播期對黃河流域棉花苗蚜種群動態和棉花產量的影響

李耀發,安靜杰,竇亞楠,2,孫小諾,張謙,柳春紅,黨志紅,高占林

(1.河北省農林科學院植物保護研究所/河北省農業有害生物綜合防治工程技術研究中心/農業農村部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室,河北保定 071000;2.保定市蔬菜技術推廣站,河北保定 071000;3.保定市氣象局,河北保定 071000;4.河北省農林科學院棉花研究所,石家莊 050051)

0 引 言

【研究意義】棉蚜AphisgossypiiGlover屬半翅目蚜科,是一種世界性分布的重要刺吸式口器害蟲,可通過刺吸汁液、分泌蜜露、傳播病毒等多種方式直接或間接對棉花等作物造成危害[1]。棉蚜屬于典型的R對策者,常生存于多變的環境,種群密度穩定性差,但擁有進化為多樣生活方式和適應機制的能力,如孤雌生殖、世代周期短、繁殖能力強、擴散力強、食性廣等,使得棉蚜種群在短期內可以迅速增長[2]。棉蚜最適宜溫度范圍是20～25℃,極端的外界環境條件變化(包括大雨、大風、溫度等)也能明顯影響短期內棉蚜種群的波動[3-5]。【前人研究進展】我國黃河流域棉區棉蚜發生為害可分為苗期棉蚜和伏期棉蚜兩個階段,分別簡稱為“苗蚜”和“伏蚜”[6-7]。苗蚜因田間環境溫度的升高,可轉化為伏蚜,而這種生物型的轉化僅存在于世代間[7-8]。棉蚜的田間擴散主要靠有翅蚜的遷飛,一年約有3次,其中第一次遷飛由越冬寄主遷往棉田,起始時間為4月中旬,第二次大遷飛則是棉蚜逐漸累積,種群密度增大,有翅蚜比例增高后開始[9-10]。【本研究切入點】我國黃河流域棉區棉蚜AphisgossypiiGlover由越冬寄主遷入棉田的基數以及當時環境條件是苗蚜能否造成危害的重要因素,棉蚜第一次入遷棉田的時間和蚜量,以及當時棉田的環境條件能明顯影響該蟲在棉田內的生長和繁殖。大豆蚜AphisglycinesMatsumura的田間始見期和終見期受播期顯著影響[11],桃蚜MyzuspersicaeSulzer在蔬菜上的發生和危害程度也會受播期的影響[12]。需研究播期對我國黃河流域棉花苗蚜種群動態和棉花產量的影響。【擬解決的關鍵問題】研究棉花播期對棉蚜遷入蚜量,結合棉田溫度條件對棉蚜種群生長和繁殖的影響,為我國黃河流域不同播期條件下棉田棉蚜的綜合防治積累指導數據。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2021年4～11月在河北省邢臺威縣河北省農林科學院棉花研究所試驗站(N 36°56′32″,E 115°26′48″)進行。地處黑龍港流域沖積平原,屬于暖溫帶大陸性半干旱季風氣候,無霜期198 d,年日照時間2 575 h,大于等于10℃積溫4 614℃,年平均降雨量574.3 mm,沙壤土,肥力中等,生長季種植棉花。

供試棉花品種為冀172,由河北省農林科學院棉花研究所提供。棉蚜為田間自然發生的棉花苗期蚜蟲種群。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗共設3個播期,分別為4月16日、4月26日和5月6日。小區隨機排列,每小區面積不少于60 m2,3次重復;行距76 cm,株距20 cm,每穴3粒人工播種,播種量為1.5 kg/667m2。

每批棉花播種出苗后,每7 d調查1次棉蚜數量,截至6月底,苗蚜結束后用25%噻蟲嗪水分散粒劑制劑噴施,用量8 g/667m2,間隔5 d,連噴2次,控制棉花伏蚜種群。11月初測定棉花產量。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 出苗率

于棉花播種后21 d調查出苗情況。每10穴(30粒種子)作為1個點調查,每小區隨機調查10個點,統計調查點出苗數。

1.2.2.2 棉蚜蚜量

采用五點取樣法進行棉蚜蚜量調查,于棉花出苗后,每7 d調查1次,直至苗蚜結束。調查時,每點調查連續5株棉苗上全部無翅棉蚜數量。

1.2.2.3 棉花產量

于棉花收獲期,分別測定各小區處理后的單行株數、單株鈴數、單鈴重,并統計單株相對產量和單行產量。

1.3 數據處理

河北省邢臺市威縣2021年4～7月氣溫數據由保定市氣象局提供。出苗率、棉蚜數量、產量等數據采用SPSS 20.0和Excel2013處理分析,不同處理間差異采用單因素方差分析(one-way ANOVA)。

出苗率(%)=(10個調查點棉苗數/300)×100%;

百株蚜量(頭)=(每點蚜量/5)×100;

單株相對產量(g)=單株鈴數×單鈴重;

單行產量(g)=單株產量×單行株數。

2 結果與分析

2.1 不同播期對棉花出苗率的影響

研究表明,從棉花播種21 d后的出苗情況來看,4月16日播種處理棉田出苗率為68.51%,4月26日播種棉田出苗率為84.32%,而5月6日播種棉田出苗率達到了88.32%。隨著播期的推遲,棉花出苗率呈增高趨勢,4月26日和5月6日播種棉花出苗率顯著高于4月16日播種處理。圖1

圖1 不同播期下棉花出苗率變化

2.2 不同播期對棉花苗蚜種群的影響

研究表明,4月16日播種的棉田苗蚜于5月7日以后快速上升,5月24日達到第一個高峰(百株蚜量40 440.00頭),之后出現明顯下降,至6月7日再次出現種群數量回升,隨后再次出現種群數量急劇下降,直到7月6日才出現輕微回升。4月26日播種的棉田5月17日以后出現了苗蚜種群數量快速上升,至6月7日達最高峰(百株蚜量67 066.67頭),隨后急劇下降,至7月初也出現了種群數量回升。而5月6日播種的棉田,苗蚜數量從5月24日出現緩慢上升,6月7日達到最高峰(百株蚜量15 844.44頭),之后出現緩慢下降,至7月初時仍保留較高數量的蚜量。

4月16日和4月26日播種的棉田苗蚜均出現了明顯的發生高峰和蚜量快速下降的過程,而5月6日播種的棉田,棉花苗蚜始終未出現明顯的發生高峰,但播種30 d后,蚜量一直保持在較高水平。圖2

圖2 不同播期下棉花苗蚜種群動態變化

2.3 不同播期對棉花產量的影響

研究表明,4月16日播種處理棉田株數為51.33株/行,而4月26日和5月6日播種處理的株數分別達到了65.75和69.50株/行,顯著高于4月16日播種處理。而單株鈴數、單鈴重和單株相對產量不同播期之間并無顯著差異。隨著播期的推遲,單行產量從3.94 kg增加至5.46 kg,表現出明顯的產量增加。

單株鈴數和單株相對產量3個處理間未表現出顯著差異。表1,圖3

表1 不同播期下棉花產量相關參數變化

圖3 2021年4～7月威縣氣溫變化

3 討 論

3.1研究結果表明,從4月16日至5月6日,隨著播期的推遲,我國冀南棉區棉花出苗率顯著升高。婁善偉等[13]研究發現,棉花苗期5 cm地溫受氣溫影響波動較大,而隨著播期的推遲,不同土層溫差變化減小,更有利于棉花生長。秦爽等[14]發現,安陽地區氣溫達14℃時播種才更有利于一播全苗。但是,從河北省威縣4月氣溫變化來看,彼時威縣的平均氣溫大多處于15℃以下,再加上4月20、21、25日連續降雨,造成了地溫明顯偏低,這可能是造成棉花保苗效果較低的主要原因。而進入5月,當地氣溫逐漸上升,平均溫度基本上達到了20℃左右的穩定狀態。

3.24月16日和4月26日播種處理棉花苗蚜均在5月下旬至6月上旬出現了發生高峰,而5月6日播種種植的棉花未出現苗蚜的明顯發生高峰,直到播種30 d后才出現了持續的蚜蟲危害。棉田環境溫度是影響棉蚜種群繁殖的重要因素[4]。趙靜雅等[3]研究發現,棉田內苗蚜最適宜生長和繁殖的溫度范圍是20～25℃,而吳孔明等[15]研究表明,恒溫條件下棉蚜繁殖力在18～20℃范圍時最強,且在20～30℃時,隨著溫度升高,其繁殖力下降。從4月底至6月10日,平均氣溫多保持在18～25℃,適宜棉花苗蚜的繁殖,而6月10日后,氣溫急劇上升,平均溫度多在25～30℃,且多次出現35～39℃短時高溫天氣,而35℃被認為是棉蚜存活的高溫閾值,棉蚜在短時高溫處理過程中,隨著處理時間的延長,其存活率快速降低[16-17],是4月16日和4月26日播種處理的棉花苗蚜種群數量于6月10日以后快速下降的原因。而4月16日播種處理的棉田內苗蚜于5月25日左右出現突然下降的情況,與棉田內天敵數量的積累和上升有關,研究于5月25日左右于棉田內發現大量的食蚜蠅和瓢蟲種群。5月6日播種處理的棉田內,棉蚜種群于6月5日后逐漸上升,并穩定危害,是由于此時的苗蚜已部分轉化為伏蚜的原因。汪世澤等[7]研究發現,環境溫度超過27℃時,棉花苗蚜即開始轉化為伏蚜。苗偉等[18]研究認為,伏蚜在 28～30℃溫度間繁殖能力強。因而4月16日和4月26日播種處理的棉花苗蚜,是由于溫度上升的原因,在6月底至7月初,部分苗蚜轉化為伏蚜,出現了種群數量逐漸上升的現象。

4 結 論

4.14月26日和5月6日播種的棉花產量要明顯高于4月16日播種的棉花。

4.2適當推遲播期能起到保苗、減輕早期蚜害和保證產量的效果,推遲播期后仍需于6月下旬至7月上旬進行一次棉花蚜蟲的高效防控,以降低棉花伏蚜對中后期棉花的危害。