小麦籽粒水分含量变化对小麦品种抗虫性的影响

王殿轩,　杨　毅,　唐培安,　田　笑

(1. 河南工业大学粮油食品学院,粮食储藏与安全教育部工程研究中心, 粮食储运国家工程试验室, 郑州　450001; 2. 江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心, 南京　210023; 3. 中央储备粮郑州直属库, 郑州　450066)



小麦籽粒水分含量变化对小麦品种抗虫性的影响

王殿轩1,2,杨毅1,唐培安2,田笑3

(1. 河南工业大学粮油食品学院,粮食储藏与安全教育部工程研究中心, 粮食储运国家工程试验室, 郑州450001; 2. 江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心, 南京210023; 3. 中央储备粮郑州直属库, 郑州450066)

为探讨小麦含水量对近年新推广种植小麦品种抗虫性的影响,本研究选用河南、山东等省种植较广泛的6个小麦品种‘矮抗58’、‘西农979’、‘良星66’、‘济麦22’、‘泛麦8号’和‘郑麦7698’,检测了水分含量分别为11.50%、12.50%和13.50%时,小麦籽粒中米象子代成虫数量、由卵至成虫的平均发育历期,以及小麦对米象的敏感系数(SI)。结果表明,小麦含水量为13.50%、12.50%和11.50%时,供试小麦中出现子代成虫数量最多的相应为‘郑麦7698’(85.67头)、‘良星66’(45.67头)和‘济麦22’(17.67头)。同一小麦品种中,由米象卵至子代成虫的平均发育历期均在水分含量为11.50%时最长,13.50%时最短。在3种含水量下,米象平均发育历期最长为44.77d(‘泛麦8号’),最短为32.77d(‘郑麦7698’)。含水量为11.50%、12.5%和13.5%时,对米象的敏感系数(SI)最小的分别为‘良星66’(0.54)、‘郑麦7698’(7.76)和‘济麦22’(8.47)。结果表明：小麦籽粒含水量相同时不同品种对米象的抗虫性差异显著。同一品种小麦籽粒含水量从13.50%降低至11.50%时,米象子代成虫数量和SI减小、卵至成虫平均发育历期延长,小麦籽粒含水量对抗虫性的影响大于小麦品种的影响。

含水量;小麦品种;米象;抗虫性

小麦是人类重要的粮食种类之一,也是我国重要的商品粮品种[1]。小麦在储藏过程中易遭受储粮害虫为害,其中包括可取食多种谷物的重要储粮害虫米象[Sitophilus oryzae(Linnaeus)][2]。米象成虫和幼虫直接蛀食完整的粮粒,造成巨大损失。在综合防治储粮害虫的技术途径选择中,人们更希望少用或不用化学药剂来防治或减少虫害,尤其是防止蛀食性害虫的侵害。选育抗虫性粮食品种、增加粮食的抗虫性长期受到关注[3],关于小麦抗虫性的研究大多数是有关小麦生长过程中对田间害虫的抗虫性,如小麦植株对麦长管蚜[Sitobion miscanthi (Takahashi)]抗虫性的研究等[47]。小麦在储藏中的抗虫性也有一些报道,如邓望喜等通过成虫的产卵量、子代数量及重量损失等评价了24个小麦品种对玉米象[S. zeamais (Motschulsky)]的抗虫性[8];张宏宇等通过测定子代重量、子代数量、损失量等评价了6个水稻品种对玉米象的抗虫性[9];吴洪基等采用敏感系数(SI)和重量损失率评价了53个水稻品种对玉米象的抗虫性[10];钱祖香报道蛋白质含量、可溶性糖含量与小麦对玉米象的抗虫性呈正相关,氨基态氮含量与抗虫性呈负相关等[1113]。Dobie等曾采用敏感系数评价了黑小麦、玉米、稻谷等不同谷物品种对玉米象、米象、谷象[S. granarius (Linnaeus)]的抗虫性,指出谷物不同品种间的抗虫性存在显著差异[14];Gudrups等采用SI评价了52个玉米品种对玉米象的抗虫性,表明不同玉米品种间的抗虫性差异显著[15];Ashamo采用SI、子代数量等指标评价不同水稻品种对米象的抗虫性,结果也发现稻谷品种间的抗虫性差异显著[16]。

中国小麦品种繁多,目前尚无关于小麦品种对米象抗虫性的研究报道。尤其是近年来,我国新的小麦品种不断出现并推广,这些新品种小麦的抗虫性值得关注。另外,储藏粮食的含水量也在一定程度上影响到害虫的发生,粮食含水量对小麦抗虫性的影响值得关注。本文选择了近年来在河南、山东、河北等地种植较多的6个小麦品种,调节麦粒的含水量后再接种米象成虫,通过检测其子代成虫数量、从卵到子代成虫的发育历期、计算敏感系数等探讨小麦品种对米象抗虫性的差异,并比较了小麦含水量对抗虫性的影响,以期为选育、推广在田间生长期与产后贮藏期兼具抗虫性的小麦品种, 有效防治储粮害虫提供参考。

1　材料和方法

1.1供试昆虫

试验所用试虫为河南工业大学储藏物昆虫研究室饲养数代的米象,试验前在温度(29±1)℃和70%±5%RH条件下扩大培养,采用羽化2周的成虫供试。

1.2供试小麦品种

试验选用了河南、河北、山东等省种植面积较大的6个小麦品种,分别从田间收获脱粒后将麦粒通过物流直接运到控温4℃的粮食样品冷库中。6个品种的小麦质量情况如下:

‘郑麦7698’:2013年6月10日采集于河南濮阳,初始水分含量11.60%,籽粒角质,容重764g/L,硬度74.85HI,千粒重44.19g。

‘泛麦8号’:2013年6月6日采集于河南漯河,初始水分含量9.90%,籽粒半角质,容重827g/L,硬度62.63HI,千粒重41.57g。

‘西农979’:2013年6月2日采集于河南濮阳,初始水分含量11.80%,籽粒全角质,容重790g/L,硬度82.40HI,千粒重41.64g。

‘济麦22’:2013年6月17日采集于山东德州,初始水分含量13.20%,籽粒角质,容重750g/L,硬度84.06HI,千粒重37.12g。

‘矮抗58’:2013年6月7日采集于河南郑州荥阳,初始水分含量11.60%,籽粒半角质,容重770g/L,硬度31.08HI,千粒重53.73g。

‘良星66’:2013年6月15日采集于河北辛集,初始水分含量9.70%,籽粒半角质,容重742g/L,硬度71.00HI,千粒重37.63g。

小麦的水分含量测定参照GB/T54971985,小麦的容重测定参照GB/T54981985,小麦的硬度测定参照GB/T213042007,小麦的千粒重测定参照GB/T55192008。

1.3样品处理与试验方法

将上述6个品种的小麦分别采用盐水漂浮法选取籽粒饱满的粮粒,在60℃下处理2h以杀灭其中有害生物,随后调节其含水量分别为11.5%±0.2%、12.5%±0.2%、13.5%±0.2%,再放入4℃左右的条件下储存备用。

称取饱满小麦籽粒(16±0.1)g置于100mL聚乙烯透明培养瓶中,瓶高10.9cm,瓶体直径4.5cm,瓶口直径2.3cm,瓶盖中央开直径5mm的圆孔,并用滤纸封堵。在培养瓶中置入羽化两周的米象成虫6头(雌雄比为4∶2),放置在(29±1)℃,70%±5%RH的培养箱中培养。7d后移走其中的成虫,将培养瓶放回培养箱中继续培养,每天称取样品总体重量,至开始有新的子代成虫出现时逐日记录子代成虫羽化数量,直到连续3d未有新增子代成虫出现为止,最后计算米象由卵至成虫的平均发育历期(DME)与敏感系数(SI)[14]。每个试验设3个重复。

1.4数据处理

数据采用SPSS软件处理,用Duncan’s新复极差法进行多重比较。

2　结果与分析

2.1不同含水量的小麦中出现米象子代成虫的数量

不同含水量的小麦中出现米象子代成虫的数量见表1。在含水量13.50%的小麦中,‘济麦22’中出现的子代成虫数量最少,‘郑麦7698’中子代成虫数量最多,两者相差约54头,其他品种的小麦中出现的子代成虫数量居于其间。在小麦含水量为12.50%时,‘郑麦7698’中出现的子代成虫数量最少,‘良星66’中子代成虫数量最多,两者相差约24头。含水量为11.50%时,‘良星66’中出现的子代成虫数量最少,‘济麦22’中子代成虫数量最多,两者相差约16头。结果说明,含水量相同条件下,6个品种的小麦同时接入相同数量的母代米象成虫后其子代成虫的数量差异显著。3种不同含水量的小麦中米象子代成虫数量最多或最少对应的品种不同,3种不同含水量下试验小麦品种间出现子代成虫的数量各自排列顺序不同。小麦含水量的变化会显著影响不同品种小麦中出现子代成虫数量多少的排序,且小麦含水量越低,不同小麦品种间出现子代成虫的数量相差幅度越小。从同一品种小麦样品在不同含水量时出现的子代成虫数量看,小麦含水量的降低会导致米象子代成虫数量急剧下降。总体上可以看出,小麦含水量对样品中米象子代成虫数量的影响显著大于小麦品种之间差异的影响。

2.2不同含水量小麦中子代米象的发育历期

从不同含水量的小麦中子代米象的发育历期(表2)可以看出,对于同一品种,小麦中米象由卵至成虫的平均发育历期都是在含水量为11.50%时最长,其中, ‘泛麦8号’中米象平均发育历期最长,达44.77d,且与含水量为13.50%和12.5%时米象平均发育历期差异显著。小麦含水量为12.50%和13.50%时米象发育历期没有显著差异,可能是因为含水量为12.50%和13.50%时适合米象发育,而11.50%及以下的水分含量会显著抑制米象发育。含水量相同的不同小麦品种间,除了在含水量13.50%时,‘济麦22’中米象平均发育历期显著长于‘良星66’和‘郑麦7698’中米象,含水量为12.5%时,‘济麦22’中米象平均发育历期显著长于‘西农979’和‘良星66’,其他含水量相同时品种间都没有显著差异。表明小麦品种对米象发育历期影响不显著,但含水量的降低对样品的抗虫性有一定影响。

2.3不同含水量的小麦各品种对米象的敏感系数

从不同含水量的小麦各品种对米象的敏感系数(表3)可知,含水量13.5%时‘济麦22’的SI最小(8.47),‘郑麦7698’的SI最大(13.64);含水量12.5%时‘郑麦7698’的SI变为最小(7.76),‘良星66’的SI最大(10.60);含水量11.5%时‘良星66’的SI最小(0.54),‘济麦22’的SI最大(6.57)。说明相同含水量下不同小麦品种对米象的SI明显不同,含水量较高时各小麦品种的SI相对较大,含水量低时各小麦品种的SI总体较小;对同一小麦品种,含水量降低其SI变小,且当含水量发生变化时,小麦最大或最小SI并不与品种相对应,SI因小麦含水量变化而引起的变化幅度更大。结果表明,小麦含水量降低后其抗虫性相应增加,但当含水量降低幅度相同时,不同小麦品种的SI降低幅度差异明显,如含水量从13.5%降至11.5%时‘济麦22’的SI只降低了不到2,而‘良星66’的SI则降低了近11,表明其抗虫性增加更显著。

表1　不同含水量的小麦中出现米象子代成虫的数量1)

1) 表中数据为平均值±标准误;小写英文字母表示同一小麦品种不同含水量间结果的差异显著性,大写字母表示相同含水量不同小麦品种间结果的差异显著性(P≤0.05)。下表同。

Thedatainthetablearemean±SE.Lowercaselettersindicatesignificantdifferencebetweendifferentmoisturecontentsinthesamewheatvariety;thecapitallettersindicatethesignificantdifferencebetweendifferentwheatvarietiesundersamemoisturecontent(P≤0.05).Thesamebelow.

表2　不同含水量小麦中子代米象卵至成虫发育历期

表3　不同含水量的各品种小麦对米象的敏感系数

3　讨论

有报道称不同谷物品种中米象的发育时间和产卵能力也不一样[1718],本试验结果也说明,相同含水量下小麦品种的差异对小麦抗虫性影响显著,但对米象发育历期的影响小于对小麦SI和米象子代成虫数量的影响。不管是针对小麦的SI,还是米象子代成虫数量和发育历期,小麦含水量对小麦抗虫性的影响远大于小麦品种差异的影响。同一品种,当小麦含水量降低时其抗虫性增加可能与含水量低时小麦硬度增大有关,小麦籽粒硬度的增大减少了子代成虫存活率,延长了发育时间。

通常人们认为对米象抗性强的小麦品种,其中感染的米象子代数量应当较少,平均发育历期也较长,选育抗虫品种在一定程度能够减轻害虫的为害。从本文结果看,含水量能够更大程度地影响小麦品种的抗虫性,控制小麦含水量更有助于小麦的安全储藏。近年来小麦收获方式发生巨大转变,很多情况下小麦在收获后缺少了晾晒降水环节,粮食收购中水分偏高的情况更易于出现。小麦储藏在考虑不同小麦品种的抗虫性对害虫防治的影响时,应考虑含水量对小麦抗虫性有更大影响,即应对高水分小麦进行降水处理,尽量保持小麦干燥以利于防止害虫发生。

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(责任编辑：杨明丽)

EffectofmoisturecontentontheresistanceofdifferentwheatvarietiestoSitophilus oryzae (Linnaeus)

WangDianxuan1,2,YangYi1,TangPei’an2,TianXiao3

(1.SchoolofFoodScienceandTechnology,EngineeringResearchCenterofGrainStorageandSecurity,MinistryofEducation,NationalEngineeringLaboratoryofGrainStorageandTransportation,HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou450001,China; 2.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofModernGrainCirculationandSafety,Nanjing210023,China; 3.StateGrainReservesZhengzhouDepot,Zhengzhou450066,China)

Toinvestigatetheinfluenceofmoisturecontentontheresistanceofwheattotheinsect,thewheatvarieties, ‘Aikang58’, ‘Xinong979’, ‘Liangxing66’, ‘Jimai22’, ‘Fanmai8’and‘Zhengmai7698’whichhavebeenwidelyplantedinHenan,ShandongandHebeiprovincesofChinainrecentyears,wereselectedandtheadultnumberofprogenyandaveragedevelopmentaldurationfromeggtoadultofSitophilus oryzae (Linnaeus)weredeterminedundermoisturecontentsof11.50%, 12.50%and13.50%.Thesusceptibilityindex(SI)wasalsocalculatedaccordingtothedata.Theresultsshowedthatthemaximumnumberofprogenyadultatmoisturecontentsof13.50%, 12.50%and11.50%wereappearedin‘Zhengmai7698’ (85.67individuals),‘Liangxing66’(45.67individuals)and‘Jimai22’ (17.67individuals),respectively.Thedevelopmentaldurationfromeggtoadultincreasedwiththemoisturecontentdecreasedinallvarieties.Thelongestdevelopmentaldurationwasobservedin‘Fanmai8’(44.77days)withmoisturecontentof11.50%,whiletheshortestonewasobservedin‘Zhengmai7698’ (32.77days)withmoisturecontentof13.50%.Theminimumsusceptibilityindexes(SI)forthewheatwithmoisturecontentof11.50%, 12.5%and13.5%were0.54 (‘Liangxing66’), 7.76 (‘Zhengmai7698’)and8.47 (‘Jimai22’),respectively.TheresultsindicatedthattherewasanobviousdifferenceofresistancetoS. oryzaeamongdifferentwheatvarietieswithsamemoisturecontents.Theaveragedevelopmentaldurationbecamelonger,andtheprogenyadultnumberaswellastheSIvaluedecreasedsignificantlywiththemoisturecontentsdecreasedfrom13.50%to11.50%.ThemoisturecontenthadmoresignificantinfluenceonresistanceofwheattoS. oryzaethanwheatvariety.

moisturecontent;wheatvariety;Sitophilus oryzae;resistancetostoredgraininsectpest

20150422

20150606

“十二五”国家科技支撑计划(2013BAD17B01)

S435.122

ADOI：10.3969/j.issn.05291542.2016.03.018

致谢：本试验所用小麦样品的获得分别得到中央储备粮德州直属库于林平先生、中央储备粮辛集直属库魏国富先生、中央储备粮漯河直属库吴晓寅先生、濮阳国家粮食储备库许登彦先生、山西晋城国家粮食储备库申晋豫先生等的大力支持,在此一并感谢！

联系方式E-mail:wangdianxuan62@126.com