黑水虻虫蜕作为土壤改良剂对黑芥(Brassica nigra)耐受植食性昆虫、吸引传粉昆虫以及种子收率的影响阅读次数 [3984] 发布时间 :2022-12-02
黑水虻虫蜕作为土壤改良剂对黑芥(Brassica nigra)耐受植食性昆虫、吸引传粉昆虫以及种子收率的影响
Amending soil with insect exuviae improves herbivore tolerance, pollinator attraction and seed yield of Brassica nigra plants
作者：Katherine Y. Barrag´ an-Fonseca，Liana O. Greenberg , Gerrit Gort , Marcel Dicke , Joop J.A. van Loon
作者单位：荷兰瓦赫宁根大学昆虫学实验室（Laboratory of Entomology, Wageningen University & Research, Wageningen, the Netherlands)
译者评语：这是最新发表的，也是目前少有的一篇关于黑水虻养殖副产物——虫蜕（insect exuviae）用作土壤改良剂的研究结果。本文主要研究了虫蜕作为土壤改良机对植物（黑芥）生长性能、开花结果数、耐受植食性昆虫、吸引传粉昆虫的影响。本研究由荷兰瓦格宁根大学昆虫学实验室主持。试验结果非常正面，其结论甚至可以用完美来形容。由于黑水虻作为资源昆虫工业化养殖于近3-4年内才得以实现，还有很多需要完善的技术与工艺，其中养殖过程臭味的控制，黑水虻虫粪和虫蜕的第二次资源化利用还有待进一步研究与探索。因此本文做出了很有建设性的研究，其结果和结论令人鼓舞，尽管本文的试验设计可以更严谨，还应该考虑微生物的分解作用以及虫粪中的植物营养成分的影响等，但瑕不掩瑜，其仍然是一个有创新的探索，为后来者指出了一个新的方向。所以，我们今天特此介绍和推荐此文，希望对大家有所启发。
（翻译和改写：胡鹏辉；校对和评语：胡文锋；文宣：陈文莹，朱剑锋）
背景：
黑水虻幼虫作为目前用作畜禽和水产饲料最广泛的昆虫，其养殖过程中会产生许多的副产物，如虫粪、虫蜕等，加强对这部分产品的利用可以提高资源的利用率。黑水虻虫蜕（包括幼虫蜕和蛹壳）是外骨骼脱落层，富含甲壳素。而甲壳素具有刺激有益的作物根际细菌，促进植物生长的潜力。黑水虻生命历期见图1。
目的：
评估黑水虻虫蜕和蛹壳是否能强化黑芥的生长、种子产生、对植食性昆虫的耐受性和种子收率，并评估黑水虻虫蜕作为土壤改良对传粉昆虫行为的影响。黑水虻幼虫虫蜕见图2。黑水虻蛹壳见图3。
图2 黑水虻幼虫虫蜕
图3 黑水虻蛹壳
材料方法：
黑芥被随机分为4组，每组50株；分别为土壤改良，对照（C）和黑水虻虫蜕改良土壤（a））；植食性昆虫，对照（H）和黑水虻-虫蜕土壤改良（AH））。
黑水虻虫蜕来自于商业大规模饲养农场，并在60℃热处理24小时，打成粉。收集土壤，并进行筛分以去除鹅卵石。用手将20g粉末虫蜕均匀混合到10kg干燥土壤袋中。对照组（C）土壤以同样方式处理，但未添加粉末虫蜕。然后将黑芥种子播种在1L/盆改良土和未改良土中。黑芥种子在温室中以6个交错的日期播种，间隔3–4天，以便在长时间内逐渐开花，并观察到足够数量的传粉昆虫。
测量植物性状：株高、株宽和叶长。所有性状在播种后3周和7周的两个时间点进行测量，除了在第一朵花开放后7-9天测量一次花的数量。
结果与分析：
1. 在黑水虻虫蜕改良土壤中生长的三周龄黑芥株高显著高于田间土壤组；同时，黑水虻虫蜕组显著影响植株宽度和最大叶长；无论是否有植食性昆虫，在改良土壤上生长的植株都比对照植株具有更大的植物宽度和叶长。
2. 黑水虻虫蜕改良的土壤中生长的黑芥产生更多的种子（图4）。
图4 黑水虻虫蜕对黑芥种子数的影响
3. 黑水虻虫蜕改良的土壤使黑芥对蚜虫和甘蓝粉蝶幼虫的耐受性增加（图5）。
图5 两个处理组的黑芥上的甘蓝蚜虫(a)和甘蓝粉蝶幼虫(b)
4. 黑水虻虫蜕改良土壤中的黑芥开出更多数量的花，同时吸引更多的传粉昆虫（图6）。
图6 黑水虻虫蜕对黑芥开花数以及传粉昆虫数的影响。
结论：
添加了黑水虻虫蜕的土壤上生长的黑芥有更高的株高，更长的株宽和叶长；开更多的花朵，能够更多的的传粉昆虫。
黑水虻虫蜕土壤改良剂对黑芥耐受植食性昆虫的能力有积极正面影响。添加黑水虻蜕皮粉的土壤改良剂提高了对大白菜白蝶和无翅成年甘蓝蚜虫攻击的耐受性。
黑水虻虫蜕适合用作生物肥料，因为尚未发现对传粉昆虫吸引力的负面影响。
黑水虻虫蜕改良的土壤能够提升黑芥种子的产量，间接改善了黑芥对环境的适应性。
参考文献：
Katherine Y. Barragán-Fonseca, Liana O. Greenberg, Gerrit Gort, Marcel Dicke, Joop J.A. van Loon. Amending soil with insect exuviae improves herbivore tolerance, pollinator attraction and seed yield of Brassica nigra plants. Agriculture, Ecosystems & Environment,Volume 342, 2023, https://doi.org/10.1016/j.agee.2022.108219.