劉慧，NZABANITA Clement，李彥忠,2*

(1.蘭州大學草地農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室，蘭州大學農業(yè)農村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點實驗室，蘭州大學草地農業(yè)科技學院，甘肅 蘭州 730020；2.中國農業(yè)科學院草原研究所，內蒙古 呼和浩特 010010)

沙打旺(Astragalusadsurgens)是豆科黃芪屬植物[1]，抗逆特性強[2-4]，是我國特有牧草[5]，也是水土保持植物[6-9]，普遍栽培于甘肅[10]、內蒙古[11]、新疆[12]、陜西[13]等省區(qū)的干旱、半干旱地區(qū)[14-15]。

病蟲害是沙打旺生產的主要限制因素[16-18]，其中病害有黃矮根腐病(Alternariagansuense)[19]、黃萎病(Verticilliumdahliae)[20]、白粉病(Erysiphepisi)[21]、匐柄霉葉斑病(Stemphyliumbotryosum)[22]，炭疽病(Colletotrichumsp.)、黑斑病(Diachorellalathyri)、銹病(Uromyceslapponicus)[23]等，其中沙打旺黃矮根腐病是沙打旺草地衰退的主要因素，也是沙打旺上最嚴重的一種病害[24-25]。沙打旺的害蟲有沙打旺小食心蟲(Grapholitashadawana)、沙打旺黑潛蠅(Melanagromyzaadsurgenis)、苜蓿籽蜂(Bruchophagusroddi)、沙打旺金小蜂(Bruchophagasp.)等[26]，其中沙打旺小食心蟲和沙打旺黑潛蠅蛀食沙打旺的莖稈，導致莖稈中空，苜蓿籽蜂和沙打旺金小蜂蛀食種子，導致胚乳殘缺不全。健康飽滿的沙打旺種子為棕褐色腎形[27]，受蟲害等影響后變?yōu)辄S色且種粒干癟。苜蓿籽蜂對內蒙庫倫旗沙打旺種子的危害率為60%[28]，嚴重影響沙打旺的種子生產[29]。

苜蓿籽蜂屬膜翅目、細腰亞目、廣肩小蜂科[10]。體型小，前胸背板大，長形或四方形。成蟲觸角較短的為雌蜂，體長1.2 mm，全體黑色，胸部隆起[12]，觸角較長的為雄蜂，體長1.4～1.8 mm，腹部末端圓形。前翅緣脈、后緣脈等發(fā)達[30]。苜蓿籽蜂以老熟幼蟲在寄主的種子中越冬，一年發(fā)生3代，越冬代于4月下旬至6月中旬化蛹，5月上旬至6月中下旬羽化出成蟲[10]，成蟲交配后產卵于寄主的果穗上，卵孵化后鉆蛀于種莢和種子內啃食種胚直至羽化為成蟲，以后相繼出現(xiàn)第二代和第三代[31-32]。

苜蓿籽蜂的寄主除了沙打旺，還有紫花苜蓿(Medicagosativa)、黃花苜蓿(Medicagofalcata)、紅三葉(Trifoliumpratense)、白三葉(Trifoliumrepens)、草木樨(Melilotussuaveolens)、紫云英(Astragalussinicus)等豆科牧草、作物或雜草[13,33]，分布于北美洲的美國和加拿大南部[34]、澳洲、新西蘭[35]、歐洲[36]等國家或地區(qū)；在我國分布于內蒙古、新疆[31]、寧夏、甘肅[10]、陜西[37]、山西、河南、河北、山東、遼寧[12]等省區(qū)。國外在苜蓿上的研究報道，苜蓿籽蜂在田間種子上的危害嚴重時可高達85%[38-40]；苜蓿種子的受害率在新疆高達58%，在甘肅河西為27%，在內蒙古為26%～30%，豆莢被害率為40%左右[30]。

本研究團隊自2012年至今在甘肅蘭州開展的沙打旺抗黃矮根腐病的品種選育試驗田中，因沙打旺種子中籽蜂較多，每年收獲的種子遠不能滿足后續(xù)研究的需要，亟待有效防治籽蜂的危害[10,41]。然而，目前已有的苜蓿籽蜂的發(fā)生規(guī)律的數(shù)據(jù)多來自危害苜蓿的籽蜂，由于沙打旺與苜蓿的生長發(fā)育時期不同，籽蜂對這兩種牧草的危害時期也可能不同，此外，溫度是決定昆蟲生長發(fā)育的主要因素，而不同地區(qū)的氣溫差異明顯，故在蘭州地區(qū)籽蜂的發(fā)生規(guī)律與文獻中記述的是否完全一致尚不得而知。為此本研究對蘭州地區(qū)苜蓿籽蜂寄生沙打旺的時期進行了研究，以期確定田間防治的最佳時期，提高種子產量。

1 材料與方法

1.1 供試沙打旺果穗和種子

沙打旺試驗地位于蘭州市榆中縣和平鎮(zhèn)，2012年建植內蒙早熟、寧夏彭陽、固原、遼寧阜新、陜西榆林、鄂爾多斯、河南、中沙1號8個沙打旺品種，每個品種3個重復(小區(qū))，每個小區(qū)6 m2(4 m×1.5 m)，株距40 cm，行距30 cm，隨機排列[41]。2016年8月初于沙打旺的始花期用絲帶標記已開花果穗，并于8月下旬與9月初噴灑敵百蟲和敵敵畏殺蟲劑各一次，10月下旬采收果穗。用絲帶標記過的果穗已褪綠變白，記為早花穗(early flowering, EF)，用絲帶標記之后開花且采收時仍綠色的果穗記為晚花穗(late flowering, LF)，每個小區(qū)均各取6～8個重復的早、晚花種穗，每重復剪3穗，將采集的果穗帶回室內晾干，備用。

1.2 室外測定

籽蜂羽化進度測定：于2016年11月10日將晾干的果穗裝于網袋中，每個品種3個重復，每重復3個果穗，用橡皮筋扎緊袋口防止羽化出的成蟲逃逸，置于蘭州市室外的一個空曠處，每周觀察一次有無羽化出的籽蜂，開始出現(xiàn)籽蜂成蟲時統(tǒng)計其數(shù)量，并從網袋取出處死，直至不再出現(xiàn)成蟲的兩周后結束試驗。

氣溫與濕度測定：在存放網袋處放置溫濕度測量儀(Testo德圖儀器公司，型號175H1)，自動記錄氣溫和空氣相對濕度，每2 h記錄一次，為避免陽光直射影響測定結果，溫濕度測量儀用木板遮陽處理。試驗結束后用testo ComSoft 5 Basic軟件將數(shù)據(jù)導入電腦，得到氣溫和濕度。

1.3 室內測定

種穗粒數(shù)統(tǒng)計：于2016年11月1日手工脫出每穗中的籽粒，每個品種分早花穗和晚花穗，各3個重復，每重復3個果穗，統(tǒng)計每穗中的種子數(shù)目。

種子類別統(tǒng)計：從每個重復的脫粒種子中隨機取出200粒，根據(jù)其顏色分為黃色籽粒和褐色籽粒，統(tǒng)計計算每類種子的比例。

籽蜂的寄生率計算：統(tǒng)計羽化開始到結束時出現(xiàn)過的籽蜂成蟲數(shù)量，利用如下公式計算籽蜂寄生率：

籽蜂羽化進度測定：將上步中每個重復的200粒種子置于培養(yǎng)皿中，再裝入自封袋中防止羽化出的成蟲逃逸，置于暖氣室內。每周統(tǒng)計一次羽化出籽蜂成蟲的數(shù)量，取出致死并處理掉。室內用溫濕度計(廣博，WS9403)測定溫、濕度，每周記錄一次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

統(tǒng)計每周從8個品種沙打旺果穗中每穗羽化出的成蟲數(shù)，分室內和室外繪制籽蜂羽化進度圖，包括羽化始期、羽化高峰期和羽化末期。在室內實驗中，計算各品種不同種穗中平均每穗的種粒數(shù)、隨機200粒種子中黃粒比例、籽蜂的寄生率及相關數(shù)據(jù)間關系，繪制各個品種累加后早、晚花穗每周羽化出的成蟲數(shù)占該品種整個試驗期羽化出成蟲總數(shù)的百分數(shù)折線圖、每個品種每周羽化出的成蟲數(shù)占該品種整個試驗期羽化出成蟲總數(shù)的百分數(shù)(寄生水平)。在室外試驗中，計算每個品種每周羽化出的成蟲數(shù)占該品種整個試驗期羽化出成蟲總數(shù)的百分數(shù)，以確定籽蜂在不同品種沙打旺上的羽化進度，分析具有顯著差異一周的籽蜂寄生水平。采用SPSS 17.0軟件對所測數(shù)據(jù)進行單因素方差分析，LSD檢驗，采用Excel 2007制圖。

2 結果與分析

2.1 不同品種的每穗粒數(shù)

除河南沙打旺的早花穗籽粒數(shù)(每穗344.44粒)顯著(P<0.05)高于晚花穗(每穗194.17粒)外，內蒙早熟、寧夏彭陽、固原、遼寧阜新、陜西榆林、鄂爾多斯6個品種的沙打旺早、晚花穗的平均每穗籽粒數(shù)差異均不顯著(P>0.05)，平均每穗為207.78～338.22粒(表1)。

2.2 不同品種種粒中黃色籽粒所占比例

內蒙早熟、寧夏彭陽、固原、河南的早花穗種粒中黃粒所占的比例顯著高于晚花穗(P<0.05)，早花穗中固原的黃粒比例最高(42.83%)(表2)，晚花穗中寧夏彭陽最低(0.50%)。遼寧阜新、鄂爾多斯無顯著差異(P>0.05)，黃粒的比例為10.33%～20.00%，陜西榆林的晚花穗種粒中黃粒的比例(38.17%)顯著高于早花穗(17.00%)。

表1 沙打旺7個品種的早花穗和晚花穗的每穗粒數(shù)Table 1 Seed number in 7 varieties of early and late inflorescences of A. adsurgens (No·grain-1)

表2 沙打旺7個品種的早花穗和晚花穗每200種粒中黃粒的比例Table 2 Percentage of yellow seeds in 200 seeds in 7 varieties of early and late inflorescences of A. adsurgens (%)

注：同行不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note: The different letters within the same row mean the significant differences atP<0.05, the same below.

2.3 不同品種種穗中苜蓿籽蜂的寄生率

在室內，內蒙早熟、寧夏彭陽、固原、遼寧阜新、河南的早花穗種子中籽蜂的寄生率顯著高于晚花穗(P<0.05)，陜西榆林、鄂爾多斯早、晚花穗籽蜂的寄生率差異不顯著(P>0.05)。早花穗種子中，固原的籽蜂寄生率最高(20.71%)(圖1)，鄂爾多斯最低(2.29%)。晚花穗種子中，陜西榆林的籽蜂寄生率最高(3.96%)，遼寧阜新晚花穗中無籽蜂。每個品種隨機的200粒種子中黃色籽粒所占比例與籽蜂在種子中的寄生率呈顯著正相關(R=0.698,P<0.001)。

2.4 苜蓿籽蜂在室內、外的羽化進度

籽蜂在室內與室外的羽化進度不同(圖2和圖3)。在室內，籽蜂于2月3日之前就開始羽化，平均每穗羽化出成蟲0.30頭，3月31日左右達羽化高峰期，平均每穗羽化成蟲2.23頭，7月21日之前結束羽化，每穗羽化0.02頭。在室外，籽蜂在5月5日前開始羽化，平均每穗羽化出成蟲0.47頭，5月26日左右為羽化高峰期，平均每穗羽化出成蟲8.97頭，7月21日之前羽化結束，每穗羽化0.02頭。

籽蜂在室內的最早羽化時間比在室外提前約91 d，在室內的羽化高峰期提前約56 d，室內、外羽化末期相同。在室內羽化歷時167 d，而在室外羽化歷時僅77 d。

2.5 室內存放種子中籽蜂的羽化進度與寄生水平

存放于室內的所有沙打旺早花穗與晚花穗中籽蜂自羽化開始起，每周羽化出的成蟲數(shù)占羽化成蟲總數(shù)的比例在羽化進程中有兩個高峰值，早花穗種子的峰值分別為3月31日、5月5日，成蟲比例分別為9.40%、11.60%(圖4)，晚花穗種子峰值分別為3月27日、5月5日，成蟲比例分別為15.21%、14.94%。

室內不同品種沙打旺籽蜂的羽化進度中，河南每周羽化出的籽蜂成蟲數(shù)占該品種種子中成蟲總數(shù)的比例在5月5日達到最高，為37.67%(圖5)。鄂爾多斯有兩個羽化峰值，在5月5日為15.47%、5月26日為25.60%。

圖1 苜蓿籽蜂在沙打旺7個品種的早花穗和晚花穗中的寄生率Fig.1 Parasitism rate of B. roddi in 7 varieties of early and late inflorescences of A. adsurgens 不同字母表示同一品種的不同花穗之間差異顯著(P<0.05)。 EF： 早花穗; LF： 晚花穗。The different letters mean the significant differences (P<0.05). EF: Early flowering; LF: Late flowering.

圖2 苜蓿籽蜂在沙打旺果穗中的羽化進度(室內)Fig.2 The eclosion progress of B. roddi adults in inflorescences of A. adsurgens (indoor)

圖3 苜蓿籽蜂在沙打旺果穗中的羽化進度(室外)Fig.3 The emergence progress of B. roddi adults in inflorescences of A. adsurgens (outdoor)

圖5 苜蓿籽蜂在7個沙打旺品種果穗中的羽化進度(室內)Fig.5 The emergence progress of B. roddi adults in 7 varieties of A. adsurgens inflorescences (indoor)

2.6 室外存放種子中籽蜂的羽化進度與寄生水平

室外不同品種沙打旺羽化進度中，內蒙早熟、寧夏彭陽、固原、陜西榆林、鄂爾多斯、中沙1號6個品種沙打旺籽蜂羽化只有1個高峰值(圖6)，而河南沙打旺有3個峰值，第1個峰值在5月19日，第2個峰值在6月9日，第3個峰值在6月23日。遼寧阜新沙打旺有2個峰值，第1個峰值在6月2日，第2個峰值在6月23日。羽化進程中除高峰期(5月26日所在一周)不同品種沙打旺種子中籽蜂羽化出成蟲數(shù)量占成蟲總數(shù)的比例差異顯著(P<0.05)之外，其他時期均無顯著差異(P>0.05)。

在室外籽蜂羽化高峰期(5月26日)，鄂爾多斯和中沙1號每周羽化出籽蜂成蟲數(shù)量占其種子羽化期成蟲總數(shù)量的比例顯著(P<0.05)高于固原、遼寧阜新和河南，前兩者分別達到65.00%與65.30%(圖7)，內蒙早熟(53.06%)、寧夏彭陽(46.76%)、固原(25.11%)顯著(P<0.05)高于河南(0)。

圖7 羽化高峰期8個品種沙打旺種子中羽化出的籽蜂成蟲數(shù)占羽化出成蟲總數(shù)的比例(室外)Fig.7 Percentage of B. roddi adults presented from each variety in total adults from 8 varieties ofA. adsurgens seeds at the peak period (outdoor) 不同小寫字母代表不同品種之間差異顯著(P<0.05)。 Different lowercase letters represent significant differences between different varieties at P<0.05 level.

2.7 室外溫、濕度

籽蜂羽化從開始期(5月5日左右)到結束期(7月21日左右)，室外測定試驗期最低氣溫為0 ℃，最高氣溫為40 ℃。沙打旺籽蜂羽化時期的氣溫范圍為13.4～33.5 ℃(圖8)，平均氣溫為24.35 ℃，其中羽化開始期、高峰期和末期的周平均氣溫分別為14.90、21.27、31.83 ℃。室外測定試驗期空氣濕度最低為14.9%，最高為80.7%。沙打旺籽蜂羽化時期的空氣相對濕度范圍為16.5%～80.7%，平均濕度為35.6%，其中羽化開始期、高峰期和末期的周平均空氣相對濕度分別為37.1%、38.6%、32.9%。

圖8 沙打旺中苜蓿籽蜂羽化室外試驗期間的日平均溫度和空氣相對濕度Fig.8 Daily mean temperature and relative humidity during the outdoor experiment for B. roddi in A. adsurgens

3 討論

沙打旺返青期在3月中旬左右，初花期在7月中旬至8月初，開花后4 d為始莢期[27]。苜蓿籽蜂的成蟲羽化后立即進行交配，卵產于5～7日齡的綠色莢果中[42]，室內處理的沙打旺種子中的苜蓿籽蜂在2月初就出現(xiàn)成蟲，但此時當?shù)貧鉁氐?，當?shù)囟嗄晟敛莺推渌俎Ｗ逊涞募闹髦参锷形捶登郲43]，故苜蓿籽蜂從室內逃逸后可能被凍死，即使不被凍死，也可能由于沒有寄主植物取食而死亡，由此可見，早期羽化出的成蟲不會成為田間發(fā)生的蟲源。而在室外試驗沙打旺種子中的苜蓿籽蜂在5月5日就開始出現(xiàn)成蟲，這些成蟲可能成為苜蓿野外發(fā)生的蟲源，但由于此時沙打旺尚未開花結籽，故沙打旺也不會受到影響。由于沙打旺的初花期在7月中下旬[44]，而在室外處理試驗中苜蓿籽蜂在7月21日完成羽化，但在沙打旺花期內，苜蓿籽蜂在羽化末期羽化出的成蟲所占比例較低，故危害沙打旺的籽蜂可能還有其他蟲源。初春開花結籽的雜草或其他植物可能是苜蓿籽蜂早期羽化出成蟲的寄主，在沙打旺的花期才轉移至沙打旺，并寄生于沙打旺種子，但苜蓿籽蜂在不同植物之間的轉移危害有待后續(xù)研究。

鄭生岳[10]采用與本研究同一試驗地中的沙打旺為研究材料，將收獲的沙打旺種子放置在培養(yǎng)皿中后置于田間，發(fā)現(xiàn)籽蜂越冬代羽化初始期為5月16日，羽化盛期為6月15日，羽化末期為7月5日，本研究結果與此相同。劉長月等[31]在新疆呼圖壁苜蓿田間調查發(fā)現(xiàn)，苜蓿籽蜂5月底至6月初開始出現(xiàn)越冬代成蜂，本研究結果與此相近，但其籽蜂羽化的高峰期在6月下旬[45]，本研究確定的時間比其遲一月。研究地點不同，氣候不同，寄主植物不同可能是本研究結果與新疆研究的結果存在出入的原因之一。

沙打旺成熟后易落粒，大風或收獲可造成大量落粒，其中感染苜蓿籽蜂的種子可能是沙打旺田間的主要蟲源之一。由于苜蓿籽蜂個體很小[39]，飛翔距離有限，距沙打旺草地較遠的苜蓿籽蜂成蟲則難以成為田間蟲源。

本試驗發(fā)現(xiàn)沙打旺種子中的苜蓿籽蜂無論在早花穗還是在晚花穗的種粒中均有2個羽化高峰，這與王春江[46]研究發(fā)現(xiàn)沙打旺出現(xiàn)2個開花高峰期的結果一致，也與苜蓿籽蜂一年發(fā)生3代(包括越冬代)[10,45]吻合。

8個供試沙打旺品種中，中沙1號的生長發(fā)育時期與其他品種差異較大，中沙1號開花期較其他沙打旺品種提前10～15 d，比河南栽培沙打旺提前開花半個月左右[41]。本研究發(fā)現(xiàn)苜蓿籽蜂在不同品種沙打旺種子中羽化的進度不同，寄生率也有差異，這可能與不同品種的生長發(fā)育習性或對苜蓿籽蜂的抗性不同有關[47-48]。

本研究確定的苜蓿籽蜂羽化時間為陽歷日，而農歷的節(jié)氣與物候期吻合[49]，故將苜蓿籽蜂羽化時期以農歷的節(jié)氣列出如下：室外羽化開始期為立夏前一周(本試驗中開始羽化期為2017年5月5日)，羽化盛期在小滿與芒種之間(本試驗中為2017年5月26日)，羽化末期為大暑之前(本試驗中為2017年7月21日)。

為阻斷苜蓿籽蜂羽化后在沙打旺種莢交配產卵，建議在其出蜂始期與盛期之間立即噴灑溴氰菊酯類殺蟲劑進行成蟲防治[50-51]。對于已收種的牧草種子，生產上一般采取食鹽水浸種或熱水燙種處理籽蜂[52-53]，但操作成本較高，工作量大。

4 結論

本試驗以沙打旺成熟期采收的8個品種的果穗為研究對象，進行室內與室外(模擬田間環(huán)境)兩種處理，室內處理主要研究2016年間蘭州和平鎮(zhèn)沙打旺田間苜蓿籽蜂的種子寄生率、不同沙打旺品種種子中籽蜂的寄生水平等，室外處理主要研究不同品種沙打旺種子中籽蜂的羽化進度等。兩處理分別得到室內、室外苜蓿籽蜂在沙打旺種子中的寄生時期，主要結論如下：

1)苜蓿籽蜂對沙打旺種子的寄生率為0～20.71%，與花穗早晚和不同品種有關，其中內蒙早熟、寧夏彭陽、固原、遼寧阜新、河南沙打旺的早花穗種子中苜蓿籽蜂的寄生率顯著高于晚花穗(P<0.05)。苜蓿籽蜂在早花穗和晚花穗上均有2個羽化高峰期，說明其在沙打旺種子上有2個寄生高峰期。籽蜂在不同品種上的羽化進度不同，也意味著籽蜂寄生種子的時期與品種有關。

2)苜蓿籽蜂在室內羽化歷時167 d，而在室外羽化歷時僅77 d；在室內與室外最早羽化時間分別為2月3日和5月5日左右，在室內比在室外提前91 d；羽化高峰期分別為3月31日和5月26日左右，在室內比在室外提前56 d，但羽化末期相同，均為7月21日。由此可知，適宜的溫度即可使籽蜂取食生長、發(fā)育并完成羽化。室外放置的沙打旺果穗和室內存放的種子中的籽蜂均可成為田間沙打旺的蟲源，由于苜蓿籽蜂羽化后立即產卵于沙打旺果穗，田間可在沙打旺始花期至7月下旬左右噴藥防治。