旋心異跗瑩葉甲為害后丹參植株氮、磷、鉀含量的變化

陳 川，文耀東，楊美霞，李興權(quán)，石勇強，郭小俠

(1．陜西省動物研究所，西安 710032;2．陜西省植保總站，西安710003;3．山陽縣植保站，陜西山陽 726400)

在長期協(xié)同進化的過程中，植物與昆蟲之間的相互作用復(fù)雜而又微妙，植物受蟲害取食脅迫能啟動防御系統(tǒng)，通過體內(nèi)生理代謝的調(diào)節(jié)，改變生化特性;植物被昆蟲取食后會在形態(tài)特征、營養(yǎng)成分、次生代謝物質(zhì)、個體發(fā)育及生理狀況等多個方面發(fā)生變化 (欽俊德，1987;戈峰，1992;Agrawaal， 1998;Kessler and Baldwin，2002)。如棉鈴蟲Helicoverpa armigera為害棉花后會誘導(dǎo)葉片內(nèi)棉酚和單寧含量增加，從而增強自身的防御能力 (湯德良等，1997);兩色綠刺蛾Latoria bicolor為害毛竹后枝葉中對植物抗蟲性影響很大的鉀含量明顯升高 (黃煒東，2006);褐飛虱Nilaparvata lugens(St?l)取食后，水稻植株根及地上部N、P、K含量呈現(xiàn)不同程度下降趨勢 (劉井蘭等，2007)。

丹參為多年生草本植物唇形科Labiatae丹參Salvia miltiorrhiza Bunge的干燥根及根莖，別名紫丹參、血參、紅根等，在我國分布甚廣，主產(chǎn)于四川、河北、山東、山西、安徽、陜西、江蘇等省，具活血化瘀、消腫止痛、鎮(zhèn)靜安神之功效，用于治療冠心病、病毒性心肌炎、心絞痛等癥(郭巧生，2004)。近年來，隨著對其藥理及臨床研究的逐步深入，藥用范圍不斷擴展，市場需求量逐年增加。丹參在生長過程中經(jīng)常遭受許多有害生物的侵染。旋心異跗螢葉甲Apophylia flavovirens(Fairmaire)為為害丹參的新害蟲，在陜南丹參種植區(qū)局部區(qū)域發(fā)生嚴(yán)重，主要以成蟲取食植株葉片的葉肉，危害嚴(yán)重時葉片僅剩葉脈，整個植株干枯、焦黃、甚至死亡。嚴(yán)重影響丹參的正常生長 (陳川等，2010)。氮、磷、鉀是植物必須的大量營養(yǎng)元素，對植物生長發(fā)育起著重要的基礎(chǔ)保證作用。目前未見有關(guān)旋心異跗瑩葉甲為害后丹參植株氮、磷、鉀含量變化的相關(guān)報道，本文通過研究在旋心異跗瑩葉甲為害后，丹參地上部及根部氮、磷、鉀含量的變化，以期闡明害蟲為害誘導(dǎo)與植物抗蟲性之間的關(guān)系，為丹參旋心異跗瑩葉甲發(fā)生及綜合治理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試丹參

供試丹參紫花丹參，為唇形科Labiatae鼠尾草屬植物丹參Salvia miltiorrhiza Bunge。

在室內(nèi)，用統(tǒng)一的大花盆和消毒的營養(yǎng)土壤在相同條件下種植。采用種子直播方法，于2009年7月每個花盆播3粒種子，花盆用紗網(wǎng)罩住，保持濕度，自然生長至10月下旬，然后每個花盆挑選長勢強壯、一致的1株丹參苗繼續(xù)栽培，其余的苗拔除，栽培中采用同樣的管理方法。共種植25盆，以備試驗。

1.2 供試蟲源

旋心異跗瑩葉甲Apophylia flavovirens(Fair-maire)成蟲，是為害丹參的新害蟲。于2010年7月26日在陜西省山陽縣十里鄉(xiāng)采集。

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 接蟲

于2010年8月2日進行接蟲。挑選活動性、大小基本一致的旋心異跗瑩葉甲成蟲，每株 (盆)丹參分別接上3個密度:10頭 (8♀2♂)、20頭(16♀4♂)、30頭 (24♀6♂)，做好標(biāo)記，每天檢查1次，如發(fā)現(xiàn)有旋心異跗瑩葉甲死亡，則補足至所設(shè)計的密度;對照不接蟲。共5個重復(fù)。

1.3.2 N、P、K含量的測定

于接蟲后第12天采樣，每株采收時根及地上部分植株分別采收，置于110℃烘箱中殺青30 min，在80℃下烘至恒重，然后分別磨碎，過100目篩。在0～4℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

全N采用H2SO4－H2O2—比色法測定，全P采用H2SO4－H2O2消煮—釩鉬黃比色法測定，全N采用H2SO4－H2O2消煮—火焰光度計法測定(鮑士旦，2000)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2003和DPS v7.05版軟件進行處理統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 旋心異跗瑩葉甲為害對丹參植株N含量的影響

氮在植物的生命活動中占有重要的地位，是植物的生命元素。旋心異跗瑩葉甲Apophylia flavovirens(Fairmaire)成蟲為害脅迫影響丹參植株N含量變化的研究結(jié)果見圖1。由研究結(jié)果可以看出，丹參植株地上部N含量高于根部的含量;當(dāng)受到旋心異跗瑩葉甲取食危害后，丹參植株地上部和根部N含量都呈現(xiàn)下降趨勢。對照與蟲口密度分別為10、20、30頭/株處理后植株地上部N含量有較大差異，分別為2.8040%、2.5400%、1.7560%、1.4920%。經(jīng)差異分析，各處理之間差異明顯，其中對照、10頭/株處理與 20、30頭/株處理之間差異達到極顯著。對照與蟲口密度分別為10、20、30頭/株處理后丹參植株根部N含量有一定差異，分別為1.440%、1.3100%、1.260%、1.2040%。經(jīng)方差分析，對照、10頭/株、20 頭/株 處 理 之 間 差 異 不 顯 著，10頭/株、20頭/株、30頭/株處理之間差異不顯著，對照與30頭/株處理之間差異顯著。

圖1 旋心異跗葉甲取食后丹參N含量的變化Fig.1 Changes of nitrogen contents of Salvia miltiorrhiza Bunge after being fed by Apophylia flavovirens(Fairnnaire)

2.2 旋心異跗瑩葉甲為害對丹參植株P(guān)含量的影響

磷對植物的碳水化合物的合成分解和運輸起著重要的作用，磷能提高植物的抗旱、抗寒、抗病等能力。旋心異跗瑩葉甲Apophylia flavovirens(Fairmaire)成蟲為害脅迫影響丹參植株P(guān)含量變化的研究結(jié)果見圖2。由研究結(jié)果可以看出，丹參植株地上部P含量高于根部P含量;當(dāng)植株受到旋心異跗瑩葉甲取食脅迫后，丹參植株地上部和根部P含量都表現(xiàn)出下降的趨勢。對照與旋心異跗瑩葉甲蟲口密度10頭/株、20頭/株、30頭/株處理后丹參地上部P含量的平均值具有較大的差異，其平均值分別為 0.2810%、0.2174%、0.1437%、0.1404%。經(jīng)方差分析，對照、10頭/株、20頭/株和30頭/株處理之間差異極顯著，20頭/株與30頭/株處理之間差異不顯著。對照與蟲口密度分別為10、20、30頭/株處理后丹參植株根部P含量也有一定差異，其平均值分別為0.1442%、0.1292%、0.096%、0.085%。經(jīng)方差分析，10頭/株與對照處理之間差異顯著，20頭/株與30頭處理之間差異不顯著，20頭/株和30頭/株處理與10頭/株和對照處理之間差異極顯著。

2.3 旋心異跗瑩葉甲為害對丹參植株K含量的影響

圖2 旋心異跗瑩葉甲取食后丹參P含量的變化Fig.2 Changes of phosphorus contents of Salvia miltiorrhiza Bunge after being fed by Apophylia flavovirens(Fairnnaire)

鉀是作物三要素之一，與氮、磷同樣重要。鉀雖然不是植物有機化合物的組成部分，但鉀對維持植物生命的幾乎所有過程都是必不可少的。鉀能促進酶的活化，參與多種代謝，對植物生長發(fā)育起著獨特的生理功能作用。旋心異跗瑩葉甲Apophylia flavovirens(Fairmaire)成蟲取食脅迫影響丹參植株K含量變化的研究結(jié)果見圖3。由研究結(jié)果可以看出，丹參植株地上部K含量高于根部K含量;當(dāng)植株受到旋心異跗瑩葉甲取食脅迫后，丹參植株地上部和根部K含量均表現(xiàn)出下降的趨勢。對照與旋心異跗瑩葉甲蟲口密度為10頭/株、20頭/株、30頭/株處理后丹參地上部K含量的平均值具有較大的差異，其平均值分別為2.718%、2.6280%、2.2980%、2.2640%。經(jīng)方差分析，10頭/株與對照處理之間差異不顯著，20頭/株與30頭/株處理之間差異不顯著，20頭/株和30頭/株處理與10頭/株和對照處理之間差異極顯著。對照與蟲口密度分別為10、20、30頭/株處理后丹參植株根部K含量也有一定差異，其平均值分別為 1.5900%、1.4400%、1.4800%、1.4420%。經(jīng)方差分析，10頭/株與對照處理之間差異不顯著，10頭/株、20頭/株、30頭/株處理之間差異不顯著，20頭/株和30頭/株處理與對照處理之間差異顯著。

圖3 旋心異瑩葉甲取食后丹參K含量的變化Fig.3 Changes of potassium contents of Salvia miltiorrhiza Bunge after being fed by Apophylia flavovirens(Fairnnaire)

3 結(jié)論與討論

中藥材是人們用于防病、治病和保健的特殊商品，藥用植物栽培除要求一定的產(chǎn)量外，更注重藥材的品質(zhì)，有效成分的含量必須符合國家藥典的規(guī)定。病蟲害及其防治，是藥用植物栽培過程中最為薄弱和關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。由于藥用植物種類繁多、受環(huán)境因素的影響較大、以及栽培生產(chǎn)中的粗放管理等原因，導(dǎo)致長期以來病蟲害及其防治問題十分突出，成為影響藥用植物產(chǎn)量和中藥材質(zhì)量的重要因素。因此，加強藥用植物的規(guī)范化管理，重視病蟲害的有效防治，是保證藥用植物優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)產(chǎn)、高效的關(guān)鍵措施。因此，在藥用植物病蟲害防治的各項措施的應(yīng)用中，要做到既控制病蟲害的危害，又不降低中藥材的品質(zhì)，避免農(nóng)藥殘留及其他污染物對中藥材的污染 (郭巧生，2004)。

應(yīng)用植物抗蟲性抑制農(nóng)林害蟲的危害，在農(nóng)林作物害蟲綜合治理，特別是果樹、中藥材等害蟲綜合治理中具有重要地位。植物對害蟲的抗性由多個方面的因素組成，其中營養(yǎng)物質(zhì)的量及其比例常常對害蟲的寄生造成障礙 (欽俊德和王琛柱，2001)。氮、磷、鉀三種元素是植物生長必需的營養(yǎng)元素。氮是植物體內(nèi)許多重要有機化合物的成份，在多方面影響著植物的代謝過程和生長發(fā)育:是蛋白質(zhì)的主要成份，是植物細(xì)胞原生質(zhì)組成中的基本物質(zhì)，也是植物生命活動的基礎(chǔ);是葉綠素的組成成份，又是核酸的組成成份，植物體內(nèi)各種生物酶也含有氮;還是一些維生素和生物堿的成份，它在生命活動中占有特殊作用。磷是植物體內(nèi)許多有機化合物的組成成份，又以多種方式參與植物體內(nèi)的各種代謝過程，在植物生長發(fā)育中起著重要的作用:磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長有密切關(guān)系;參與碳水化合物的代謝與運輸，還具有提高植物的抗逆性和適應(yīng)外界環(huán)境條件的能力，在植物生長發(fā)育和代謝過程中都極為重要。鉀不是植物體內(nèi)有機化合物的成份，主要呈離子狀態(tài)存在于植物細(xì)胞液中;是多種酶的活化劑，在代謝過程中起著重要作用，不僅可促進光合作用，還可以促進氮代謝，提高植物對氮的吸收和利用，增強植物的抗不良因素的能力等。通過研究昆蟲取食后植物主要營養(yǎng)元素含量的變化，能了解害蟲為害規(guī)律、機理及植物的抗蟲性等，為害蟲的綜合治理、植物抗蟲品質(zhì)的選育等提供理論依據(jù)。本研究結(jié)果顯示，丹參被旋心異跗瑩葉甲取食危害后，氮、磷、鉀含量呈現(xiàn)下降的趨勢，營養(yǎng)元素含量變化與植株受害程度基本一致，可能與植株功能損失指數(shù) (如取食后葉面積減少，光合作用減弱)相關(guān)。害蟲取食對植株氮、磷、鉀含量影響的機理、抗蟲性誘導(dǎo)作用等有待進一步研究。

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