環(huán)境因子對煙粉虱子代發(fā)育歷期的影響

李向永，諶愛東*，尹艷瓊，趙雪晴，楊海林

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，昆明650205;2.玉溪市煙草公司，云南玉溪653100)

煙粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)又名棉粉虱、甘薯粉虱，起源熱帶和亞熱帶地區(qū)，已在亞洲、歐洲、非洲、中北美、南美等90多個國家和地區(qū)廣泛分布并成為主要的農(nóng)業(yè)害蟲，世界范圍內(nèi)擴散，并暴發(fā)成災，己成為一種世界性重要害蟲 (Brown，1995;邱寶利等，2001)。煙粉虱還是番茄黃化曲葉病毒 (TYLCV)等雙生病毒類的主要媒介昆蟲，除直接取食危害寄主植物外，還可傳播以雙生病毒為主的40多種植物病毒，由其傳播的病害造成的危害遠大于直接取食的危害(Oliveira et al.，2001;董家紅等，2007)。隨著煙粉虱的大發(fā)生，由煙粉虱傳播的雙生病毒已在多個國家和地區(qū)作物上造成毀滅性危害，且有逐年加重的趨勢 (Saikai and Muniyappa，1989;Bedford et al.，1994;Polston and Anderson，1997;Moffat，1999;Rybicki，1999)。

溫度、濕度、光周期或寄主植物等因素是影響昆蟲生長發(fā)育的重要環(huán)境因子，如在溫濕度、光周期恒定的條件下，安新城等 (2011)的研究結(jié)果表明黃瓜和甘藍是煙粉虱的嗜好寄主，繁殖力大，若蟲成活率高，有利于煙粉虱的種群發(fā)育;邱寶利等 (2003)研究了B型煙粉虱在番茄、茄子、黃瓜和甘藍上的發(fā)育情況，結(jié)果表明茄子是煙粉虱種群生長發(fā)育和繁殖最適宜的寄主。關(guān)于溫濕度對煙粉虱發(fā)育影響的研究報道較少，已有研究表明相對濕度是影響若蟲和成蟲發(fā)育的主要因素，在恒溫 25℃，RH 90%、70%、50%和30%環(huán)境條件下的種群內(nèi)稟增長率 (rm)分別為0.0499、0.0596、0.064和0.0856，隨著濕度的降低，內(nèi)稟增長率逐漸增加 (林克劍等，2004)。

目前已有的研究大多僅限于其中某一因素對發(fā)育歷期的影響，3種及以上因素對若蟲發(fā)育的影響尚未有相關(guān)報道，在多因素、多水平的實驗中，若需進行全面實驗，則存在實驗次數(shù)多，樣本量大，且要耗費較多的人力物力，而正交實驗設(shè)計是從實驗因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行實驗，通過對部分實驗結(jié)果的分析了解全面實驗的情況，分析明確關(guān)鍵影響因子及各因素的最佳配比，正交實驗設(shè)計在昆蟲學研究中已應用于二化螟人工飼料 (劉慧敏和張國安，2007)、橘小實蠅幼蟲液體人工飼料 (季清娥等，2009)和綠盲蝽若蟲人工飼料配方研究(宋國晶等，2010)。本研究采用正交實驗設(shè)計，通過較少的實驗次數(shù)確定各環(huán)境因子對煙粉虱子代發(fā)育歷期的影響作用，為室內(nèi)大批量飼養(yǎng)煙粉虱提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 寄主植物

選取煙草Nicotiana tabacum L．、番茄Lycopersicon esculentum Mill.、甘藍 Brassica oleracea L.var.capitata L.、一品紅Euporbia pulcherrima Willd.ex Klotzsch作為寄主植物。

1.2 飼養(yǎng)條件的正交實驗設(shè)計

根據(jù)影響煙粉虱生長發(fā)育的因素，設(shè)置溫度、濕度、光周期和寄主植物等4個因素，每個因素4個水平，見表1，具體設(shè)計過程由SPSS13.0軟件中的Data→Othogonal design→Generate完成正交實驗設(shè)計，詳細操作參見鄧振偉等 (鄧振偉等，2009)。

1.3 蟲源及接蟲方法

煙粉虱采自大棚一品紅。將4種寄主植物的幼苗定植于直徑15 cm的塑料缽內(nèi)，放置于1 m×1 m×1 m的防蟲罩內(nèi)，避免煙粉虱成蟲在植株上產(chǎn)卵，當寄主幼苗長至6－8葉時，將寄主植物放置于50×50×50 cm的養(yǎng)蟲籠內(nèi)，接入200－300頭煙粉虱，12 h后取出寄主，用吸蟲器清除殘留的煙粉虱成蟲，在解剖鏡下選擇卵量合適的葉背區(qū)域，用標記筆畫出1 cm2左右的圓形區(qū)域 (30－40粒/cm2)。然后將寄主植物放入根據(jù)培養(yǎng)箱內(nèi) (浙江江南儀器廠，RXZ－380B)，按照正交設(shè)計的因素組合調(diào)整溫濕度及光周期，每24 h在解剖鏡下觀察卵、若蟲的發(fā)育情況，記錄初孵卵至初孵成蟲的時間間隔，計算子代 (卵－成蟲)的發(fā)育歷期。每種寄主作物重復4盆。

表1 因素及因素水平設(shè)計Table 1 Factors and factor levels design

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

用SPSS 13.0(SPSS Inc.)軟件中的Analyze模塊對不同因素水平下的子代發(fā)育歷期進行方差分析，確定最優(yōu)飼養(yǎng)條件，詳細操作參見鄧振偉等(2009)。

2 結(jié)果與分析

2.1 各因素水平條件下煙粉虱卵發(fā)育歷期

在不同因素水平條件下，煙粉虱子代發(fā)育歷期幅度從 19.48－33.94 d，其中在溫度 29℃、RH 60%、L∶D=14∶10、寄主植物為甘藍時，歷期最短為19.48 d;在溫度23℃、RH 70%、L∶D=14∶10、寄主植物為一品紅時，歷期最長為33.94 d。

2.2 影響子代發(fā)育歷期的關(guān)鍵因子分析

根據(jù)表2中的子代發(fā)育歷期結(jié)果進行方差分析，結(jié)果如表3所示。

表2 煙粉虱子代發(fā)育歷期條件優(yōu)化正交實驗結(jié)果記錄表Table 2 Experiment results of orthogonal optimizati on of Bemisia tabaci F1 generation period

續(xù)上表

表3 子代發(fā)育歷期方差分析結(jié)果Table3 VarianceanalysesresultsofF1generationperiod

從表3方差分析可以看出溫度、寄主對煙粉虱的子代發(fā)育歷期有極顯著的影響 (P＜0.01)。根據(jù)各因素的F值大小，可確定2個因素對子代發(fā)育歷期的影響作用大小為溫度 (F=427.1，P=0.000)＞寄主(F=265.8，P=0.000)。而濕度(F=28.8，P=0.010)、光周期 (F=17.8，P=0.020)對子代發(fā)育歷期的影響顯著 (P＜0.05)。

2.3 各因素對子代發(fā)育歷期的影響作用分析

2.3.1 溫度因素對子代發(fā)育歷期的影響作用分析由表4可知，23℃、25℃、27℃和29℃等4個溫度處理中，隨著溫度的升高，子代發(fā)育歷期縮短，符合昆蟲發(fā)育的一般規(guī)律。各溫度條件下的歷期分別為28.8d、24.2d、22.8d和21.3d。

對各溫度條件的配對比較結(jié)果表明，23℃條件下的歷期長于其它3個溫度，23℃與25℃、27℃、29℃處理間差異極顯著 (P＜0.01);25℃與23℃、27℃、29℃處理間差異極顯著 (P＜0.01);27℃與23℃、25℃、29℃處理間差異極顯著 (P＜0.01)。29℃與23℃、25℃、27℃處理間差異極顯著 (P＜0.01)(表5)。

表4 溫度單因素統(tǒng)計量表Table4 Statisticsparameteroftemperaturessingle-factor

表5 溫度單因素配對比較表Table 5 Paired comparison of temperatures single-factor

2.3.2 寄主因素對子代發(fā)育歷期的影響作用分析

由表6可知，番茄、甘藍、煙草和一品紅等4個寄主中，甘藍上的子代發(fā)育歷期最短為21.4 d，煙草上為23.2 d，番茄為24.2 d，一品紅最長為27.8 d。

對各寄主的配對比較結(jié)果表明，甘藍寄主條件下子代發(fā)育歷期與番茄和一品紅處理間差異極顯著 (P＜0.01)，甘藍與煙草處理間差異顯著(P＜0.05);番茄寄主條件下的子代發(fā)育歷期與甘藍和一品紅寄主處理間差異極顯著 (P＜0.01)，番茄與煙草處理間差異顯著 (P＜0.05);煙草寄主條件下子代發(fā)育歷期與番茄和甘藍處理間差異顯著 (P＜0.05)，煙草與一品紅處理間差異極顯著 (P＜0.01);一品紅與其它3種寄主條件下差異極顯著 (P＜0.01)(表7)。

2.3.3 濕度因素對子代發(fā)育歷期的影響作用分析

由表8可知，50%、60%、70%和80%等4個濕度處理中，子代發(fā)育歷期分別為23.2 d、24.4 d、25.2 d和24.3 d，以50%相對濕度條件下的發(fā)育歷期最短。

對各濕度條件的配對比較結(jié)果表明，50%條件下的子代歷期要短于其它3個濕度，50%與60%、80%處理間差異顯著 (P＜0.05)，50%與70%處理間差異極顯著 (P＜0.01);60%與50%、70%處理間差異顯著 (P＜0.05)，60%與80%處理間差異不顯著 (P＞0.05);70%與50%處理間差異極顯著 (P＜0.01)，70%與60%、80%差異顯著 (P＜0.05);80% 與70%、50%處理間差異顯著 (P＜0.05)，80%與60%處理間差異顯著 (P＜0.05)(表9)。

表6 寄主單因素統(tǒng)計量表Table 6 Statistics parameter of host plants single-factor

表7 寄主單因素配對比較表Table7 Pairedcomparisonofhostplantssingle-factor

表8 濕度單因素統(tǒng)計量表Table8 Statisticsparameterofhumiditysingle-factor

表9 濕度單因素配對比較表Table9 Pairedcomparisonofhumiditysingle-factor

2.3.4 光周期因素對子代發(fā)育歷期的影響作用分析

由表10 可知，10∶14、12∶12、14∶10 和16∶8等4個光周期處理中，子代的發(fā)育歷期分別為24.3d、23.4d、24.9d和24.6d，以光周期12∶12條件下的發(fā)育歷期最短。

對各光周期條件的配對比較結(jié)果表明，光周期12∶12與 10∶14、16∶8處理間差異顯著 (P ＜0.05)，12∶12與14∶10處理間差異極顯著 (P＜0.01);光周期10∶14與12∶12處理間差異顯著 (P＜0.05)，10∶14 與14∶10、16∶8 處理間差異均不顯著 (P ＞0.05);16∶8 與10∶14 和14∶10 處理間差異均不顯著 (P＞0.05)(表11)。

表10 光周期單因素統(tǒng)計量表Table10 Statisticsparameterofphoto-periodsingle-factor

表11 光周期單因素配對比較表Table11 Pairedcomparisonofphoto-periodsingle-factor

3 結(jié)論與討論

煙粉虱是云南花卉、蔬菜及煙草上的重要害蟲之一，而目前關(guān)于環(huán)境因子對本地種群生長發(fā)育的影響尚不明確，通過正交實驗設(shè)計，可在多因素多水平條件下研究溫濕度、光周期及寄主植物等因素對采自田間一品紅的煙粉虱種群的發(fā)育的影響，分析各因素對煙粉虱發(fā)育影響作用的大小，本研究對影響煙粉虱子代發(fā)育歷期的溫度、濕度、光周期和寄主植物等4個因素的分析結(jié)果表明:溫度、寄主和濕度對子代發(fā)育歷期有極顯著的影響 (P＜0.01)，影響作用排序為溫度＞寄主＞濕度，光周期對子代發(fā)育歷期有顯著影 (P＜0.05)。

雖然本實驗中結(jié)果表明煙粉虱在甘藍和煙草上的子代歷期要短于番茄和一品紅，但由于甘藍和煙草對煙粉虱的適合度較低，在實驗調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)雖然初期各寄主植物葉片上的卵量相差不大，但后期甘藍和煙草葉片上的若蟲量較少，表明甘藍和煙草兩種寄主植物對煙粉虱的若蟲存活率等有一定的影響，還需要進一步進行研究其影響作用大小。

本研究采用正交設(shè)計的方法，初步確定了溫度、濕度、寄主植物及光周期等環(huán)境因子對煙粉虱子代發(fā)育歷期的影響，通過較少的實驗次數(shù)研究了多種因素對發(fā)育歷期的影響作用，減少了工作量。本研究結(jié)果可為煙粉虱的飼養(yǎng)提供一定的參考依據(jù)，但在確定最優(yōu)的飼養(yǎng)條件時，還需要考慮環(huán)境因素對煙粉虱成蟲繁殖力、子代存活率等其它指標的影響，如本研究表明甘藍和煙草上的子代發(fā)育歷期較短，但由于若蟲的存活率較低，因此不宜將甘藍和煙草作為室內(nèi)大量擴繁的寄主植物。若需優(yōu)化煙粉虱的飼養(yǎng)條件，還需繼續(xù)進行成蟲繁殖率、卵孵化率、若蟲存活率及子代性比等多指標的正交實驗，以更加科學有效的確定飼養(yǎng)條件。

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