温湿度对蔡氏胡杨个木虱越冬成虫存活的影响

张炳坤，李 瑜，周 黎，王萍莉

(新疆农业职业技术学院，新疆昌吉 831100)

0 引 言

【研究意义】蔡氏胡杨个木虱(EgeirotriozaceardiBergevin)属半翅目个木虱科胡杨个木虱属，寄主仅为胡杨(PopuluseuphraticaOliv)[1，2]。胡杨为杨柳科杨属的木本植物[3-5]。近年来，异常气候使蔡氏胡杨个木虱由次要害虫逐渐上升为主要害虫，在新疆北部胡杨林区天然野生和人工种植的胡杨林中，危害胡杨的木虱发生范围逐渐扩展、蔓延，危害程度也在逐年加重，受害严重的胡杨叶片平均虫瘿数达3.25个/cm2，叶片正反两面布满虫瘿，影响光合作用，胡杨叶片提前枯黄，树势衰弱，树体生长缓慢，幼树不能正常生长[6-8]。分析蔡氏胡杨个木虱如何适应环境的变化，对研究胡杨林资源有重要意义。【前人研究进展】张炳坤等[7]和孙红艳等[6]对蔡氏胡杨个木虱的形态特征、生活习性、年生活史进行了系统观察，并根据其生物学特性和生活史提出了综合防治措施；李玉春[8]研究蔡氏胡杨个木虱发现，叶片水分含量和环境温度影响虫瘿内若虫的生长；郭晓莉等[9]研究种群动态变化与气候因子的关系发现，温度是影响蔡氏胡杨个木虱生存的关键因子。【本研究切入点】关于胡杨个木虱的研究主要集中在生物学和防治技术等领域，而关于生态学特性尤其是对蔡氏胡杨个木虱如何适应生态环境因子变化的相关报道较少。昆虫属变温动物，温度越高，昆虫代谢越快，在缺少食物的冬季环境条件下，温度的高低在一定程度上决定了昆虫对储备营养物质消耗大小，间接影响到昆虫的存活[10]。环境湿度也在一定程度上决定了越冬昆虫的存活等[11]。温度和湿度是影响昆虫越冬存活率的重要因素之一[9]。新疆北部胡杨林区冬季寒冷且历时较长，蔡氏胡杨个木虱越冬成虫如何适应入蛰场所环境变化尚不清楚，对越冬成虫存活的影响也未见报道。研究监测蔡氏胡杨个木虱越冬成虫入蛰环境的温度和相对湿度变化。【拟解决的关键问题】采用人工模拟蔡氏胡杨个木虱越冬成虫入蛰的小环境，在不同温度与湿度条件下，研究其对蔡氏胡杨个木虱越冬成虫存活的影响，分析温度和湿度对蔡氏胡杨个木虱越冬成虫种群的影响，了解蔡氏胡杨个木虱越冬成虫的适应能力，为监测和防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

新疆昌吉市老龙河胡杨林位于昌吉市佃坝镇，温带大陆性气候，冬季寒冷漫长、夏季炎热、春秋短促；气候干燥，年(日)温差大，日照充足。年平均气温6.2℃，1月平均气温-14.2℃，7月平均气温24.5℃；年平均日照时数2 833 h，年总辐射559.78 kJ/cm2；年平均降水量183.1 mm。冬季胡杨林区地表枯落物厚度约为5～8 cm。

试验用虫于2019年10月采自于昌吉市老龙河天然胡杨林区，9月中旬至10月中旬，当胡杨叶片转黄，若虫羽化高峰期，采用振落法收集越冬前的蔡氏胡杨个木虱越冬成虫。

1.2 方 法

1.2.1 蔡氏胡杨个木虱越冬成虫入蛰场所温湿度的监测

蔡氏胡杨个木虱以成虫越冬，越冬场所主要在胡杨的枯枝落叶中，少量在胡杨树龄较大的树皮裂缝、老翘皮内[6，7]。2018～2019年，在新疆昌吉市老龙河天然胡杨林区，随机选取5个蔡氏胡杨个木虱越冬场所，在木虱入蛰场所放置EL-USB-2型EasyLog温湿度自动记录仪监测定10月底木虱越冬开始至翌年4月初木虱出蛰前的温度和相对湿度，设置每2 h记录1次数据，取5个监测点的温度和相对湿度的平均值。

1.2.2 室内观察

蔡氏胡杨个木虱入蛰场所温度在5～15℃区间变化，相对湿度在25%～75%区间变化。参照刘朝红等[12]方法，人工模拟蔡氏胡杨个木虱越冬成虫入蛰场所的温度和湿度2个环境因子。温度因子按25℃为常温对照，设置4个胁迫温度梯度为5、10、15和20℃，昼夜恒温，避光培养。湿度因子按相对湿度设置相对湿度75%和25% 2种处理，在2 mL EP管底放置一醮水的小棉球，以接近饱和不流出为准并定期补充水分，使管内空气保持相对湿度(75%±5%)，将试虫放于管内，在盖上刺约1 mm的小孔，然后分别置于昆虫培养箱内，设置相对湿度为(75%±5%)；在2 mL EP管底放置干燥的小棉球，将试虫放于管内，在盖上刺约1 mm的小孔，分别置于昆虫培养箱内，设置相对湿度为(20%±5%)。共设置10个处理，每个处理组合设5个重复，每组40头成虫(雌雄各半)，每隔24 h观察1次，鉴别蔡氏胡杨个木虱成虫是否存活时，用毛笔轻触虫体，试虫不能正常爬行则视为死亡。记录蔡氏胡杨个木虱存活与死亡情况，直至全部死亡。试验期间不提供任何食物，使试虫处于完全饥饿状态。

1.3 数据处理

采用GraphPad Prism V5.0进行相关数据分析，作图。按农药致死中量的计算方法，将剂量变量替换为时间变量，对试验数据的致死时间LT50和LT95及其置信区间进行计算。

2 结果与分析

2.1 蔡氏胡杨个木虱的入蛰场所温湿度的变化特征

研究表明，蔡氏胡杨个木虱入蛰场所的温湿度呈“U”字型变化趋势。木虱入蛰场所的温度从11月10℃逐渐下降到翌年1月的5℃，1月中旬前后降到谷值，随后受太阳辐射强度影响，春季太阳辐射持续增强，木虱入蛰场所的温度随之显著上升。11月至翌年1月期间，虽然地表枯落物上冬季有积雪覆盖但未能融化，木虱入蛰场所水分补给不足致使木虱入蛰场所湿度下降明显，木虱入蛰场所相对湿度从10月40%降至1月的25%，而春季太阳辐射持续增强，积雪开始融化，木虱入蛰场所的湿度明显增加，相对湿度最高时达到75%。蔡氏胡杨个木虱入蛰场所的温度在5～15℃变化和相对湿度在25%～75%变化。图1

2.2 在不同处理下蔡氏胡杨个木虱的存活时长

研究表明，不同湿度与不同温度处理均对蔡氏胡杨个木虱存活有明显影响作用。温度越低，湿度对其存活影响较大，温度越高，温度和湿度交互作用越明显，但温度渐起主导作用。随着温度的升高蔡氏胡杨个木虱成虫寿命显著缩短，其中在相对湿度75%的情况下，温度5℃时的存活时间最长，平均为(200.00±1.47) d，显著高于其他温度处理；在相对湿度25%情况下25℃的存活时间最短，平均为(7.00±1.56) d，显著低于10和5℃。表1

表1 在不同处理条件下蔡氏胡杨个木虱的存活时长(d)Table 1 Survival duration of Egeirotrioza ceardi under different treatment conditions

温度的F统计量为59.04，概率水平小于0.01，此方差分析温度极显著，蔡氏胡杨个木虱存活率降低能被温度解释的部分占95.63%，湿度对蔡氏胡杨个木虱存活降低也极显著影响，两者交互作用“温度×湿度”对蔡氏胡杨个木虱存活有显著影响。温度是影响蔡氏胡杨个木虱存活的主要因素，湿度是次要因素。表2

表2 蔡氏胡杨个木虱的存活双因素方差Table 2 Two-way ANOVA on survival duration of Egeirotrioza ceard

2.3 蔡氏胡杨个木虱的存活率

研究表明，随着时间的推移，不同温度与湿度条件下成虫存活率曲线均呈下降趋势。其存活时长(y)和温度(x)变化关系为(y(相对湿度25%)=235.83e-0.141x，r2=0.954；y(相对湿度75%)=317.14e-0.132x，r2=0.962)。同等温度条件下，相对湿度75%的斜率均高于相对湿度25%。相对湿度25%温度25℃试验组处理时间≤5 d时成虫死亡率达25%，而相对湿度75%温度25℃试验组处理时间为10 d时成虫死亡率就达到25%，而相对湿度75%温度5℃试验组处理时间150 d后成虫死亡率才达到25%。在不同湿度条件下，不同温度条件下蔡氏胡杨个木虱死亡率与时间变化相关方程。表3，图2

表3 在不同处理条件下蔡氏胡杨个木虱的存活率曲线方程Table 3 Survival curve equation of Egeirotrioza ceardi under different treatment conditions

2.4 在不同处理条件下蔡氏胡杨个木虱的致死时间

研究表明，不同温度和湿度条件下5℃时LT50值和LT95值明显高于其他温度段，在相对湿度75%条件下，蔡氏胡杨个木虱的LT50值和LT95均高于相同温度段的相对湿度25%处理。表4

表4 在不同处理条件下蔡氏胡杨个木虱的半数致死时间(LT50)和95%致死时间(LT95)Table 4 50% lethal time(LT50)and 95% lethal time(LT95)of Egeirotrioza ceardi under different treatment conditions

3 讨 论

在越冬过程中，昆虫入蛰环境的温度和湿度是影响越冬昆虫存活率的重要因素[13，14]。研究表明，相对湿度75%、相对湿度25%及不同温度对蔡氏胡杨个木虱越冬成虫的存活影响明显，且两者有交互作用，温度越低，水分对其存活有明显助益作用，温度越高，这种作用减小。相同温度条件下，与相对湿度25%相比，相对湿度75%显著提高了蔡氏胡杨个木虱越冬成虫的存活率并延长了寿命。无论是在相对湿度25%或相对湿度75%的条件下，温度升高都伴随着越冬成虫存活率的下降和寿命的缩短，当温度大于20℃时这种变化尤为明显。在蔡氏胡杨个木虱越冬过程中，入蛰环境的温度和湿度是影响其存活的一个重要生态因子。

在越冬过程中，入蛰环境的温度与昆虫的代谢速率密切相关，在一定温度范围内，虫体的代谢速率随温度的升高而提高[15]。研究表明，在试验过程中未提供任何食物的情况下，在5～25℃条件下，蔡氏胡杨个木虱越冬成虫主要依赖自身储备的营养物质进行生存，随着温度的升高，代谢的逐渐加快，营养物质消耗也越多，虫体的死亡率也相应提高。在越冬过程中，入蛰环境的温度和湿度并非单独发挥作用，而是共同作用到昆虫体内的代谢和水分平衡，温度越高，湿度越低，物质消耗越大，相反，湿度越高，温度越低，物质消耗越小，利于虫体存活[16-18]。研究表明，在相对湿度25%条件下，蔡氏胡杨个木虱越冬成虫获取水分的途径主要来源于自身的营养物质代谢所产生的水分，但所能提供水分有限，如给补充以外源水分，则明显提高其存活和寿命，环境的相对湿度对其存活具有重要作用；在相对湿度75%的条件下，一方面可减缓蔡氏胡杨个木虱越冬虫体水分的散失，另一方面可分担越冬虫体对水分的需求，减少自身营养物质的消耗，越冬虫体寿命和存活相对提高。

昆虫在适应不利环境条件如低温、缺少食物等过程中，除在行为上适应外，在生理、体征方面也有明显改变，如降低代谢速率、增加脂肪含量、改变表皮的通透性等，以降低不利环境条件带来影响[19，20]。研究只考虑了温湿度对蔡氏胡杨个木虱越冬成虫的存活率的影响，未在越冬过程中对蔡氏胡杨个木虱越冬成虫的行为与生理体征等指标进行考察，还需要进一步研究。

4 结 论

在未给蔡氏胡杨个木虱越冬成虫任何食料的条件下，蔡氏胡杨个木虱越冬成虫的存活率、存活时间与保存环境的温度、相对湿度和保存期有密切关系；随着温度的升高蔡氏胡杨个木虱越冬成虫寿命显著缩短。长期保存最适宜的温湿度组合为5℃，相对湿度75%，保存期在6个月以内时，存活率仍在85%以上，存活期近9 d保存适宜温度为0～5℃，适宜湿度为相对湿度75%；保存期在5个月以内时，存活率和存活时间变化不大，超过7个月则迅速下降。每年11月或翌年3月气温相对较高的时期，及时清理胡杨林区树冠下的枯枝落叶和杂草，刮掉树干基部的老翘皮，破坏蔡氏胡杨个木虱越冬成虫的生存环境，可以减少翌年虫口数量，控制翌年虫口发生密度。