誘蟲植物香根草控制水稻二化螟的最佳田間布局

鄭許松, 魯艷輝, 鐘列權(quán), 黃賢夫, 徐法三, 姚曉明, 徐紅星, 呂仲賢*

(1. 浙江省植物有害生物防控省部共建國家重點實驗室培育基地,浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與微生物研究所, 杭州 310021;2. 浙江省臺州市植物保護(hù)站, 臺州 318000; 3. 浙江省溫嶺市植物保護(hù)站,溫嶺 317500; 4. 浙江省衢州市植物保護(hù)站, 衢州 324000; 5. 浙江省植物保護(hù)檢疫局, 杭州 310020)

誘蟲植物香根草控制水稻二化螟的最佳田間布局

鄭許松1, 魯艷輝1, 鐘列權(quán)2, 黃賢夫3, 徐法三4, 姚曉明5, 徐紅星1, 呂仲賢1*

(1. 浙江省植物有害生物防控省部共建國家重點實驗室培育基地,浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)與微生物研究所, 杭州 310021;2. 浙江省臺州市植物保護(hù)站, 臺州 318000; 3. 浙江省溫嶺市植物保護(hù)站,溫嶺 317500; 4. 浙江省衢州市植物保護(hù)站, 衢州 324000; 5. 浙江省植物保護(hù)檢疫局, 杭州 310020)

為明確誘蟲植物香根草控制水稻二化螟的最佳田間布局,進(jìn)行了不同種植年限和叢間距的香根草條帶對控制水稻二化螟作用距離和效果的研究。結(jié)果表明,在為害程度遠(yuǎn)低于防治指標(biāo)的二化螟輕發(fā)生區(qū),田埂上種植了一年和二年香根草的稻田螟蟲枯心率均顯著低于沒有種植香根草的對照田,其中種植了二年香根草的稻田比種植了一年香根草的稻田對螟蟲的控制效果更好,叢間距為5、3和1 m的二年生香根草條帶對早稻的平均保苗效果分別為63.6%、47.5%和69.7%,有效作用距離達(dá)到20 m以上。在二化螟常年發(fā)生較重(85.45頭/百叢)的地區(qū),大田驗證試驗結(jié)果表明,香根草叢間距4 m、行間距50 m時,稻田二化螟越冬代幼蟲的蟲口減退率達(dá)到84.2%。通過研究明確了稻田四周田埂或路邊種植香根草控制水稻二化螟的最佳田間布局為:叢間距3～5 m、行間距50～60 m。

香根草; 二化螟; 控制效果; 叢間距; 作用距離

二化螟Chilosuppressalis(Walker)是為害水稻的重要常發(fā)性害蟲之一。近年來,由于種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、品種更替、氣候變化等原因,二化螟種群數(shù)量呈大幅度上升趨勢[1-2]。使用化學(xué)殺蟲劑依然是目前二化螟防治的主要手段,但殺蟲劑長期過多使用常造成生態(tài)失衡、抗藥性、農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染等諸多問題,使防治工作陷于困境[3-4]。誘蟲植物作為一種生態(tài)調(diào)控技術(shù)被應(yīng)用于作物害蟲防治,近年來頗受關(guān)注[5-6]。陳先茂等[7]提出水稻螟蟲在香根草Vetiveriazizanioides(L.)Nash上的產(chǎn)卵趨性高于水稻。鄭許松等[8]發(fā)現(xiàn)二化螟在香根草和水稻間偏好在香根草上產(chǎn)卵,但其幼蟲在香根草上不能完成生活史,且香根草在田間作為誘蟲植物對二化螟種群有較好防治潛力。但香根草在田間如何布局才能達(dá)到最好的防治效果？種植的叢間距、行間距多少等等,需要進(jìn)行田間試驗明確。我們在浙江省衢州和臺州兩地進(jìn)行了香根草防治二化螟的技術(shù)規(guī)范研究,以期為二化螟的生態(tài)控制提供具體的技術(shù)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

香根草種苗購于杭州固綠交通工程有限公司,以分蘗苗無性繁殖,種植時將分蘗苗修剪至根長10 cm,莖長20 cm,分苗時以5株為1叢,種在100 cm寬的田埂上。試驗在兩個地方進(jìn)行:1)浙江省衢州市衢江區(qū)高橋鎮(zhèn)高家村,進(jìn)行不同種植年限的香根草對水稻螟蟲的控制效果和香根草條帶控制水稻螟蟲的作用距離試驗。水稻品種為‘春優(yōu)84’,種早稻和晚稻2季;2)浙江省溫嶺市大溪鎮(zhèn)橋里村,進(jìn)行早稻二化螟生態(tài)控制的香根草田間布局試驗,水稻品種為‘中早39’。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同種植年限的香根草對二化螟的控制效果

試驗在30 hm2的水稻試驗基地進(jìn)行。供試香根草分別于2013年4月和2014年種植,設(shè)1、3和5 m 3個叢間距,香根草條帶長度均為100 m,以不種香根草的稻田作為對照。各重復(fù)3次。于2015年早稻灌漿期和晚稻黃熟期,調(diào)查稻田中水稻螟蟲枯心率,距香根草條帶(田埂)平行距離5、10、15和20 m的距離上調(diào)查水稻螟蟲造成的枯心率,每一距離調(diào)查2點,共調(diào)查8點,采用平行跳躍法,每點調(diào)查150叢。對照區(qū)的調(diào)查點離田埂距離和香根草種植區(qū)一致。設(shè)定枯心率達(dá)3%時為化學(xué)防治經(jīng)濟(jì)閾值,因二化螟田間發(fā)生量低,試驗期間香根草處理和對照田均未使用專門防治二化螟的殺蟲劑。

1.2.2 香根草條帶控制二化螟的作用距離

香根草于2013年種植,叢間距分別為1、3和5 m,香根草條帶長度均為100 m,以不種香根草稻田為對照,各重復(fù)3次。2年后(2015年)于早稻分蘗期和晚稻分蘗期進(jìn)行香根草作用距離的調(diào)查。在距香根草條帶(田埂)平行距離5、10、15和20 m處調(diào)查二化螟造成的枯鞘率,每一距離調(diào)查3點,采用平行跳躍法,每點調(diào)查100叢。設(shè)定枯鞘率達(dá)5%時為化學(xué)防治經(jīng)濟(jì)閾值,因二化螟田間發(fā)生量低,試驗期間香根草處理和對照田均未使用專門防治二化螟的殺蟲劑。

1.2.3 香根草用于二化螟生態(tài)控制的田間布局驗證

在二化螟常年發(fā)生較重的浙江省溫嶺市大溪鎮(zhèn)建立試驗基地,進(jìn)行基于香根草的二化螟生態(tài)控制試驗,以確定香根草在大田應(yīng)用中的布局。2013年,在基地寬80～100 cm的田埂上種植香根草,叢間距離為4 m,田埂間的平行距離為50 m。除了種植香根草,整個試驗基地還輔以田埂上留草、種植顯花植物(芝麻、硫華菊和波斯菊等)的生態(tài)控制技術(shù),試驗設(shè)兩個重復(fù)試驗小區(qū)。對照田距離生態(tài)試驗區(qū)1 000 m,日常管理同當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣。于2016年3月15日調(diào)查稻田中距香根草條帶不同距離的越冬代二化螟的種群數(shù)量。剝查稻樁中的越冬二化螟幼蟲蟲量,調(diào)查距離分別距香根草條帶(田埂)5、10、15、20、25 m,采用平行跳躍法,每距離上調(diào)查3點,每點100叢。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用 Excel 2010和SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計和分析。應(yīng)用One-Way ANOVA-Tukey法(P≤0.05)檢驗不同處理間的差異顯著性,水稻枯鞘率和枯心率等百分率數(shù)據(jù)在方差分析前,先進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種植年限的香根草對二化螟的控制效果

結(jié)果見表1、圖1。田埂上種植二年生香根草條帶,其不同叢間距處理的水稻枯心率均顯著低于對照田, 叢間距為1、3和5 m的香根草對早稻的保苗效果分別達(dá)到69.7%、47.5%和63.6%。一年生香根草對二化螟的控制作用和保苗效果要比二年生香根草要差,晚稻種植間距為1 m和3 m的香根草條帶顯著降低了水稻二化螟枯心率,種植間距為5 m時枯心率和對照則相近;早稻田不同處理間二化螟枯心率沒有顯著性差異。

表1不同種植年限香根草對水稻枯心率的影響1)

Table1Effectsofvetivergrasswithdifferentcultivationagesonricedeadheartratecausedbystemborers

水稻生育期Ricegrowthstage香根草年齡Ageofvetivergrass枯心率/% Deadheartrate5m3m1m對照CK方差參數(shù)Varianceparameter早稻灌漿期Grainfillingstageofearlyrice一年生(0．73±0．03)a(0．51±0．06)ab(0．52±0．06)ab(0．73±0．03)aF=6．726，P=0．001二年生(0．36±0．08)c(0．52±0．04)b(0．30±0．03)c(0．99±0．08)aF=34．587，P<0．001晚稻黃熟期Yellowripenessstageoflaterice一年生(0．55±0．11)a(0．33±0．03)b(0．34±0．02)b(0．54±0．04)aF=11．704，P<0．001二年生(0．34±0．02)b(0．24±0．06)b(0．27±0．09)b(0．54±0．04)aF=4．424，P=0．011

1) 表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤,同行數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示經(jīng)單因素方差分析(One-way ANOVA)差異顯著(P<0.05)。表中5、3、1 m表示香根草叢間距。下同。

Data in the table are means±SE; different lowercase letters in the same row indicate significant difference between treatments (One-way ANOVA,P<0.05). 5 m, 3 m, 1 m in the table indicate vetiver grass cluster spacing. The same below.

圖1 不同種植年限香根草防治水稻二化螟的保苗效果Fig.1 Seedling protection effect of vetiver grass with different cultivation ages on stripped stem borer in rice fields

2.2 香根草條帶控制二化螟的作用距離

在二化螟發(fā)生相對較重的早稻分蘗期,田埂上種植香根草對稻田中二化螟起到了較好的控制效果,距離香根草條帶5 m和10 m的稻樁上,不同叢間距香根草對二化螟的控制效果優(yōu)劣排序依次為1 m>3 m>5 m,在距離香根草條帶15 m和20 m的稻樁上,不同叢間距的香根草對二化螟的控制效果則較為接近(表2)。

表2香根草種植間距及香根草與水稻的距離對水稻枯鞘率的影響

Table2Effectsofvetivergrassclusterintervalsanditsdistancetoriceplantsonricedeadsheathratecausedbystemborers

水稻生育期Ricegrowthstage水稻距香根草條帶的距離/mDistanceofsamplingsiteandvetivergrassstripe香根草不同種植間距下水稻枯鞘率/%Ricedeadsheathrateundervariousvetivergrassclusterintervals5m3m1mCK方差參數(shù)Varianceparameter早稻分蘗期Tilleringstageofearlyrice5(2．08±0．06)b(1．48±0．09)c(0．68±0．12)d(2．85±0．11)aF=82．014，P<0．00110(1．93±0．10)b(1．62±0．05)b(0．91±0．07)c(3．61±0．17)aF=114．73，P<0．00115(1．35±0．03)b(1．54±0．12)b(1．40±0．17)b(2．90±0．21)aF=26．141，P<0．00120(1．88±0．08)b(2．24±0．13)b(1．95±0．16)b(3．81±0．11)aF=53．169，P<0．001晚稻分蘗期Tilleringstageoflaterice5(0．16±0．02)b(0．06±0．01)c(0．06±0．01)c(0．60±0．02)aF=266．005，P<0．00110(0．49±0．06)b(0．10±0．02)c(0．06±0．01)c(0．90±0．08)aF=57．885，P<0．00115(0．62±0．07)a(0．42±0．09)a(0．66±0．11)a(0．66±0．11)aF=1．453，P=0．29820(0．93±0．14)a(0．38±0．06)b(0．30±0．03)b(1．08±0．11)aF=16．588，P=0．001

早稻分蘗期,田埂上種植香根草對水稻也有較好的保苗效果,叢間距1 m時,在距離香根草條帶5 m和10 m處的保苗效果可以達(dá)到70%以上,在15 m和20 m處的保苗效果約為50%;而叢間距為5 m的香根草的保苗效果也較理想,距離香根草條帶不同點的保苗效果達(dá)27.0%～53.4%(圖2)。晚稻分蘗期,距離香根草條帶5 m和10 m處均有較好的保苗效果,在15 m和20 m處的保苗效果則比早稻分蘗期相對差一些(圖2)。綜合來看,二年生的香根草條帶的有效作用距離可達(dá)到20 m。

圖2 香根草不同種植間距對水稻的保苗效果Fig.2 Seedling protection efficacy of vetiver grass cluster intervals on rice plants

2.3 水稻二化螟生態(tài)控制的香根草田間布局驗證

以一定空間布局在田埂上種植香根草對越冬代二化螟種群密度的影響見表3、圖3。兩個試驗小區(qū)中,距香根草條帶不同距離處的越冬代二化螟百叢蟲量均顯著低于對照稻田,且不同距離的二化螟幼蟲密度很接近,不同距離的蟲口減退率為76.2%～92.5%,兩個生態(tài)試驗區(qū)在距香根草條帶25 m距離上的蟲口減退率也達(dá)到80%左右,總體平均蟲口減退率達(dá)到84.2%。說明在輔以生物多樣性保護(hù)的技術(shù)措施下,香根草行間距50 m、叢間距4 m的田間布局對二化螟的控制可以起到很好的效果。

表3距香根草條帶不同距離的稻樁上越冬代二化螟種群密度

Table3Populationdensityoftheoverwinteringgenerationofstrippedstemboreronricestubbleswithdifferentdistancestovetivergrassstripe

稻樁與香根草距離/mDistancebetweensamplingsiteandvetivergrassstripe二化螟種群密度/頭·(100叢)-1 PopulationdensityofChilosuppressalis生態(tài)試驗區(qū)1Ecologicalexperimentalzone1生態(tài)試驗區(qū)2Ecologicalexperimentalzone2對照CK方差參數(shù)Varianceparameter5(8．61±2．47)b(7．22±4．01)b(96．67±9．62)aF=68．661，P<0．00110(14．17±2．68)b(15．56±4．34)b(100．56±17．46)aF=22．194，P=0．00215(17．22±11．40)b(12．20±4．34)b(72．23±12．52)aF=10．882，P=0．01020(13．34±0．96)b(17．25±6．26)b(80．56±11．88)aF=15．930，P=0．00425(15．83±3．37)b(13．89±5．63)b(77．21±10．81)aF=24．307，P=0．001

圖3 距香根草條帶不同距離的稻樁上越冬代二化螟種群蟲口減退率Fig.3 Rates of population decrease of the overwintering generation of stripped stem borer on rice stubbles with different distances to vetiver grass stripe

3 討論

誘蟲植物對靶標(biāo)害蟲引誘作用明顯強(qiáng)于主栽作物,在田間種植小面積的誘蟲植物,阻止害蟲到達(dá)主栽作物,或使害蟲集中到誘蟲植物上而被方便地消滅,從而使主栽作物得以保護(hù)。利用誘蟲植物防治害蟲可以大大減少殺蟲劑的用量,在有些情況下甚至可以不施殺蟲劑,既降低人力物力成本、減少環(huán)境污染,又可保護(hù)作物生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性[9-10]。鑒于誘蟲植物環(huán)保和可持續(xù)的優(yōu)點,在現(xiàn)代害蟲綜合治理中呈現(xiàn)越來越重要的作用[11-12]。

誘集植物的空間布局取決于害蟲的類型。對于遷入性的害蟲,誘集植物種植宜采用四周環(huán)繞的方法。有研究表明,在胡椒園四周種植對胡椒帶實蠅Zonosemataelecta(Say)引誘力強(qiáng)的胡椒品種作為誘集植物,胡椒園內(nèi)的胡椒受害率僅為1.7%,而化學(xué)防治田受害率達(dá)15.4%[13]。在稻田生態(tài)系統(tǒng)中,犧牲水稻種植面積來種植香根草經(jīng)濟(jì)效益上并不劃算,根據(jù)香根草的生物學(xué)特點,田埂上種植香根草是理性的選擇。二化螟的飛行能力較強(qiáng),常常在臨近的稻田間遷移為害。所以在田塊四周或平行的兩邊田埂上種植香根草是應(yīng)用香根草防治二化螟的基本布局策略。

誘蟲植物的田間種植比例也是影響誘蟲植物誘集效果的重要因素。誘蟲植物一般是按一定的比例、在一定的時期種植在作物系統(tǒng)中,如果比例太大,將會影響主栽作物的產(chǎn)量,種植者不易接受:反之,如果比例太小,對害蟲的引誘力就會降低,控蟲達(dá)不到理想效果。一般根據(jù)生產(chǎn)實踐或田間試驗結(jié)果確定適當(dāng)?shù)谋壤?大多數(shù)誘蟲作物占主栽作物種植面積的1%～10%[14-16]。本試驗表明,2年生叢間距為3 m和5 m的香根草條帶對二化螟的防控效果和叢間距為1 m香根草條帶沒有顯著性差異(表1、圖1)。香根草生長迅速,在種植第1年生物量相對較小、第2年的分蘗量即可達(dá)到幾十個乃至百多個分蘗,株高超過2 m,到第3年的生物量還能增長。因此,香根草的種植間距不宜過密、也不宜過稀,3～5 m比較適宜。從衢州的試驗結(jié)果來看,在早稻分蘗期,2年生的香根草條帶對距其20 m距離處水稻保苗效果可以達(dá)到50%(表2、圖2),這說明田埂上種植香根草條帶控制二化螟的有效距離可以達(dá)到20 m以上。但作用范圍是因具體情況而異的,我們此前在浙江省余姚和金華等地的試驗結(jié)果顯示,田埂上種植香根草對稻田螟蟲的有效控制距離為8～12 m,這是二化螟和稻蛀莖夜蛾Sesamiainferens(Walker)混合發(fā)生的稻田的調(diào)查結(jié)果。稻蛀莖夜蛾在田埂邊為害重而稻田中間發(fā)生輕,香根草對稻蛀莖夜蛾一樣具有較好的引誘效果(另文發(fā)表),當(dāng)二化螟和稻蛀莖夜蛾混合發(fā)生時,近田埂10 m 左右的范圍內(nèi)對螟蟲的防治效果往往顯得更直觀一些。上述為單純種植香根草的防治效果,當(dāng)我們采取措施提高稻田生態(tài)系統(tǒng)中的天敵的情況下,種植香根草對二化螟的控制作用會達(dá)到更遠(yuǎn)的距離、更好的防治效果。在臺州溫嶺市大溪鎮(zhèn),我們種植了蜜源植物，田埂上留花留草以提高天敵數(shù)量和功能。結(jié)果表明,以叢間距4 m在稻田田埂上單行種植香根草條帶,兩條平行田埂上香根草行間距50 m的情況下,在種植香根草的第3年,整個田塊越冬代二化螟幼蟲平均蟲口減退率84.2%,且不同距離上效果均勻(表3、圖3)。這說明大田實際應(yīng)用中,香根草條帶間的平行距離可以在50 m或以上,對稻田螟蟲的有效作用距離超過25 m。 香根草的控制作用隨著種植年限的增加而顯現(xiàn)的效果越好,因此,我們推薦香根草在田間的種植布局是:叢間距3～5 m,行間距50～60 m。

此外,誘蟲植物的播期對害蟲的控制效果有重要影響,播期適當(dāng),才能使之在主栽作物的關(guān)鍵時期或整個生長期保持比主栽作物對害蟲有更強(qiáng)的引誘力[17-18]。其關(guān)鍵是寄主植物的物候期與害蟲著卵量密切相關(guān)[19-20]。香根草為多年生宿根性植物,每年3月上旬開始抽芽生長,4月-7月進(jìn)入快速生長期抽生大量分蘗,7月下旬-10月中旬生長平緩,但仍有不少新生分蘗。螟蟲喜在新生分蘗上產(chǎn)卵鉆蛀,香根草的營養(yǎng)生長期幾乎覆蓋整個水稻生育期,因此在整個水稻生長期香根草對二化螟都保持著強(qiáng)烈的引誘作用。為保證香根草多抽生新分蘗強(qiáng)化對二化螟的引誘效果,在7-8月份應(yīng)對香根草刈割和追肥。

除了誘集害蟲這一主要作用,誘蟲植物還給天敵提供避難和繁殖場所,誘蟲植物上誘集到的害蟲為作物田繁殖大量的天敵,誘蟲植物在調(diào)控害蟲的同時還起到天敵庫的作用[21-22]。在實際應(yīng)用中,在種植布局香根草的同時,我們推薦稻田田埂留種雜草和種植蜜源植物,這樣可以進(jìn)一步保護(hù)和提高天敵數(shù)量,強(qiáng)化基于誘蟲植物香根草技術(shù)體系的對二化螟的生態(tài)控制作用。試驗中,我們觀察到種植香根草的稻田二化螟寄生蜂尤其是卵寄生蜂的多樣性和豐盛度顯著高于對照田,有關(guān)研究結(jié)果將另文發(fā)表。

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(責(zé)任編輯： 田 喆)

Optimalplantingpatternoftrapplantvetivergrass,Vetiveriazizanioides,forcontrollingricestripedstemborer,Chilosuppressalis

Zheng Xusong1, Lu Yanhui1, Zhong Liequan2, Huang Xianfu3, Xu Fasan4, Yao Xiaoming5, Xu Hongxing1, Lü Zhongxian1

(1.StateKeyLaboratoryBreedingBaseforZhejiangSustainablePestandDiseaseControl,InstituteofPlantProtectionandMicrobiology,ZhejiangAcademyofAgriculturalSciences,Hangzhou310021,China; 2.TaizhouStationofPlantProtection,ZhejiangProvince,Taizhou318000,China; 3.WenlingStationofPlantProtection,ZhejiangProvince,Wenling317500,China; 4.QuzhouStationofPlantProtection,ZhejiangProvince,Quzhou324000,China; 5.ZhejiangProvincePlantProtectionandQuarantineBureau,Hangzhou310020,China)

In order to clarify the optimal planting pattern of the trap plant vetiver grass,Vetiveriazizanioidesfor controlling rice striped stemborer (SSB),Chilosuppressalisin rice fields, the control range and effect of vetiver grass stripe with different cultivation age and cluster spacing to SSB were investigated in this study. The results showed that, in the areas where the extent of the damage were far below the control index, rice dead heart rates in the paddy field with 1-year and 2-year vetiver grass trap stripe were significantly lower than that in the control field without vetiver grass trap stripe. The control efficiency of 2-year vetiver grass trap stripe on SSB was higher than that of 1-year vetiver grass trap stripe. The rice seedling protection rates of 2-year vetiver grass trap stripe of 5 m, 3 m, and 1 m cluster spacings to paddy field were 63.6%, 47.5% and 69.7%, respectively, and the control range was >20 m. While in the area with the density of 85.45 individuals per hundred hills where SSB occurred seriously, the field experiment results showed that the SSB population decline rate in the paddy field with cluster spacing of 4 m and line spacing of 50 m vetiver grass trap stripe was 84.2%. Our study clarified that the optimal planting pattern of the trap plant vetiver grass around the paddy ridge or roadside for controlling rice stem borer was cluster spacing of 3-5 m and line spacing of 50-60 m.

Vetiveriazizanioides;Chilosuppressalis; field efficacy evaluation; cluster spacing; control range

2017-02-08

2017-03-22

國家重點研發(fā)計劃(2016YFD0200800)；浙江省重點研發(fā)計劃(2015C02014)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303017)

* 通信作者 E-mail: luzxmh@163.com

S 435.112.1

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.016