高程斐，李 菊，王 瑞，吳 倩，李錄山，呂 劍，張國斌，肖雪梅，2，郁繼華，2

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 蘭州 730070； 2.甘肅省干旱生境作物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 蘭州 730070）

松花菜（var.L.）屬十字花科（Brassicaceae Burnett）蕓薹屬（L.），其花球營養(yǎng)豐富，長期食用可增強(qiáng)免疫力，防止感冒和壞血病的發(fā)生，亦可降低乳腺癌、直腸癌和胃癌等癌癥的發(fā)病概率，深受消費(fèi)者歡迎。隨著栽培面積的擴(kuò)大，小菜蛾（L.）對松花菜的危害日益嚴(yán)重。小菜蛾在幼蟲初齡階段啃食松花菜葉肉，并在表皮上留下透明的斑點(diǎn)，至3～4齡階段進(jìn)入暴食期，啃食葉片造成大小不一的孔洞，危害嚴(yán)重時僅剩葉脈，造成松花菜減產(chǎn)達(dá)20%～50%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，澳大利亞每年13.6 萬hm2的蔬菜受到小菜蛾危害，全世界每年防治小菜蛾的費(fèi)用高達(dá)40 億～50 億美元。目前，小菜蛾防治以化學(xué)防治為主，包括有機(jī)磷、有機(jī)氯、氨基甲酸酯、除蟲菊酯和昆蟲生長抑制劑噴施等，但由于施用頻繁，劑量大，導(dǎo)致小菜蛾的抗藥性明顯增強(qiáng)，對甲胺磷和阿維菌素表現(xiàn)出極高的抗性倍數(shù)，對氰戊菊酯的抗性倍數(shù)在300.6～723.6 倍，屬于極高抗水平。另外，化學(xué)農(nóng)藥的大量施用導(dǎo)致作物中農(nóng)藥殘留超標(biāo)，美國波士頓和印度勒克瑙的果蔬農(nóng)殘檢出率分別為82%和58%，均存在超標(biāo)；海南青辣椒農(nóng)殘檢測中吡蟲啉檢出率達(dá)27.3%，不合格率為41%。已有研究表明，農(nóng)藥過量施用還會導(dǎo)致作物營養(yǎng)和風(fēng)味品質(zhì)下降，長期噴施殺蟲劑丙溴磷和吡蚜酮均會使稻米產(chǎn)生異味，施用三唑酮會使蔬菜損失原有的香氣。而溴氰菊酯會降低茶葉中茶多酚、咖啡堿和茶氨酸的含量，使茶湯原有的醇香鮮爽味受到影響。因此，迫切需要開發(fā)和利用更加綠色、健康和高效的農(nóng)藥。

相對于化學(xué)農(nóng)藥，生物農(nóng)藥具有易分解、不易污染環(huán)境、對靶標(biāo)害蟲針對性強(qiáng)和毒性比較低的特點(diǎn)。劉新社等研究表明，1000 億·g枯草芽孢桿菌和1%蛇床子素對黃瓜白粉病的防效可達(dá)88.26%和86.17%，且能夠提高黃瓜的可溶性固形物、可溶性總糖、維生素C、可溶性蛋白含量，降低亞硝酸鹽含量。劉子歡等研究蘇云金桿菌亞致死濃度處理害蟲美國白蛾（）及對其寄生性天敵周氏嚙小蜂（）后代的影響，結(jié)果顯示為促進(jìn)作用。郭梅燕等報(bào)道1.0×10孢子·mL短穩(wěn)桿菌懸浮劑、0.5%苦參堿水劑和32 000 IU·mg蘇云金桿菌可濕性粉劑對煙青蟲（）的防效均在80%以上。然而，有關(guān)生物農(nóng)藥與化學(xué)農(nóng)藥對松花菜小菜蛾防治效果的比較尚缺乏數(shù)據(jù)支撐，尤其是不同種類農(nóng)藥對其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面鮮有報(bào)道。筆者施用不同種類的生物農(nóng)藥、高效化學(xué)農(nóng)藥和增效劑等，研究其對松花菜小菜蛾的防治效果及對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，并采用主成分分析法對各處理的優(yōu)劣進(jìn)行綜合評價，以期為松花菜的綠色、高效、高品質(zhì)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021 年4—7 月在甘肅省榆中縣清水驛稠泥河村進(jìn)行，平均海拔1717 m。屬于溫帶大陸性半干旱氣候，年平均氣溫6.7 ℃，年均降水量400 mm，年均濕度65%，無霜期150 d，年均蒸發(fā)量1450 mm。試驗(yàn)田地勢平坦，肥力中等均勻，土壤類型為黃綿土。

1.2 材料

供試松花菜品種為力禾（臺灣力禾國際實(shí)業(yè)有限公司），該品種適應(yīng)性、抗病性、抗熱性較強(qiáng)。供試農(nóng)藥為20 億PIB·mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒懸浮劑（江西新龍生物科技股份有限公司），16 000 IU·mg蘇云金桿菌（康欣生物科技有限公司），5%阿維菌素（珠海市華夏生物制藥有限公司），3%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽（濟(jì)南綠霸農(nóng)藥有限公司），60 g·L乙基多殺菌素（美國陶氏益農(nóng)公司），有機(jī)硅（石家莊農(nóng)信生物科技集團(tuán)有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)置7 個處理，每個處理3 次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個小區(qū)面積為34.2 m（34.2 m×1.0 m）。松花菜于2021 年4 月20日在甘肅省榆中縣清水驛稠泥河村進(jìn)行定植，7 月15 日采收。采用平畦覆膜大小行的栽培模式，三角形定植，株距60 cm，大行距60 cm，小行距50 cm。采用常規(guī)葉面噴霧方法，對松花菜植株進(jìn)行自上而下均勻噴藥。每隔10 d 噴施1 次，共噴施3 次。各處理具體噴藥量及噴藥時間見表1。

表1 不同處理農(nóng)藥施用量及噴藥時間

1.3.2 調(diào)查方法 在噴藥前調(diào)查蟲口基數(shù)，在每次噴藥后3、6、9 d 分別對各處理進(jìn)行蟲口數(shù)調(diào)查。每小區(qū)以對角線5 點(diǎn)取樣，每點(diǎn)4 株，共20 株，并做標(biāo)記。根據(jù)每次調(diào)查結(jié)果取平均值計(jì)算蟲口減退率和防效。

蟲口減退率/%=（施藥前蟲口基數(shù)-施藥后活蟲數(shù)）/施藥前蟲口基數(shù)×100；

防效/%=（處理區(qū)蟲口減退率-對照區(qū)蟲口減退率）/（1-空白對照區(qū)蟲口減退率）×100。

1.3.3 測定指標(biāo)與方法 待松花菜花球達(dá)到采收標(biāo)準(zhǔn)后，除去有邊際效應(yīng)的植株，每小區(qū)隨機(jī)選取15 株松花菜整株稱量并數(shù)其葉片，用于計(jì)算生物產(chǎn)量（kg·667 m）和葉片數(shù)；每小區(qū)隨機(jī)選取15 株松花菜花球稱量并測量縱橫徑，用于計(jì)算經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg·667 m）；另外，每小區(qū)隨機(jī)選取3 株松花菜花球用于測定品質(zhì)。經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=單球質(zhì)量×株數(shù)；經(jīng)濟(jì)系數(shù)=經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/生物產(chǎn)量。

參照王學(xué)奎的方法，使用紫外分光光度計(jì)（UV-1800）測定品質(zhì)指標(biāo)。采用水楊酸法測定硝酸鹽含量；采用2，6-二氯靛酚法測定維生素C 含量；采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍(lán)G-250 比色法測定可溶性蛋白含量；采用水合茚三酮比色法測定總游離氨基酸含量；采用氯化鈀比色法測定總硫苷含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Excel 2016 對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及作圖，運(yùn)用SPSS 19.0 進(jìn)行單因素方差分析及主成分分析，并運(yùn)用Duncan’s 檢驗(yàn)法對顯著性差異進(jìn)行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同噴藥處理對松花菜小菜蛾田間防效的影響

由表2 可以看出，不同藥劑處理對松花菜小菜蛾均有一定的防治效果。噴藥后3 d，T5 處理防治小菜蛾的效果最好，防效可達(dá)到71.89%；其次是T3，為61.18%；CK2 防效最差，防效未達(dá)到50%，顯著低于其他各處理。藥后6 d，各施藥處理對小菜蛾的防效較噴藥3 d 均有所上升，均達(dá)60%以上；其中T1 防效最好，達(dá)到84.99%；其次是T2，防效也達(dá)到80%以上；CK2、T4 防效較差，分別為60.23%、67.46%，但二者之間無顯著性差異。藥后9 d，T4、T3 和CK2 的防效均低于80%，分別為78.85%、76.19%和71.40%；其他3 種藥劑防效均高于80%，其中T1 防效最高，達(dá)到85.21%。

表2 不同噴藥處理對小菜蛾田間的防治效果

2.2 不同噴藥處理對松花菜產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表3 可看出，不噴藥處理（CK1）下松花菜的生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量及其構(gòu)成因素均低于其他處理，表明噴施農(nóng)藥可通過減輕小菜蛾的危害，進(jìn)而提高松花菜的產(chǎn)量。與CK2 相比，T1、T2 的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量分別顯著提高了18.34%、15.36%，單球質(zhì)量分別顯著提高了18.40%、15.34%，T3、T4、T5 在生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、花球單球質(zhì)量與CK2 相比也均有提升，但并未達(dá)到顯著水平。除CK1 處理花球縱徑高于T5 外，不噴藥處理CK1 的花球縱、橫徑都低于其他處理，T1 處理花球縱、橫徑均最大，尤其是縱徑顯著高于T2、T3、T4 和T5 處理。T1、T2、T3、T4 和T5 處理的經(jīng)濟(jì)系數(shù)分別較CK2 顯著提高9.63%、7.82%、4.84%、8.59%和8.67%。

表3 不同噴藥處理對松花菜產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.3 不同噴藥處理對松花菜品質(zhì)的影響

由表4 可知，不同施藥處理下松花菜可溶性蛋白含量與CK2 相比差異均不顯著。T1 處理下可溶性糖含量顯著高于其他處理，較CK2 提高26.19%，T2 的可溶性糖含量最低，僅有1.89%。與CK2 相比，T1 的總游離氨基酸含量提高了1.92%，但差異不顯著。而T2、T3、T4、T5 的總游離氨基酸含量分別顯著下降了17.30%、10.90%、16.03%、15.38%。T1 處理松花菜花球維生素C 含量最高，其次是T5和T2，三者分別比CK2 提高5.53%、1.82%、1.26%。T1、T2 處理的硝酸鹽較CK2 分別顯著降低29.88%、17.56%。從各處理間總硫苷含量來看，CK1 的總硫苷含量最高，其次是CK2。與CK2 相比，T1、T2、T5 的總硫苷含量分別降低了28.91%、29.75%、32.70%，且差異顯著。T3、T4 較CK2 也有下降，但差異并不顯著。

表4 不同噴藥處理對松花菜品質(zhì)的影響

2.4 不同噴藥處理對松花菜小菜蛾防治效果、產(chǎn)量和品質(zhì)影響的主成分分析及綜合評價

將7 個處理與小菜蛾防效、松花菜產(chǎn)量及品質(zhì)有關(guān)的15 個指標(biāo)作為分析指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到主成分特征值、方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率。試驗(yàn)中按照特征值大于1 及累計(jì)貢獻(xiàn)率大于85%的原則，提取了3 個主成分。由表5 所示，主成分1 的特征值為8.88，代表7 個處理15 項(xiàng)指標(biāo)的59.17%的信息；主成分2 的特征值為2.69，代表7個處理15 項(xiàng)指標(biāo)的17.95%的信息；主成分3 的特征值為1.55，代表7 個處理15 項(xiàng)指標(biāo)的10.34%的信息。前3 個主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為87.45%，表明這3 個主成分反映了原始變量87.45%的信息。因此，提取前3 個主成分代替原15 個指標(biāo)評價不同種類農(nóng)藥對小菜蛾防效和對松花菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，達(dá)到了降維的目的。

表5 主成分分析的特征值及方差貢獻(xiàn)率

主成分的載荷矩陣旋轉(zhuǎn)之后載荷系數(shù)若更接近1 或更接近0，這樣得到的主成分能夠更好地解釋變量。由表6 可知，主成分1 主要綜合了藥后3 d防效、藥后6 d 防效、藥后9 d 防效、單球質(zhì)量、生物產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量、維生素C 含量這7 個指標(biāo)的信息。主成分2 主要綜合了游離氨基酸含量、花球縱徑、花球橫徑、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、葉片數(shù)、總硫苷含量這7 個指標(biāo)的信息。主成分3 主要綜合了硝酸鹽含量這1 個指標(biāo)的信息。

如表6 所示，用各指標(biāo)的主成分載荷除以相對應(yīng)主成分特征值的平方根，得到3 個主成分中每個指標(biāo)所對應(yīng)的系數(shù)即特征向量，以特征向量為權(quán)重構(gòu)建3 個主成分的表達(dá)函數(shù)式：

表6 主成分分析的旋轉(zhuǎn)載荷矩陣及特征向量

=0.295+0.322+0.320+0.272+0.300+0.272+ 0.014+ 0.+ 0.128- 0.060+0.032-0.134+0.273-0.242-0.176；

=0.118+0.040+0.047+0.126+0.168+0.126+ 0.121+ 0.435+ 0.513+ 0.520+0.530-0.167+0.267-0.346-0.070；

=0.210+0.196+0.049+0.400+0.161+0.400- 0.130+ 0.221- 0.253+ 0.194+0.205-0.643+0.227-0.140-0.630。

在以上3 個表達(dá)式中，、、、、、、、、、、、、、、為Z-score 法標(biāo)準(zhǔn)化后的15 個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值，同時，在標(biāo)準(zhǔn)化的過程中對負(fù)向指標(biāo)硝酸鹽含量進(jìn)行了取負(fù)數(shù)的正向化處理。以各個主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，由主成分得分和對應(yīng)的權(quán)重線性加權(quán)求和得到綜合評價函數(shù)如下：

綜合得分=0.592+0.179+0.103。

根據(jù)主成分綜合得分模型，可計(jì)算出7 個處理15 個指標(biāo)的綜合得分和排序（表7）。綜合得分從高 到 低 依 次 為 T1＞T2＞T5＞T4＞CK2＞T3＞CK1。

表7 不同噴藥處理的綜合得分和排序

3 討論與結(jié)論

小菜蛾是松花菜生產(chǎn)過程中危害最大的害蟲之一，目前小菜蛾的防治以化學(xué)農(nóng)藥為主，常用的化學(xué)農(nóng)藥有阿維菌素、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、乙基多殺菌素等。阿維菌素是一種神經(jīng)性毒劑，阻斷害蟲神經(jīng)傳導(dǎo)系統(tǒng)，產(chǎn)生麻痹而造成死亡。本試驗(yàn)中阿維菌素在噴施后6 d 和9 d 的防效分別達(dá)到了60.23%和71.40%，防效低于其他處理。已有研究表明，小菜蛾對阿維菌素的抗性，呈現(xiàn)出指數(shù)上升趨勢，在華中、江西、陜西、廣東、湖南等地區(qū)田間小菜蛾種群對阿維菌素均表現(xiàn)為高水平抗性。與阿維菌素相比，噴施3%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽蟲口減退率增高，表明甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽對小菜蛾有更強(qiáng)的致死性。這與黃保全等的研究結(jié)果相一致，劉繼榮同樣報(bào)道，5%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽在藥后7 d 對花椰菜夜蛾的防效為83.09%。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，用生物農(nóng)藥替代化學(xué)農(nóng)藥防治松花菜小菜蛾具有更好效果。蘇云金桿菌是一種胃毒劑，在堿性中腸液和特殊蛋白酶的作用下，可降解為具有毒素活性的分子，破壞滲透膜，引起細(xì)胞溶解，最終導(dǎo)致小菜蛾中毒死亡。本試驗(yàn)在噴施蘇云金桿菌3 d 后，與3%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽相比，對松花菜小菜蛾的防效和蟲口減退率下降并不顯著，速效性低于化學(xué)農(nóng)藥，但藥后6 d 和9 d，蘇云金桿菌的防效都在80%以上，其趨勢與佘修華用15 000 IU·mg蘇云金桿菌水分散粒劑防治甘藍(lán)甜菜夜蛾研究結(jié)果一致。張永春等同樣研究表明，15 000 IU·mg蘇云金桿菌水分散粒劑在藥后10 d 對甘藍(lán)甜菜夜蛾的防效均達(dá)到95.75%以上，表明蘇云金桿菌有良好的持效性。本試驗(yàn)中，持效性最好的是20 億PIB·mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒，藥后6 d 防效為84.99%，藥后9 d防效達(dá)到85.21%。占軍平等同樣研究表明，用20 億PIB·mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒懸浮劑用于防治草地貪夜蛾，藥后7 d 防效達(dá)到85%以上。甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒之所以有較好的持效性，可能歸功于其強(qiáng)烈的胃毒作用，小菜蛾幼蟲自感染病毒至達(dá)到死亡高峰需6～8 d。

生物農(nóng)藥防治病害是目前實(shí)現(xiàn)綠色、無公害、無殘留農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，生物農(nóng)藥除對病害具有防治作用外還能提高農(nóng)作物的品質(zhì)，增加產(chǎn)量。有研究表明，化學(xué)農(nóng)藥破壞植株正常的生理活動，影響植株的營養(yǎng)成分及酶活性，從而影響品質(zhì)，而生物農(nóng)藥有利于植株的生理活動，促進(jìn)植株體內(nèi)物質(zhì)合成，提高酶活性，提高作物品質(zhì)。劉新社等研究表明，生物農(nóng)藥能夠提高設(shè)施和露地黃瓜的可溶性固形物、可溶性總糖、維生素C、可溶性蛋白含量，降低亞硝酸鹽含量。本試驗(yàn)中，與化學(xué)農(nóng)藥阿維菌素相比，20 億PIB·mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒和蘇云金桿菌處理下松花菜的產(chǎn)量和可溶性蛋白含量等均有提高，與前人研究結(jié)果一致。可能是由于施藥后，生物農(nóng)藥能誘導(dǎo)植株產(chǎn)生抗性，保證生理活動順利進(jìn)行，使葉片能夠充分有效地進(jìn)行光合作用，增加有機(jī)物質(zhì)的合成與積累。施用化學(xué)農(nóng)藥后，在作物的生長代謝過程中，農(nóng)藥與作物體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)、糖原等發(fā)生反應(yīng)，破壞植物正常的生理活動，從而影響作物的品質(zhì)。李欽等研究表明，有機(jī)磷農(nóng)藥對作物體內(nèi)POD 酶活性具有抑制作用，進(jìn)而影響作物內(nèi)含物的產(chǎn)生。本試驗(yàn)中，甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽和乙基多殺菌素處理下松花菜中可溶性糖、可溶性蛋白、總游離氨基酸含量的下降可能與此有關(guān)。

60 g·L乙基多殺菌素和3%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽+有機(jī)硅具有較好的速效性，在藥后3 d 對小菜蛾的防效可達(dá)到61.18%和71.89%。20 億PIB· mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒具有較好的持效性，在藥后9 d 的防效為85.21%。且20 億PIB· mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒處理產(chǎn)量和花球中的可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C、游離氨基酸含量均高于其他處理。主成分分析結(jié)果顯示，得分最高的處理是20 億PIB·mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒懸浮劑。綜上所述，20 億PIB·mL甘藍(lán)夜蛾核型多角體病毒懸浮劑是防治松花菜小菜蛾的最佳生物源藥劑，可代替化學(xué)農(nóng)藥使用，實(shí)現(xiàn)松花菜無公害、低殘留、高品質(zhì)和高產(chǎn)量的生產(chǎn)。