史 敏，曹 師，胡進(jìn)玲，黨淑鐘，李彥忠,2

（1. 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 蘭州大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部草牧業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 / 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

地下害蟲是指生命的全部或大部分時(shí)間生活于土壤，以植物的根或近地面部分為食的一類害蟲[1]，主要包括蠐螬、金針蟲、地老虎和螻蛄四大類[2-5]，其他有根蛆(Delia antiqua)、擬地甲(Opatrum subaratum)、根象甲(Dyscerus juglans)等[6]。地下害蟲的寄主范圍廣泛，可為害幾乎所有植物[7]，在播種后至出苗期取食種子和未出土的幼苗，導(dǎo)致播多苗少、缺苗斷壟；苗期和成株期主要取食根部和根頸，導(dǎo)致植株生長(zhǎng)不良甚至死亡，部分地下害蟲的某些階段還可爬出土壤，取食植物近地面的枝葉，降低苜蓿產(chǎn)量，減少苜蓿利用年限[8-9]。

苜蓿(Medicago)草地的病蟲害是影響草產(chǎn)量和草品質(zhì)的重要因素，其中為害根部的有害生物對(duì)苜蓿的影響最大。因?yàn)?，苜蓿是多年生植物，以根越冬，根部是苜蓿生命的源泉，根部受害可?dǎo)致植株死亡，苜蓿根部的有害生物是造成苜蓿草地植株密度逐年下降、草地衰退的主要因素[10-17]。美國是我國苜蓿的主要進(jìn)口國，美國苜蓿的地下害蟲主要有三葉草根象甲(Sitona hispidulus)、苜蓿象甲(Otiorhynchus ligustici)等[10]。我國報(bào)道在苜蓿草地上共調(diào)查鑒定了43種地下害蟲，其中金龜甲科25種、麗金龜甲科6種、叩頭甲科5種、花金龜甲科2種、擬步甲科4種、螻蛄科1種[11]。我國各省(區(qū))苜蓿地中的地下害蟲種數(shù)及優(yōu)勢(shì)種不同，黑龍江只報(bào)道了銅綠麗金龜(Anomala corpulenta)危害[12]，吉林長(zhǎng)春以東北大黑鰓金龜(Holotrichia diomphalia)、八字地老虎(Xestia c-nigrum)和東方螻蛄(Gryllotalpa orientalis)為主[13]，山東以褐紋金針蟲(Melanotus caudex)、暗黑鰓金龜(Holotrichia parallela)、銅綠麗金龜(Anomala corpulenta)為主[14]，甘肅報(bào)道苜蓿地下害蟲多達(dá)18種，包括叩頭甲2種、蒙古沙潛等擬步甲3種、花金龜科2種、麗金龜甲科2種、金龜甲科7種、夜蛾科的地老虎2種[15]，其中隴東黃土高原區(qū)苜蓿地下害蟲有11種，包括1種螻蛄、2種地老虎、3種金針蟲、4種蠐螬和1種擬步甲(網(wǎng)目擬步甲Opatrum subaratum)[16]，內(nèi)蒙古的苜蓿地下害蟲有12種，包括2種螻蛄、4種蠐螬、2種金針蟲、2種地老虎和2種擬步甲[17]。由此可見，我國苜蓿地下害蟲種類繁多，然而，以上研究均未詳細(xì)記載地下害蟲在苜蓿上造成的害狀特點(diǎn)，在苜蓿根部健康狀況檢查時(shí)缺少參考依據(jù)，此外，目前地下害蟲在我國苜蓿草地上發(fā)生數(shù)量以及為害程度是否有必要加以防治等問題懸而未決，故有必要對(duì)苜蓿地下害蟲的種類、數(shù)量、為害程度等加以研究。如果苜蓿地下害蟲有必要加以防治，那么，如何防治則更為重要。利用抗蟲品種是防治害蟲的主要途徑[1]，但我國目前尚無一個(gè)苜蓿品種登記為以抗地下害蟲為主要特征的品種，然而，我國大量進(jìn)口的美國苜蓿品種則標(biāo)注了對(duì)苜蓿多種蚜蟲的抗性級(jí)別[18]。抗蟲性評(píng)價(jià)是選育抗蟲品種的基礎(chǔ)，我國已對(duì)苜蓿品種抗薊馬和抗蚜蟲等地上害蟲做了初步研究，如李彥忠等[19]評(píng)價(jià)了國內(nèi)外97個(gè)苜蓿品種對(duì)薊馬的抗性，張曉燕等[20-21]發(fā)現(xiàn)甘農(nóng)9號(hào)對(duì)薊馬具有較好抗性，胡桂馨等[22]比較了8個(gè)苜蓿品種對(duì)牛角花齒薊馬(Odontothrips loti)的耐害性，特木爾布和等[23-24]發(fā)現(xiàn)苜蓿品種之所以抗薊馬，與苜蓿葉片絨毛密度、葉片絨毛長(zhǎng)度、葉厚度、新葉和幼莖的腺體等有關(guān)，武德功等[25]發(fā)現(xiàn)金皇后品種對(duì)兩種體色豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)的抗性不同，馬建華等[26]提出了蚜量比值法和模糊識(shí)別法等評(píng)價(jià)苜蓿品種抗蚜蟲的可靠方法，但至今尚未報(bào)道苜蓿品種對(duì)地下害蟲抗性評(píng)價(jià)。為此，本研究擬在確定苜蓿地下害蟲種類、發(fā)生數(shù)量、為害程度的基礎(chǔ)上，開展苜蓿品種對(duì)地下害蟲的抗性評(píng)價(jià)，以期將抗性較強(qiáng)品種推薦給苜蓿生產(chǎn)企業(yè)和農(nóng)戶種植。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特南約30 km的土默特左旗沙爾沁鄉(xiāng)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沙爾沁牧草資源重點(diǎn)野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站，屬半干旱大陸性氣候，土壤類型為砂壤土[27]，2015年播種玉米，2016年6月中旬播種了44個(gè)苜蓿品種(表1)，每個(gè)品種4個(gè)小區(qū)，隨機(jī)排列，每小區(qū)30 m2(3 m × 10 m)，小區(qū)間距1 m，行播，行距0.40 m，播種量16.67 kg·hm-2(每小區(qū)0.05 kg)，采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中的噴灌澆水方式管理。

供試的44個(gè)苜蓿品種中，我國育成的品種13個(gè)，占供試品種總數(shù)的29.55%，美國品種20個(gè)，占45.45%，加拿大品種9個(gè)，占20.45%，澳大利亞的品種2個(gè)。

1.2 取樣方法

于2017年6月(返青后約40 d)，每個(gè)小區(qū)選擇長(zhǎng)0.3 m寬0.3 m深度為0.5 m的樣方，每個(gè)樣方約30株苜蓿，用鐵鍬挖出樣方內(nèi)的苜蓿植株和土壤，抖落根部土壤，并把挖出的土壤破碎成土粒，揀出昆蟲，放置在裝入95%酒精的指形管中。

1.3 根部蟲傷觀察

將挖出植株的根部放在自來水下沖洗掉泥土，首先觀察根表面是否有蟲傷，然后縱向切開主根，觀察有無蟲傷，統(tǒng)計(jì)挖出植株總數(shù)和有蟲傷的植株數(shù)，計(jì)算每品種植株根部被害率。

1.4 昆蟲鑒定

將采集的昆蟲帶回室內(nèi)，統(tǒng)計(jì)并挑出地下害蟲，測(cè)量蟲體大小，在解剖鏡下觀察各部位特征，拍照，在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教授王森山指導(dǎo)下，依據(jù)形態(tài)學(xué)進(jìn)行了鑒定[28-38]。

1.5 抗蟲性評(píng)價(jià)

本研究采用美國國家苜蓿和牧草聯(lián)盟的病蟲抗性級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)劃分，該標(biāo)準(zhǔn)主要根據(jù)苜蓿品種中病健植株比例劃分，并用100%減去健康植株比例表述發(fā)病率；本研究采用苜蓿植株被害率作為抗性評(píng)價(jià)的依據(jù)，采用100%減去健康植株比例表述，且對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了完善和細(xì)化，補(bǔ)充了5%～6%、14%～15%和30%～31%的數(shù)值(表2)。

為進(jìn)一步區(qū)分苜蓿品種抗蟲性，參考文獻(xiàn)[19]和[26]采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS11.0的聚類分析法組件平均鄰接法(average linkage between groups)分析，確定品種的相對(duì)抗蟲性級(jí)別(表3)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS11.0中新復(fù)極差法分析比較確定品種間的抗性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 苜蓿地下害蟲種類及比例

2017年6月，從土壤中共采集156頭昆蟲，其中地下害蟲43頭，占昆蟲總數(shù)的27.56%；分屬于金龜甲科(Scarabaeidae Rutelinae)、叩頭甲科(Elateroidea)、鰓金龜科(Melolonthidae)、擬步甲科(Tenebrionidae)和麗金龜亞科(Rutelinae)，以擬步甲科昆蟲最多，有21頭，其次為叩頭甲科的金針蟲，有11頭，麗金龜亞科和鰓金龜科的幼蟲，即蠐螬，分別有7頭和4頭(表4)，未采集到4大類地下害蟲中的螻蛄和地老虎。

以上麗金龜科昆蟲鑒定為蒙古異麗金龜(Anomala mongolica) (圖1C、圖1D)，鰓金龜科昆蟲鑒定為黑絨鰓金龜(Maladera orientalis) (圖1A、圖1B)，叩頭甲科昆蟲鑒定為寬背金針蟲(Selatosomus gravidus) (圖1E、圖1F)，擬步甲科昆蟲有蒙古沙潛(Gonocephalum reticulatum) (圖1G、圖1H)和網(wǎng)目擬地甲(Opatrum subaratum) (圖1I)。

2.2 苜蓿地下害蟲根部害狀

苜蓿根部害狀有兩類，其一為主根或側(cè)根的皮層有凹陷的傷口，圓形、長(zhǎng)條形或不規(guī)則形，嚴(yán)重者傷口環(huán)繞主根一圈，粗糙不平，傷口顏色為褐色或黑色，啃食至淺表層或中柱(圖2C、圖2D)；其二為根皮層上僅有一個(gè)近圓形黑色蟲洞，而根中柱內(nèi)蟲洞明顯，或向上擴(kuò)展或向下擴(kuò)展(圖2E、圖2F)，可見以上幾種苜蓿地下害蟲的為害方式可分為啃食型和鉆蛀型兩種類型。

2.3 苜蓿品種的抗蟲性

根據(jù)苜蓿相對(duì)抗蟲性級(jí)別 (表3)，在受害苜蓿中，旱地苜蓿品種的被害率最高，為28.85%，甘農(nóng)6號(hào)被害率最低為1.19%，植株的平均被害率為2.77% (P ＞ 0.05) (表5)。供試品種的被害率均小于50%，根據(jù)美國國家苜蓿和牧草聯(lián)盟的病蟲抗性級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)(表2)，供試品種均屬于高抗品種。聚類分析結(jié)果顯示，供試的44個(gè)品種可分為2個(gè)大類群6個(gè)小類群(圖3)。

表 1 44個(gè)苜蓿品種的選育國家和種子提供者Table 1 Information of 44 alfalfa varieties used in the experiment

續(xù)表 1Table 1(Continued)

表 2 苜蓿品種的抗蟲性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Resistance rating of alfalfa varieties against insect pests

表 3 苜蓿相對(duì)抗蟲性級(jí)別Table 3 Relative resistance rating of alfalfa varieties against insect pests

根據(jù)聚類結(jié)果，高抗品種(HR)為新牧2號(hào)、MF4030、獵人河、MF4010等10個(gè)品種，占品種總數(shù)的22.64%，抗蟲品種(R)為中草3號(hào)、肇東、巨能等10個(gè)品種，占29.54%，中抗品種(M)為敖漢、SK3010等13個(gè)品種，占22.73%，低抗品種(L)為龍牧806、準(zhǔn)格爾、巨人等9個(gè)品種，占20.45%，感蟲品種(S)為潤布勒和旱地2個(gè)品種，占4.55%。國內(nèi)高抗品種和抗性品種分別占供試品種總數(shù)的9%和2.27%，共為11.27%，低于國內(nèi)品種占供試總品種數(shù)的比例(29.55%)，2個(gè)感蟲品種潤布勒和旱地均為國外品種(表5)。

表 4 調(diào)查區(qū)苜蓿田地下害蟲種類及占比Table 4 Species and percentage of soil insect pests collected from alfalfa soil

圖 1 呼和浩特地區(qū)苜蓿地下害蟲種類Figure 1 Species of soil insect pests found in alfalfa field in Hohhot region

3 討論與結(jié)論

圖 2 苜蓿地下害蟲的害狀Figure 2 Wounds in alfalfa caused by soil insect pests

本研究針對(duì)我國苜蓿地下害蟲危害狀況不清楚、主栽品種對(duì)地下害蟲的抗性不明的現(xiàn)狀，在呼和浩特開展了相關(guān)研究，調(diào)查到的5種地下害蟲old wounds on cortexes.均在內(nèi)蒙古草地上已有報(bào)道[17]，且在安徽、東北、河北、甘肅、陜西等省(區(qū))的苜蓿地中也有發(fā)生[39-41]，但當(dāng)?shù)剀俎５叵潞οx以蒙古沙潛和網(wǎng)目擬地甲為優(yōu)勢(shì)種的情況與其他省(區(qū))的情況有所不同，是否與當(dāng)?shù)厣叭劳临|(zhì)和降水量低有關(guān)還有待后續(xù)研究[32,42-43]。

國內(nèi)外苜蓿地下害蟲研究雖有不少報(bào)道，但均無害狀的描述，本研究對(duì)地下害蟲造成的苜蓿害狀做了仔細(xì)觀察和詳細(xì)描述，有助于今后開展苜蓿病蟲害調(diào)查時(shí)關(guān)注地下害蟲造成的為害，并根據(jù)本描述將地下害蟲的害狀與根腐病的癥狀準(zhǔn)確區(qū)分開來。然而，本研究未跟蹤觀察何種地下害蟲造成了怎樣的害狀，但根據(jù)不同害蟲的取食習(xí)性，可以初步確定根皮層缺刻主要由蠐螬所致，而根中柱空洞則由金針蟲、沙潛等鉆蛀性害蟲所致。

文獻(xiàn)記載，地下害蟲的為害可加劇根腐病的發(fā)生[42]，本研究發(fā)現(xiàn)蟲傷周圍的皮層變色或腐爛，中柱組織也出現(xiàn)變黑、腐爛，但地下害蟲是否促進(jìn)根腐病的發(fā)生，以及地下害蟲為害后有利于為何種根腐病菌的侵染與擴(kuò)展尚不明確，有待后續(xù)研究。

圖 3 44個(gè)苜蓿品種對(duì)地下害蟲的抗性類群Figure 3 Clusters of 44 alfalfa varieties resistant to soil insect pests

根據(jù)美國國家苜蓿和牧草聯(lián)盟制定的苜蓿抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，本研究供試的所有品種對(duì)地下害蟲的抗性級(jí)別均屬于高抗品種。此抗性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于抗寒性、抗病性和抗蟲性等。該抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用了品種的群體中健康植株的比例來確定抗性分級(jí)級(jí)別，不同于在其他作物對(duì)地下害蟲抗性時(shí)按每株根部蟲傷多少先確定蟲情級(jí)別，再根據(jù)公式計(jì)算蟲情指數(shù)，最終以蟲情指數(shù)高低人為確定抗蟲性級(jí)別，如大蒜對(duì)蒜蛆(Delia antique)的抗蟲性[44]、甜菜對(duì)象甲(Cylas formicarius elegantulus)、甜菜跳甲(Chaetocnema confinis)和一種蠐螬(Plectris aliena)的抗蟲性[45]，稻谷對(duì)玉米象(Sitophilus zeamais)的抗蟲性[46]。也有學(xué)者采用模糊聚類分析法確定品種的抗蟲性[47]。筆者認(rèn)為苜蓿是異花授粉植物，同一品種的籽粒間遺傳背景差異大，以健康植株的比例或受害植株的比例評(píng)定抗性級(jí)別比蟲情指數(shù)的評(píng)定方法更可靠且易于操作。

表 5 供試44個(gè)苜蓿品種對(duì)地下害蟲的抗性級(jí)別Table 5 Resistance classes of 44 alfalfa varieties to soil insect pests

本研究在植株被害率分級(jí)評(píng)定方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合聚類分析法，制定了相對(duì)抗蟲性的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其品種的抗性并無絕對(duì)大小，只有相對(duì)大小的客觀實(shí)際。本研究中，苜蓿受害源于多種地下害蟲所致，故其抗性不是針對(duì)某一種地下害蟲而言，而是對(duì)多種地下害蟲，不同于以往對(duì)專一害蟲的抗性評(píng)價(jià)。由于在確定的地點(diǎn)和確定的寄主植物，地下害蟲種類和類群相對(duì)穩(wěn)定，因此，本研究的結(jié)果對(duì)呼和浩特地區(qū)仍有參考價(jià)值。當(dāng)然，地下害蟲的種類和數(shù)量隨年份、栽培管理方式等因素方式波動(dòng)，抗性級(jí)別亦會(huì)有所變化，至于如何在田間準(zhǔn)確評(píng)價(jià)苜蓿地下害蟲的抗性仍有待完善，本研究?jī)H為初步嘗試。

綜上，內(nèi)蒙古呼和浩特地區(qū)苜蓿地下害蟲主要有黑絨鰓金龜、蒙古異麗金龜、寬背金針蟲、蒙古沙潛和網(wǎng)目擬地甲5種，為害方式有啃食型和和鉆蛀型2類，造成的相應(yīng)害狀為根皮層缺刻和根中柱空洞；植株被害率因品種不同，最高為28.85%；根據(jù)美國國家苜蓿和牧草聯(lián)盟制定的抗性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，供試品種均為高抗品種，但根據(jù)品種間存在抗性差異的實(shí)際情況，采用聚類分析可將供試品種的抗蟲性分為6個(gè)類群。鑒于苜蓿以根和根頸越冬，根部受害可能導(dǎo)致苜蓿植株生長(zhǎng)不良，甚至死亡，進(jìn)而降低草產(chǎn)量和草地持久性，故應(yīng)重視苜蓿地下害蟲的發(fā)生動(dòng)態(tài)和為害狀況，以便及時(shí)有效防治，減少損失。