《Pest Management Science》：Intercropping with legumes can reduce insect pest pressure but does not increase yield in winter oilseed rape (Brassica napus L.)
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背景：冬油菜（WOSR，Brassica napus）是一种主要的粮食、饲料和能源作物，严重依赖农药和化肥以获得最大产量。研究人员测试了冬油菜与豆科植物（耐霜春蚕豆、耐霜埃及三叶草或耐冬豌豆）间作以减少冬油菜害虫复合体的丰度和危害、增强生物防治并以生态系统功能
背景：冬油菜（WOSR，Brassica napus）是一种主要的粮食、饲料和能源作物，严重依赖农药和化肥以获得最大产量。研究人员测试了冬油菜与豆科植物（耐霜春蚕豆、耐霜埃及三叶草或耐冬豌豆）间作以减少冬油菜害虫复合体的丰度和危害、增强生物防治并以生态系统功能替代合成输入的潜力。每种间作在不同的作物管理实践（完全或减少的肥料和农药投入、冬油菜行距以及豆科作物相对于冬油菜的播种时间）下进行测试。结果：与冬油菜单作相比，冬油菜-春蚕豆间作平均将茎跳甲（CSFB）幼虫的丰度从每株6.87减少到3.48，但相对于同时播种，将三叶草或春蚕豆间作延迟10天播种会使每株茎跳甲幼虫从3.17增加到5.52。与冬油菜单作相比，冬油菜-春蚕豆间作还将花粉甲虫芽损害减少了34%（95% CI：16%，48%）。花粉甲虫和种子象甲（cabbage seed weevil）的寄生率不受间作或作物管理的影响。与冬油菜单作相比，冬油菜-春蚕豆间作中冬油菜种子产量（kg ha?1）降低了35%（95% CI：13%，51%），低投入系统相比高投入系统降低了38%（95% CI：26%，47%）。结论：研究结果证实，冬油菜与耐霜豆科植物间作可以减少虫害压力，但也突出了与冬油菜产量的权衡以及豆科作物相对于冬油菜播种时间的重要性。
**论文解读文章**
**研究背景、问题与意义**
冬油菜（WOSR，Brassica napus L.）是全球重要的粮食、饲料和能源作物，在谷物主导的种植体系中作为宝贵的轮作作物。欧洲主要种植冬季型冬油菜，生长期长（8-9月播种，次年7-8月收获），易受多种害虫（如茎跳甲CSFB、花粉甲虫、种子象甲和荚瘿蚊）的持续攻击，造成严重产量损失。目前，化学合成杀虫剂是主要的防治手段，但农药使用限制增加、抗药性发展导致药效下降，同时杀虫剂对寄生蜂等天敌的负面影响可能适得其反。此外，冬油菜对氮肥和除草剂的依赖也带来环境问题。因此，亟需设计环境友好型的冬油菜种植体系，用生态系统功能替代外部合成投入，同时维持高产。
作物多样化间作（intercropping），即同时种植两种或更多作物，可提供农艺和环境效益，是减少化学合成投入的有前景策略。豆科植物通过共生固氮能减少氮肥需求，耐霜豆科作为服务作物可在冬季霜冻死亡前提供生态系统服务。已有研究显示，豆科间作可降低冬油菜害虫丰度和危害，并可能提高产量。然而，间作对害虫生物防治（如寄生蜂）的效果评估较少，且不同作物管理实践（行距、播种时间、投入水平）如何影响间作效益与权衡仍不明确。为此，本研究旨在评估冬油菜与不同豆科间作（耐霜春蚕豆、耐霜埃及三叶草、耐冬豌豆）在不同管理实践下对害虫丰度、作物损害、生物防治和种子产量的影响，以期为农民决策提供依据。论文发表在《Pest Management Science》。
**主要关键技术方法**
研究人员在瑞典南部瑞典生态系统科学基础设施（SITES）研究站L?nnstorp（55°40′08.3″N 13°06′09.9″E）开展了为期两年（2022/2023和2023/2024）的田间试验，采用随机区组设计，4个区组，每个区组包含15×6 m的小区。设置冬油菜单作以及冬油菜与春蚕豆、三叶草、豌豆的间作处理，结合不同输入水平（高投入：100%推荐化肥农药；低投入：75%化肥、无农药）、冬油菜行距（窄12.5 cm、宽50 cm）和豆科相对播种延迟（0天、10天、6周）。测量指标包括：植物密度、茎跳甲幼虫数（通过解剖茎秆）、花粉甲虫芽损害和每主花序无梗茎比例、花粉甲虫幼虫及其寄生率（用水盘收集后解剖）、种子象甲侵染和寄生率（收集荚果孵化）、荚瘿蚊损害荚比例（目测黄肿荚）以及冬油菜种子产量（收获中心区域，9%含水量）。统计分析使用广义线性混合模型（glmmTMB），包括固定效应（种植系统、输入水平、行距、播种延迟及其交互）和随机效应（区组嵌套于年份），并用类型II方差分析评估显著性。
**研究结果**
**3.1 冬油菜（WOSR）植物密度**
冬油菜平均密度为30.8株/m
2，因种植系统而异。冬油菜单作的植物密度比冬油菜-春蚕豆间作高21%（95% CI：2%，42%），冬油菜-豌豆和三叶草间作处于中间水平，差异不显著。
**3.2 茎跳甲（CSFB）幼虫、植物生物量和茎直径**
平均每株有4.3头茎跳甲幼虫，受种植系统、播种延迟和输入水平影响。冬油菜-春蚕豆间作的幼虫数比单作减少49%（从6.87降至3.48/株，减少98%但区间宽）。同时播种比延迟10天播种减少43%幼虫（从5.52降至3.17/株）。高投入处理比低投入减少25%幼虫。植物鲜重和茎直径在单作和同时播种时更高，与幼虫丰度负相关。
**3.3 花粉甲虫和寄生率**
每主花序平均4.8个受损芽。冬油菜-春蚕豆间作比单作减少34%芽损害（95% CI：16%，48%）。无梗茎比例（平均0.28）不受处理影响。花粉甲虫幼虫平均10.7头/盘，寄生率0.68，均不受处理影响。
**3.4 种子象甲（cabbage seed weevil）和寄生率**
平均每株4.3头种子象甲侵染荚果，不受处理影响。幼虫寄生率平均0.69，虽趋向受播种延迟和交互影响，但事后检验无显著差异。
**3.5 荚瘿蚊（brassica pod midge）**
每主花序平均0.24比例的荚果受损。冬油菜-春蚕豆间作的损害比例比冬油菜-豌豆间作低42%（比值比95% CI：0.275，0.862），冬油菜单作和冬油菜-三叶草间作居中。
**3.6 冬油菜（WOSR）产量**
平均产量1454 kg/ha（9%水分）。冬油菜-春蚕豆间作比单作低35%（95% CI：13%，51%）。低投入比高投入低38%（95% CI：26%，47%）。交互作用趋势表明在高投入下各系统产量差异明显，低投入下无差异。
**讨论总结与结论**
讨论指出，冬油菜-春蚕豆间作有效降低了茎跳甲幼虫（低于5头/株阈值）和花粉甲虫芽损害，但未提高产量反而降低，这与前人部分研究（法国试验增产）相悖。可能原因是北欧短秋季和低光照限制了豆科固氮贡献，且春蚕豆秋季生物量竞争或倒伏导致产量损失。播种时间至关重要：延迟10天显著增加幼虫，表明同时播种是关键。生物防治（寄生率）未受间作影响，可能与小区小、距离近有关，但整体寄生率较高（>0.68），证明天敌重要性。荚瘿蚊在春蚕豆间作中损害低于豌豆间作，可能与越冬豆科对宿主选择干扰不同有关。产量权衡普遍存在：三叶草和豌豆间作未影响产量但未改善害虫控制。研究结论翻译如下：“研究结果证实，冬油菜与耐霜豆科植物间作可以减少虫害压力，但也突出了与冬油菜产量的权衡以及豆科作物相对于冬油菜播种时间的重要性。”总体而言，环境和管理实践对间作效果的依赖性既是挑战也是障碍，需要进一步理解背景依赖机制，以在实践中通过间作实现生态系统服务替代外部投入。
