摘要
為了明確南疆地區綠盲蝽Apolygus"lucorum不同季節的寄主植物種類以及在主要寄主作物上的種群發生動態,本研究在2021年采用掃網法對阿克蘇地區農田生態系統中常見的23個科55種植物上的綠盲蝽種群動態進行了周年調查,并于2019年-2021年通過黃板誘捕法系統監測了綠盲蝽種群在當地棗園、棉田的發生情況。綠盲蝽在當地1年發生5代,存在明顯的寄主轉移現象。綠盲蝽1~2代(5月中旬至7月上旬)主要在棗樹Ziziphus"jujuba上為害,棗樹花期結束2代成蟲大量遷出棗園,3~4代(7月上旬至9月中旬)主要在棉田為害,5代(9月上旬至10月中旬)遷回棗園。除為害主要作物棗樹、陸地棉Gossypium"hirsutum外,1代綠盲蝽的寄主植物有甘草Glycyrrhiza"uralensis、藜Chenopodium"album、歐洲油菜Brassica"napus,2~3代的寄主植物有白花草木樨Melilotus"albus、黃香草木樨Melilotus"officinalis、甘草、藜、歐洲油菜、駱駝刺Alhagi"camelorum、萹蓄Polygonum"aviculare、苜蓿Medicago"sativa等,4~5代的寄主植物包括青蒿Artemisia"caruifolia、艾A.argyi、白花草木樨、歐洲油菜、萹蓄等。棗園及棉田綠盲蝽成蟲種群消長動態與上述寄主轉移規律高度吻合。研究結果為南疆地區果棉生態系統中綠盲蝽的發生測報與科學防治提供重要的科學依據。
關鍵詞
新疆;"綠盲蝽;"寄主轉移;"成蟲動態;"棉田;"棗園
中圖分類號:
S"433.3
文獻標識碼:"A
DOI:"10.16688/j.zwbh.2023119
Seasonal"host"transfer"patterns"of"Apolygus"lucorum"in"southern"Xinjiang"agroecosystem
WANG"Kaitao1,2,"YANG"Long2,"PAN"Yunfei2,"LU"Yanhui2,3*
(1."College"of"Plant"Protection,"Jilin"Agricultural"University,"Changchun"130118,"China;"
2."State"Key"Laboratory"for"Biology"of"Plant"Diseases"and"Insect"Pests,"Institute"of"Plant"
Protection,"Chinese"Academy"of"Agricultural"Sciences,"Beijing"100193,"China;"3."Western"
Agricultural"Research"Center,"Chinese"Academy"of"Agricultural"Sciences,Changjinbsp;831100,China)
Abstract
In"order"to"clarified"the"population"dynamics"of"Apolygus"lucorum"in"main"host,"and"their"intraseasonal"host"plant"species"in"the"agricultural"landscapes"in"southern"Xinjiang,"we"conducted"an"annual"investigation"of"the"population"dynamics"of"A.lucorum"on"55"plant"species"in"23"common"families"in"the"agriculture"ecosystem"using"the"sweep"net"method"in"2021,"and"monitored"the"occurrence"of"A.lucorum"adult"population"in"jujube"orchards"and"cotton"fields"using"yellow"sticky"traps"from"2019"to"2021"in"the"Aksu"region."A.lucorum"had"five"generations"in"the"investigation"area"and"exhibited"an"obvious"host"transfer"phenomenon."The"first"and"second"generations"(midMay"to"early"July)"mainly"hosted"on"jujube"trees,"and"the"second"generation"adults"started"to"move"out"of"jujube"orchards"at"the"end"of"the"flowering"period"of"jujube"trees."The"third"and"fourth"generations"(early"July"to"midSeptember)"mainly"foraged"in"cotton"fields,"and"the"fifth"generation"(early"September"to"midOctober)"moved"back"to"jujube"orchards."In"addition"to"jujube"and"cotton,"the"host"plants"of"the"first"generation"of"A.lucorum"include"Glycyrrhiza"uralensis,"Chenopodium"album,"Brassica"napus"while"the"host"plants"of"the"second"and"third"generations"include"Melilotus"albus,"Melilotus"officinalis,"G.uralensis,"C.album,"B.napus,"Alhagi"camelorum,"Polygonum"aviculare,"Medicago"sativa,"etc."The"host"plants"of"the"fourth"and"fifth"generations"include"Artemisia"caruifolia,"A.argyi,"M.albus,"B.napus,"P.aviculare,"etc."Population"dynamics"of"A.lucorum"adults"in"cotton"and"jujube"fields"were"consistent"with"the"above"findings."The"above"results"provided"an"important"scientific"basis"for"the"monitoring"and"scientific"control"of"A.lucorum"in"ecological"systems"dominated"with"fruit"and"cotton"in"southern"Xinjiang.
Key"words
Xinjiang;"Apolygus"lucorum;"host"transfer;"adult"dynamics;"cotton"field;"jujube"orchard
綠盲蝽Apolygus"lucorum"(MeyerDür)屬半翅目Hemiptera盲蝽科Miridae,已記載的寄主植物有54科200多種,常在多種寄主植物間轉移為害[12]。綠盲蝽在我國廣泛分布,但長期以來發生為害主要集中在黃河和長江流域地區[3]。2014年,陸宴輝等[4]在新疆北疆昌吉州瑪納斯縣發現了綠盲蝽為害棉花、葡萄等多種農作物,這是有關新疆綠盲蝽嚴重為害農作物的首次記載。2017年,李海強等[5]在南疆阿克蘇地區發現綠盲蝽為害棉花等經濟作物和棗樹等特色果樹。近年來,綠盲蝽已成為新疆部分地區的一種重要的農作物害蟲[3,6]。
綠盲蝽具有很強的擴散能力,以及強烈的趨嫩、趨綠和趨花習性,在寄主轉換時主要跟隨生態系統中寄主植物開花順序依次進行轉移取食[7]。在黃河和長江流域地區,已有大量研究對綠盲蝽的寄主偏好習性和種群消長動態規律進行了全面詳細的闡述[712]。新疆南疆地區屬于典型的荒漠綠洲過渡帶農田生態系統,種植結構特征和植被的組成與黃河、長江流域地區有明顯差異,因此,綠盲蝽在南疆地區不同季節偏好的寄主植物可能與黃河、長江流域地區存在差別。本研究通過系統性的田間種群調查,統計了不同時期綠盲蝽在南疆阿克蘇地區常見植物種類上的種群密度以及主栽作物棗樹、棉花上的種群消長動態,以期闡明綠盲蝽季節性寄主轉移規律,為該多食性害蟲的蟲源監測和區域治理提供科學依據。
1"研究方法
1.1"生態系統中綠盲蝽的寄主轉移規律
2021年5月底至10月初在阿克蘇地區選取各個時期主要農作物、果樹、雜草等植物調查綠盲蝽種群發生情況,共計23個科55種植物(表1)。采用掃網法對不同植物上的綠盲蝽成蟲、若蟲進行系統調查。選取面積不小于10"m2的目標植物生境作為樣方,每個樣方掃網10復網,統計和記錄綠盲蝽若蟲和成蟲數量之和、植物生育期,每7"d調查1次。同時記錄田間綠盲蝽的蟲態和若蟲齡期,結合室內人工飼養綠盲蝽的發育歷期進行矯正,確定綠盲蝽各代次的發生周期。同種植物設置取樣點數量不少于5個。
1.2"主要為害作物上綠盲蝽種群消長動態
2019年-2021年的5月份至8月份,利用黃板誘捕法對阿克蘇地區棉田、棗園綠盲蝽種群消長動態進行監測。每年分別選取20塊棉田、15塊棗園(面積gt;3"000"m2)作為試驗田,應用對角線取樣法在每塊田中各放置3塊黃板(單面)。棉田中黃板用竹竿懸掛并使其底部高于棉花植株冠層頂端約15"cm,棗園中黃板用鐵絲綁在棗樹樹冠距離地面1.5"m高處,各田塊黃板彼此間隔20"m以上。每周調查1次,每次調查更換新的黃板,將取下的黃板帶回實驗室后按照換取日期、中心田塊編號統計綠盲蝽成蟲數量,并記錄棗樹、棉花生育期。
1.3"數據統計分析
按照調查結果劃分了阿克蘇綠盲蝽的各代次發生周期,分別對各代次綠盲蝽在不同植物種類上的數據進行方差分析,并采用LSD法進行(多重比較)差異顯著性檢驗。在統計分析之前,將所有掃網獲取的綠盲蝽數據進行對數轉換[lg(x+1)],以使數據符合正態分布。所有數據分析全部通過R4.1.2軟件進行,方差分析通過aov函數運算,多重比較通過“agricolae”包中的LSDtest函數運算。
2"結果與分析
2.1"各代綠盲蝽發生時間
在阿克蘇地區,第1代綠盲蝽發生時間為5月中旬至6月上旬,第2代為6月上旬至7月上旬,第3代為7月上旬至8月中旬,第4代為8月上旬至9月中旬,第5代為9月上旬至10月中旬。其中,以第5代成蟲所產的卵進行越冬。田間綠盲蝽世代重疊現象明顯,特別是第3、4、5代。
2.2"第1代綠盲蝽種群密度
在第1代綠盲蝽發生期間,共調查了34種植物的生境,其中,花期的棗樹、甘草、藜、歐洲油菜上有綠盲蝽發生,但4種植物上綠盲蝽種群密度差異不顯著(P"gt;"0.05)(表2)。該時期車前草、薄荷、苦豆子、苦馬豆、駱駝刺、苜蓿、多枝檉柳、蘆葦、小麥、玉米、沙棗、西瓜、駝蹄瓣、刺兒菜、花花柴、蒲公英、乳苣、萹蓄、朝天委陵菜、新疆梨、蘋果、桃、杏、桑、薺、寬葉獨行菜、野胡麻、田旋花、垂柳、新疆楊等植物生境中無綠盲蝽發生。
2.3"第2代綠盲蝽種群密度
在第2代綠盲蝽發生期間,共調查了37種植物的生境,其中有24種植物生境中有綠盲蝽發生。綠盲蝽在花期的白花草木樨上的種群密度顯著高于其他多種植物(Plt;0.05);花期黃香草木樨上的次之,其密度顯著高于除白花草木樨之外的其他22種植物(表3)。該時期的苦馬豆、苘麻、乳苣、頂羽菊、戟葉鵝絨藤、新疆梨、蘋果、桃、杏、黑果枸杞、桑、田旋花、新疆楊等植物生境中無綠盲蝽發生。
2.4"第3代綠盲蝽種群密度
在第3代綠盲蝽發生期間,共調查了38種植物的生境,其中,有21種植物生境中有綠盲蝽發生。綠盲蝽在花期、成熟期黃香草木樨上的種群密度顯著高于其他多種植物(Plt;0.05),花期及成熟期白花草木樨上的密度次之,并顯著高于除黃香草木樨之外的其他19種植物(表4)。該時期苦馬豆、多枝檉柳、蘆葦、沙棗、羅布麻、苘麻、頂羽菊、戟葉鵝絨藤、新疆梨、桃、寬葉獨行菜、杏、黑果枸杞、辣椒、大看麥娘、田旋花、新疆楊等植物生境中無綠盲蝽發生。
2.5"第4代綠盲蝽種群密度
在第4代綠盲蝽發生期間,共調查了41種植物的生境,其中有33種植物生境中有綠盲蝽發生。第4代綠盲蝽在花期的青蒿和花期及成熟期的艾上的種群密度顯著高于其他多種植物(Plt;0.05)(表5)。該時期頂羽菊、堿蓬、戟葉鵝絨藤、新疆梨、黑果枸杞、桑、寬葉獨行菜、大看麥娘等植物生境中無綠盲蝽發生。
2.6"第5代綠盲蝽種群密度
在第5代綠盲蝽發生期間,共調查了35種植物的生境,其中有33種植物生境中有綠盲蝽發生。第5代綠盲蝽在成熟期的青蒿上種群密度顯著高于其他多種植物(Plt;0.05);花期、成熟期的艾上的次之,并顯著高于除青蒿之外的其他31種植物(表6)。該時期桃、大看麥娘等植物生境中無綠盲蝽發生。
2.7"棉田、棗園綠盲蝽種群消長動態
5月初開始能在棗園監測到綠盲蝽成蟲,5月下旬其種群數量逐漸增多;6月上旬棗樹進入盛花期,綠盲蝽種群數量迅速上升(圖1),其中,2019年6月份綠盲蝽成蟲高峰期的種群數量明顯高于其他2個年份;7月初隨著棗樹進入末花期,棗園綠盲蝽種群數量逐漸下降,8月下旬棗園綠盲蝽種群數量開始回升。6月份是棗園綠盲蝽為害發生的主要時期。最早于6月初在棉田監測到綠盲蝽成蟲,6月底棉田綠盲蝽數量逐漸增多(圖2),7月中下旬棉花進入盛花期,棉田綠盲蝽種群數量迅速上升;8月初棉花花期結束,棉田綠盲蝽種群數量不再上升并趨于穩定。7月初至8月底是棉田綠盲蝽發生的主要時期。
3"結論與討論
通過對南疆阿克蘇地區農田常見植物上綠盲蝽種群數量系統調查以及主要寄主作物棗園、棉田中綠盲蝽種群消長動態監測發現,最早于5月初可監測到1代綠盲蝽在棗園發生,綠盲蝽1~2代主要在棗樹上為害,2代成蟲開始轉移至棉田,3~4代主要為害棉花等作物,第5代成蟲遷回棗園。并且3~5代有明顯的世代重疊。與華北地區相比[12],南疆阿克蘇地區綠盲蝽發生時間相對滯后兩周左右。除為害主要作物棗樹、棉花外,綠盲蝽在南疆阿克蘇地區季節性寄主利用情況和華北地區有著明顯的區別,例如在華北地區早春寄主一般為播娘蒿Descurainia"Sophia、葎草Humulus"scandens、紫花苜蓿(又名苜蓿)等[8],夏寄主為綠豆Vigna"radiata、蓖麻Ricinus"communis、鳳仙花Impatiens"balsamina、向日葵Helianthus"annuus等[10],而在阿克蘇地區早春寄主一般為甘草、藜、歐洲油菜等,夏寄主為白花草木樨、黃香草木樨、甘草等,表明在不同種植結構的農田生態系統中,綠盲蝽季節性偏好的寄主種類存在明顯的差異。另外,田間調查發現阿克蘇地區2019年6月份棗園綠盲蝽羽化高峰遠高于其他年份,2019年6月份總降雨量為52.4"mm,遠遠高于2020年、2021年6月份的3.4、6.5"mm,推測高降雨量提升了卵的孵化率以及整齊度,從而導致了2019年6月份棗園綠盲蝽羽化高峰偏高。Pan等[13]前期研究發現降雨量是影響越冬卵孵化率以及早春若蟲種群數量水平的主要因素。
綠盲蝽在寄主轉移過程中喜歡開花的植物,其中植物揮發物如間二甲苯、丙烯酸丁酯、丙酸丁酯和丁酸丁酯等有助于綠盲蝽定位這些開花植物[14]。相對于取食寄主的無花組織,綠盲蝽成蟲取食寄主植物花對卵巢發育和Vg基因表達有顯著促進作用[15],并且有花植株上的成蟲壽命、產卵量、若蟲發育率和存活率均顯著高于無花植株[16]。本研究中,不同年際間均能在棗樹、棉花的花期監測到綠盲蝽種群的發生高峰期;另外,春季花期的黃香草木樨、甘草、苜蓿上以及秋季開花的青蒿、艾等植物上有較高的種群密度,證實了綠盲蝽趨好開花植物以及隨花轉移的習性。
阿克蘇地區種植的棗樹、棉花等主要果樹、作物種類,總種植面積比例高達60%以上,作為綠盲蝽的主要寄主植物,將對區域性種群有著關鍵性的調控作用。棗樹花期與棉花花期在時間上存在明顯的連續性,棗園能為綠盲蝽提供越冬場所和早春食物,而棉田將為后續的綠盲蝽提供繁殖的場所[17]。我們在調查過程中發現溫宿縣、阿瓦提縣等地區眾多鄰近棗園的棉田相較于周圍無棗園的棉田更易遭受綠盲蝽為害。因此,從景觀尺度上切斷綠盲蝽寄主資源的連續性將有助于降低區域性范圍內其種群的發生[18]。此外,白花草木樨、黃香草木樨、青蒿、艾等非作物對綠盲蝽有著很強的誘集效果,將能夠對局部田塊范圍內的綠盲蝽種群產生重要影響。在明確綠盲蝽種群各世代發生時間和寄主轉換規律的基礎上,結合當地主栽作物的物候期,在主栽作物田周圍設置誘集植物條帶吸引綠盲蝽成蟲從而減輕對主栽作物的為害[19]。
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(責任編輯:田"喆)