溫度對馬鈴薯棉蚜生長發育及種群增長的影響

周曉榕，卜慶國，龐保平

(內蒙古農業大學農學院，呼和浩特 010019)

棉蚜Aphis gossypii Glover 又稱瓜蚜，廣泛分布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區，是棉花、瓜類等農作物的重要害蟲(Kersting et al.，1999)。溫度是調節昆蟲種群動態、發育速率和季節發生的關鍵因子。關于溫度與棉蚜生長發育及種群增長的關系已有大量的研究，主要集中于棉花(吳孔明和劉芹軒，1992;Kersting et al.，1999;Xia et al.，1999;劉向東，2000;劉健等，2003;Parajulee，2007;苗偉等，2008)、瓜類作(Aldyhim and Khalil，1993;Kocourek et al.，1994;van Steenis et al.，1995;龐保平等，1999;周瓊等，2002;Zamani et al.，2006) 及柑橘(Komazaki，1982)。馬鈴薯營養價值高、產量高、用途廣、適應性強，已成為世界上僅次于水稻、小麥的第三大糧食作物。蚜蟲是馬鈴薯上常見的害蟲，不僅直接影響馬鈴薯的產量和品質，而且是傳播馬鈴薯病毒的主要昆蟲媒介。在內蒙古、寧夏、黑龍江等我國馬鈴薯主產區，棉蚜是發生數量和范圍僅次于桃蚜Myzus persicae 的馬鈴薯蚜蟲(周艷麗和楊驥，2004;董風林等，2010;卜慶國等，2013)。然而，有關馬鈴薯上棉蚜的生物學特性卻了解的很少。因此，作者研究了溫度對棉蚜在馬鈴薯上的生長發育及種群增長的影響，以期為馬鈴薯蚜蟲的監測預警提供必要的基礎。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

從內蒙古大學內蒙古馬鈴薯工程技術研究中心農場馬鈴薯田采回棉蚜，接種于盆栽馬鈴薯苗上繁殖3 代以上作為供試蟲源。

1.2 實驗方法

參考劉樹生(1987)的新葉圓片法，取一透明飲料瓶，剪去上部圓錐部分，保留底部圓柱部分。將一馬鈴薯葉片(品種為費烏瑞特)葉面朝下用1%瓊脂糖凝膠粘在塑料瓶底部，在其上放置1 頭12 h 內產出的1 齡無翅若蚜，瓶口處用橡皮筋將黑色(便于觀察脫皮情況)塑料薄膜覆蓋固定，將瓶底部朝上放于人工氣候箱中，每12 h 觀察記錄蚜蟲的蛻皮、生殖、死亡情況。設置10、15、20、25 和30℃等5 個溫度處理，光照16L∶8D，相對濕度60%±10%。每個溫度處理設30 個重復。

1.3 數據分析

根據有效積溫法則R=(T-C)/K，計算馬鈴薯棉蚜的發育起點溫度(C)和有效積溫(K);根據實驗數據組建馬鈴薯蚜蟲實驗種群生命表，計算平均世代歷期(T)、凈增值率(R0)、內稟增長率(rm)和種群加倍時間(D)等生命表參數(丁巖欽，1994)。存活曲線應用Weibull 分布進行擬合(Pinder，1978)，公式為:存活率Sp (t)=exp［-(t/b)c］，t 、b、c ＞0，其中b 為尺度參數，c 為形狀參數。當c ＞1 時，存活曲線為Ⅰ型;當c=1 時，存活曲線為Ⅱ型;當c＜1 時，存活曲線為III 型。如果c 值相同，b 值越大，存活率越高。

應用DPS 9.5 數據處理系統進行統計分析，不同處理之間的差異比較采用ANOVA 法，多重比較采用LSD 法。

2 結果與分析

2.1 溫度對棉蚜生長發育及生殖力的影響

從表1 可知，溫度對棉蚜在馬鈴薯上的發育歷期和生殖力具有顯著的影響 (P＜0.05)。在10℃-25℃范圍內，各齡發育歷期、若蚜期、世代歷期均隨溫度的升高而縮短，處理間差異顯著，但在25℃與30℃下的差異不顯著。隨著溫度從10℃上升到30℃，成蚜產仔期和壽命分別從26.18 d 和53.03 d 縮短至6.84 d 和14.6 d，處理間差異顯著(P＜0.05)。棉蚜總產仔量在15℃-25℃時最高，與其它處理差異顯著(P＜0.05)，其次為10℃，30℃時最低。日均產仔量在25℃時最高，與其它處理差異顯著(P＜0.05)，其次為20℃和30℃，最低為10℃。上述結果說明，25℃最適合于棉蚜的生長發育和繁殖，10℃的低溫和30℃的高溫均不利于棉蚜在馬鈴薯上生長發育和繁殖。

2.2 棉蚜的發育起點溫度和有效積溫

線性模型很好地描述了溫度與馬鈴薯棉蚜不同發育階段發育速率的關系(表2)。1 齡若蚜發育起點溫度最高(5.93℃)，3 齡最低(4.09℃)。4 齡若蚜有效積溫最大(28.36 日度)，2 齡若蚜最小(22.29 日度)。完成1 個世代需要的有效積溫為110.84 日度，發育起點溫度為4.56℃。

表1 不同溫度下馬鈴薯棉蚜的發育歷期和生殖力Table 1 Developmental duration and fecundity of Aphis gossypii reared on potato at different temperatures (mean±SE)

表2 馬鈴薯棉蚜的發育起點溫度和有效積溫Table 2 Lower developmental threshold and thermal constant of Aphis gossypii reared on potato

2.3 不同溫度下棉蚜的存活曲線

從表3 可知，在10℃條件下，馬鈴薯棉蚜存活曲線c 值約等于1，說明在10℃的低溫條件下，棉蚜存活曲線為II 型存活曲線，即棉蚜各發育階段的死亡率基本相同(圖1)。在15℃-30℃范圍內，c 值均遠遠大于1，說明在此溫度范圍內，棉蚜的存活曲線為I 型存活曲線，即死亡主要發生在生活史的后期(圖1)。在15℃-25℃范圍內，棉蚜若蚜期存活率最高，其次為30℃，最低為10℃。利用存活曲線的參數估計，棉蚜在馬鈴薯上的適宜存活溫度為15℃-25℃。

表3 不同溫度下馬鈴薯棉蚜存活曲線的參數估計Table 3 Parameter estimation on survival curves of Aphis gossypii reared on potato at different temperatures (mean±SE)

圖1 不同溫度下馬鈴薯棉蚜的存活曲線Fig.1 Survival curves of Aphis gossypii reared on potato at different temperatures

2.4 溫度對棉蚜種群生命表參數的影響

從表4 可知，棉蚜平均世代歷期隨溫度上升而縮短，從10℃時的28.89 d 縮短至30℃時的7.53 d。在15℃-25℃時，凈增值率(63.22-69.34)遠高于10℃ (26.73)及30℃ (20.12)時的凈增值率。內稟增長率在25℃時最大;雖然30℃時凈增值率最小，但由于此溫度下發育速率最快，其內稟增長率僅次于25℃;再次為20℃;10℃時，內稟增長率最低，僅為0.1137。在25℃時，種群增長1 倍僅需1.55 d，而10℃時，需要6.10 d。利用種群生命表參數研究表明，馬鈴薯棉蚜種群增長的最適溫度為25℃，其次為30℃，再次為20℃，最次為10℃。

表4 不同溫度下馬鈴薯棉蚜種群生命表參數Table 4 Life table parameters of Aphis gossypii populations reared on potato at different temperatures

3 結論與討論

國內外研究表明溫度對棉蚜生長發育、存活和繁殖有顯著的影響，但不同地理種群和寄主作物下的發育歷期和內稟增長率等種群參數差異較大(表5)。本文結果表明，棉蚜在馬鈴薯上的最適發育溫度為25℃，與吳孔明和劉芹軒(1992)的結果相近(26℃)，但低于大多數的研究結果(30℃) (Aldyhim and Khalil，1993;Kocourek et al.，1994;van Steenis et al.，1995;Kersting et al.，1999 ;龐保平等，1999;Xia et al.，1999;劉向東等，2000;Parajulee，2007;苗偉等，2008)。棉蚜在馬鈴薯上種群增長最快的(rm最大)溫度也為25℃，與Aldyhim 和Khalil (1993)、van Steenis 和 El-Khawass (1995)、Xia 等(1999)、Zamani 等(2006)及Parajulee (2007)的結果相同，但低于Kersting 等(1999)、吳孔明和劉芹軒 (1992)和Kocourek 等 (1994)的30℃，高于Komazaki (1982)的19.8℃。從表5可以看出，在相同的溫度下，黃瓜上棉蚜若蚜的發育速率快于棉花上的棉蚜;在10℃的低溫下，黃瓜和棉花上棉蚜的發育歷期遠長于南瓜和馬鈴薯上棉蚜的發育歷期。在相同的溫度下，不同地區和寄主上棉蚜的內稟增長率存在一定的差異。造成差異的原因可能與地理種群和寄主植物不同有關，也可能與研究方法不同有關。在寄主植物和溫度相同的條件下，棉蚜的發育速率和內稟增長率在盆栽植株葉片上通常高于離體葉片上，可能是離體葉片營養條件較差或機械損傷產生誘導抗性(李艷艷等，2013)，抑制了棉蚜的生長發育。另一方面，本文馬鈴薯上棉蚜的發育起點溫度和有效積溫分別為4.56℃和110.84 日度，與同一地區黃瓜上棉蚜的非常接近(4.52℃和120.23日度) (龐保平等，1999)，低于其它地區棉花上(6.2℃-7.1℃)(Kersting et al.，1999;Xia et al.，1999;Parajulee，2007) 和黃瓜 (6.19℃)(Zamani et al.，2006)的發育起點溫度，但遠高于柑橘上(-0.4℃)(Komazaki，1982)的發育起點溫度;有效積溫略高于Kersting 等 (1999)的108.9 日度、Zamani 等(2006)的97.09 日度和Kocourek 等(1994)的90.1 日度，但低于Xia 等(1999)的168.8 日度和Komazaki (1982)的181.8 日度。綜上所述，棉蚜對溫度的生理響應與寄主植物和地理種群有關。

表5 國內外對棉蚜生長發育研究的比較Table 5 Comparison of studies on the growth and development of Aphis gossypii

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