温度对烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种实验种群生命参数的影响
2015-02-14肖林云王家云王运兵王森山
肖林云, 王家云, 余 昊, 王运兵, 王森山
(1.甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;2.河南科技学院资源与环境学院,新乡 453003)
温度对烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种实验种群生命参数的影响
肖林云1,2, 王家云2, 余 昊2, 王运兵2, 王森山1*
(1.甘肃农业大学草业学院,兰州 730070;2.河南科技学院资源与环境学院,新乡 453003)
通过观察烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种(Bemisia tabaciAsiaⅡ3)在6种不同温度(18、21、24、27、30、33℃)条件下生长发育情况,探索了不同温度下烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种种群参数。结果表明,在18~30℃范围内烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种完成一个世代所需时间随温度的升高而明显缩短,由18℃的45.5 d缩短到30℃的26.6 d;24~27℃为烟粉虱产卵的最适温区,27℃时的产卵量最大,达203.75粒,在此温区其发育速率加快,内禀增长力(rm)和净增殖率(R0)随着温度的升高而提高,在27℃时达到最大,分别为0.16和82.3。
烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种; 实验种群; 生命参数
烟粉虱[Bemisia tabaci(Gennadius)]是热带及亚热带、温带地区主要害虫之一,属同翅目(Homoptera),粉虱科(Aleyrodidae),小粉虱属(Bemisia)。最早是1889年在烟草上被发现,命名为烟粉虱(Alyeordes tabaci)[1-2]。烟粉虱广泛分布于全球90多个国家和地区,不仅能够取食植物汁液而且能够传播多种植物病毒,给许多农作物和花卉带来了巨大的经济损失[3-4]。我国烟粉虱最早报道于1949年,起初分布在广东、福建、广西、浙江等地,随后范围继续扩大,对我国农业生产造成严重危害[5-7]。近年来,由于烟粉虱的为害继续加重,国内不仅对烟粉虱的发生规律及防治进行了相关研究,而且已经证明烟粉虱是一个包含30个以上隐种的物种复合体[8]。我国目前已报道的烟粉虱隐种包括13个本地种和2个全球入侵种共15个隐种[9]。2003年采集到的一个烟粉虱种群,初步定为中国本地的一种浙江非B生物型(简称ZHJ-1),属于烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种(Bemisia tabaciAsiaⅡ3),分布在我国广东、台湾、浙江、湖南、湖北[10-11],严重危害了这些区域的农林作物。
温度是影响昆虫生长发育及繁殖的一个重要生物因子。为深入了解温度对烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种的生长发育、存活及繁殖的影响,本文在6个不同温度条件下观察了烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种各虫态的生长发育情况,并分析了其实验种群生命参数,以期为烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种田间综合防治提供理论基础和依据。
1 材料和方法
1.1 供试昆虫与寄主
供试昆虫由中国农业科学院生物入侵实验室馈赠,在河南科技学院资源与环境学院温室进行种群饲养,经鉴定为烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种。
供试棉花品种为‘石远321’。将棉花种子在水里浸泡后种植于装有营养土的花盆里,置于可以控制温湿度的培养箱(FYL-150L,上海凯朗仪器设备厂,温控精度±1℃)中,一部分棉花用于昆虫种群繁殖,一部分用于试验观察。
1.2 试验方法
试验在人工气候箱(PYX-300Q-A型,广东韶关科力实验仪器有限公司)中进行,设置18、21、24、27、30、33℃6个温度(误差为±0.5℃)。光周期为L∥D=12 h∥12 h,相对湿度60%~70%(相对湿度误差为±5%)。
将长势一致的棉花苗放入规格为15 cm× 15 cm×30 cm的养虫笼中。每个笼子里接入1对成虫,24 h后将成虫取出,查产卵量,随机选取50粒卵作为观察对象,其余卵用毛刷去除,试验重复10次。每天观察不同温度下烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种发育进度并详细记录。当进入伪蛹末期(红眼)时,将带有烟粉虱的棉花叶片剪下放入新的养虫笼中,每个笼中只保留一对雌雄虫,观察产卵量,记录雌虫寿命。
1.3 数据处理
根据烟粉虱在不同温度下的观察资料,计算出不同温度下的实验种群生命参数,包括净增殖率R0,内禀增长率rm,周限增长率λ,平均世代周期T,计算公式如下[12-15]:
R0=∑lxmx
rm=lnR0/T
T=∑xlxmx/R0
λ=erm
式中x表示日龄,lx表示在x期开始时的存活率,mx表示在x期间的平均每雌产卵量。
数据分析采用Excel 2003和SPSS 13.0软件进行方差计算和数据处理。
2 结果与分析
2.1 温度对烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种发育历期的影响
烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种在6个温度下的各虫态发育历期见表1。结果显示在18~30℃范围内烟粉虱完成一个世代所需时间随温度升高而明显缩短,各虫态中,伪蛹期与成虫期发育所需时间相对较长。18℃时烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种完成一个世代需要45.5 d,而在30℃时仅需要26.6 d。可见,在18~30℃温度范围内,温度升高可以使烟粉虱的发育速率加快,完成一个世代所需的时间相应缩短。
当温度为33℃时完成一个世代需要27.8 d,表明当温度过高时会抑制烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种的发育,使其发育速率减慢,完成一个世代所需时间延长。
表1 不同温度条件下烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种各虫态发育历期1)Table 1 Developmental durations ofBemisia tabaciat different temperatures
2.2 温度对烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种雌虫产卵量及寿命的影响
在不同温度下烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种成虫寿命和产卵量不同(表2)。
表2 温度对烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种雌虫寿命及产卵量的影响Table 2 Effects of temperature on the longevity and fecundity ofBemisia tabaci
成虫寿命随着温度的升高而缩短,在18℃时成虫寿命为14.22 d,而在33℃时成虫寿命减少到8.96 d。在温度18~27℃时随着温度的升高产卵量增加,27℃时产卵量达到最大,为203.75粒/头,而在18℃时产卵量相对较低,为56.75粒/头,在33℃时产卵量为132.67粒/头。表明温度过高或过低都会抑制烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种雌虫产卵而降低产卵量。24~27℃为产卵的最适温区,在此温度范围产卵量明显高于其他温区,说明24~27℃范围不仅适合烟粉虱生长发育,也是烟粉虱生殖产卵的最适温度。
2.3 温度对烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种实验种群生命参数的影响
根据在不同温度下观察的资料计算烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种实验种群生命参数(表3)。
表3 不同温度下烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种实验种群的生命参数Table 3 The population parameters ofBemisia tabaciat different temperatures
由表3可以看出,平均世代周期随温度升高而逐渐缩短,而周限增长率与其相反,随着温度升高而升高,33℃时达到最大。净增殖率和内禀增长率在不同温度下的变化相似,在27℃时内禀增长率和净增殖率均最大,温度过高或过低净增殖率和内禀增长率都会下降。综合数据结果表明,在温度为24~27℃时较适合烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种生长发育。
3 讨论
温度是影响昆虫种群的主要环境因素,研究烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种生长发育与温度之间的关系具有重要意义。研究结果表明,在不同温度条件下烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种的生长发育不同。18~30℃范围内烟粉虱完成一个世代所需时间随温度升高而明显缩短。成虫寿命和产卵量在不同温度下也不同,成虫寿命随着温度的升高而缩短,18~27℃范围内随着温度的升高产卵量增加,24~27℃为产卵的最适温区,在27℃时内禀增长率和净增殖率均最大,温度过高或过低净增殖率和内禀增长率都会下降,因此温度24~27℃较适合烟粉虱生长发育,此条件下烟粉虱产卵量大,发育繁殖速度加快,较易形成世代重叠现象。这一结果与陈常理等人对B型烟粉虱在不同温度下种群生命表的研究结果相似,陈常理等人发现25~28℃是B型烟粉虱种群扩增的最适温度。烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种的内禀增长率在24~27℃时为0.13~0.16,这一数值明显小于B型烟粉虱在25~28℃的内禀增长率,同样周限增长率也表现为明显小于B型烟粉虱[16]。周限增长率和内禀增长率主要反映昆虫种群的扩繁能力,可见,烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种的种群扩增能力远远低于B型烟粉虱,这也是为什么B型烟粉虱自入侵我国以来能够暴发成灾的原因。Zang等研究发现了B型烟粉虱比亚洲Ⅱ3隐种有更强的寄主适应能力[17],这种寄主适应能力在B型烟粉虱竞争取代烟粉虱亚洲Ⅱ3隐种的过程中发挥了重要作用[18]。
烟粉虱个体小、食性杂、寄主范围广、容易对农药产生抗药性[19]。近几年,烟粉虱为害不断加重,在棉花上的为害有些情况下能够使个别田块棉花脱落成光秆,造成绝收[20]。应注重对烟粉虱危害的预防,以农业防治为基础,轮换使用不同的化学农药,并结合其他防治措施来综合治理和控制烟粉虱的为害[21],也可以对影响烟粉虱种群的其他因子做进一步研究,提出更切实可行的防治措施。
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Effects of temperature on the experimental populations ofBemisia tabaciAsiaⅡ3
Xiao Linyun1,2, Wang Jiayun2, Yu Hao2, Wang Yunbing2, Wang Senshan1
(1.Pratacultural College of Gansu Agricultural University,Lanzhou730070,China;
2.College of Resources and Environment,Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang453003,China)
The experimental population parameters ofBemisia tabaciAsiaⅡ3 were studied by investigating the growth and development under 6 temperatures(18,21,24,27,30 and 33℃).The results showed that,with the rising of temperature,the generation durations ofB.tabaciAsiaⅡ3 were shortened from 45.5 d at 18℃to 26.6 d at 30℃.The most suitable temperature for laying eggs was between 24℃and 27℃,with a maximum number of 203.75 eggs at 27℃;moreover,with the rising of temperature,the developmental rate was speeded up,and the innate capacity of increase(rm)and the net reproduction rate(R0)were both increased,reaching the maximum of 0.16 and 82.3 at 27℃.
Bemisia tabaciAsiaⅡ3; experimental population; life parameter
Q 968.1,S 433.39
A
10.3969/j.issn.0529 1542.2015.01.010
2014 02 17
2014 03 18
国家自然科学基金(31272103,31101497)
*通信作者 E-mail:wangsenshan@gsau.edu.cn