李俊偉 王兆龍
(上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院,上海 200240)
植物和昆蟲之間既相互依存,又相互斗爭,形成了一個相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡關(guān)系[1]。目前,已報道的高爾夫球場草坪上的有害生物包括細(xì)菌、真菌、病毒、昆蟲等[2],其中,在高爾夫球場草坪建植、養(yǎng)護(hù)過程中,蟲害是主要的影響因素[3],蟲害輕度發(fā)生會影響草坪的景觀效果和使用,重度發(fā)生則會造成草坪草大面積死亡。在亞熱帶地區(qū)及我國南方地區(qū)的高爾夫球場草坪上,鱗翅目夜蛾科的甘藍(lán)夜蛾是主要的食葉害蟲,其發(fā)生嚴(yán)重時草坪草的葉片僅剩葉柄和葉脈,導(dǎo)致草坪草減產(chǎn)25%~40%[4-5]。在此背景下,筆者以大量爆發(fā)甘藍(lán)夜蛾蟲害的老撾萬象湖景高爾夫球場為研究對象,于2017年研究了4種常用暖季型草坪草對甘藍(lán)夜蛾幼蟲生長、生存情況的影響,以期分析暖季型草坪草對甘藍(lán)夜蛾的自然抗性,從而給亞熱帶地區(qū)及我國南方地區(qū)高爾夫球場的草種選擇、蟲害預(yù)防工作提供依據(jù)。
試驗地為老撾萬象湖景高爾夫球場,該球場占地面積為70 hm2,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫為24~27 ℃,年降雨量為1 700~2 200 mm,雨季為5月—10月、旱季為11月—翌年4月。
試驗所用暖季型草坪草分別為假儉草(品種為“平民”,Eremochloa ophiuroides var.‘Civil’)、雜交狗牙根(品種為“老鷹”,Cynodon dactylon×C. transvaalensis var.‘TifEage’)、海濱雀稗(品種為“薩拉姆”,Paspalum notatum var.‘Salam’)和溝葉結(jié)縷草(品種為“馬尼拉”,Zoysia matrella)。
試驗建設(shè)面積為800 m2的試驗備草區(qū),按照高爾夫球道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)坪床,先推平壓實土層,再鋪20 cm厚的沙層(采用湄公河沙,符合USGA果嶺沙標(biāo)準(zhǔn)),再推平、壓實沙層。同時,土層內(nèi)布設(shè)淺排水管網(wǎng),呈魚骨狀排列,排水管道間隔3 m,管溝底部和側(cè)面用土工布覆面,管道在管溝內(nèi)用瓜子石包覆;噴灌系統(tǒng)與球道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)一致,使用Toro噴灌控制系統(tǒng)、分控箱、標(biāo)準(zhǔn)2寸PVC噴灌管、噴頭,按三角形規(guī)則進(jìn)行布放。坪床準(zhǔn)備完成后,使用土壤熏蒸劑并用薄膜覆蓋進(jìn)行為期1周的熏蒸作業(yè)。然后將800 m2的試驗區(qū)按“十”字劃分成各200 m2(面積均等)的4個區(qū)域,并使用寬0.4 m的塑料圍皮對4個區(qū)域進(jìn)行區(qū)隔,塑料圍皮插入地下30 cm,露出沙面10 cm,防止不同草坪草竄種。對試驗備草區(qū)周邊10 m范圍內(nèi)的土壤也進(jìn)行熏蒸處理,并覆蓋黑色薄膜,作為隔離帶,防止其他植物進(jìn)入試驗備草區(qū)而影響試驗結(jié)果。分區(qū)、熏蒸工作完成后開始種植暖季型草坪草,4個區(qū)域按右下、右上、左上、左下的順序分別編號為A1、A2、A3、A4,并分別種植假儉草、雜交狗牙根、海濱雀稗、溝葉結(jié)縷草,然后進(jìn)行3個月的成坪養(yǎng)護(hù)[每天在8:00—17:00期間,每隔1 h澆1次水,每次開噴頭2圈,夜間澆2次水,每次開噴頭2圈;每10 d施用復(fù)合肥(NP-K=15-15-15)10 g/m2。成坪養(yǎng)護(hù)期結(jié)束后,種植的4種試驗草坪草都已完全覆蓋地塊表面,之后,按照老撾萬象湖景高爾夫球場養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),對試驗草坪每隔1 d進(jìn)行1次剪草作業(yè),剪草高度為15 mm;每月施肥2次,每次施肥7.5 g/m2,輪流施用(N-P-K=13∶3∶15)復(fù)合肥和(N-P-K=13∶18∶18)復(fù)合肥料(肥料粒徑1.6~2.8 mm);每天夜間澆1次水,每次開噴頭4圈。
供試的甘藍(lán)夜蛾幼蟲從萬象湖景高爾夫球場內(nèi)捕獲,試驗當(dāng)天現(xiàn)場捕捉,捕捉時工人使用膠質(zhì)手套,輕輕拾起后放入蓋有濕毛巾的紙盒中,紙盒收集滿后放置在溫度為(24±1)℃的房間內(nèi),采集到足夠數(shù)量的幼蟲后,人工挑選分類,挑選體長在1.5~2.8 cm之間的2齡蟲。幼蟲挑選當(dāng)天進(jìn)行接種試驗,運輸過程中同樣使用上述蓋有濕毛巾的紙盒,以最大限度保證甘藍(lán)夜蛾幼蟲的成活率。
本試驗研究包含兩個內(nèi)容:(1) 對比試驗。即在同等條件的4種草坪草上接種相同數(shù)量、同齡的甘藍(lán)夜蛾幼蟲,觀察幼蟲成活率、體長增長率、體重增長率、死亡率。(2) 自由取食試驗。即在自由選擇的情況下,觀察甘藍(lán)夜蛾幼蟲喜食的草種。
1.2.1 對比試驗
準(zhǔn)備16個直徑1 m、高25 cm的圓形金屬框,將金屬框隨機分別放入A1、A2、A3、A44個區(qū)域,每個區(qū)域放置4個作為試驗樣方,放置時將框插入地下15 cm,草面上露出部分高10 cm,分別編號1、2、3、4,組成每個小框的編號(例如A1-1、A1-2、A1-3、A1-4等)。
試驗當(dāng)日,從球場內(nèi)采集2齡、身長和體重相似、活力良好的甘藍(lán)夜蛾幼蟲228頭,平均分成4個群組(每個群組57頭),分別放入A1、A2、A3、A44個區(qū)域中,其中,每個群組中隨機取出12條蟲測身長,并將每一群組剩余的45頭幼蟲集體稱重。放入時,在每個區(qū)域的4個樣方中隨機選擇3個樣方各放入15頭蟲(例如,A區(qū)域中,隨機選擇A1-1、A1-3、A1-43個樣方,各放入15頭蟲)。然后,在每個試驗樣方上蓋雙層濕紗布,每天8:00-18:00每隔2 h加水濕潤1次,防止陽光直射樣方造成溫度過高,導(dǎo)致甘藍(lán)夜蛾幼蟲非正常死亡。
試驗開始后,暫停試驗地的剪草、施肥工作。至試驗后第10天,將樣方內(nèi)所有的蟲取出,測量幼蟲的體長、體重并記錄死亡率,以獲得蟲在不同草坪草樣方內(nèi)的生長數(shù)據(jù)和死亡數(shù)據(jù),并分析不同草坪草對甘藍(lán)夜蛾幼蟲生長、生存的影響。試驗至少重復(fù)4次。
1.2.2 自由取食試驗
準(zhǔn)備1個邊長為1 m的方形金屬框,在海濱雀稗、雜交狗牙根、溝葉結(jié)縷草、假儉草4種草坪草的交界處插入地下,露出土面20 cm,每個草種的框內(nèi)面積均為0.5 m×0.5 m。在方框上覆蓋雙層濕紗布,每天8:00—18:00每隔2 h加水濕潤1次,防止陽光直射樣方造成溫度過高,導(dǎo)致甘藍(lán)夜蛾幼蟲非正常死亡。在樣方范圍內(nèi),將試驗備草區(qū)種植時插入的黑色塑料圍皮取出,以使幼蟲可在不同草種之間自由活動。
試驗當(dāng)日,從球場內(nèi)采集2齡、身長和體重相似、活力良好的甘藍(lán)夜蛾幼蟲40頭,進(jìn)行稱重、測量身長,之后放入試驗樣方中。試驗開始后,暫停試驗地的剪草工作,澆水、施肥等管理措施不變,至試驗第10天白天(甘藍(lán)夜蛾幼蟲休眠期),記錄在每種草坪草中找到的幼蟲數(shù)量并全部取出,同時對取出的甘藍(lán)夜蛾幼蟲進(jìn)行稱重、測量身長,并記錄死亡率。試驗重復(fù)10次。
身長測量:將幼蟲放在濕紗布上,用手輕輕按住蟲身,采用游標(biāo)卡尺測量幼蟲的身長,并記錄數(shù)值。按照以下公式計算體長增長率,體長增長率=[(試驗第10天幼蟲體長-試驗當(dāng)天幼蟲體長)÷試驗當(dāng)天幼蟲體長]×100%。
體重測量:由于幼蟲體重較小,故采用整體稱重法進(jìn)行幼蟲體重測量,即將要放入試驗樣方的幼蟲整體稱重,計算平均體重;試驗第10天將仍然存活的幼蟲取出后整體稱重,計算平均體重。按照以下公式計算體重增長率,體重增長率=[(試驗第10天幼蟲平均體重-試驗當(dāng)天幼蟲平均體重)÷試驗當(dāng)天幼蟲平均體重]×100%。
成活率:按照以下公式計算成活率,幼蟲成活率=[(試驗第10天存活幼蟲數(shù)-試驗當(dāng)天幼蟲數(shù))÷試驗當(dāng)天幼蟲數(shù)]×100%。
采用Excel和SigmaPlot 12.5進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。采用Duncan’s multiple range test(P<0.05)進(jìn)行方差分析。
由圖1可知,甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草中的體長均有所增加,但各種草之間的增長率存在顯著差異。其中,雜交狗牙根中的幼蟲體長增長率顯著高于其他3種草坪草,其次是海濱雀稗和溝葉結(jié)縷草,且兩者間幼蟲體長增長率差異不顯著,假儉草中的幼蟲體長增長率顯著低于上述3種草坪草。
圖1 甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草上的體長增長率分析
由圖2可知,甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草中的體重均有所增加,但各種草之間的增長率存在顯著差異。其中,雜交狗牙根對幼蟲體重增長最為有利,體重增長率高于其他3種草坪草,其次是溝葉結(jié)縷草和海濱雀稗,這3種草坪草間幼蟲體重增長率差異不顯著,假儉草中的幼蟲體重增長率顯著低于上述3種草坪草。
圖2 甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草上的體重增長率分析
由圖3可知,甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草中的成活率存在顯著差異(P<0.05),成活率從高到低依次為雜交狗牙根、溝葉結(jié)縷草、假儉草、海濱雀稗。
圖3 甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草上的存活率分析
在5月—10月開展甘藍(lán)夜蛾幼蟲的自由取食試驗,每月進(jìn)行2次,共10次。由圖4可知,甘藍(lán)夜蛾幼蟲對假儉草的取食傾向性最低(3.9%),遠(yuǎn)低于其他3種草坪草,對雜交狗牙根的取食傾向性最高(52.5%);同時,10次試驗中僅假儉草中的幼蟲數(shù)量多次為0。因此,甘藍(lán)夜蛾幼蟲對4種草坪草的取食傾向性由高到低依次為雜交狗牙根、溝葉結(jié)縷草、海濱雀稗、假儉草。
圖4 甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草上的取食分布比例分析
試驗結(jié)果表明,雜交狗牙根中甘藍(lán)夜蛾幼蟲的體長增長率、體重增長率、存活率均超過其他3種草坪草;海濱雀稗和溝葉結(jié)縷草對甘藍(lán)夜蛾幼蟲的體長、體重的影響程度相似,且兩者間差異不顯著,但在幼蟲存活率方面,溝葉結(jié)縷草更有利于甘藍(lán)夜蛾幼蟲存活;假儉草是對甘藍(lán)夜蛾幼蟲生長發(fā)育最為不利的草坪草,其幼蟲的體長增長率、體重增長率均顯著低于其他3種草坪草,幼蟲存活率也較低,雖高于海濱雀稗,但兩者間差異不顯著,且低于雜交狗牙根和溝葉結(jié)縷草。因此,按照有利于甘藍(lán)夜蛾幼蟲生長的程度對4種草坪草進(jìn)行排序,依次為雜交狗牙根、溝葉結(jié)縷草、海濱雀稗、假儉草。海濱雀稗中甘藍(lán)夜蛾幼蟲的成活率遠(yuǎn)低于其他3種草坪草,究其原因:(1)海濱雀稗的葉片多、葉片再生性強,葉片很難被完全吃完,試驗持續(xù)時間較長(試驗時間為10 d,其他草坪草樣方中的草不到10 d即被吃完,試驗結(jié)束較早),而試驗幼蟲的死亡率與試驗時間有明顯關(guān)聯(lián),故幼蟲死亡率較高;(2)甘藍(lán)夜蛾幼蟲對海濱雀稗的嫩葉取食傾向程度優(yōu)于老葉,故當(dāng)嫩葉被吃完時,幼蟲的進(jìn)食率下降,死亡率增高。
昆蟲對不同寄主植物的喜好性不同[6]。本試驗發(fā)現(xiàn),在取食傾向性方面,甘藍(lán)夜蛾幼蟲對雜交狗牙根的取食傾向性明顯超過其他草坪草;甘藍(lán)夜蛾幼蟲對海濱雀稗的取食傾向性有一個明顯降低的過程,這是因為老撾當(dāng)?shù)氐挠昙緸?月—9月,本試驗持續(xù)時間包括了雨季,隨著雨季的開始,甘藍(lán)夜蛾幼蟲的取食傾向性開始降低;甘藍(lán)夜蛾幼蟲對溝葉結(jié)縷草的取食傾向性相對穩(wěn)定,與雨季的關(guān)系不明顯;假儉草是甘藍(lán)夜蛾幼蟲取食傾向性最低的草種,其較大的葉片、粗糙的質(zhì)地都是甘藍(lán)夜蛾幼蟲取食的障礙,且假儉草中的幼蟲死亡率在雨季剛開始時有明顯上升的趨勢(第3次試驗),之后逐步趨于穩(wěn)定,并在雨季即將結(jié)束時再次出現(xiàn)明顯上升(第10次試驗),這表明,雨季與旱季交接的節(jié)點是甘藍(lán)夜蛾幼蟲死亡的高峰期,而隨著雨季和旱季的深入推進(jìn),幼蟲會逐步適應(yīng)氣候變化,甘藍(lán)夜蛾幼蟲死亡率趨于穩(wěn)定。
由甘藍(lán)夜蛾幼蟲在4種草坪草中的自由取食試驗結(jié)果可知,甘藍(lán)夜蛾幼蟲對雜交狗牙根的取食傾向性最高(52.5%),對溝葉結(jié)縷草(24.4%)和海濱雀稗(19.2%)的取食傾向性次之,對假儉草的取食傾向性最低(3.9%),且在10次試驗中,僅假儉草中的甘藍(lán)夜蛾幼蟲數(shù)量多次為0,表明甘藍(lán)夜蛾幼蟲對假儉草表現(xiàn)出較為明顯的取食趨避。甘藍(lán)夜蛾幼蟲對4種草坪草的取食傾向性由高到低依次為雜交狗牙根、溝葉結(jié)縷草、海濱雀稗、假儉草,這與上述草坪草對甘藍(lán)夜蛾幼蟲生長、生存情況的影響存在相同的對應(yīng)關(guān)系,這說明草坪草的植物形態(tài)、組織特征、生理生化特征會對害蟲的生長造成影響,通過使害蟲取食不便或影響害蟲的生長發(fā)育,為害蟲帶來有利或不利的生長環(huán)境,與此同時,害蟲也會對不同草坪草產(chǎn)生趨利避害的行為特征,會優(yōu)先選擇適宜其生長、利于其成活的草坪草。
試驗結(jié)果表明,4種暖季型草坪草對甘藍(lán)夜蛾幼蟲生長、生存情況的影響存在顯著差異。其中,雜交狗牙根是對甘藍(lán)夜蛾幼蟲存活、生長最有利的草種,假儉草則對甘藍(lán)夜蛾幼蟲的存活、生長影響較大,表現(xiàn)出對甘藍(lán)夜蛾幼蟲最強的自然抗性,4種草坪草對甘藍(lán)夜蛾幼蟲的自然抗性由低到高依次為雜交狗牙根、溝葉結(jié)縷草、海濱雀稗、假儉草。因此,在甘藍(lán)夜蛾生長旺盛的區(qū)域,在滿足高爾夫球場需求的前提下,可通過選擇種植假儉草來降低甘藍(lán)夜蛾的發(fā)生和為害。本試驗結(jié)果對亞熱帶地區(qū)及我國南方地區(qū)的抗蟲草坪草選擇有較好的指導(dǎo)意義。