麥麥提艾則孜·穆合塔爾 王東 任羽 倪華 王繼蓮
摘? ? 要:為探明南疆喀什地區(qū)瓜蚜(Aphis gossypii)的生物學特性,分析了在室內條件下光照對南疆瓜蚜繁殖以及瓜蚜對金瓜植株生長的影響。結果表明,光照時間為5 d時,光照具有刺激瓜蚜繁殖的作用;光照超過5 d以后,光照具有抑制瓜蚜繁殖的作用。南疆瓜蚜對金瓜植株的生長具有一定影響,對照組金瓜植株總高度的增量達到了11.00 cm,而處理組1~5號盆金瓜植株總高度的增量均小于對照組,最大值為2號盆的10.50 cm,最小值為3號盆的6.50 cm。此外,瓜蚜數(shù)量與金瓜植株的生長之間沒有表現(xiàn)出特定的相關性。3號盆瓜蚜數(shù)目增量最大(1159頭),植株總高度增量也最小,僅為6.50 cm。5號盆瓜蚜數(shù)目增量(1133頭)明顯大于4號盆(644頭),但植株總高度增量(9.90 cm)卻大于4號盆的增量(8.30 cm)。因此,光照能夠影響南疆瓜蚜的繁殖,此外,南疆瓜蚜能夠影響金瓜植株的生長。
關鍵詞:金瓜;瓜蚜;生物學特性;南疆喀什
Abstract: To investigate the biological characteristics of Aphis gossypii in Kashi city in southern Xinjiang, this study is the first analysis of the effects on the growth of Aphis gossypii under illumination and the effects on the growth of pumpkin. The results showed that when the illumination time was 5 days, the illumination had a certain effect of stimulating the reproduction of Aphis gossypii. After 5 days of illumination, the illumination had a certain effect of inhibiting the reproduction of Aphis gossypii. It had a certain influence on the growth of pumpkin plants. Total height increment of pumpkin plants in the control group reached 11.00 cm, while the total height increment of plants in the treatment groups(pots 1 to 5) was smaller than that of the control group, with a maximum of 10.50 cm in pot 2 and a minimum of 6.50 cm in pot 3. Furthermore, there was no specific correlation between the number of Aphis gossypii and the growth of the pumpkin plants. The largest increment in the number of Aphis gossypii was pot 3(1159) and the smallest increment in total plant height was only 6.50 cm. The increment in the number of Aphis gossypii in pot 5 (1133) was significantly larger than that in pot 4 (644), but the total height increment of the plants in pot 5 (9.90 cm) was larger than that in pot 4 (8.30 cm). Therefore, light can affect the reproduction of Aphis gossypii in Kashi city in southern Xinjiang. In addition, Aphis gossypii can affect the growth of pumpkin plants.
Key words: Pumpkin; Aphis gossypii; Biological characteristics; Kashi city of southern Xinjiang
新疆喀什市位于中國西北邊陲,地處南疆,是我國最西端的一座城市。由于毗鄰塔克拉瑪干大沙漠,南疆喀什具有暖溫帶大陸性干旱氣候特征,四季分明,光照時間長,蒸發(fā)量大,夏季炎熱,冬無嚴寒[1]。2017年喀什地區(qū)瓜類播種面積超過5.3萬hm2,瓜類作物是喀什地區(qū)最重要的農(nóng)作物之一[2],但其高溫干旱的氣候特征非常有利于瓜類蚜蟲的發(fā)生與流行[3-6]。
瓜蚜(Aphis gossypii Glover)又稱棉蚜,屬于同翅目,蚜科。根據(jù)在不同寄主植物上食物轉化型的不同,棉蚜可分為棉花型棉蚜和瓜型棉蚜(瓜蚜)[7]。瓜蚜嚴重危害瓜類作物,是世界性的常發(fā)害蟲。瓜蚜在瓜類作物的嫩葉和嫩莖上大量吸取汁液,使葉片皺縮變形,嚴重時導致植株枯萎死亡。瓜蚜繁殖力強,在氣候條件適合的情況下,一頭雌蚜在整個生活周期能產(chǎn)生60~70頭若蚜[8]。蚜蟲不但通過刺吸式口器大量吸取植物汁液而嚴重危害農(nóng)作物,而且蚜蟲也是傳播植物病毒最重要的傳毒介體之一,造成農(nóng)作物病毒病大流行,嚴重影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質。有研究者將300多種攜帶不同植物病毒的蚜蟲接種植物,發(fā)現(xiàn)180 種蚜蟲能夠傳播病毒,其中棉蚜可傳播55種病毒[9]。金瓜(Cucurbita moschata)屬于葫蘆科,是美洲南瓜的一種類型,又稱為茭瓜、攪瓜,外皮呈金黃色,是人們非常喜愛的一種常見蔬菜[10-11]。Moran等[12]研究了能進行光合作用的轉基因蚜蟲。馬亞玲等[13]研究了不同光照度和不同光周期對紅綠色豌豆蚜生長發(fā)育的影響。雖然有關光照對蚜蟲生長的影響有一些研究報道,但有關光照對南疆瓜蚜繁殖的影響目前尚無研究報道。
南疆喀什地區(qū)干旱少雨,氣候極端干燥。長期生存在南疆喀什地區(qū)瓜蚜的繁殖等生物學特性很可能與其他地區(qū)的不同?;诖?,筆者首次分析了在室內條件下光照對南疆瓜蚜繁殖以及瓜蚜對金瓜植株生長的影響。這不但對進一步研究瓜蚜的生物學特性具有較為重要的理論意義,而且對瓜蚜的防控也具有較為重要的實踐意義。
1 材料與方法
1.1 材料
供試金瓜種子由河北神禾種業(yè)有限公司提供,品種為紅甘栗,外形美觀,果皮橘紅色,營養(yǎng)豐富,較喜冷涼氣候。供試瓜蚜采自南疆喀什市。
1.2 方法
1.2.1 光照對南疆瓜蚜繁殖的影響 試驗于2018年10月至2019年1月在喀什大學生命與地理科學學院葉爾羌綠洲生態(tài)與生物資源研究重點實驗室進行。在室內室溫條件下,用滅菌土(經(jīng)高溫高壓滅菌)在大小一致的花盆中播種金瓜種子,大約2周以后獲得生長較為一致的3葉期金瓜植株備用。選取5盆生長較為一致的3葉期金瓜植株進行試驗,每盆中均有5株金瓜苗。首先對5盆金瓜苗進行編號,分別為1號盆、2號盆、3號盆、4號盆和5號盆。將供試的無毒瓜蚜(所用瓜蚜為無翅成蚜)飼養(yǎng)在防蟲籠中健康南瓜植株上備用。瓜蚜進行如下接種:在1號盆接種1頭瓜蚜;在2號盆接種2頭;在3號盆接種3頭;在4號盆接種4頭;在5號盆接種5頭。接種后將5盆植株分別放入5個大小一致的防蟲籠中,每個防蟲籠中放置1盆。接種瓜蚜后每24 h用手電筒(光照度約為15 000 lx)給瓜蚜照光2 min,分別于接種后5、10、15 d統(tǒng)計每盆金瓜植株的瓜蚜數(shù)量。對照為無手電筒光照,在瓜蚜接種和數(shù)量統(tǒng)計等其他方面與處理完全一致。
1.2.2 南疆瓜蚜對金瓜植株生長的影響 在本試驗中,選取5盆3葉期金瓜植株進行試驗,有關金瓜的種植以及盆的編號與1.2.1中的方法相同。將供試的無毒瓜蚜(所用瓜蚜為無翅成蚜)飼養(yǎng)在防蟲籠中健康南瓜植株上備用。瓜蚜進行如下接種:在1號盆接種1頭健康瓜蚜;在2號盆接種2頭;在3號盆接種3頭;在4號盆接種4頭;在5號盆接種5頭。接種瓜蚜以后將5盆植株分別放入5個大小一致的防蟲籠中,每個防蟲籠中放置1盆。
接種后每2 d測量每盆中所有金瓜植株的總高度并統(tǒng)計每盆中所有金瓜植株上的瓜蚜數(shù)量,分別計算出每2 d每盆金瓜植株總高度的增量以及每盆中所有金瓜植株上瓜蚜數(shù)量的增量,以此來分析瓜蚜對金瓜植株生長的影響以及瓜蚜數(shù)量與金瓜植株生長的相關性。該試驗共進行14 d。本試驗中測定的植株高度指的是植株莖基部到植株頂端生長點的長度。對照組為沒有接種瓜蚜的健康金瓜植株,對照組植株的生長條件等與處理植株完全一致。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
使用 SPSS 25.0 軟件、利用卡方檢驗法進行南疆瓜蚜繁殖數(shù)量的顯著性差異分析,所有統(tǒng)計分析均為 0.05 顯著性水平。采用Origin Pro 2018軟件進行圖形繪制。
2 結果與分析
2.1 光照對南疆瓜蚜繁殖的影響
總體來看,光照對南疆瓜蚜的繁殖有一定的影響(圖1)。在接種瓜蚜5 d時,除了1號盆無光照瓜蚜數(shù)量比有光照瓜蚜數(shù)量多,且達到顯著差異水平,2號盆、3號盆、4號盆和5號盆無光照瓜蚜數(shù)量均比有光照瓜蚜數(shù)量少,且均達到顯著差異水平??梢?,光照時間為5 d時,光照具有一定刺激瓜蚜繁殖的作用。
在接種瓜蚜10 d時,除了3號盆無光照瓜蚜數(shù)量比有光照瓜蚜數(shù)量少,且達到顯著差異水平,1號盆、2號盆、4號盆和5號盆無光照瓜蚜數(shù)量均比有光照瓜蚜數(shù)量多,且均達到顯著差異水平??梢姡庹諘r間為10 d時,光照具有一定抑制瓜蚜繁殖的作用。
在接種瓜蚜15 d時,除了2號盆無光照瓜蚜數(shù)量比有光照瓜蚜數(shù)量少,且達到顯著差異水平,1號盆、3號盆、4號盆和5號盆無光照瓜蚜數(shù)量均比有光照瓜蚜數(shù)量多,且均達到顯著差異水平??梢?,光照時間為15 d時,光照具有一定抑制瓜蚜繁殖的作用。
綜上所述,當光照時間為5 d時,光照具有一定刺激瓜蚜繁殖的作用,而光照時間5 d以后,光照具有一定抑制瓜蚜繁殖的作用。
2.2 南疆瓜蚜對金瓜植株生長的影響
南疆瓜蚜對金瓜植株生長的影響如表1和表2所示。與對照相比,南疆瓜蚜對金瓜植株生長具有一定的影響。對照組金瓜植株總高度的增量為11.00 cm,而處理組1~5號盆金瓜植株總高度的增量均小于對照組,最大值為2號盆的10.50 cm,最小值為3號盆的6.50 cm。
此外,瓜蚜數(shù)量與金瓜植株生長之間沒有表現(xiàn)出特定的相關性。從表1可以看出,3號盆瓜蚜數(shù)目增量最大,增量為1159頭,與此相對應,3號盆金瓜植株總高度的增量也最小,增量僅為6.50 cm,但其他4盆金瓜瓜蚜數(shù)目增量與植株總高度增量之間沒有表現(xiàn)出相關性。例如,5號盆瓜蚜數(shù)目增量(1133頭)明顯大于4號盆(644頭),但5號盆植株總高度增量(9.90 cm)卻大于4號盆 (8.30 cm)。
綜上所述,與對照相比,南疆瓜蚜對金瓜植株的生長具有一定的影響。瓜蚜數(shù)量與金瓜植株生長之間沒有表現(xiàn)出特定的相關性。
3 討論與結論
南疆喀什地區(qū)毗鄰塔克拉瑪干大沙漠,干旱少雨,氣候極端干燥,具有暖溫帶大陸性干旱氣候特征。瓜類作物是喀什地區(qū)最重要的作物種類之一,蚜蟲是該地區(qū)傳播病毒病的主要介體昆蟲??κ驳貐^(qū)高溫干旱的氣候特征非常有利于蚜蟲的發(fā)生與流行。長期生存在南疆喀什地區(qū)瓜蚜的繁殖等生物學特性很可能與其他地區(qū)的不同。基于此,筆者首次分析了在室內條件下光照對南疆瓜蚜繁殖以及南疆瓜蚜對金瓜植株生長的影響,對進一步研究瓜蚜的生物學特性及科學的防控都具有較為重要的意義。
總體來看,光照對南疆瓜蚜的繁殖有一定的影響。當光照時間為5 d時,光照對瓜蚜的繁殖具有一定的刺激作用;而光照時間5 d以后,光照具有一定抑制瓜蚜繁殖的作用(圖1)。馬亞玲等[13]研究表明,光周期對紅色型豌豆蚜和綠色型豌豆蚜生長發(fā)育的影響與光照度相關。在不同光照度下,光照時間越長,兩種豌豆蚜生長發(fā)育越好;光照度越強,光周期越短,兩種豆蚜生長發(fā)育越遲緩。溫度和光照是蚜蟲生存的重要環(huán)境因子,光周期和溫度對蚜蟲的生長發(fā)育和繁殖均有較大影響[14-16]。綠色型豌豆蚜性蚜產(chǎn)生的臨界光照時長介于 12~14 h,相對較長的光照條件下有利于雄蚜產(chǎn)生,而光照時間越短性雌蚜比例越高 [17]。在本研究中,據(jù)此推測當光照時間為5 d時,光照之所以表現(xiàn)出對瓜蚜繁殖具有促進作用,而光照5 d以后又表現(xiàn)出抑制作用,這可能是由于南疆瓜蚜的生長發(fā)育對光照時間和光照強度具有特定的反應,具體原因有待進一步探索。劉向東等[18]研究了適合瓜蚜生長繁殖的溫度條件。目前有關光照與瓜蚜繁殖之間的相關性以及機制研究尚未見報道。
與對照相比,南疆瓜蚜對金瓜植株生長具有一定的影響。瓜蚜數(shù)量與金瓜植株生長之間沒有表現(xiàn)出特定的相關性。值得注意的是,2018年12月4日統(tǒng)計結果表明,5號盆瓜蚜數(shù)目增量出現(xiàn)負值(表1),這是由于在統(tǒng)計瓜蚜數(shù)目時發(fā)現(xiàn)個別植株受瓜蚜危害,出現(xiàn)葉片枯死現(xiàn)象。當葉片枯死時,該葉片上的瓜蚜并沒有及時轉移到其他葉片上,因此隨著該葉片的枯死而死亡,所以增量出現(xiàn)負增長現(xiàn)象。劉澤發(fā)等[19]研究了印度南瓜(Cucurbita maxima Duch.)核不育系Se_MA1802的特性。目前有關瓜蚜繁殖與南瓜植株生長之間的相關性以及機制研究尚未見報道。筆者初步研究了南疆瓜蚜繁殖數(shù)量與金瓜植株生長之間的相關性,結果表明瓜蚜數(shù)量與金瓜植株生長之間沒有表現(xiàn)出特定的相關性。在本試驗中用5盆金瓜苗進行試驗,數(shù)量相對有些少,在以后應該增加樣本數(shù)量,設置更多重復,從而進一步驗證試驗結果。此外,應該對瓜蚜繁殖與南瓜植株生長之間的相關性及其機制進行深入研究,為瓜蚜的防控提供更為可靠的理論依據(jù)。
綜上所述,筆者研究了在室內條件下光照對南疆瓜蚜繁殖以及南疆瓜蚜對金瓜植株生長的影響,這對進一步研究瓜蚜的生物學特性以及制定防控措施具有較為重要的理論和現(xiàn)實意義。
參考文獻
[1] 茹克亞·薩吾提.RS/GIS的喀什市城市擴展與耕地變化研究[D].烏魯木齊:新疆師范大學,2014.
[2] 喀什地區(qū)統(tǒng)計局.喀什地區(qū)2017年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報[R/OL].(2018-04-27) [2019-02-5].http://www.kashi.gov.cn/Item/45559.aspx.
[3] 阿依仙木古麗·阿布來提.新疆喀什市近30年氣候變化及其對農(nóng)業(yè)影響的研究[D].烏魯木齊:新疆師范大學,2013.
[4] 張音,古麗賢·吐爾遜拜,蘇里坦,等.近60 a來新疆不同海拔氣候變化的時空特征分析[J].干旱區(qū)地理,2019,42(4):822-829.
[5] 阿依努爾·買買提.基于GIS的喀什地區(qū)生態(tài)安全綜合評價研究[D].烏魯木齊:新疆大學,2018.
[6] 張建華,李迎春.棉蚜與氣象[J].新疆氣象,1998(4):51-52.
[7] 孟玲,李保平.新疆棉蚜生物型的研究[J].棉花學報,2001,13(1):30-35.
[8] 鄭太波,謝加花,李惠文,等.瓜蚜的發(fā)生及其綜合防治[J].陜西農(nóng)業(yè)科學,2006(1):139.
[9] 羅禮智,李光博.植物病毒病對蚜蟲種群增長與翅型分化的影響[J].植物保護,1991(5):34-36.
[10] 李虹,朱愛萍,朱忠南,等.金瓜不同產(chǎn)地營養(yǎng)成分與加工特性評價[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2017(15):38-39.
[11] 陳海榮,陳泉生,楊華,等.特色蔬菜資源崇明金瓜的研究現(xiàn)狀及發(fā)展策略[J].中國園藝文摘,2010,26(1):45-47.
[12] MORAN N A,JARVIK T.Lateral transfer of genes from fungi underlies carotenoid production in aphids[J].Science,2010,328:624-627.
[13] 馬亞玲,劉長仲.光周期對兩種色型豌豆蚜生長發(fā)育的影響[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報,2014,22(12):1476-1483.
[14] JOHNSON B,BRIKSP R.Studies on wing polymorphism in aphids I.The development process involved in the production of the different forms[J].Entomology Experimental Application,1960,3: 327-339.
[15] 龔鵬,張孝羲.溫度和光周期對棉蚜性蚜產(chǎn)生的誘導[J].植物保護學報,2001,28(4):318-324.
[16] 劉健,吳孔明,趙奎軍,等.不同地理種群棉蚜對溫度和光周期的生態(tài)適應性[J].生態(tài)學報,2003,23(5):863-869.
[17] 張廷偉,陳萬斌,劉長仲,等.不同光周期條件下綠色型豌豆蚜性蚜分化規(guī)律研究[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報,2017,25(2):166-171.
[18] 劉向東,翟保平,張孝羲,等.棉花型和瓜型棉蚜形態(tài)和生態(tài)適應力的分化[J].昆蟲學報,2004,11(6):768-773.
[19] 劉澤發(fā),黃丁容,謝波,等.印度南瓜(Cucurbita maxima Duch.)核不育系‘Se_MA1802的特性[J].中國瓜菜,2019,32(4):12-15.