一种木薯新品种的抗螨性鉴定及新型密植控害栽培方法与流程

本发明涉及木薯，具体涉及一种木薯新品种的抗螨性鉴定及新型密植控害栽培方法。

背景技术：

1、木薯（

manihot esculenta）是典型的热带作物和全球10亿以上人口的主粮，更是我国重要的特色粮食和经济作物。

2、朱砂叶螨（

tetranychus cinnabarinus）、二斑叶螨（

tetranychus urticae）属蜱螨亚纲叶螨科，是木薯生产中普遍发生的世界性农业害螨，其寄主范围极广，可危害包括木薯在内的1100余种植物，主要聚集在木薯叶背刺吸汁液，导致受害叶片褪色、枯黄，严重时造成植株早衰甚至整株死亡，显著降低木薯块根产量和淀粉品质，已成为木薯的优势害虫。

3、目前，木薯生产中对该类叶螨的防控主要依赖化学药剂喷施。然而，由于我国木薯主产区多分布于干旱、半干旱地区，缺乏稳定的水源，加之叶螨生活史短、繁殖量大、适应性强、易产生抗药性，药剂防治不仅实施困难，且长期大量使用已导致抗药性问题日益突出。大量高频率不合理用药还带来了农产品农药残留、产地生态环境破坏、非靶标生物毒性等一系列问题，严重制约了木薯产业的绿色可持续发展。因此，寻求能从源头有效调控木薯叶螨的措施，已成为当前木薯产业发展中亟待解决的重大难题。培育和利用抗螨品种是从源头实现叶螨绿色防控的经济、简便、有效途径。然而，不同木薯品种对叶螨的抗性机制及抗螨能力存在显著差异，亟须建立科学、规范的抗螨性鉴定方法，为抗螨品种的筛选和推广提供技术支撑。目前，木薯种质资源抗虫性鉴定的主要依据是行业标准ny/t 2445-2013《木薯种质资源抗虫性鉴定技术规程》。该标准规定了木薯种质资源对朱砂叶螨和木薯单爪螨的室内和田间抗性鉴定的技术方法和评价标准。然而，该标准在实践应用中仍存在以下不足：其一，室内鉴定以单一指标（f1代存活率）为判定依据，而害螨在抗性寄主上的不利效应是多维度的，除了存活率下降外，还表现为发育历期延长、产卵量减少、孵化率降低和成虫寿命缩短等生命参数的全面劣化。单一存活率指标难以全面、准确地反映木薯品种对叶螨的综合抗性水平。其二，室内与田间鉴定方法缺乏有机衔接。 该标准将室内鉴定（以f1代存活率为指标）与田间鉴定（以螨害指数为指标）作为两套独立方法，未形成从室内快速初筛到田间验证确认的递进式鉴定流程，也未建立室内指标与田间等级之间的对应转换关系。其三，缺乏以高抗和高感双参照品种为基础的连续量化分级体系。该标准虽设置了‘华南205’（感虫对照）和‘c1115’（抗虫对照），但采用固定螨害指数区间进行等级划分（如螨害指数0.1~12.5为高抗、12.6~37.5为抗）。该固定阈值在不同生态区和不同年份间因环境差异缺乏可比性，尚未建立以双参照品种实测均值为锚点的相对评价指标（如相对抗性系数或相对螨害指数），难以实现跨区域、跨批次的鉴定结果比较。

4、当前，各类综合性状优良的木薯新品种不断涌现，其中不乏株型直立、产量突出、淀粉含量高且氢氰酸含量低，兼具鲜食和加工价值的品种，推广潜力巨大，但多数新品种对叶螨的抗螨能力、抗螨机制尚未明确，也缺乏适配的绿色防控栽培措施，无法为其推广种植提供抗螨技术支撑。合理密植作为一项经典的栽培调控技术，可通过改变田间微环境、调节植株间通风透光条件，影响害虫的取食、繁殖和扩散，提高作物产量和质量。但密植密度过高易导致田间郁闭、通风透光不良，反而加重病虫害发生；密度过低则无法充分发挥群体控害效应，还会降低土地利用率和总产量。因此，针对已明确抗螨等级的木薯品种，确定其最适配的密植密度，是实现“抗螨品种+密植控害”协同增效的关键。然而，目前尚未有将木薯品种抗螨性鉴定与配套密植栽培技术相结合的系统性研究报道。

5、综上，现有木薯抗螨性鉴定技术存在室内指标单一、田间周期过长、室内外方法脱节、缺乏双参照量化分级体系等缺陷，且尚未有将抗螨性鉴定与配套密植栽培技术相结合的研究报道。亟须建立一套集木薯品种抗螨性室内快速鉴定与田间验证于一体的标准化方法，并基于鉴定结果制定针对性的密植控害栽培方案，为木薯抗螨品种的筛选与推广提供技术支撑。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种木薯新品种的抗螨性鉴定及新型密植控害栽培方法。本发明首先建立室内快速鉴定与田间验证相结合的标准化抗螨性鉴定方法，明确待测木薯品种的抗螨能力及抗性等级；在此基础上，针对已明确抗螨等级的品种，确定其最适配的区域适宜性密植参数，形成“品种抗螨性鉴定—抗性等级判定—密植控害配套”的协同绿色防控技术模式，从而实现木薯叶螨源头防控与产量提升的协同增效。

2、为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的第一个目的是提供一种木薯新品种的抗螨性鉴定方法，包括以下步骤：

4、s1、室内鉴定

5、（1）供试叶片准备：将高感螨参照品种、高抗螨参照品种、待测木薯新品种的中部成熟叶片背面朝上，置于润湿的保湿基质上；

6、（2）f1代饲养与指标测定：将1日龄雌成螨接种于所述叶片背面，接种24 h后收集由所述1日龄雌成螨产下的卵并除去所述1日龄雌成螨，将所述叶片人工饲养，记录由所述卵孵化的f1代在所述叶片上的发育历期，所述发育历期包括卵期、幼螨期、若螨期和成螨期；待所述f1代发育至成螨后，将所述f1代的雌成螨与雄成螨配对，每日记录单只所述雌成螨的产卵量直至死亡，统计卵孵化率和f1代成虫寿命；每品种至少3组重复，每组重复至少10个叶片，即每品种至少30头独立雌螨；

7、（3）抗螨性判定：分别计算所述高抗螨参照品种、所述高感螨参照品种和所述待测木薯新品种在发育历期、单雌产卵量、卵孵化率、成虫寿命四个指标上的算术平均值；以r代表高抗螨参照品种指标算术平均值，s代表高感螨参照品种指标算术平均值，t代表待测木薯新品种指标算术平均值；依据所述高抗螨参照品种、所述高感螨参照品种和所述待测木薯新品种的四项指标算术平均值，分别计算单雌产卵量相对抗性系数rrc1、卵孵化率相对抗性系数rrc2、成虫寿命相对抗性系数rrc3，再计算综合相对抗性系数rrcavg，根据所述综合相对抗性系数rrcavg的范围，将所述待测木薯新品种的抗螨性判定为高抗螨性、抗螨性、中抗螨性、感螨性或高感螨性；

8、以所有重复组内平均值的算术平均值作为所述发育历期、所述单雌产卵量、所述卵孵化率、所述成虫寿命四个指标上的算术平均值；

9、按以下公式计算所述单雌产卵量相对抗性系数rrc1、所述卵孵化率相对抗性系数rrc2、所述成虫寿命相对抗性系数rrc3；

10、rrc1=(s单雌产卵量-t单雌产卵量)/(s单雌产卵量-r单雌产卵量)×100%；

11、rrc2=(s卵孵化率-t卵孵化率)/(s卵孵化率-r卵孵化率)×100%；

12、rrc3=(s成虫寿命-t成虫寿命)/(s成虫寿命-r成虫寿命)×100%；

13、其中，t单雌产卵量、t卵孵化率、t成虫寿命为所述待测木薯新品种的单雌产卵量算术平均值、卵孵化率算术平均值、成虫寿命算术平均值，s单雌产卵量、s卵孵化率、s成虫寿命为所述高感螨参照品种的单雌产卵量算术平均值、卵孵化率算术平均值、成虫寿命算术平均值，r单雌产卵量、r卵孵化率、r成虫寿命为所述高抗螨参照品种的单雌产卵量算术平均值、卵孵化率算术平均值、成虫寿命算术平均值；

14、按以下公式计算所述发育历期指标相对抗性系数rrc4：

15、rrc4=(t发育历期-s发育历期)/(r发育历期-s发育历期)×100%；

16、其中，t发育历期为待测木薯新品种的发育历期算术平均值，s发育历期为高感螨参照品种的发育历期算术平均值，r发育历期为高抗螨参照品种的发育历期算术平均值；

17、分别取rrc1、rrc2、rrc3、rrc4的算术平均值，计算所述待测木薯新品种的综合相对抗性系数rrcavg；

18、rrcavg=（rrc1+rrc2+rrc3+rrc4）/4

19、当所述rrcavg≥80%时，则判定为高抗螨性；所述60%≤ rrcavg<80%时，则判定为抗螨性；所述40%≤ rrcavg<60%时，则判定为中抗螨性；所述20%≤ rrcavg<40%时，则判定为感螨性；若所述rrcavg<20%时，则判定为高感螨性；

20、s2、田间鉴定

21、（1）选择所述待测木薯新品种、所述高抗螨参照品种、所述高感螨参照品种的种茎进行田间种植，出苗后，每30 d进行一次虫情调查，直至当年木薯收获；

22、（2）每次虫情调查时，从所述待测木薯新品种、所述高抗螨参照木薯品种和所述高感螨参照木薯品种中各随机选取植株，每株所述植株按上、中、下部位各取4片共12片完全展开叶，分别统计每片所述完全展开叶上受害级别、受害级别叶片数、总螨数，并计算所述待测木薯新品种、所述高抗螨参照木薯品种和所述高感螨参照木薯品种的螨害指数i和相对螨害指数rdi，判定待测木薯新品种的田间抗螨性等级；

23、所述螨害指数，单位为%，计算公式如下：i= [∑（叶片受害级别×受害级别叶片数）/（调查总叶片数×最高级代表值）]×100%；

24、其中，所述最高级代表值为4；

25、所述相对螨害指数rdi，单位为%，计算公式如下：rdi=（it-is）/（ir-is）×100%；

26、其中，it为待测品种螨害指数，is为高感螨参照品种螨害指数，ir为高抗螨参照品种螨害指数；

27、（3）抗性判定：rdi ≥ 80%时，判定为高抗螨性；60% ≤ rdi<80%时，判定为抗螨性；40% ≤ rdi<60%时，判定为中抗螨性；20% ≤ rdi<40%时，判定为感螨性；rdi<20%时，判定为高感螨性；

28、s3、综合判定

29、当所述待测木薯新品种的室内抗螨性等级与所述待测木薯新品种的田间抗螨性等级不一致时，以田间抗螨性等级为准；若田间鉴定因不可控因素无法获得可靠数据，则以所述待测木薯新品种的室内抗螨性等级为准；

30、所述高感螨参照木薯品种为‘sc205’，所述高抗螨参照木薯品种为‘c1115’。

31、本发明的有益效果是：本发明明确以‘c1115’（抗螨）和‘sc205’（感螨）作为代表性参照品种，以发育历期、单雌产卵量、卵孵化率和成虫寿命四个核心生命参数构建室内评价指标体系，全面涵盖害螨的生长发育、繁殖力和存活能力三大维度，克服了现有标准中仅以f1代存活率为单一判定指标的缺陷；同时，首创性地提出“综合相对抗性系数（rrc_avg）”这一量化评价指标，将待测品种的均值定位于高抗与高感两个端点之间的相对位置，克服了固定螨害指数阈值在不同年份和生态区间缺乏可比性的缺陷，鉴定结果客观可重复；本发明通过s1室内快速初筛和s2田间验证确认的有机结合，并明确“田间优先、室内补充”的综合判定规则，形成了“室内初筛→田间验证→综合判定”的递进式双轨鉴定流程，既保证了鉴定效率又确保了结果可靠性，克服了现有技术中室内外方法脱节的技术问题；尤为重要的是，本发明室内鉴定仅需15~25天即可完成抗性初判，相比传统田间鉴定方法历时12个月以上，可将抗性种质的早期筛选周期缩短90%以上，使育种者在品种选育早期即可淘汰感螨材料、聚焦抗螨优良株系，大幅压缩木薯抗螨品种的选育年限。本发明方法适用于各类木薯新品种（系），不受品种类型和种植区域限制，为木薯抗螨品种的筛选、鉴定与推广提供了标准化的技术支撑。

32、进一步，所述相对抗性系数表示待测木薯新品种的指标算术平均值在高抗螨参照品种与高感螨参照品种之间的相对位置：

33、当rrc接近0%时，表示待测品种的表现接近高感螨参照品种；当rrc接近100%时，表示待测品种的表现接近高抗螨参照品种；当rrc在0%~100%之间时，表示待测品种的抗性水平介于高感与高抗之间。

34、进一步，步骤s2（1）中，所述田间种植具体参照ny/t 2445-2013《木薯种质资源抗虫性鉴定技术规程》执行。

35、进一步，所述保湿基质为海绵。

36、进一步，步骤s1（1）中所述接种量为100头/叶；所述1日龄雌成螨为从后若螨发育而来的大小、发育一致的1 d龄雌成螨。

37、进一步，步骤s2（1）中，所述田间鉴定在不同年份重复进行，重复次数至少为3次。

38、采用上述进一步方案的有益效果是：本发明采用海绵作为保湿基质，吸附性强、保水持久，能够保持木薯叶片在鉴定周期内持续鲜活，为供试叶螨提供稳定的取食环境；限定接种量为100头/叶，并采用大小、发育一致的后若螨发育而来的1日龄雌成螨作为接种体，有效排除了虫体差异对试验结果的影响，保证了各处理间虫源的一致性和试验结果的可靠性；田间虫情调查在不同年份至少重复3次，有效规避了单一年份气候波动等不可控因素导致的偶然性误差，确保田间抗螨性鉴定结果的稳定性和准确性，为木薯新品种抗螨能力的系统评价提供了可靠的数据支撑。

39、进一步，步骤s2（2）中所述受害级别的分级标准具体为：0级，无受害症状；1级，黄白色小斑点占叶面积<25%；2级，黄褐/锈红斑占叶面积26%~50%；3级，黄褐/锈红斑面积占51%~75%，或叶片卷缩；4级，黄褐/锈红斑面积≥76%，叶片焦枯脱落。

40、采用上述进一步方案的有益效果是：本发明直接引用ny/t 2445-2013中朱砂叶螨和木薯单爪螨为害分级标准（0~4级），确保分级方法与行业现行标准保持一致，具有良好的兼容性和可操作性；该分级标准与本发明中螨害指数计算公式和相对螨害指数判定规则形成完整的田间评价链条，实现了抗性水平由定性描述向定量判定的转变，极大地方便了育种工作者和农技人员对不同木薯品种进行快速、准确的抗性分类与比较，为制定差异化的田间害螨管理策略提供了直接依据。

41、进一步，步骤s1中所述收集的卵量，确保每个品种每个虫态（卵期、幼螨期、若螨期和成螨期）至少观察10头试虫。

42、进一步，s1中所述f1代的雌成螨与雄成螨按1:1配对。

43、进一步，步骤s1（1）中所述人工气候箱的培养条件为：温度28±1℃、相对湿度75%±5%、光照周期14(l)：10(d)。

44、采用上述进一步方案的有益效果是：本发明通过设置标准化的人工气候箱培养条件，确保了各处理组试虫处于一致的温湿度和光照环境中，消除了环境因素对叶螨生长发育的干扰，保证了不同品种间指标测定的可比性和试验结果的可靠性；通过确保每个品种每个虫态至少观察10头试虫，保证了各发育阶段样本量的统计学要求，使测得的发育历期数据具有统计学意义；同时将f1代雌成螨与雄成螨按1:1配对，模拟了自然状态下的性比结构，使产卵量、孵化率和成虫寿命等繁殖力参数的测定更贴近真实生物学规律，提高了鉴定结果的准确性。本发明不仅可完成各类木薯新品种的抗螨性分级判定，还通过系统测定发育历期、单雌产卵量、卵孵化率和成虫寿命四个核心生命参数，全面解析了木薯新品种对叶螨生长发育和繁殖的抑制效应，为深入阐释木薯品种的抗螨机制提供了翔实的生物学数据支撑，为后续抗螨品种的精准利用和配套控害栽培模式的优化提供了重要的理论依据。

45、本发明的第二个目的是提供一种木薯新型密植控害栽培方法，采用所述抗螨性鉴定方法鉴定的木薯新品种进行种植，所述步骤具体如下：

46、（1）种茎处理：选择健壮、无病虫害、无损伤、芽眼饱满的经前述抗螨性鉴定方法筛选出的木薯新品种的种茎段，对种茎段的切口进行消毒、晾干；

47、（2）地块选择与整地施肥：选择地势平坦、排水良好的地块，深耕所述地块并平整后，施入基肥，翻耕混匀；

48、（3）密植定植：待气温稳定在15℃以上、降雨后土壤0~20cm层湿润时，采用单垄等边三角形密植模式进行定植；将所述种茎段斜插入土壤中、压实土壤，按常规田间管理方案进行管理；

49、（4）虫情监测与科学用药：待木薯齐苗后，每10天~15天进行一次虫情监测；当单叶平均虫口密度超过10头或被害株率达到10%时，喷施生物药剂进行防控；

50、（5）收获：植后8~10个月，当木薯植株中下部叶片开始变黄、脱落，块根停止膨大时，即可收获木薯。

51、本发明的有益效果是：本发明构建了“木薯新品种抗螨性精准鉴定—品种自身抗螨—适配密植控害—配套绿色管理”的协同防控技术模式，通过单垄等边三角形密植优化田间群体结构和通风透光条件，在品种自身抗性的基础上进一步强化了不利于叶螨滋生和扩散的田间微环境，实现了抗螨品种源头控害与密植栽培环境调控的协同增效；全程优先采用阿维菌素、苦参碱或印楝素等生物药剂进行虫情防控，避免了化学杀螨剂带来的抗药性和环境污染问题，减少农药、化肥用量，有效降低了生产成本和生态环境压力；同时，该密植模式通用性强、可跨区域应用，能充分发挥各类抗螨木薯新品种的高产潜力，提升木薯产量和品质，进而增加种植户经济效益，为木薯新品种的规模化推广和产业绿色可持续发展提供了有力的技术支撑。

52、进一步，步骤（1）中所述种茎段的长度为15 cm~20 cm，保留2~3个芽眼；

53、步骤（1）中所述消毒方法为种茎段切口蘸取草木灰，或使用50%多菌灵可湿性粉剂1000倍液浸泡3~5分钟，晾干水分后使用。

54、进一步，步骤（2）中所述的深耕深度为25 cm~30cm；

55、步骤（2）中所述的地块应避免选择前茬种植易滋生叶螨的作物地块；

56、步骤（2）中所述的基肥包括生物有机肥、磷肥、复合肥，所述基肥用量为每667 m2施所述生物有机肥500 kg~800 kg、所述磷肥50 kg和所述复合肥30 kg~40 kg；

57、所述复合肥中n元素、p2o5、k2o的质量比为15:15:15。

58、进一步，步骤（2）中所述的地块应避免选择前茬种植瓜类、玉米等易滋生叶螨的作物地块。

59、进一步，步骤（3）中所述单垄等边三角形密植模式，株距为60 cm；

60、所述种茎段定植时，插入深度为所述种茎段长度的1/2~2/3，芽眼朝上；

61、所述田间管理具体为：木薯封行前，根据杂草生长情况，进行人工除草；定植后30~40天，所述抗螨木薯新品种的幼苗长至20 cm~30 cm时，结合中耕除草追施一次苗肥；定植后90~120天的块根膨大期，追施一次膨大肥。

62、采用上述进一步方案的有益效果是：规范了木薯抗性鉴定试验的种植材料与定植操作，确保了试验基础的统一性与可靠性。

63、进一步，步骤（3）中所述的追施一次苗肥具体为每667 m2追施尿素5 kg~7 kg和复合肥10 kg~15 kg；所述的追施一次膨大肥具体为每667 m2追施复合肥10  kg~15 kg和钾肥10 kg~15 kg；

64、所述复合肥中n元素、p2o5、k2o的质量比为15:15:15。

65、进一步，步骤（4）中所述生物药剂为1.8 %阿维菌素乳油5000倍液、0.3%印楝素乳油500~800倍液或1%苦参碱可溶液剂500~800倍液；

66、步骤（4）中所述喷施的时间为阴天和/或傍晚，每7天~10天喷施一次，连续喷施2次。

67、采用上述进一步方案的有益效果是：本发明在抗螨品种源头控害和密植环境调控的基础上，进一步优化了栽培管理细节；通过选择避免前茬瓜类、玉米等地块，从源头降低了叶螨的初始虫源基数；基肥以生物有机肥为主、化肥为辅，结合苗期和块根膨大期两次精准追肥，在促进幼苗生长和块根发育的同时，避免氮肥过量施用导致的植株徒长和叶螨滋生；防控药剂优选阿维菌素、印楝素或苦参碱等生物源农药，于阴天或傍晚施用以减少强光分解，提高药剂利用效率，农药化肥用量较传统栽培减少30%~40%，有效降低了产地环境污染风险；同时，通过合理密植与精准水肥管理协同增效，平均螨害指数较传统栽培显著降低50.4%、鲜薯产量增产21.3%，实现了叶螨绿色防控与高产栽培的协同目标，形成了“抗螨品种—密植调控—绿色管理”三位一体的木薯叶螨绿色防控与高产高效栽培技术体系。

68、进一步，步骤（3）中整个生育期，避免田间积水，雨后及时排水，防止土壤湿度过大引发的根腐病等病害。

69、进一步，步骤（5）中所述收获后及时清除田间残株、落叶，集中深埋或烧毁，可减少叶螨越冬虫源，为下一季栽培奠定基础。