度為60000株/hm2，行距60cm，株距28cm。播種日期為5月1日，各處理在同一天內完成播種。田間管理措施按照當地高產栽培技術規程執行，包括適時灌溉、中耕除草和施肥。肥料施用量為N-P2O5-K2O=180-90-90kg/hm2，基肥占60%，追肥分2次施入。試驗期間不進行其他植保措施，以準確評估種子處理的防控效果。在關鍵生育期，如3葉期、大喇叭口期和抽穗期，對各小區進行病蟲害調查。收獲期為9月20日，每個小區隨機選取20株進行栽種。試驗過程中詳細記錄天氣條件、作物生長狀況和病蟲害發生情況，為后續數據分析提供依據。

3.4調查與統計方法

調查指標包括出苗率、病蟲害發生程度、植株生長參數和產量構成因素。出苗率在播種后14天調查，每小區調查100株。病蟲害調查采用5點取樣法，每點調查10株，記錄害蟲種類、數量和危害程度。地下害蟲調查在3葉期進行，每小區挖掘10株幼苗，觀察根系受害情況。地上害蟲在大喇叭口期和抽穗期調查，記錄被害葉片數和被害程度。植株生長參數包括株高、莖粗和葉面積指數，在抽穗期測定。產量調查在收獲期進行，每小區隨機選取20株，測定穗長、穗粗、行粒數、百粒重等指標，并計算理論畝產。

數據處理使用SPSS 22.0軟件進行方差分析和多重比較。采用Duncan’s新復極差法（Plt;0.05）進行顯著性檢驗。使用Excel 2016繪制圖表。為評估不同處理方法的綜合效果，采用隸屬函數法對各項指標進行無量綱化處理，計算綜合防控效果指數。通過主成分分析法篩選關鍵影響因素，建立種子處理效果評價模型。相關性分析采用Pearson相關系數法，探討各處理方法與防控效果之間的關系。所有數據均進行正態性和方差齊性檢驗，必要時進行數據轉換以滿足統計分析要求。

4結果與分析

4.1不同處理方法對玉米出苗率的影響

實驗結果顯示，所有處理方法均對玉米出苗率產生了積極影響。化學處理方法效果最為顯著，呋蟲胺浸種和噻蟲嗪包衣處理的出苗率分別達到95.7%和94.8%，比對照組高出12.3%和11.4%。生物處理方法也表現出良好效果，Bt制劑浸種和木霉菌粉劑拌種處理的出苗率分別為92.6%和91.5%，較對照組提高9.2%和8.1%。物理處理方法效果相對較弱，但熱水浸種和等離子體處理仍使出苗率提高了5.6%和4.8%。化學處理可通過快速殺滅有害生物，為種子萌發創造有利環境。生物處理可能通過促進根系發育來提高出苗率。物理處理可能通過改變種子表面結構或激活內部生理過程來促進萌發。如圖表1。

4.2不同處理方法對地下害蟲防控效果的比較

各處理方法對地下害蟲的防控效果呈現不同程度。化學處理方法顯示出最強的防控能力，呋蟲胺浸種和噻蟲嗪包衣處理的防控效果分別達到89.3%和87.6%，顯著降低了蠐螬等地下害蟲的危害程度。生物處理方法也表現出較好的防控效果，木霉菌粉劑拌種的防控效果達到76.5%，而Bt制劑浸種的效果為68.2%。物理處理方法在直接殺蟲方面效果有限，但仍顯示出一定的防控能力，熱水浸種和等離子體處理的防控效果分別為52.4%和48.7%。化學處理可能通過農藥的內吸作用，使幼苗根系具有較強的抗蟲性。生物處理可能通過誘導植株產生抗性物質或直接拮抗有害生物來實現防控[4]。物理處理可通過改變種子和幼苗的物理特性來減少害蟲危害。如圖表2。

4.3不同處理方法對地上害蟲防控效果的比較

針對地上害蟲，如玉米螟和蚜蟲，各處理方法的防控效果呈現出不同特點。化學處理方法在防控地上害蟲方面表現出色，噻蟲嗪包衣和呋蟲胺浸種處理的防控效果分別達到85.7%和83.2%。生物處理方法顯示出獨特優勢，Bt制劑浸種對玉米螟的防控效果達到79.6%，尤其在玉米生長后期仍保持較高的防控能力。木霉菌粉劑拌種對地上害蟲的直接防控效果較弱（61.3%），但處理組的植株普遍生長更為健壯，展現出更強的抗性。物理處理方法在地上害蟲防控方面效果相對有限，熱水浸種和等離子體處理的防控效果分別為45.8%和42.1%。化學處理通過農藥在植株體內的傳輸，對取食植株的害蟲產生毒殺作用。生物處理，如Bt制劑通過在植株體內產生殺蟲晶體蛋白，特異性地防控鱗翅目害蟲。

4.4不同處理方法對玉米產量的影響

不同種子處理方法對玉米最終產量產生了顯著影響。所有處理組的產量均高于對照組，增產幅度從5.7%-18.6%不等。化學處理方法表現出最強的增產效果，噻蟲嗪包衣和呋蟲胺浸種處理的增產率分別達到18.6%和17.4%。生物處理方法也顯示出可觀的增產潛力，Bt制劑浸種和木霉菌粉劑拌種的增產率分別為14.2%和12.8%。物理處理方法增產效果相對較弱，但熱水浸種和等離子體處理仍分別實現了7.5%和5.7%的增產。產量提升可能是由于種子處理有效控制了病蟲害，減少了生物脅迫對植株的影響。某些處理方法（如生物處理）可能通過促進植株生長和增強抗逆性，間接提高了產量潛力。選擇適當的種子處理方法不僅能夠提高玉米的抗蟲性，還能顯著提升產量水平。

5討論

5.1種子處理技術提高抗蟲性能的機理分析

種子處理技術通過多種機制提高玉米抗蟲性能。化學處理主要依靠農藥的殺蟲作用和系統性傳導，在植株體內形成保護屏障。生物處理則通過誘導植株產生抗性物質，或利用微生物拮抗作用抑制有害生物。物理處理可能改變種子表面結構，增強物理防御能力，或激活植株自身防御系統。這些機制的協同作用，使得處理后的玉米植株在面對害蟲侵害時表現出更強的抵抗力。

5.2不同處理方法的優缺點比較

化學處理效果迅速，持久性強，但可能帶來環境污染和抗藥性問題。生物處理環境友好，可持續性好，但效果穩定性較差，受環境因素影響大。物理處理操作簡單，無殘留，但防控效果相對較弱，且某些方法可能影響種子活力。綜合比較，生物處理在生態安全和防控效果間取得較好平衡，但化學處理在短期防控效果上仍具優勢。未來應著重研究各方法的優化組合，揚長避短[5]。

5.3種子處理技術在玉米生產中的應用前景

種子處理技術在玉米生產中展現出廣闊前景。它能有效控制早期病蟲害，提高產量，減少田間用藥，符合綠色農業發展趨勢。隨著新型生物制劑、緩釋農藥和智能包衣技術的發展，種子處理的效果和環境相容性將進一步提升。未來，種子處理有望成為玉米病蟲害綜合防控體系的重要組成部分，推動玉米生產向高效、安全、可持續方向發展。

6結語

本研究通過系統比較不同種子處理技術對玉米抗蟲性能的影響，證實了種子處理技術在提高玉米抗蟲性方面的有效性。化學農藥包衣和微生物拮抗劑處理表現出較好的防控效果，但在實際應用中還需考慮環境友好性和經濟性等因素。未來研究應進一步優化種子處理配方，探索多種處理方法的協同作用，以期開發出更加安全、高效的玉米種子處理技術，為玉米的綠色高產栽培提供有力支撐。

參考文獻：

[1]張楠，李小鳳，李余良，等.鮮食玉米品種心葉期對草地貪夜蛾抗性評價及不同品種受害后的產量損失[J].植物保護，2023，49（06）：292-298.

[2]王全文.玉米對草地貪夜蛾的抗性品種資源篩選及抗蟲性研究[D].西南大學，2023.

[3]殷山山，王春梅，王應清，等.不同玉米品種對草地貪夜蛾的田間抗蟲性比較[J].云南農業科技，2023，（02）：50-53.

[4]郗小倩.大同市玉米田主要害蟲監測和玉米品種抗蟲性研究[D].山西農業大學，2022.

[5]張楠，陳婷，李小鳳，等.54份鮮食玉米品種草地貪夜蛾抗蟲性鑒定與評價[J].廣東農業科學，2021，48（12）：25-32.