中国梨木虱关键发生期与气温关系研究

赵龙龙,卫 洁,刘朝红,胡增丽,张未仲,马瑞燕

(1山西农业大学果树研究所,晋中 030815;2山西农业大学植物保护学院,晋中 030801)

中国梨木虱(Psylla chinensis)(以下简称梨木虱)属半翅目木虱科,在我国梨树产区均有分布[1-2]。梨木虱食性相对专一,主要为害梨树,成虫、若虫吸食梨树花、芽、果实、嫩梢、叶片等。若虫在为害过程中分泌大量蜜露,造成叶片和果实相互粘连并滋生煤污,致使叶片失去机能或引发早期落叶等[3-4]。梨木虱个体小、数量多,发生代数多,易形成抗性,是当前梨树生产中的重点防控对象[5-7]。田间调查表明,梨木虱具有明显两型,分别为夏型和冬型,夏型梨木虱具有卵、若虫、成虫三种虫态,主要发生于梨树生长期;冬型梨木虱只有成虫一种虫态,主要发生于梨树休眠期,为梨木虱的越冬虫态[8]。冬型梨木虱通常在早春出蛰并进行交配产卵等活动,产卵孵化后发育为夏型梨木虱[9]。研究表明,冬型梨木虱在抗逆境能力等方面均高于夏型梨木虱,且冬型梨木虱的发生状况直接决定了来年虫口基数和危害大小[10]。

昆虫属变温动物,温度对其分布、繁殖等有重要影响[11-12]。在梨木虱的年生活史中,冬型梨木虱结束越冬出蛰和再次出现越冬代的时间和温度决定了它可能发生代数的多少,也关系到其为害程度[13]。气候监控表明,自2000年后,我国气温变化幅度相对较大,冬季气温普遍升高,春季温度变化频繁。探索梨木虱在这种气温升高模式下的发生特点及变化情况,对了解梨木虱的发展具有重要意义。在生产实践中,通常将越冬代梨木虱、冬型梨木虱出蛰期及产卵期等作为防控关键点,但梨木虱在我国分布广泛,不同纬度其发生特点差异明显。鉴于此,本研究以中国知网收录的有关中国梨木虱发生特点的文献为数据源,对梨木虱的年发生代数、及冬型梨木虱发生期、出蛰期、产卵峰期按不同纬度和年份进行分析和整理,并结合不同年份气温特征,探讨温度变化对梨木虱发生特点的影响,以期为治理和预测梨木虱发展趋向提供基础理论支撑。

1 资料与方法

1.1 资料来源

以中国知网(CNKI)收录的有关中国梨木虱发生规律和发生特点文献为研究对象,共筛选得到信息全面且有效的文献133篇,对文献涉及的梨木虱发生地点和年代、年发生代数、冬型梨木虱出蛰期、产卵峰期、开始出现冬型梨木虱的时间等信息进行逐条整理。我国年气温变化及月气温变化数据等从中国气象局国家气候委员会发布的历年《中国气候公报》中获得。

1.2 研究方法

我国南北区域差异较大,选择分布在北纬31°—41°梨树产区中的梨木虱,研究其关键发生期特点与中国历年平均气温、二月份平均气温间的相互关系。

1.3 数据处理

使用Excel 2016进行数据整理和制图,利用SPSS 21.0进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 梨木虱发生代数与纬度关系研究

对梨木虱分布情况进行统计,发现梨木虱在中国分布于北纬25°—45°,最北端为黑龙江鸡西市、最南端为广西贺州市。梨木虱在中国年发生2—7代,大多地区年发生4—5代,其发生代数随着纬度的增加而逐渐减少(图1)。梨木虱年发生代数与纬度呈显著负相关(表1),其发生代数(y)与纬度(x)变化关系为(y=-0.093x+5.678,R2=0.369),即约11个纬度,发生代数减少或增加1代。

图1 梨木虱年发生代数随纬度的变化Fig.1 Variation of pear psylla annual number of generation with latitudes

2.2 梨木虱年发生代数随年平均气温变化特点

在全球气候变暖的影响下,我国历年平均气温也呈现出增加趋势。个别温度较高的年份,梨木虱发生代数也相应增加。相关性分析表明,梨木虱年发生代数与年平均温度呈显著正相关(表1),发生代数(y)与年平均温度(x)呈线性变化[y=lg(1.565×10x+0.945),R2=0.997],即年平均温度每增加1℃,梨木虱年发生代数增加约1.2代(图2)。

图2 梨木虱年发生代数和年平均气温随年份变化特点Fig.2 Characteristics of pear psylla annual number of generation and average temperature with years

表1 纬度、温度与年发生代数,冬型梨木虱出蛰期、产卵峰期相关系数Table 1 Correlation coefficients between latitude,temperature and annual number of generation,winter form pear psylla emergence and peak oviposition periods

2.3 冬型梨木虱出蛰期、产卵峰期随纬度变化特点

冬型梨木虱出蛰期与产卵峰期随纬度变化明显,纬度越高,出蛰期和产卵峰期越晚,出蛰期最早为2月上旬,产卵峰期最早为3月下旬;出蛰期最晚为3月下旬,产卵期最晚为4月中旬,出蛰期与产卵峰期相差约1个月(图3),两者均与纬度变化显著相关并呈线性关联(表1),每增加5个纬度,出蛰期和产卵期相对延迟约10 d。

图3 冬型中国梨木虱出蛰期、产卵峰期随纬度变化特点Fig.3 Variation characteristics of winter form pear psylla emergence and peak oviposition periods with latitudes

2.4 梨木虱越出蛰期、产卵峰期随二月份平均气温变化特点

在北纬31°—41°,冬型梨木虱的出蛰期主要集中在2月下旬左右,产卵峰期主要集中在3月下旬,两者随年份变化相对较小,主要受当年二月份平均气温的影响。二月份平均气温越高,出蛰期和产卵峰期相对越早,反之则延迟,这种变化在2000年后尤为明显(图4)。

图4 中国梨木虱出蛰和产卵峰期随时间及温度变化特点Fig.4 Variation characteristics of winter form pear psylla emergence and oviposition periods with average temperature in February

2.5 越冬代冬型梨木虱出现期随纬度变化特征

梨木虱的冬型态为其年生活史中的重要阶段,高纬地区冬型梨木虱最早出现在8月上旬,低纬地区最晚为11月中旬,纬度越低,其出现时间越晚。对不同地区冬型梨木虱出现时间进行统计,发现87%的冬型梨木虱发生在9月中旬和10月上旬之间(表2)。

表2 冬型梨木虱发生时间及纬度特点Table 2 Occurrence time and latitude characteristics of winter form pear psylla

3 讨论与结论

本研究表明,纬度和气温对中国梨木虱的年发生代数、冬型梨木虱出蛰期、产卵期均有明显影响。随纬度增加,冬型梨木虱出蛰期和产卵峰期延迟,反之提前,但冬型梨木虱发生期却相反,纬度越高,发生越早。梨木虱年发生代数与年平均温度呈正相关;二月份平均气温越高,冬型梨木虱的出蛰期和产卵峰期相对越早。

梨木虱在不同纬度上发生特点的不同,实质是受温度变化影响所致,在北半球每增加一个纬度,温度降低约0.5℃。不同地域,其发生特点也不同,梨木虱在东北地区年发生2—4代[14];华北、西北梨产区年发生4—5代[15-16];华中地区年发生5—6代[17];华东地区年发生6—7代[18];西南高原地区年发生4—5代[19]。冬型梨木虱出蛰期和产卵峰期随纬度的增加逐渐推迟,南北相差近一个月,南部地区出蛰期多在二月上中旬,中部地区多分布在2月下旬,东北地区集中在3月下旬,相似的是,冬型梨木虱出蛰后约30 d为其产卵峰期。在北纬35°以北,冬型梨木虱主要出现于9月中下旬,其发生特点可能和光周期变化相关,这和笔者室内研究一致,表明光期长度的变化是影响梨木虱两型变化的主要因子(数据未发表)。

全球气候变化的主要特点表现为气温的逐渐升高[20],在北方地区,年平均温度每增加1℃,梨木虱年发生代数相应增加1.2代,而南方地区因夏季高温等对其生长和繁殖有一定的抑制作用[21],其对这种温度变化响应相对较低。除气温整体升高外,气候变暖主要体现在冬季温度增加和春季提前到来[22],田间调查表明,冬型梨木虱在越冬期间并非静息状态,会随冬、春季温度的升高而发生明显活动[23]。我国二月份平均气温自2000年后变幅加剧,整体呈增加趋势,在此影响下,梨木虱的出蛰和产卵峰期也相应提前。在当前的气候变化模式下,梨木虱的发生代数增加、活动期延长、对梨树造成的损害将加剧。另在冬季升温后,梨木虱活动频繁,在寄主梨树休眠无法供给食物时,冬型梨木虱可能转移寄主为害,如,在贵州、云南部分区域,冬型梨木虱已成为冬季常绿果树枇杷花果期的虫害之一[24-25]。

建议在夏冬型梨木虱转型前10—15 d实施防控措施,以阻止越冬代冬型梨木虱的产生;冬型梨木虱出现后,及时在主干绑缚瓦楞纸或草帘等以诱集梨木虱,并于出蛰期前解除并销毁[8];次年,在冬型梨木虱出蛰期和产卵峰期进行适时防治。