王思芳　李江杰　鄭長英

摘要：甜菜夜蛾[Spodoptera exigua（Hübner）]在我國的危害日趨嚴重，為研究不同施肥條件對甜菜夜蛾體內能源物質的影響，設置5個氮磷比（1 ∶5、1 ∶3、1 ∶1、3 ∶1、5 ∶1）肥料水平，在不同肥料水平下種植白菜苗，將甜菜夜蛾2齡幼蟲按照不同取食強度（2、5頭/株）、不同取食時間（連續(xù)取食2、5 d）分別取食白菜，收集測定各個處理下甜菜夜蛾幼蟲體內蛋白質、可溶性糖、脂類含量。結果表明，除高蟲口密度甜菜夜蛾取食白菜苗5d后其幼蟲體內蛋白質、可溶性糖含量在不同肥料水平間無顯著差異外，不同肥料水平均能極顯著影響甜菜夜蛾在不同取食處理后蛋白質、可溶性糖、脂類3種能源物質的含量，其中氮磷比為1 ∶3的肥料水平在不同取食處理下有利于甜菜夜蛾幼蟲體內能源物質的積累，氮肥比例的提升并不有助于甜菜夜蛾幼蟲在不同取食處理下能源物質的積累。研究結果有助于進一步揭示甜菜夜蛾與寄主植物之間的營養(yǎng)關系，從而明確不同種植條件下甜菜夜蛾的發(fā)生規(guī)律、災變機制。

關鍵詞：甜菜夜蛾；白菜；營養(yǎng)物質；蛋白質；脂類；可溶性糖；發(fā)生規(guī)律；災變機制

中圖分類號： S4334文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2017）16-0089-04

收稿日期：2017-01-25

基金項目：山東省優(yōu)秀中青年科學家獎勵基金（編號：BS2013NY005）；山東省現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系（編號：SDAIT-05-13）；青島農業(yè)大學高層次人才啟動基金（編號：631316）。

作者簡介：王思芳（1965—），女，山東壽光人，碩士，副教授，主要從事昆蟲生態(tài)學研究；Tel：（0532）88030425，E-mail：wangsifangz@163com。共同第一作者：李江杰（1994—），男，山東臨朐人，主要從事昆蟲生態(tài)學研究，Tel：（0532）88030425，E-mail：1362198192@qqcom。

通信作者：張彬，博士，講師，研究方向為昆蟲生態(tài)與分子生物學。Tel：（0532）88030425；E-mail：binzhang@qaueducn。

昆蟲的能源物質主要有碳水化合物、脂類和氨基酸，糖、脂類和氨基酸等各種能源物質按照特定的代謝途徑，產生可以供蟲體各種生命活動所需的能量，如昆蟲的遷飛、越冬、繁殖等。不同的營養(yǎng)條件會明顯影響昆蟲的生長發(fā)育和繁殖能力[1-2]。氮素對植物生長發(fā)育具有必不可少的生理性作用。在氮素充足時，植物本身可合成較多的蛋白質，促進細胞的分裂和增長，因此可以使葉片快速生長，從而加強光合作用。磷對植物營養(yǎng)生長是不可或缺的，在植物體大部分有機化合物中都含有磷。植物本身的一些生理過程，如光合作用、能量儲存和傳遞、呼吸作用、細胞分裂、細胞增大和其他一些過程都需要磷的參與。磷可以促進植物早期根系的形成和生長，提高植物適應外界不良環(huán)境條件的能力，有助于增強植物耐寒性；此外，磷還能夠提高一些植物的抗病性、抗旱等能力。

甜菜夜蛾[Spodoptera exigua（Hübner）]是一種重要的農業(yè)害蟲，具有寄主范圍廣、適應能力強、繁殖速度快、發(fā)生世代多等特點，隨著農業(yè)種植結構調整步伐的加快，特別是蔬菜等經(jīng)濟作物種植面積不斷擴大，甜菜夜蛾逐漸成為常發(fā)性害蟲，造成的經(jīng)濟損失也在逐年增加。之前對于甜菜夜蛾營養(yǎng)生態(tài)學的研究主要集中在寄主植物[7-9]和人工飼料[10-12]上，但是對于甜菜夜蛾取食不同施肥水平寄主植物后的研究鮮有報道，本試驗模擬田間不同施肥條件種植白菜苗，測定不同取食強度甜菜夜蛾幼蟲取食白菜后其體內蛋白質、可溶性糖和脂類3種能源物質的含量，以期對于初步揭示田間不同肥力水平甜菜夜蛾種群動態(tài)機制提供參考。

1材料與方法

11供試蟲源與寄主植物

試驗用蟲源采自青島市城陽區(qū)上馬鎮(zhèn)大蔥田（地理位置12017°E，4167°N），以在人工氣候培養(yǎng)箱內按照肖偉等的方法連續(xù)飼養(yǎng)5～8代的雌雄成蟲作為本試驗的試蟲。白菜品種為蘇州青（Brassica chinensis）。

12營養(yǎng)液的配制

本試驗選用硝酸銨（ammonium nitrate，簡稱AN）、磷酸一銨（monoammonium phosphate，簡稱MP）、硫酸鉀（potassium sulfate，簡稱PS）為營養(yǎng)液原料配制母液。其中氮磷比=1 ∶5的配方需要000 g AN，4176 g MP，2074 g PS；氮磷比=1 ∶3 的配方需要830 g AN，3400 g MP，2074 g PS；氮磷比=1 ∶1的配方需要2450 g AN，1700 g MP，2074 gPS；氮磷比=3 ∶1的配方需要3483 g AN，693 g MP，2074 g PS；氮磷比=5 ∶1的配方需要3742 g AN，434 g MP，2074 g PS。每個氮磷比加水配制成質量分數(shù)為25%的營養(yǎng)液母液。為保證白菜苗的正常生長，本試驗在每個肥料水平下均加入一致的微量元素。本試驗選用翠恩微量元素水溶肥料（多元APN，青島蘇貝爾作物營養(yǎng)有限公司）配制微量元素母液，稱取3332 g微量元素肥，加入200 mL水配制成微量元素母液。施肥時按照以下配方配制成營養(yǎng)液：1 500 mL水，3 mL 營養(yǎng)液母液和075 mL微量元素母液。

13白菜苗的種植

選取大小相似、種子活力相當?shù)陌撞朔N子，以珍珠巖為培養(yǎng)基質，將白菜種子放入事先用水澆灌的珍珠巖中，每盆放入2～3粒白菜種子。等到出芽后，每盆只保留1株白菜，置于溫度（28±1）℃，光—暗周期16 h—8 h，相對濕度（70±5）%的人工氣候培養(yǎng)箱（RDN-300D-5；寧波市樂電儀器制造有限公司）內種植。本試驗共種植白菜苗150株，每30株為1組，每組分別用不同氮磷比的營養(yǎng)液澆灌待用。在白菜生長初期每天加入40 mL營養(yǎng)液，待15 d后每天加入60 mL營養(yǎng)液，所有肥料水平的營養(yǎng)液用量一致。

14甜菜夜蛾的接種

隨機選取人工飼料飼養(yǎng)的2齡甜菜夜蛾幼蟲，接種到白菜葉上，每個肥料水平設置2個蟲口密度：2、5頭/株，在白菜底部鋪墊1層濾紙，防止蟲體脫落時落入珍珠巖中。每個肥料水平、每個蟲口密度分別取食2、5 d后，收集白菜葉上的甜菜夜蛾幼蟲，于-80 ℃保存，以待測定。每個處理重復5次。

15能源物質的測定

將甜菜夜蛾樣品在70 ℃烘箱中完全烘干，稱質量并研磨成粉末狀，采用常量凱氏定氮法測定蛋白質含量。甜菜夜蛾脂類物質的測定參考Bucolo等的乙酰丙酮法方法[14]?？扇苄蕴呛康臏y定采用蒽酮硫酸法。

16數(shù)據(jù)分析

根據(jù)測定結果構建一般線性模型并采用雙因素方差分析（ANOVAs），分析肥料水平、蟲口密度和取食時間對甜菜夜蛾3種能源物質的影響。不同處理間多重比較采用S-N-K進行統(tǒng)計分析，確定差異顯著水平為α=005、001、0001。所有的統(tǒng)計分析均由SPSS 200完成。

2結果與分析

21肥料水平和取食強度對甜菜夜蛾幼蟲能源物質含量的影響

由表1可見，在低蟲口密度下，取食時間、肥料水平以及兩者之間的交互作用均會極顯著影響甜菜夜蛾幼蟲體內的可溶性糖、蛋白質和脂類含量；在高蟲口密度下，肥料水平、取食時間和肥料水平之間的交互作用均會極顯著影響甜菜夜蛾體內脂類含量，且取食時間也會顯著影響甜菜夜蛾幼蟲體內脂類含量；取食時間、取食時間和肥料水平之間的交互作用均會顯著或極顯著影響甜菜夜蛾體內蛋白質、可溶性糖含量，其中取食時間對蛋白質含量的影響，取食時間和肥料水平之間的交互作用對可溶性糖含量的影響均達到了極顯著水平；肥料水平對甜菜夜蛾體內蛋白質、可溶性糖含量均無顯著影響。

注：“”表示有極顯著影響（P<0001）；“”表示有顯著影響（P<005）；“—”表示無顯著影響。表2同。[HT][FK）]

22不同取食時間對甜菜夜蛾幼蟲能源物質含量的影響

由表2可以看出，低蟲口密度甜菜夜蛾取食2、5 d后，不同肥料水平間甜菜夜蛾體內能源物質含量表現(xiàn)為極顯著差異；但在高蟲口密度甜菜夜蛾取食2 d后，除脂類含量在不同肥料水平間表現(xiàn)為極顯著差異外，可溶性糖、蛋白質含量均表現(xiàn)為顯著性差異；高蟲口密度取食5 d后，除可溶性糖含量受到肥料水平的顯著影響外，蛋白質、脂類含量在不同肥料水平間均無顯著性差異。

23不同肥料水平對甜菜夜蛾幼蟲可溶性糖含量影響

在低蟲口密度下，甜菜夜蛾取食不同肥料水平下種植的白菜苗2 d后，體內可溶性糖含量整體差異極顯著（F=205000，P<0001），其中取食氮磷比=1 ∶5肥料水平下種植的白菜苗后甜菜夜蛾體內可溶性糖含量最低，其次的肥料水平依次為氮磷比=5 ∶1、3 ∶1、1 ∶1，可溶性糖含量在氮磷比=1 ∶3下最高；當甜菜夜蛾在低蟲口密度下繼續(xù)取食5 d后，其體內可溶性糖含量在整體肥料水平下差異依然極顯著（F=229861，P<0001），氮磷比=3 ∶1、5 ∶1時甜菜夜蛾體內的可溶性糖含量最低，且兩者間無顯著性差異（P>005），氮磷比=1 ∶5、1 ∶3、1 ∶1時可溶性糖含量均顯著高于前兩者，且其間無顯著性差異（圖1）。

[FK（W12][TPWSF1tif][FK）]

從圖2可以看出，在高蟲口密度條件下，甜菜夜蛾取食不同肥料水平下種植的白菜苗2 d后，體內可溶性糖含量差異顯著（F=3944，P=0016<005）；氮磷比=1 ∶5、5 ∶1肥料水平下甜菜夜蛾體內可溶性糖含量最低，其他3個肥料水平間無顯著性差異；取食5 d后的甜菜夜蛾體內可溶性糖含量在整體上差異依然極顯著（F=6821，P=0001<001），氮磷比=1 ∶5時甜菜夜蛾體內的可溶性糖含量最高，其余4個肥料水平間無顯著差異（P>005）。

24不同肥料水平對甜菜夜蛾幼蟲蛋白質含量影響

在低蟲口密度下，甜菜夜蛾取食不同肥料水平下種植的白菜苗2 d后，體內蛋白質含量差異極顯著（F=223870，P<0001），氮磷比=1 ∶1肥料水平下甜菜夜蛾體內蛋白質含量最低，以后依次為氮磷比=5 ∶1、1 ∶5、3 ∶1，氮磷比=1 ∶3時蛋白質含量最高；在低蟲口密度下繼續(xù)取食至5 d后的甜菜夜蛾體內蛋白質含量在不同肥料水平間也差異極顯著（F=31014，P<0001），氮磷比=1 ∶3時甜菜夜蛾體內的蛋白質含量最高，其他處理蛋白質含量由高到低依次為氮磷比3 ∶1>1 ∶1>1 ∶5>5 ∶1（圖3）。

從圖4可以看出，在高蟲口密度條件下，甜菜夜蛾取食不同肥料水平下種植的白菜苗2 d后，體內蛋白質含量差異顯著（F=3663，P=0021<005），氮磷比=5 ∶1肥料水平下甜菜夜蛾體內蛋白質含量最低，其他4個肥料水平間無顯著性差異；取食5 d后的甜菜夜蛾體內蛋白質含量在不同施肥條件下無顯著差異（F=1164，P=0356>005）。

25不同蟲口密度下不同肥料水平對甜菜夜蛾幼蟲脂類含量影響

在低蟲口密度下，甜菜夜蛾取食不同肥料水平種植的白菜苗2 d后，體內脂類含量差異極顯著（F=16331，P<0001），氮磷比=1 ∶3肥料水平下甜菜夜蛾體內脂類含量最高[CM（25]，但其他4個肥料水平間無顯著性差異（P>005）；取食[CM）]

5 d 后的甜菜夜蛾體內脂類含量差異依然極顯著（F=62185，P<0001），氮磷比=3 ∶1、5 ∶1時甜菜夜蛾體內的脂類含量最低且兩者間無顯著性差異，氮磷比=1 ∶3<氮磷比=1 ∶5，氮磷比=1 ∶1肥料水平下甜菜夜蛾幼蟲體內的脂類含量最高（圖5）。

在高蟲口密度條件下，甜菜夜蛾取食不同肥料水平下種植的白菜苗2 d后，體內脂類含量差異極顯著（F=15851，P<0001），氮磷比=1 ∶3、1 ∶5、3 ∶1肥料水平下甜菜夜蛾體內脂類含量較低，氮磷比=1 ∶1時，甜菜夜蛾脂類含量最高；甜菜夜蛾幼蟲取食5 d后其體內脂類含量在不同肥料水平間無顯著性差異（F=0914，P=0475>005）（圖6）。

3結論與討論

本研究結果顯示，隨著肥料中氮肥比例的提升，甜菜夜蛾幼蟲體內的可溶性糖含量在降低，而磷肥比例的提高卻在一定程度上增加了甜菜夜蛾幼蟲體內的可溶性糖含量?？扇苄蕴鞘抢ハx重要的能源物質，它可以為昆蟲各種生命活動提供能量[15]。氮肥比例的提升會使植物中蛋白質含量提升[14，16]，甜菜夜蛾攝入高含量蛋白質的食料后，會提高新陳代謝的速率，增加對能量的消耗，從而降低可溶性糖在甜菜夜蛾體內的含量。另外研究還顯示，氮磷比=1 ∶3的肥料水平在不同取食處理下甜菜夜蛾幼蟲可溶性糖含量均處于較高的水平，這可能由于在此種肥料水平下，白菜苗的根系發(fā)育程度最佳，從而使植物獲得了最佳的營養(yǎng)積累，但由于氮肥比例處于較低水平，從而導致甜菜夜蛾幼蟲體內的新陳代謝活動處于較低水平，使甜菜夜蛾幼蟲體內的可溶性糖得到了最大程度的積累。

在低蟲口密度下，甜菜夜蛾體內蛋白質含量并未隨氮肥比例的提高而增加，而是在氮磷比=1 ∶3、3 ∶1的肥料水平下相對較高，其中氮磷比=1 ∶3肥料水平下蛋白質含量最高。這可能是由于以上2種肥料水平相較于其他肥料水平可以使白菜苗處于較佳營養(yǎng)狀態(tài)，從而使甜菜夜蛾取食后體內蛋白質含量較高。其他幾種肥料水平在白菜低蟲口密度甜菜夜蛾幼蟲的取食壓力下，可能會更多地采用合成抗性物質來抵御甜菜夜蛾的危害。但是當蟲口密度增加后，甜菜夜蛾取食各個肥料水平下的白菜苗后其體內蛋白質含量幾乎沒有差異。這說明隨著甜菜夜蛾取食壓力的增大，寄主植物抵御機制被破壞，使各個肥料水平下寄主植物營養(yǎng)水平基本處于貧乏的狀態(tài)，所以被高蟲口密度甜菜夜蛾取食后肥料水平對其體內蛋白質含量幾乎沒有顯著影響。

脂類物質作為昆蟲重要的儲存能量物質，在一定程度上反映昆蟲是否處于合適的生存狀態(tài)[17]。本研究表明，在低蟲口密度及高蟲口密度下取食2 d后，甜菜夜蛾在氮磷比=1 ∶3、1 ∶1 肥料水平下其體內脂類含量較高，而高氮肥比例條件會導致甜菜夜蛾脂類含量處于較低的水平。這表明在低取食強度下，氮肥比例的提升并未使甜菜夜蛾能量過剩并儲存。

筆者在試驗過程中還發(fā)現(xiàn)，在5種肥料水平中，氮磷比=1 ∶3條件下白菜苗的生長狀態(tài)最好，這可能與白菜苗期對磷肥需求量較大有關[18]。在本試驗中大多數(shù)處理下，甜菜夜蛾在氮磷比=1 ∶3肥料水平下能源物質的含量最高也反映了以上結果。3種能源物質含量的提高不僅意味著甜菜夜蛾積累了足夠的能源物質，而且可能預示著甜菜夜蛾種群抗逆能力的提高，從而加大了防治的難度。所以不同施肥水平對于甜菜夜蛾田間的發(fā)生規(guī)律、防治策略都有明顯的影響。需要指出的是，本試驗選用了白菜苗作為供試植物，其他寄主植物及其不同生育期對于肥料水平的需求是不同的，而且種群密度也會對寄主植物的營養(yǎng)狀態(tài)、次生代謝物產生影響，從而反過來影響甜菜夜蛾的種群發(fā)生動態(tài)，所以對于甜菜夜蛾種群動態(tài)與田間栽培制度的關系需要系統(tǒng)深入的研究。

[HS21]參考文獻：

[ZK（#]Awmack C S，Leather S R Host plant quality and fecundity in herbivorous insects[J] Annual Review of Entomology，2002，47（1）：814-844

Behmer S T Insect herbivore nutrient regulation[J] Annual Review of Entomology，2009，54（54）：165-187

[3]Ostertag R Foliar nitrogen and phosphorus accumulation responses after fertilization：an example from nutrient-limited Hawaiian forests[J] Plant and Soil，2010，334（1/2）：85-98

[4]Elser J J，Dobberfuhl D R，Mackay N A，et al Organism size，life history，and N ∶P stoichiometry toward a unified view of cellular and ecosystem processes[J] Bioscience，1996，46（9）：674-684

[5]Sinclair T R，Vadez V Physiological traits for crop yield improvement in low N and P environments[J] Plant and Soil，2002，245（1）：1-15

[6]張彬，劉懷，王進軍，等 甜菜夜蛾研究進展[J] 中國農學通報，2008，24（10）：427-433

[7]張娜，郭建英，萬方浩，等 寄主植物對甜菜夜蛾生長發(fā)育和消化酶活性的影響[J] 植物保護學報，2009，36（2）：146-150

[8]范錦勝，張李香，王貴強，等 寄主植物對甜菜夜蛾種群動態(tài)的影響[J] 植物保護，2012，38（4）：33-37

[9]范錦勝，張李香，王貴強，等 甜菜夜蛾幼蟲對寄主植物的選擇及營養(yǎng)利用[J] 中國農學通報，2011，27（30）：233-236

[10][ZK（#]Zhang B，Liu H，Helen H S，et al Effect of host plants on development，fecundity and enzyme activity of Spodoptera exigua （Hübner） （Lepidoptera：Noctuidae）[J] Agricultural Sciences in China，2011，10（8）：1232-1240

[11]Zhang B，Helen H S，Wang J J，et al Performance and enzyme activity of beet armyworm Spodoptera exigua（Hübner） （Lepidoptera：Noctuidae） under various nutritional conditions[J] Agricultural Sciences in China，2011，10（5）：737-746

[12]曹玲，劉懷，張彬，等 不同蛋白質含量的人工飼料對甜菜夜蛾能源物質的影響[J] 西南師范大學學報（自然科學版），2007，32（1）：102-106

[13]肖偉，鄧新平，劉懷 甜菜夜蛾幼蟲飼養(yǎng)技術的改進[J] 昆蟲知識，2005，42（5）：581-583

[14]Bucolo G，David H Quantitative determination of serum triglycerides by the use of enzymes[J] Clinical Chemistry，1973，19（5）：476-482

[15]李克斌，高希武，曹雅忠，等 甜菜夜蛾能源物質積累及其飛行能耗與動態(tài)[J] 植物保護學報，2005，32（1）：13-17

[16]張巧鳳，田峰秀，付必勝，等 不同播期、密度及氮肥運籌對糯小麥寧糯麥1號產量和品質的影響[J] 江蘇農業(yè)科學，2016，44（12）：133-136

[17]Chen Y，Ruberson J R，Olson D M，et al Nitrogen fertilization rate affects feeding，larval performance，and oviposition preference of the beet armyworm，Spodoptera exigua，on cotton[J] Entomologia Experimentalis et Applicata，2008，126（3）：244-255

[18]張輝，馬洪波，朱德進，等 不同施肥處理對油菜生物量累積，分配及養(yǎng)分吸收的影響[J] 江蘇農業(yè)學報，2012，28（5）：1042-1048