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推拉系统在玉米有机种植中防治害虫效果研究——以香根草和糖蜜草组成推拉系统为例



全 文 :2013.10 试验研究
玉米的生长过程中受到包括直翅目、鞘翅目、同
翅目、半翅目、鳞翅目等多种害虫危害,其中鳞翅目
中的螟蛾科害虫,主要包括亚洲玉米螟、高梁条螟、
草地螟、桃蛀螟 [1]等是危害玉米的主要虫害,暴发时
能够造成玉米的严重减产,甚至绝收。
螟蛾科害虫幼虫以取食、钻蛀危害,在山东菏泽
地区每年发生 2~4 代, 严重时对玉米植株的钻蛀率
可达 100%。 由于其昼伏夜出、钻蛀的习性,绿色或有
机种植中常用的持效期短的生物农药很难达到好的
防治效果。
推拉系统的原理是通过某一资源 (推动作用)
对宿主的强烈的趋避作用使其离开目标作物, 并利
用另一具有引诱作用的资源 (拉动作用) 使宿主聚
集, 最终集中将其消灭[2]。 推拉系统最早被提出是在
1987年的澳大利亚,用于棉铃虫的综合防治[3]。
根据相关资料,香根草(Vetiveria zizanioides)具
有引诱螟蛾科害虫产卵的特性, 但是虫卵在香根草
上的成活率几乎为 0,虽然存在幼虫孵化后向玉米迁
移的现象, 仍然有 83%的幼虫不能成活 [4]; 糖蜜草
(Melinis minutiflora P.Beauv)属于禾本科(Poaceae)糖
蜜草属,它的茎和叶片上密生腺毛能分泌甜味粘液,
具有香味。 螟虫行为驱性试验证明间作于玉米田中
糖蜜草的挥发物能够驱避雌蛾而且能够增加寄生性
天敌大螟盘绒茧蜂(Cotesia sesamiae)的寄生率,有效
减小害虫的危害并增加作物的产量。 在非洲的肯尼
亚地区糖蜜草被用作驱避植物间作于玉米田中防治
班禾草螟 (Chilo partellus) 和玉米楷夜蛾(Busseola
fusa),取得了很大的经济效益;高广春等也通过萃取
并鉴定糖蜜草中挥发物的成分来研究其对水稻螟虫
的趋避作用[5-8]。
国外推拉系统研究开展较早, 也取得了显著的
研究成果,但是国内对此项研究鲜有报道。 我们通过
设计小区试验,检测香根草、糖蜜草单项种植及推拉
互作对玉米螟虫的防治效果, 探索有机种植中玉米
螟蛾科害虫的防治新方法。
1 材料与方法
1.1 供试材料
本试验的供试玉米品种为登海 605,由山东登海
种业股份有限公司提供; 香根草种苗从江西红壤研
究所购得。 糖蜜草种子从郑州华丰草业科技有限公
司购得。
推拉系统在玉米有机种植中防治害虫效果研究
——以香根草和糖蜜草组成推拉系统为例
梁中伟 曹艳霞 李文文 门洪文 梁 英 郭怀清
(山东银香伟业集团有限公司植物保护与种植技术研究中心 曹县 274400)
摘要:玉米螟蛾科害虫(玉米螟等)引发的虫害是玉米的主要虫害之一,是有机种植中较难防治的
害虫种类。 试验中引进香根草和糖蜜草,并利用两者对螟蛾科害虫具有吸引和趋避作用的特性组
成推拉系统,研究推拉系统对害虫的防治效果。 试验结果表明,香根草和糖蜜草在山东菏泽地区可
成功引进种植,推拉系统在有机种植中对玉米螟蛾科害虫防治有一定效果,能明显降低害虫危害
程度,对玉米产量影响较小,试验还表明推动植物糖蜜草与玉米之间种植行数的比例越小,防治效
果越好。
关键词:推拉系统;玉米;有机种植;螟蛾科害虫;防治效果
作者简介:梁中伟(1985-),男,硕士研究生,主要从事作物有机种植方面研究。 电话:13561379310;E-mail:lzhongwei160@163.com
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试验研究 2013.10
1.2 试验方法
本次试验小区设置在山东银香伟业集团有限公
司生态园区试验田内。 试验田土壤肥沃、土壤类型为
中壤土,前茬作物为小麦,各项农事操作均符合有机
种植方法规定。
试验小区玉米种植行距为 65 cm、 株距 25 cm,
南北行种植; 香根草种植时 2 棵为 1 穴, 穴间距为
25 cm,香根草行与两侧玉米行间距为 65 cm;糖蜜草
条播,播幅为 15 cm,与两侧玉米行间距 65 cm。 试验
中的作物种植均采用以上方式。
1.2.1 多行内推四周外拉式种植 本组试验种植方
式如图 1中 b区所示,小区南北长 15 m。小区中间种
植 3 行糖蜜草,周围种植香根草,糖蜜草和香根草将
玉米种植区划分为 A、B、C、D 4 个小区,A、B 区均种
植 3 行玉米,C、D 区均种植 6 行玉米, 每行玉米约
60株。
1.2.2 内推外拉作物独立种植 本组试验种植方式
如图 1中 a区所示,小区南北长 15 m。在小区西侧种
植半行香根草、半行糖蜜草,与 b 区香根草的边缘组
成 E、F两个小区。 玉米仍采用南北通行种植,在该组
区域中种植 12行玉米,每行玉米约 60株。
1.3 调查各个小区的螟虫发生情况
在调查中, 根据玉米及玉米雌穗的实际被害状
况分级,各级分别计数统计。 玉米植株(除玉米雌穗
外)和玉米雌穗被害级数均分为 5 级,分级依据见表
1,并计算玉米被害指数。 另外统计玉米的单穗重(螟
虫对雌穗的咬食影响)指标,计算各行的平均穗重。
运用 SPSS、EXCEL等应用软件进行数据分析。
被害指数=Σ被害个数/株数×被害级数
调查总个数/总株数×5
表 1 玉米植株(除玉米雌穗外)与玉米穗被害分级标准
级数 玉米植株(除玉米雌穗外) 玉米雌穗
0 青绿色,不受害 不受害
1 基本不受害,植株茎秆有紫色污物,稍有咬食残渣 苞叶有虫眼,穗轴顶端有咬食痕迹,不影响籽粒
2 叶片零星或小片咬食残缺,苞叶顶端有污腐 穗轴顶端咬食,顶端或中间有几个籽粒破坏,有轻微残渣
3 叶片有大片咬食残缺,苞叶顶端严重污腐,雄穗倒折 顶端钻蛀致畸致腐,玉米籽粒自顶端有 1~2 圈被啃食,有残渣
4 植株有些死亡,籽粒基本成熟, 50 cm 以上倒折,有蛀道 顶端钻蛀致畸致腐,玉米籽粒自顶端有 3~4 圈被啃食,有残渣
5 植株基本死亡,茎秆自基部倒折,内中空,有螟虫蛀道 明显的致畸致腐,有纵行或大于 4 圈被啃食,有大量残渣
图 1 试验小区种植分布
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2013.10 试验研究
2 结果与分析
2.1 香根草与糖蜜草的成功定植
香根草种植时间为 2012 年 7 月 6 日,糖蜜草和
玉米种植时间为 2012年 7月 17日。
香根草在种植后 10 d开始生长,抽出新叶,在种
植 30 d 后, 可见有新的分蘖抽出。 2012 年 11 月
25日(日均温为 4℃,有霜冻)基本干枯。 当年本地生
长时间 139 d, 降雨量为 356.7 mm, 平均每株分蘖
5.7 个。 糖蜜草种植 6 天后发芽,2012 年 11 月 15 日
基本干枯,当年生育期 118 d,生育期内降雨 151.3 mm,
当年未开花结种。
实际种植情况表明, 香根草和糖蜜草基本适应
本地的气候,可作为推拉系统的构成元素。
2.2 推拉系统对玉米植株(雌穗除外)虫害发生程度
的影响
在玉米收获前调查推拉系统中每一株玉米植株
(玉米雌穗除外)的受害情况,按分级标准记录相应
的级数。 利用 EXCEL及作图软件将每株玉米被害情
况还原到平面图上, 即图 2 推拉系统玉米植株被害
情况图。
从图 2 中可以明显看出, 相比于 C、D、E、F 区,
A、B 区虫害发生情况要小得多, 由此可以初步推测
在推拉系统中, 玉米与内推植物糖蜜草的种植行数
比例越小,推动作用越明显。 Midega CAO﹠Khan ZR
在肯尼亚利用狼尾草和山蚂蝗形成的的推拉系统
中,推动作物与目标作物行数比为 1,取得了较好的
效果[9]。
观察 B、C 区,两个小区两侧均种植糖蜜草,分析
结果显示中间植株被害情况重,两侧被害情况轻,且
中间玉米行数越多被害越重,这与预期的结果一致,
也证实了糖蜜草确实有对螟蛾科害虫有 “推动”作
用。观察 A区和 D区,均为靠近糖蜜草的玉米植株受
害轻,靠近香根草的玉米植株受害重,这也符合试验
猜想,证实了香根草对螟蛾科害虫有“拉动”作用,糖
蜜草有“推动”作用。 在 E、F区左侧,可以明显的看出
种植半行香根草一侧玉米被害远大于半行糖蜜草一
侧,过渡区域被害最重,这也进一步说明糖蜜草和香
根草可以构成有效的螟蛾科害虫防治“推拉系统”。
2.3 推拉系统对玉米穗的虫害影响
将所有玉米穗同一时间分行收获, 按被危害情
图 2 推拉系统玉米植株(雌穗除外)被害情况
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试验研究 2013.10
况分级统计被害指数, 在同一时间称量每一行所有
玉米穗的重量,将所有记录汇总在表 2。 在表 2 中可
以看出越靠近香根草行玉米穗的被害级数越有升高
的趋势, 反之越靠近糖蜜草行玉米穗的被害级数越
有降低的趋势(第 6 行除外),这与本文 2.2 中的结论
一致。
将各行玉米穗的平均重量做折线图(见图 3),从
图 3 可以看出,玉米穗重平均值 A 区大于 D 区,B 区
大于 C区, B、C区均大于 D 区, 平均玉米穗重第 3、
6、12靠糖蜜草玉米行均在峰顶, 这些都说明香根草
注:* 表示香根草两侧玉米行;** 表示糖蜜草两侧玉米行。
表 2 被害指数(植株和雌穗)与玉米穗平均重量统计
行号 植株被害指数 雌穗被害指数 平均穗重(g) 行号 植株被害指数 穗被害指数 平均穗重(g)
1* 32.1* 52.5* 315.7* 16 47.3 31.5 248.6
2 27.5 39.5 340.6 17 27.7 27.2 263.4
3** 20.6** 38.1** 388.2** 18* 39.6* 36.9* 268.3*
4** 19.6** 29.8** 215.8** 19* 22.0* 39.6* 266.4*
5 32.8 31.1 341.5 20 39.1 48.8 263.1
6** 17.8** 47.2** 406.0** 21 34.7 38.2 275.7
7** 28.9** 37.7** 324.6** 22 34.2 26.8 267.7
8 29.0 39.5 336.4 23 28.2 42.9 301.2
9 41.1 32.8 274.6 24 41.5 38.5 255.4
10 46.8 38.5 261.9 25 37.1 36.4 272.1
11 32.8 33.4 276.4 26 42.7 53.0 286.9
12** 26.4** 28.3** 319.7** 27 41.2 40.0 282.4
13** 28.6** 25.1** 299.0** 28 49.7 54.5 271.4
14 28.1 32.1 282.7 29 27.6 33.5 261.3
15 42.5 25.1 252.8 30 33.8 37.2 282.0
和糖蜜草推拉系统是有效的, 玉米行与香根草行的
比例越小越好,与本文 2.2中结论一致。
在由 A、B、C、D 区组成的低效的推拉系统中,计
算出玉米穗的平均重量为 302.8 g,假设 E、F 未受推
拉植物影响,其平均穗重为 273.3 g,粗略的推测推拉
系统的应用能使玉米穗产量提高 10.8%以上,按亩播
种密度 4 000 株,成穗率 90%,折算提高玉米穗产量
约 100 kg/亩。
2.4 被害指数与玉米产量
将植株被害指数、 玉米穗被害指数与平均穗重
图 3 各行及各小区玉米穗平均重量
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2013.10 试验研究
(用平均穗重除以 15 标准化处理) 作折线图 (见图
4)。 从图 4可以,看出植株被害指数与玉米穗被害指
数曲线并未呈现理论中一致的走向, 分析原因可能
是螟虫幼虫产生迁移危害。
从图 4 中还可以看出, 被害指数与玉米穗平均
重量的负相关也不是非常明显, 这说明一定程度上
虫害的发生对玉米产量的影响不大。 这种情况下的
虫害虽然不会影响玉米籽粒的产量, 但畜牧养殖中
一般会使用全株玉米做饲料, 营养器官的破坏同样
会对饲料的质量产生较大的影响, 比如引起植株霉
变等,从而影响畜牧养殖的经济效益。
由此我们认为,玉米植株整体的虫害分级与被害
指数计算比只计算玉米穗或者茎秆部分更有意义。
3 讨论
香根草是水土保持的良好品种, 糖蜜草是从澳
大利亚引进的一种牧草。 2种草的共同特点是都可以
作为畜牧饲草食用、适应能力非常强,但在山东省内
尤其是菏泽地区还未曾有人做过引种研究。 本次引
种 2 种植物作为试验材料, 结果表明香根草适应能
力强,分蘖快,生长较好,糖蜜草种植稍晚,未进行正
常开花结种,但植株营养生长正常。 我们认为糖蜜草
的种植可早于玉米,在霜冻之前,糖蜜草可正常的开
花结种,完成生活史,此项研究正在进行中。
香根草对螟蛾科害虫有吸引产卵的作用, 糖蜜
草则具有趋避作用,利用二者的特性,可组成玉米种
植中有效针对螟蛾科害虫防治的推拉系统。 通过推
拉系统实验,我们可以看到,越靠近香根草,虫害越
重,越靠近糖蜜草,虫害越轻,而且玉米种植行与内
推植物糖蜜草种植行的比例越小越好。 为考虑种植
的经济效益,可以考虑糖蜜草间作在玉米行间,玉米
行距不变,青贮时两者统一收获,这样既可以不减少
玉米的种植面积,也可以有效防治杂草和害虫。 害虫
危害在一定程度上影响玉米的产量, 但更重要的是
通过危害使玉米产生霉变,从而降低玉米的质量。 要
得到理想的玉米饲料(茎秆和籽粒),除防治害虫外,
还需选择优良的品种、 合理配方施肥、 适时适墒播
种、及时除草和防治病害等。
本研究探讨了香根草和糖蜜草构成的对螟蛾科
害虫进行防治的推拉系统的防治效果, 但仅做了定
性的分析,最终应用效果应该在多次试验后确认。 另
外,对于该系统的防治效率、两种牧草的营养分析、
产量分析、 作用有效成分分析等工作还有待于进一
步的研究。
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图 4 被害指数(植株和玉米雌穗)与玉米平均穗重关系
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甜玉米含糖量高,营养丰富,风味好,有“水果玉
米”、“蔬菜玉米”之称 [1-3],甜玉米在全球栽培面积不
断扩大,形成了具有较大发展前景的产业 [4-5]。2010 年
全球甜玉米种植面积约为 130 万 hm2,美国甜玉米的
总产值排在鲜售市场蔬菜产品的第 4 位, 加工产品
的第 2 位,出口量居世界第 1 位。 我国 1980 年开始
规模种 植 甜 玉 米 ,2005 年 面 积 约 14.7 万 hm2,
2011 年种植面积约 28.2 万 hm2,主要集中在广东、云
南、广西、浙江等中南部地区和大城市郊区 [6-8]。 为加
快鲜食玉米的推广步伐, 促进当地甜玉米产业的发
展,我们进行了甜玉米新品种的初步比较试验,观察
其在本地的适应性, 以期筛选出适合本地种植的品
种,现将试验结果初报如下。
1 材料与方法
1.1 试验地点
试验安排在浙江省东阳玉米研究所基地进行,
地块肥力较好, 排、 灌方便, 整地后起垄并用地膜
覆盖。
1.2 试验设计
选用通过浙江省审定或国家东南区审定的甜玉
米品种 24 个,以农友华珍作对照,播种采用大田直
播,间比法排列,不设重复,每隔 6 个参试品种设置
一个对照,4 行区,行距 0.65 m,株距 0.293 m,密度
3 500 株/亩,收中间 2 行计产,观测品种的基本农艺
性状、适应性状、病虫害发生情况和产量性状。
1.3 栽培管理
整地时每亩底肥施用尿素 16.7 kg、 氯化钾
16.7 kg,起垄地膜覆盖,3 月 30 日播种,播种时亩施
磷肥 33 kg。 苗期用辛硫磷浇根, 抽穗前每亩施用
25 kg尿素及 40 kg商品精致有机肥。
2 结果与分析
2.1 产量分析
表 1 结果显示 , 参试品种产量每亩为 619.3~
997.9 kg,产量最高的为福满堂,产量较低的为金银
818。 对产量进行间比法分析,比对照增产 10%以上
的是超甜 4 号、绿色超人、蜜玉 8 号、粤甜 13、晶甜 3
号、 福满堂、 金银粟 2号, 分别增产 18.2%、22.0%、
10.8%、22.7%、15.6%、10.6%、12.7%。其余品种比对照
增产不到 10%或减产, 其中比对照减产较多的品种
是金银 818和浙甜 8号,达到 11.1%和 9.6%。 其中浙
甜 8号减产是由于缺株,小区产量较低造成的。
2.2 主要经济性状
从表 2 可以看出, 甜玉米参试品种出苗至成熟
全生育期在 74~84 d之间,其中金银粟 2 号甜玉米品
种生育期最短,为 74 d,超甜 15 和台湾超甜玉米生
育期最长,为 84 d。株高在 178~232 cm,浙凤甜 2号、
浙甜 9 号株高较低,绿色超人、甜珍、农友华珍株高
较高。浙凤甜 2号穗位最低,仅为 60 cm,农友华珍的
甜玉米品种比较试验初报
赵福成 谭禾平 卢德生 包 斐 王桂跃
(国家玉米产业技术体系东阳试验站/浙江省东阳玉米研究所 浙江东阳 322100)
摘要:进行了 24个优质甜玉米品种的比较试验,结果表明,产量比对照农友华珍增产 15%以上的有
福满堂、粤甜 13、绿色超人、超甜 4 号、晶甜 3 号,增产幅度达到 40.6%、22.7%、22%、18.2%、15.6%,但
绿色超人品质较差。 根据各品种生育期、株高、抗逆性、产量和品质几方面的表现,筛选出福满堂、
粤甜 13、超甜 4号、晶甜 3号 4个品种较适应当地气候条件。
关键词:甜玉米;品种;筛选试验
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