石祎梦 李晓红

（1邵阳学院食品与化学工程学院，湖南邵阳 422000；2邵阳学院农林生态学院，湖南邵阳 422000）

小白菜（Brassica chinensisL.）是一种常见的绿色蔬菜，富含丰富的维生素和矿物质[1]。除作为蔬菜供食用之外，还具有一定的药用功效。关于品种、土壤环境等因素对小白菜生长发育影响的研究较多，但关于重金属与昆虫取食互作对小白菜生长发育影响的研究鲜有报道。

土壤重金属污染物可通过径流、淋洗等作用污染农田土壤，并被植物吸收，在食物链各环节间转移和积累，对生态系统、粮食安全和人体健康均构成严重威胁[2-3]。重金属铅具有易积累、难降解的性质，能够被植物的根系吸收，对作物种子萌发和幼苗生长有抑制效应[4-5]。

斜纹夜蛾（Spodoptera lituraFabricius）在我国各地均有分布，其发生世代多、取食量大且抗药性强，是危害小白菜的主要害虫之一[6]。斜纹夜蛾幼虫喜在小白菜叶背上取食叶肉，致使叶片残缺，从而影响小白菜植株的光合作用及物质积累，导致小白菜生长品质降低。斜纹夜蛾进入暴食期后取食危害整颗小白菜，严重影响小白菜的产量和营养品质，给菜农造成较大的经济损失[7]。

随着生活水平的日益提高，民众对蔬菜的安全性、营养品质的要求越来越高。目前蔬菜生产上主要使用化学农药防控害虫，长期连续使用化学农药会造成害虫抗药性上升和农药残留超标风险，不利于生态保护和人体健康[8]。关于重金属和昆虫双重胁迫下，低重金属积累、抗虫小白菜品种的筛选研究较少。因此，本研究在户外开展盆栽试验，探究铅、斜纹夜蛾以及二者互作对小白菜生长发育的影响，筛选出适宜在铅污染土壤中种植的低重金属积累且抗虫的小白菜品种，为农业安全生产提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试昆虫斜纹夜蛾，于2022年采集自湖南省邵阳市郊区田间，随后在（26±1）℃、相对湿度为（60±10）%和光暗时间14 h/10 h的培养箱中用人工饲料饲养。供试小白菜品种分别为‘寿禾四季’‘正旺达88’‘春喜月宝’‘德高绿强’4个品种。

供试土壤取自湖南省邵阳市大祥区学院路梅子井郊区闲置荒田，采集耕层深度为0～20 cm，类型为红壤土，基本理化性质：pH 6.13，全氮1.25 g/kg，全磷0.52 g/kg，全钾21.08 g/kg，有机质20.23 mg/kg，碱解氮113.81 mg/kg，速效磷6.05 mg/kg，速效钾155.28 mg/kg，肥力中等。土壤风干粉碎，过2 mm网筛，将Pb（NO3）2溶于水中，以400 mg/kg（干重：Pb（NO3）2/土壤）的浓度均匀喷洒于土壤上。处理后的土壤静置平衡15 d，其间浇水保持土壤湿润。

1.2 试验方法

在户外大纱网罩内种植小白菜，每组添加3 kg对照或重金属处理土壤于口径21 cm×26 cm营养钵中，每盆散播1 粒小白菜种子，生长期间不用杀虫剂，统一常规管理。待小白菜生长至V6～V7（第6～7片叶）时，选取长势基本一致的小白菜植株进行处理，在每片叶（除去子叶和嫩叶）上分别接入3 头体重和体型相似的2 龄斜纹夜蛾幼虫，待叶片取食面积达到30%后，收割各处理小白菜地上部分、地下部分，蒸馏水清洗，滤纸吸干表面水分后，称量可食部分鲜重、根重，量取株高，数叶片数。接虫后每天观察多次，若发现幼虫逃跑或死亡，及时添补幼虫。每个处理重复15次。

测定不同品种小白菜的发芽势（%）=（发芽初期4 d内种子的发芽数/供试种子数）×100；发芽率（%）=（7 d 正常发芽种子数/供试种子数）×100；相对生长量（%）=（处理组/对照组）×100；用原子吸收分光光度计（AA-6880；Shimadu）测定小白菜可食部分的铅含量。

1.3 数据处理

采用一般线性模型检验铅和斜纹夜蛾胁迫对不同品种小白菜生长发育的影响。采用Tukey HSD测验进行多重比较。数据分析使用R语言。

2 结果与分析

2.1 铅胁迫对不同品种小白菜种子萌发的影响

与对照相比，铅胁迫下小白菜种子发芽率、发芽势呈显著下降趋势，说明重金属铅对小白菜种子萌发的抑制效应。‘正旺达88’小白菜在对照、铅处理的发芽率、发芽势均高于其他品种，铅胁迫组种子的发芽率和发芽势分别为对照组的89.66% 和81.48%（表1）。

表1 铅对各品种小白菜种子萌发的影响

2.2 铅和斜纹夜蛾胁迫对小白菜鲜重的影响

铅胁迫和斜纹夜蛾取食胁迫对不同品种小白菜的鲜重有显著影响，但二者之间无交互作用（‘寿禾四季’铅：F1，56=9.21，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=140.58，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=0.10，P＞0.05；‘正旺达88’铅：F1，56=16.46，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=126.08，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=2.15，P＞0.05；‘春喜月宝’铅：F1，56=14.96，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=48.50，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=0.01，P＞0.05；‘德高绿强’铅：F1，56=13.46，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=49.46，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=1.05，P＞0.05）。各品种对照组的小白菜鲜重最高，双重胁迫的小白菜鲜重最低，差异显著（P＜0.05）。‘正旺达88’小白菜在各个处理的鲜重均高于其他品种，铅胁迫组的鲜重为（14.64±0.11）g，斜纹夜蛾取食胁迫的鲜重为（13.46±0.15）g，二者间差异显著（P＜0.05）（图1）。

图1 铅、斜纹夜蛾以及二者互作对小白菜鲜重的影响

2.3 铅和斜纹夜蛾胁迫对小白菜株高的影响

铅胁迫和斜纹夜蛾取食胁迫对不同品种小白菜的株高有显著影响，但二者之间无交互作用（‘寿禾四季’铅：F1，56=41.69，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=13.26，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=3.28，P＞0.05；‘正旺达88’铅：F1，56=15.43，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=8.99，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=0.25，P＞0.05；‘春喜月宝’铅：F1，56=24.15，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=7.29，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=1.40，P＞0.05；‘德高绿强’铅：F1，56=18.03，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=8.98，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=0.67，P＞0.05）。各品种对照组的小白菜株高最高，双重胁迫的小白菜株高最低，差异显著（P＜0.05）。‘正旺达88’小白菜在各个处理的株高均高于其他品种，铅胁迫组的株高为（16.43±0.25）cm，斜纹夜蛾取食胁迫的株高为（16.62±0.21）cm，二者间差异不显著（P＞0.05）（图2）。

图2 铅、斜纹夜蛾以及二者互作对小白菜株高的影响

2.4 铅和斜纹夜蛾胁迫对小白菜根重的影响

铅胁迫和斜纹夜蛾取食胁迫对不同品种小白菜的根重有显著影响（‘寿禾四季’铅：F1，56=97.71，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=48.60，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=10.14，P＜0.05；‘正旺达88’铅：F1，56=63.76，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=27.96，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=6.16，P＜0.05；‘春喜月宝’铅：F1，56=48.55，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=16.14，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=3.56，P＞0.05；‘德高绿强’铅：F1，56=61.00，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=37.42，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=7.05，P＜0.05）。‘正旺达88’小白菜在各个处理的根重均高于其他品种，铅胁迫组的根重为（0.63±0.02）g，斜纹夜蛾取食胁迫的根重为（0.68±0.02）g，二者间差异不显著（P＞0.05）（图3）。

图3 铅、斜纹夜蛾以及二者互作对小白菜根重的影响

2.5 铅和斜纹夜蛾胁迫对小白菜叶片数的影响

铅胁迫对不同品种小白菜的叶片数有显著影响（‘寿禾四季’铅：F1，56=8.53，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=2.63，P＞0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=0.11，P＞0.05；‘正旺达88’铅：F1，56=19.59，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=10.70，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=0.33，P＞0.05；‘春喜月宝’铅：F1，56=6.06，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=3.26，P＞0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=0.67，P＞0.05；‘德高绿强’铅：F1，56=9.44，P＜0.05；斜纹夜蛾：F1，56=6.19，P＜0.05；铅×斜纹夜蛾：F1，56=1.05，P＞0.05）。各品种对照组的小白菜叶片数最多，双重胁迫的小白菜叶片数最少，差异显著（P＜0.05）。‘正旺达88’小白菜在各个处理的叶片数均高于其他品种，铅胁迫组的叶片数为9.33±0.19，斜纹夜蛾取食胁迫的叶片数为9.53±0.17，二者间差异不显著（P＞0.05）（图4）。

图4 铅、斜纹夜蛾以及二者互作对小白菜叶片数的影响

2.6 铅和斜纹夜蛾胁迫对小白菜可食部分铅含量的影响

铅胁迫对不同品种小白菜可食部分铅含量有显著影响（‘寿禾四季’：F1，56=479.24，P＜0.05；‘正旺达88’：F1，56=388.21，P＜0.05；‘春喜月宝’：F1，56=334.56，P＜0.05；‘德高绿强’：F1，56=310.29，P＜0.05）。各品种双重胁迫组的小白菜可食部分铅含量最高，与对照组差异显著（P＜0.05）。‘正旺达88’小白菜在铅胁迫和双重迫组的铅含量均低于其他品种，铅胁迫组的铅含量为[（21.60×10-2）±（1.16×10-2）]mg/kg，双重迫组的铅含量为[（24.93×10-2）±（1.98×10-2）]mg/kg，二者间差异不显著（P＞0.05）（图5）。

图5 铅、斜纹夜蛾以及二者互作对小白菜可食部分铅含量的影响

3 结论与讨论

重金属能被植物根部吸收后转移至植物的茎、叶等地上部分，当重金属在植物体内累积到一定浓度时，就会对植物的生长和发育产生毒害作用[9-11]。植物株高、鲜重、叶片数一定程度上反映了植物生长情况，种子萌发的好坏直接影响着植物的生长和生物量，生长量和生物量的变化程度是植物对重金属胁迫响应的综合反映[12-14]。本研究表明铅胁迫下小白菜的发芽率、发芽势、鲜重、株高、根重、叶片数呈下降趋势。重金属铅胁迫下，不同品种小白菜生长所受到的影响程度有所不同，可能是由于不同的小白菜品种对重金属铅的耐受性不同[15]。

植食性昆虫取食能诱导植物的防御反应，引起植物体内物质分配从生长转向防御，进而抑制植物的生长发育[16]。龙莹等[17]研究表明，斜纹夜蛾为害对不同品种大豆的单株荚粒数、结荚数、产量有不利影响。采蝽（Bagrada hilaris Burmeister）为害对西蓝花、卷心菜、羽衣甘蓝和萝卜的生长有消极影响，导致西蓝花和菜花产量显著下降[18-19]。本研究表明，斜纹夜蛾取食降低了小白菜的鲜重、株高、根重和叶片数，且不同小白菜品种受影响的程度不同，可能是害虫取食造成叶片损伤，降低植物的光合作用和物质积累，导致小白菜生长受阻。

植物在生长期间遭受着不同的生物胁迫和非生物胁迫，影响植株的生长发育。本研究明确了铅与斜纹夜蛾互作对小白菜生长有显著的不利影响，且不利影响的程度高于单一胁迫。本研究选定‘正旺达88’为一种适应轻度铅污染土壤种植的低积累、抗虫的小白菜品种。研究结果不但为了解重金属和昆虫取食胁迫对植物生长的影响提供了一定依据，同时还可以为小白菜抗虫、抗铅品种的筛选以及斜纹夜蛾害虫在小白菜田中的有效治理提供参考。