不同溫度對設施大棚內西葫蘆病毒病防控的影響

秦一帆，楊玉花，張曉宇

（1.山西省農業科學院農產品貯藏保鮮研究所，山西太原030031；2.山西省農業科學院農作物品種資源研究所，山西太原030031）

華北地區夏季種植西葫蘆正處于大田蔬菜與 冬季日光溫室生產的空檔，是茄果類蔬菜生產的淡季、需求的旺季，產量大、價格高、效益好。然而，華北地區6—7 月份正值高溫干旱天氣，西葫蘆病毒病經常發生，輕者造成減產，重者絕收，給菜農造成了極大的經濟損失。西葫蘆病毒病又稱花葉病，是西葫蘆的一種重要病害，露地栽培發生嚴重，流行年份會減產50%以上。西葫蘆病毒病的病原主要有黃瓜花葉病毒（Cucumer mosaic virus，CMV）、西瓜花葉病毒（Watermelon mosaic virus，WMV）、小西葫蘆黃花葉病毒（Zucchini yellow mosaic virus，ZYMV）、番木瓜環斑病毒（Papaya ring sopt virus，PRSV-W）、南瓜花葉病毒（Squash mosaic virus，SqMV）和煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）。

西葫蘆病毒病在田間傳播主要通過介體蚜蟲進行非持久性傳播，蚜蟲的種群數量、蚜蟲的帶毒率和蚜蟲的傳毒效率等因素都會影響病毒病的發生，而這些因素往往受環境條件尤其是溫度條件的影響較大。首先，溫度是影響蚜蟲發育最為關鍵的因子之一，氣溫16～22 ℃是蚜蟲最適宜的繁殖溫度[1]。目前，已有研究表明，高溫可以有效殺死蚜蟲，苗偉等[2]研究認為，35 ℃是新疆棉蚜的致死溫度；馬罡等[3]研究指出，36 ℃時若蚜4 d 后的死亡率可達99%，不能完成發育。溫度是影響蚜蟲運動和取食行為的主要因素[4]，而這些行為很大程度上影響了蚜蟲的傳毒效率。DAMSTEEGT 等[5]研究認為，20～22 ℃時蚜蟲傳播和獲得大豆矮縮病毒（Soybean Dwarf Virus，SDV）的效率均高于10～11 ℃。可見，調節環境溫度既是控制蚜蟲數量的有效手段，也可通過降低蚜蟲傳毒效率達到防治病毒病的目的。相比于目前普遍使用的化學防治方法，通過環境調控防治蚜蟲、控制病毒病發生，在減少農藥投入成本的同時，還可以有效地降低農藥殘留，減少對生態環境的污染，從而達到可持續發展的和諧農業經濟。因此，環境調控防治蚜蟲具有較高的經濟效益、社會效益和生態效益。

然而，西葫蘆耐高溫能力較弱，當環境溫度高于35 ℃時花器發育不良，40 ℃以上即停止生長[6]，高溫脅迫可使西葫蘆生長受抑制、結果延遲且結果少、保護系統遭到破壞導致病蟲害發生等，嚴重影響西葫蘆的產量、品質和效益[7-8]。因此，找到一種既能有效防治蚜蟲進而防控病毒病的發生，又能保證不影響西葫蘆產量、品質的設施環境調控方法是目前的當務之急。

目前，有關西葫蘆病毒病的研究主要集中在化學防治及介體昆蟲的生長繁殖溫度上。而通過環境調控防治西葫蘆病毒病的研究尚未見報道。

本試驗在夏季種植西葫蘆的塑料大棚內，利用高壓噴霧系統、外遮陽網及風口通風等措施設置了4 個不同的溫度處理，通過調查蚜蟲蟲口數量和帶毒率、以及西葫蘆病毒病發病率及病情指數，研究不同溫度條件對西葫蘆病毒病的防控效果；同時通過調查果實數目、畸形果率及產量等相關性狀研究不同溫度條件對西葫蘆經濟效益的影響，旨在兼顧西葫蘆生產的經濟效益的前提下，最大限度控制病毒病的發生，為夏季栽培西葫蘆提供理論指導。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試材料為耐熱抗病毒病的西葫蘆品種潘多拉和不耐熱感病毒病的品種亮麗。

1.2 試驗設計

2015 年7 月，在山西省農業科學院東陽基地將667 m2大棚用棚膜平均分為4 個獨立的小棚，利用高壓噴霧系統[9]、遮陽網及風口通風等措施設置了4 個不同的溫度處理，分別為高溫（30～45 ℃）、低溫（15～25 ℃）、常溫（25～35 ℃）、短高溫（每天高溫40～45 ℃2 h，選擇晴天9：00—10：00，關閉大棚全部風口，持續2 h 左右結束，然后逐步敞開風口，并打開高壓噴霧系統，部分打開遮陽網，使溫度保持在15～25 ℃）。每個溫度處理內設2 個品種處理，分別為耐熱抗病毒病的西葫蘆品種潘多拉和不耐熱感病毒病的品種亮麗。選擇的地塊大小相近，地面平整，進行常規水肥管理。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 不同溫度條件下蚜蟲蟲口數量的調查及蚜蟲帶毒率檢測 2015 年7 月7 日開始對山西省農業科學院東陽基地設施西葫蘆蚜蟲發生情況進行調查，采用系統調查法，每隔5 d 定點進行觀察。通過5 點取樣法取5 個調查區域，每個區域選取10 株，共50 株，調查并記錄每株的蚜蟲數量。于7 月27 日對每個處理隨機取20 頭蚜蟲進行帶毒率（帶毒率＝PCR 檢測陽性蚜蟲數/20）檢測。蚜蟲的總RNA 的提取采用TRIzol 法。采用TaKaRa 公司的PrimeScript RT reagent Kit with gDNA Eraser 試劑盒合成cDNA。采用王威麟等[10]的多重PCR 方法對侵染西葫蘆的5 種病毒ZYMV、WMV、TMV、SqMV 和CMV 進行檢測。

1.3.2 不同溫度條件下西葫蘆病毒病發生情況調查 2015 年7 月中旬在山西省農業科學院東陽基地對4 個處理的大棚內西葫蘆病毒病發生情況進行調查，選擇調查的大棚分別種植感病品種亮麗和抗病品種潘多拉2 個品種，每個品種采取5 點取樣法，每個大棚共調查100 株，將獲得的數據按以下公式和病情分級標準計算發病率及病情指數。

病情分級標準為0 級，全株無病；1 級，心葉脈明或輕微花葉，病株無明顯矮化；3 級，1/3 葉片花葉但不變形，或病株矮化為正常株高的3/4 以上；5 級，1/3～1/2 葉片花葉，或少數葉片變形，或主脈變黑，或病株矮化為正常株高的2/3～3/4；7 級，1/2～2/3葉片花葉，或變形或主側脈壞死，或病株矮化為正常株高的1/3～2/3；9 級，全株葉片花葉，嚴重變形或壞死或病株矮化為正常株高的1/2 以上。

病情指數＝∑（各級病株或葉數×該病級值）/（調查總株數或葉數×最高級值）×100 （1）

1.3.3 不同溫度條件下西葫蘆產量等相關性狀調查 2015 年8 月上旬開始在山西省農業科學院東陽基地對4 個處理的大棚西葫蘆進行產量及畸形瓜（主要為尖嘴瓜）率進行調查統計，每個處理取3 次重復，每個重復取10 株進行調查。

1.4 數據分析

采用Excel 2010 和SPSS 13.0 軟件分析數據。

2 結果與分析

2.1 溫度對蚜蟲蟲口數量和帶毒率的影響

從表1 可以看出，在7 月7 日（西葫蘆幼苗定植到大棚后5 d）除高溫處理與常溫處理差異不顯著外，其余溫度處理的蚜蟲蟲口數量差異顯著；7 月12 日調查結果表明，常溫處理的蚜蟲數量大幅增加，達到134.20 頭/10 株，顯著高于其他處理，低溫處理的蚜蟲數量也有大幅增加，達到128.60 頭/10 株，高溫處理和短高溫處理增幅較小；7 月17 日常溫處理和低溫處理的蚜蟲數量依舊大幅增加，分別達到381.60，224.80 頭/10 株，而高溫和短高溫處理的蚜蟲數量增幅均較小；7 月22 日低溫處理的蚜蟲數量增加最為明顯，達到了293.60 頭/10 株，高溫處理則略有減少，常溫與短高溫增幅較少；7 月27 日各處理的蟲口數量與5 d 前相比均無明顯變化。于7 月27 日對蚜蟲的帶毒率PCR 檢測結果表明，在高溫條件下并未捕捉到帶毒蚜蟲，帶毒率為0%；常溫條件下蚜蟲的帶毒率最高，為55%；低溫條件下捕捉到10 頭帶毒蚜蟲，帶毒率為50%；短高溫處理下的帶毒率略高于高溫條件，為10%。

表1 不同溫度條件下蚜蟲蟲口數量和帶毒率的情況

2.2 溫度對西葫蘆病毒病發生的影響

表2 不同溫度條件下西葫蘆病毒病的發病情況

調查結果表明（表2），高溫條件下抗病品種的病情指數和發病率分別為1.19 和11.12%，感病品種的病情指數和發病率分別為5.93 和27.12%，均為4 個處理中最低，說明高溫高濕條件能夠有效抑制西葫蘆病毒病的發生與傳播；短高溫處理條件下，發病率與病情指數略高于高溫條件，但二者間差異不顯著；低溫條件下抗病品種的病情指數和發病率分別為14.22 和47.23%，感病品種的病情指數和發病率分別為20.44 和59.11%，均顯著高于高溫條件，而顯著低于常溫條件；常溫條件下，無論感病品種還是抗病品種的發病率和病情指數均顯著高于其他3 個處理，說明常溫條件最適合發生病毒病。

2.3 溫度對西葫蘆產量及畸形瓜率的影響

由表3 可知，設施大棚內不同溫度條件下，由于病毒病的發生和對西葫蘆生長的直接影響，與產量相關的性狀和畸形瓜率差異明顯。在抗病品種中，產量最高的為短高溫處理，為52.59 kg/10 株；其次為高溫處理，為32.99 kg/10 株；再次為低溫處理，為26.90 kg/10 株；常溫處理最低，為17.78 kg/10 株。在感病品種中，產量最高的也為短高溫處理，為38.56 kg/10 株；常溫處理基本絕收，僅為7.18 kg/10 株。

表3 不同溫度對西葫蘆產量及畸形瓜率的影響

在低溫條件下，2 個西葫蘆品種均沒有出現畸形瓜；在高溫條件下，畸形瓜率最高，抗、感品種分別為46.00%和54.86%；短高溫處理的畸形瓜率較低，抗、感品種分別為3.26%和11.09%；常溫條件下，抗病品種和感病品種的畸形瓜率差異較大，分別為5.32%和27.64%。

3 討論

3.1 設施大棚內不同溫度對蚜蟲蟲口數量和帶毒率的影響

溫度是影響昆蟲發育最為關鍵的因子之一，宮亞軍等[11]研究認為，蚜蟲最適宜的繁殖溫度是19～23 ℃。本研究結果表明，當設施大棚內的氣溫達到25～35 ℃時，蚜蟲的蟲口數量最高。而苗偉等[2]、馬罡等[3]研究認為，34 ℃是多數蚜蟲的致死溫度。與本研究結果相悖，主要原因可能是由于已有的研究主要在室內的恒溫條件下進行，而本試驗是在環境條件較為復雜的設施大棚內進行，一方面設施內氣溫無法長時間處于蚜蟲的致死溫度，另一方面蚜蟲本身具有對熱脅迫的趨避性，在溫度過高時會主動進入溫度相對較低的地表下進行躲避，造成高溫無法對蚜蟲進行有效殺傷。低溫處理的大棚內的氣溫為15～25 ℃，此溫度處于蚜蟲的最適范圍內，然而該處理蚜蟲的蟲口數卻比常溫處理低24.49%，這可能是由于該處理的降溫措施主要為高壓噴霧，該方法在降溫的同時會造成設施內濕度增高，進而在早晚溫度較低時在葉面形成露水，破壞了蟲卵的萌發，未來的試驗可采用地源熱泵溫室降溫系統[12]等措施進行降溫，進而排除濕度差異的干擾。在設施內溫度達到30～45 ℃時，蚜蟲的數量最低，說明該溫度可有效殺滅蚜蟲，而每天40～45 ℃處理2 h、其他時間進行低溫處理的大棚中的蚜蟲數量與高溫處理的差異不大，說明高溫處理2 h 基本可以滿足殺滅蚜蟲的目的。蚜蟲對瓜類病毒病傳毒主要是非持久性傳毒，病毒主要是以蚜蟲口針帶毒為介體，取食時間短（30 s 左右），取食后立刻把從病株吸取的病毒傳到一個或幾個健株上，經過1 d 后口針中病毒消失，要再次返回原來的病株取食方可再次獲毒。有研究表明[13]，蚜蟲的傳毒能力受遷飛、光照、風向、風速、濕度、溫度、寄主水肥條件、營養環境等影響。本研究結果表明，在不同溫度條件下蚜蟲的帶毒率差異明顯，進一步驗證了溫度是影響蚜蟲傳毒的重要因素。

3.2 設施大棚內不同溫度對西葫蘆病毒病發生情況的影響

環境因素對病毒病發生的影響是一個多方面、非常復雜的過程，一方面直接影響毒源體內病毒的濃度和受體植物對病毒病的抗性[14-15]，另一方面通過影響介體蚜蟲的種群數量[16]、帶毒率[17]和傳毒效率[18-20]，間接影響病毒病的發生。本研究結果表明，高溫條件下抗病品種和感病品種的病情指數和發病率均為4 個處理中最低，同時該處理的蚜蟲數量和帶毒率也均為各條件中最低，二者具有較高的相關性，因此可以認為，高溫主要是通過抑制蚜蟲生長繁殖來達到降低病毒病發生的目的。每天40～45 ℃處理2 h、其他時間進行低溫處理的發病率與病情指數略高于高溫條件，但差異不顯著，說明高溫處理2 h 基本可以滿足殺滅蚜蟲的要求，進而達到防控病毒病的目的。常溫處理和低溫處理在蚜蟲的蟲口數量上差異較小，然而在病毒的發病率上卻有顯著的差異，二者相關性較低，這可能是由于15～25 ℃是西葫蘆生長的適宜溫度，在該溫度下西葫蘆的各項生理機能運行良好，對病害的抗性較強，不易被病毒感染，在感染后也可抑制體內病毒的增殖速率，使得植株癥狀表現較輕。

在同等條件下，抗病品種的發病率和病情指數均顯著低于感病品種，由此可見，環境調控不能作為一個孤立的病害防治手段，需要與其他防治方法配合使用方能有效降低病害的發生概率。

3.3 設施大棚內不同溫度對西葫蘆產量及畸形瓜率的影響

相對于其他瓜類作物，西葫蘆耐高溫能力較弱，當環境溫度高于35 ℃時花器發育不良，40 ℃以上即停止生長，高溫脅迫可使蔬菜生長受抑制、結果延遲、結果少且容易產生畸形瓜。本研究顯示，產量較低是受前期病毒病發生和整個生長期環境溫度共同影響的結果。在30～45 ℃的高溫下，西葫蘆病毒病的發病情況是4 個處理中最輕的，但是由于西葫蘆在該溫度下受到熱脅迫，直接影響了植株的生長發育，所以該條件下西葫蘆的產量并不是最高，而且有高達50%左右的果實為畸形瓜，嚴重影響了西葫蘆的商品性。15～25 ℃是適合西葫蘆生長發育的溫度范圍，然而由于該溫度同樣為適合蚜蟲生長繁殖的溫度，因此，該條件下蚜蟲種群數量較高，進而造成了較高的病毒病發病率，造成了產量的較大損失。而每天40～45 ℃處理2 h、其他時間進行低溫處理的設施大棚則由于既通過高溫處理有效地殺滅了蚜蟲，進而降低了病毒病的發生，同時又保證了在其余時間內西葫蘆植株的健康生長，因此該處理的西葫蘆無論是單瓜質量、結瓜數量還是最終的產量，均為4 個處理中最高，而且畸形瓜率較低，同樣有著較高的商品性。在該處理內，不耐熱感病毒病品種的結瓜數量和產量均顯著低于耐熱抗病品種，且有較高的畸形瓜率，說明短時間的高溫對不耐熱品種同樣具有一定的傷害。

4 結論

高溫環境可有效抑制蚜蟲生長和繁殖，進而減輕西葫蘆病毒病的發生。但是長時間的高溫會對西葫蘆的生長發育產生不良影響，造成減產和品質的降低。本研究結果表明，對設施大棚每天40～45 ℃高溫處理2 h、其余時間通過降溫措施把溫度保持在15～25 ℃，可有效減少蚜蟲數量，防治西葫蘆病毒病，并且最小程度地影響西葫蘆的產量和品質，可在兼顧西葫蘆生產經濟效益的前提下，最大限度地控制病毒病的發生，是盛夏季節種植西葫蘆的一套有效可行的栽培管理方法。