硅肥施用抑制黑切夜蛾生长并增强线虫诱导死亡率的协同效应研究

推荐：本研究针对高尔夫球场等精细草坪中黑切夜蛾（Agrotis ipsilon）危害严重且化学防治弊端突出的问题，通过硅肥（Si）与昆虫病原线虫（EPN）联合应用实验，首次揭示硅肥通过提升匍匐剪股颖（Agrostis stolonifera）叶片硅沉积抑制害虫生长（幼虫体重降低45%），并协同增强Steinernema carpocapsae线虫致死效果（死亡率提升122%），为草坪害虫绿色防控提供新策略。

　　

在全球高尔夫球场等精细草坪管理中，黑切夜蛾（Agrotis ipsilon）幼虫的啃食和钻蛀行为常导致草坪出现"痘痕"状斑秃，严重影响景观价值和使用功能。传统依赖化学杀虫剂的防治方式不仅易引发环境风险，还可能破坏生态平衡。更棘手的是，禾本科植物缺乏有效的次生代谢防御物质，主要依赖硅（Si）沉积形成的物理屏障抵抗虫害，但硅肥对草坪害虫的控制效果及其与生物防治因子的交互作用尚不明确。

针对这一系列问题，Rutgers大学的研究团队在《Crop Protection》发表创新性研究，首次系统探究了硅肥（以硅灰石形式施用）与昆虫病原线虫（Entomopathogenic nematodes, EPN）联合应用对黑切夜蛾的协同控制效应。研究通过温室和实验室实验相结合的方式，采用硅灰石梯度施肥（1221-4884 kg/ha）、X射线荧光光谱法测定叶片硅含量、数字图像分析评估草坪覆盖度、以及线虫侵染动力学监测等技术手段，揭示了硅肥通过双重机制实现害虫防控：既直接抑制幼虫生长发育，又显著增强EPN的致死效率。

硅肥对幼虫性能及线虫诱导死亡率的影响

研究发现硅肥施用呈剂量依赖性抑制黑切夜蛾幼虫生长，最高剂量（4884 kg/ha）使幼虫体重减少45%，头壳宽度缩小20%。值得注意的是，所有硅肥处理均显著提升EPN（Steinernema carpocapsae）的致死效果，其中4x剂量组线虫死亡率比单独使用EPN提高122%，展现显著协同效应。

硅肥对草坪质量及叶片硅浓度的提升

硅肥处理使草坪覆盖度提升21-45%，质量评分改善53-134%。X射线荧光分析证实叶片硅浓度最高增加252%，且硅沉积水平与害虫防控效果呈正相关，说明硅的物理防御机制起关键作用。

硅肥对线虫繁殖的复杂影响

实验室实验显示，取食高硅含量草屑的幼虫被线虫感染后死亡速度更快（96小时死亡率达92% vs 对照64%）。但每具虫尸产生的感染性幼虫（Infective juveniles, IJs）数量减少41%，这与虫尸体积缩小相关，但ANCOVA分析表明硅处理对IJs产出的抑制作用独立于虫尸大小，提示硅可能改变了宿主体内营养环境。

这项研究的重要意义在于首次阐明硅肥与EPN联合应用的"双刃剑"效应：硅肥通过增强植物物理抗性直接抑制害虫发育，同时通过可能削弱昆虫免疫力的机制提升线虫毒力，但会牺牲部分线虫繁殖潜力。尽管IJs产量下降可能影响EPN的长期定殖，但在实际应用中采用淹没式释放策略可弥补这一缺陷。该成果为草坪害虫综合治理（IPM）提供了创新思路——通过硅肥与生物防治的协同组合，既能快速控制虫害，又能减少化学农药依赖，契合可持续草坪管理的发展方向。研究团队建议后续开展田间试验验证硅-线虫协同防控的稳定性，并探索该策略对其他草坪害虫的适用性。