王骏 朱忠燕 吴小保 宋佳 邓倩倩 任明见 叶茂

摘 要：为明确氯化钙对‘贵紫1号小麦生长和蚜虫发生数量的影响，本试验在大田条件下采用浸种、叶面喷施和灌根三种方式对小麦进行氯化钙处理，比较了不同处理方式对‘贵紫1号小麦田间蚜虫发生情况和植株分蘖数、株高及理论产量的影响。结果表明：3种氯化钙处理方式均可以明显减少‘贵紫1号小麦植株上禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi （Linnaeus）、麦二叉蚜 Schizaphisgraminum（Rondani）及麦长管蚜 Sitobion avenae（Fabricius）的发生数量，田间各处理的小麦植株上3种蚜虫发生量为禾谷缢管蚜>麦二叉蚜>麦长管蚜，其中氯化钙浸种处理的小麦植株上3种蚜虫的发生数量最少。此外，氯化钙浸种处理还显著提高小麦植株的分蘖数、株高以及理论产量。对小麦种子进行氯化钙浸种处理，操作简单方便，对提高‘贵紫1号小麦自身抗蚜性具有重要意义。

关键词：贵紫1号小麦;氯化钙;蚜虫;生长发育

中图分类号：S435.1;S512.1

文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2021）02-0043-06

国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2021.02.007

Abstract：A field condition experiment was conducted that ‘Guizi No.1 wheat plants treated with CaCl2 by three different methods，including seed soaking，spraying on leaf and root irrigation，and effects of these methods on the occurrence of aphids as well as the number of tillers，plants height and theoretical yield were examinedin order to clarify the effects of CaCl2 on the growth of wheat and the occurrence of aphid.The results showed that CaCl2treatments by all three methods could significantly reduce the number of Rhopalosiphum padi （L.），Schizaphisgraminum （Rondani） and Sitobion avenae on wheat plants，with the occurrence of three aphids：Rhopalosiphum padi>Schizaphisgraminum>Sitobion avenae，while numbers of all these three types of aphids were the lowest on wheat plants pre-treated by CaCl2 with method of seed soaking.In addition，seed-soaked plants significantly increased number of tillers，plant height and theoretical yield compared with control plants and plants treated by CaCl2 with method of leaf spraying and rootirrigation.Seed-soaked wheat seeds with CaCl2 is simple and convenient，and which is of great significance for improving the aphid resistance of ‘Guizi No.1 wheat.

Keywords：Guizi No.1 wheat;CaCl2;Aphids;Growing development

麦蚜是小麦生产上的重要害虫[1]，主要以禾谷縊管蚜Rhopalosiphum padi （Linnaeus）、麦二叉蚜 Schizaphis graminum （Rondani） 和麦长管蚜 Sitobion avenae （Fabricius）为主，均属半翅目、蚜科。麦蚜以刺吸式口器吸食寄主汁液，严重影响小麦的正常发育;该虫不仅可以直接取食为害小麦，还可以作为麦类作物病毒病的重要介体导致小麦病毒病流行，使小麦叶色变黄，植株矮化，分蘖减少，极大地影响小麦产量和品质[2-3]。目前，化学防治是主要防治麦蚜发生的主要手段，但化学农药的大量施用和滥用给我们带来了严重的环境和食品安全问题，与此同时麦蚜的抗药性也日渐凸显，给我们的防治带来了巨大的挑战。因此，我们需要继续努力探索更有效、更环保的蚜虫防治替代方法。

钙（Calcium，Ca）是植物必需的营养元素，具有极其重要的生理功能。近年来，有关钙素营养生理及钙提高植物抗逆性的研究已取得许多进展。研究发现，对小麦、水稻等作物采用叶面喷施和灌根等方法外施适宜浓度的钙可以显著提高植物对高温、低温、盐害以及重金属等不良非生物逆境胁迫的抗性[4-9]。此外，通过浸种方式在种子阶段对种子进行外源钙处理也能增强植物的适应能力。适宜浓度的氯化钙浸种小麦种子一方面可以显著提高小麦籽粒的过氧化物酶活性[10]，另一方面还可以促进小麦种子萌发和茎部生长，增加小麦叶绿素含量和提高抗氧化酶的活性[11]。在生物逆境研究方面，外源钙还可提高番茄幼苗抗氧化酶的活性，增强番茄幼苗对灰霉病的抗性[12]。叶面喷施氯化钙能显著抑制西花蓟马 Frankliniella occidentalis （Pergande）的生长，提高作物抗虫性[13]。然而，目前氯化钙对提高植物生长及作物自身抗虫性的研究尚不深入。

蚜虫是世界上危害农作物最为严重的害虫之一，其生长周期短，繁殖力强，其防治一直是研究的热点和难点[14]。‘贵紫1号小麦品种是贵州大学农学院小麦研究中心自主培育的紫粒小麦新品种（系），该品种在产量、品质、抗病性、抗旱耐寒、耐瘠薄等方面均表现出较强的优势，而且该小麦氨基酸组成合理，总酚和花青素丰富，富含硒、锌、铁、钙等矿质微量元素，具有较高的种植和深加工价值。目前，外源钙的研究绝大部分仅限于实验室理论研究，并未大面积应用到生产实践过程中。因此，本试验采用20 mmol/L CaCl2分别对小麦种子进行浸种处理、对小麦植株进行叶面喷施和灌根处理，研究比较了田间不同方式氯化钙处理小麦植株上禾谷缢管蚜、麦二叉蚜和麦长管蚜发生数量变化以及小麦植株分蘖数、株高和籽粒产量，为利用氯化钙提高‘贵紫1号小麦自身免疫和绿色防控蚜虫奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地位于贵州省贵阳市花溪区国家小麦改良中心贵州分中心（26°40′N，106°67′E），属亚热带高原季风湿润气候，年平均气温为14.9 ℃，年降雨量1178.3 mm，无霜期平均246 d。试验地土壤质地为弱酸性黄壤，有机质含量中等，肥力均匀。试验于2018年10月—2019年5月进行。

1.2 试验材料

‘贵紫1号小麦来自国家小麦改良中心贵州分中心。

1.3 试验处理

试验共设氯化钙浸种、叶面喷施和灌根3个处理，以没有进行任何处理的小麦植株为对照。浸种：小麦种子用10% H2O2消毒10 min，蒸馏水冲洗3次，于20 mmol/L CaCl2溶液中浸泡48 h 后催芽，待种子露白开始播种;叶面喷施：用蒸馏水浸种48 h 后催芽，待种子露白开始播种，当植株开始分蘖时，每周用20 mmol/L CaCl2（100 mL/m2）溶液喷施叶面，共持续9周，直至小麦成熟;灌根：用蒸馏水浸种48 h 后催芽，待种子露白开始播种移栽，当植株开始分蘖时，每周用20 mmol/L CaCl2 （100 mL/m2）溶液灌根，共持續9周，直至小麦成熟。

1.4 试验方法与调查指标

田间试验采用随机区组设计，共3个区组，每区组4个小区（宽2 m，长4 m），自小麦开始分蘖起，每周调查记录各处理小麦植株上蚜虫发生数量和小麦的生长情况，各处理小麦田间管理措施保持一致。

1.4.1 蚜虫发生情况调查

每个小区采用5点取样法，每点随机抽取5株，每7 d 调查各处理麦苗上蚜虫的种类及数量，直至小麦成熟收获。

1.4.2 小麦植株分蘖数的测定

采用王思宇等[15]分蘖数测定方法，待麦苗开始分蘖，每个小区采用5点取样法，每点随机选取长势均匀的5株麦苗挂牌标记，每7 d 调查一次，记录麦苗分蘖数，计算分蘖数增长量，直至拔节期开始。计算公式为：

分蘖数增长量=（最终分蘖数-开始分蘖数）/开始分蘖数 × 100%

1.4.3 小麦植株株高和千粒重的测定

每个小区采用5点取样法，每点随机抽取5株，每7 d 测量麦苗株高;成熟收获时，每个小区5点取样，选取0.5 m ×0.5 m 面积的测定有效穗数，每点选取10株，室内考种，计算每穗粒数和千粒重。

1.5 数据统计与分析

采用 Microsoft Excel 2016和 SPSS 21.0进行数据统计分析，差异显著性检验采用T检验法。

2 结果与分析

2.1 氯化钙不同处理方式对‘贵紫1号小麦植株蚜虫发生数量的影响

从分蘖期开始对禾谷缢管蚜、麦二叉蚜以及麦长管蚜数量进行调查，结果表明田间各处理小麦植株上禾谷缢管蚜的数量最多，禾谷缢管蚜>麦二叉蚜>麦长管蚜，均在3月28日达到最大值，百茎蚜量分别为5541.33、89.33和50.67头，其各个处理间三种蚜虫发生情况变化趋势相似，均表现为先上升后下降的单峰曲线（图1）。

不同氯化钙处理方式对3种小麦蚜虫发生数量均有不同程度的影响。4月4日氯化钙浸种和灌根处理小麦植株上禾谷缢管蚜和麦长管蚜的数量均极显著比对照少。3月21日和3月28日氯化钙浸种、叶面喷施和灌根处理小麦植株上禾谷缢管蚜的数量极显著比对照少;3月7日和3月14日仅氯化钙浸种处理极显著比对照少88头和138.67头;4月11日氯化钙浸种和叶片喷施处理极显著比对照少121.33头和96头;4月18日叶面喷施和灌根处理均比对照少41.33头，表现为极显著，浸种处理无蚜虫发生。3月7日叶面喷施和灌根处理小麦植株上麦二叉蚜的数量显著比对照少20头和21.34头;3月14日叶面喷施显著比对照少9.34头，灌根处理极显著比对照少12头;3月21日浸种处理极显著比对照少28头，3月28日显著比对照少61.33头;4月4日氯化钙浸种和叶面喷施处理极显著比对照少37.33头和33.33头。3月21日叶面喷施小麦植株上麦长管蚜的数量极显著比对照少24头;3月28日浸种和叶面喷施处理极显著比对照少46.67头和32头，灌根显著比对照少21.34头;4月11日叶面喷施显著比对照少14头。在其余时间段氯化钙浸种、叶面喷施和灌根处理及对照小麦植株上三种蚜虫均无蚜虫发生。

2.2 氯化钙不同处理方式对‘贵紫1号小麦分蘖、株高和产量的影响

在3种不同方式的氯化钙处理下，小麦分蘖数在3月7日与3月14日无显著影响，但在3月21日氯化钙浸种处理的小麦植株分蘖数显著多于对照植株。同一处理不同时间进行比较，氯化钙浸种处理3月21日分蘖数显著高于3月7日和3月14日;叶面喷施和灌根处理3月21日分蘖数显著高于3月7日，与3月14日比较无显著差异;对照在3个时间的分蘖数均无显著差异。其次，小麦植株分蘖数增长量仅氯化钙浸种处理极显著比对照高9.78%。

不同氯化鈣处理方式对小麦植株各生育期的株高具有不同程度的影响，氯化钙浸种处理的小麦植株株高最高，其株高在各发育期显著均比对照植株高4.53%～16.08%;叶面喷施处理的小麦植株在分蘖期、开花期、灌浆期和成熟期分别显著比对照植株高7.06%、3.64%、3.01%和3.77%;灌根处理的小麦植株在分蘖期、拔节期和成熟期显著比对照植株高12.64%、6.55%和2.21%。

与对照相比，不同氯化钙处理方式对小麦的有效穗数和穗粒数均有不同程度的增加。浸种、叶面喷施和灌根处理的小麦植株其千粒重显著比对照高7.94、5.75和4.71 g;浸种处理和叶面喷施的理论产量分别为3244.76和2954.89 kg/hm2，显著比对照分别增加942.15和652.28 kg/hm2;灌根处理的理论产量为2713.75kg/hm2，与对照比较无显著差异。

以上结果说明，对小麦进行氯化钙处理能够改善小麦分蘖数、各个时期株高和产量结构，增加理论产量，尤以氯化钙浸种处理效果更明显。

3 结论与讨论

植物是营固着生活方式的有机体，在生长发育的过程中往往会受到多种逆境胁迫的影响，害虫取食是制约植物生长发育的主要生物胁迫之一[16]。近年来，研究发现除了植食性昆虫的取食或病原物微生物侵染生物因子可以诱导植物的防御，其他非生物因子如植物营养元素与一些非金属元素硅、氮、硒和金属元素镉、铜、锌、钙和镍等，也能提高植株抗性[17-19]。钙作为植物体内第二信使，广泛参与了植物响应的各种非生物和生物胁迫的信号传导[20-21]，调节植物生理过程，增强植物的抗性反应。

前人研究发现在水培溶液中添加一定浓度的钙可以显著抑制病原微生物的侵染[22]，通过叶面喷施钙的方法可显著抑制害虫的生长发育和降低害虫的存活率[23];也有研究表明，利用外源茉莉酸浸种处理番茄种子可以提高自身的抗性来抵御害虫的取食和病原菌的侵染[24]。本试验中，通过浸种、叶面喷施和灌根三种方式对小麦进行氯化钙处理，在一定程度上均能够显著抑制蚜虫田间的发生，减少蚜虫对小麦造成的经济损失，这与前人的研究基本一致。这说明对小麦植株进行氯化钙处理可以显著提高其抗虫性，其中氯化钙浸种处理对小麦植株蚜虫发生数量的抑制作用较叶面喷施和灌根处理好。浸种处理种子技术最早由 Heydecker 等[25]提出，该技术具有抗性高效、持久、代价低、可遗传等特点，在利用植物自身免疫系统提高对病虫害的抗性方面具有巨大的应用潜力[26]。

钙作为植物必需的营养元素，钙的施用不仅可以增强植物对生物胁迫的影响，同时还可以促进植物生长，提高植物自身的产量[9]。研究发现通过叶面喷施钙的方法一方面可以促进番茄幼苗的生长[27]，其次还能够提高水稻的产量[28];在营养液中添加钙，可以提高黄瓜的生物量和果实品质[29];通过钙浸种处理小麦种子，可以促进小麦种子的萌发和提高种子发芽率，还可以显著提高小麦幼苗的生物量[30-31]。本试验结果表明，不同氯化钙处理方式对小麦的分蘖数、各个时期的株高以及籽粒产量因子均有不同程度的影响，说明氯化钙能改变小麦产量因子结构，在一定程度上不仅促进了小麦植株的分蘖和生长，而且还提高了小麦的理论产量，这与前人的研究基本一致。与田间蚜虫调查情况结果一样，氯化钙浸种处理在促进小麦分蘖和生长及提高理论产量方面效果最佳。

综上，本试验结果表明氯化钙处理不仅抑制了田间‘贵紫1号小麦植株上禾谷缢管蚜、麦二叉蚜以及麦长管蚜的发生，并且有利于其理论产量的提高，其中氯化钙浸种处理的作用较其他两种方式好，这种利用浸种方式在作物种子阶段进行氯化钙处理的方法简单、易操作，与叶面喷施和灌根方式相比较受环境的影响小，但本试验只对氯化钙田间应用进行了初步的探索，存在一定的局限性，而氯化钙从种子阶段诱发小麦抗蚜的机制还需进一步深入研究。

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