不同溫度對(duì)設(shè)施大棚內(nèi)西葫蘆病毒病防控的影響

秦一帆，楊玉花，張曉宇

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所，山西太原030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所，山西太原030031）

華北地區(qū)夏季種植西葫蘆正處于大田蔬菜與 冬季日光溫室生產(chǎn)的空檔，是茄果類蔬菜生產(chǎn)的淡季、需求的旺季，產(chǎn)量大、價(jià)格高、效益好。然而，華北地區(qū)6—7 月份正值高溫干旱天氣，西葫蘆病毒病經(jīng)常發(fā)生，輕者造成減產(chǎn)，重者絕收，給菜農(nóng)造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。西葫蘆病毒病又稱花葉病，是西葫蘆的一種重要病害，露地栽培發(fā)生嚴(yán)重，流行年份會(huì)減產(chǎn)50%以上。西葫蘆病毒病的病原主要有黃瓜花葉病毒（Cucumer mosaic virus，CMV）、西瓜花葉病毒（Watermelon mosaic virus，WMV）、小西葫蘆黃花葉病毒（Zucchini yellow mosaic virus，ZYMV）、番木瓜環(huán)斑病毒（Papaya ring sopt virus，PRSV-W）、南瓜花葉病毒（Squash mosaic virus，SqMV）和煙草花葉病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）。

西葫蘆病毒病在田間傳播主要通過介體蚜蟲進(jìn)行非持久性傳播，蚜蟲的種群數(shù)量、蚜蟲的帶毒率和蚜蟲的傳毒效率等因素都會(huì)影響病毒病的發(fā)生，而這些因素往往受環(huán)境條件尤其是溫度條件的影響較大。首先，溫度是影響蚜蟲發(fā)育最為關(guān)鍵的因子之一，氣溫16～22 ℃是蚜蟲最適宜的繁殖溫度[1]。目前，已有研究表明，高溫可以有效殺死蚜蟲，苗偉等[2]研究認(rèn)為，35 ℃是新疆棉蚜的致死溫度；馬罡等[3]研究指出，36 ℃時(shí)若蚜4 d 后的死亡率可達(dá)99%，不能完成發(fā)育。溫度是影響蚜蟲運(yùn)動(dòng)和取食行為的主要因素[4]，而這些行為很大程度上影響了蚜蟲的傳毒效率。DAMSTEEGT 等[5]研究認(rèn)為，20～22 ℃時(shí)蚜蟲傳播和獲得大豆矮縮病毒（Soybean Dwarf Virus，SDV）的效率均高于10～11 ℃?？梢?，調(diào)節(jié)環(huán)境溫度既是控制蚜蟲數(shù)量的有效手段，也可通過降低蚜蟲傳毒效率達(dá)到防治病毒病的目的。相比于目前普遍使用的化學(xué)防治方法，通過環(huán)境調(diào)控防治蚜蟲、控制病毒病發(fā)生，在減少農(nóng)藥投入成本的同時(shí)，還可以有效地降低農(nóng)藥殘留，減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，從而達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的和諧農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。因此，環(huán)境調(diào)控防治蚜蟲具有較高的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

然而，西葫蘆耐高溫能力較弱，當(dāng)環(huán)境溫度高于35 ℃時(shí)花器發(fā)育不良，40 ℃以上即停止生長(zhǎng)[6]，高溫脅迫可使西葫蘆生長(zhǎng)受抑制、結(jié)果延遲且結(jié)果少、保護(hù)系統(tǒng)遭到破壞導(dǎo)致病蟲害發(fā)生等，嚴(yán)重影響西葫蘆的產(chǎn)量、品質(zhì)和效益[7-8]。因此，找到一種既能有效防治蚜蟲進(jìn)而防控病毒病的發(fā)生，又能保證不影響西葫蘆產(chǎn)量、品質(zhì)的設(shè)施環(huán)境調(diào)控方法是目前的當(dāng)務(wù)之急。

目前，有關(guān)西葫蘆病毒病的研究主要集中在化學(xué)防治及介體昆蟲的生長(zhǎng)繁殖溫度上。而通過環(huán)境調(diào)控防治西葫蘆病毒病的研究尚未見報(bào)道。

本試驗(yàn)在夏季種植西葫蘆的塑料大棚內(nèi)，利用高壓噴霧系統(tǒng)、外遮陽網(wǎng)及風(fēng)口通風(fēng)等措施設(shè)置了4 個(gè)不同的溫度處理，通過調(diào)查蚜蟲蟲口數(shù)量和帶毒率、以及西葫蘆病毒病發(fā)病率及病情指數(shù)，研究不同溫度條件對(duì)西葫蘆病毒病的防控效果；同時(shí)通過調(diào)查果實(shí)數(shù)目、畸形果率及產(chǎn)量等相關(guān)性狀研究不同溫度條件對(duì)西葫蘆經(jīng)濟(jì)效益的影響，旨在兼顧西葫蘆生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益的前提下，最大限度控制病毒病的發(fā)生，為夏季栽培西葫蘆提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為耐熱抗病毒病的西葫蘆品種潘多拉和不耐熱感病毒病的品種亮麗。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2015 年7 月，在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽基地將667 m2大棚用棚膜平均分為4 個(gè)獨(dú)立的小棚，利用高壓噴霧系統(tǒng)[9]、遮陽網(wǎng)及風(fēng)口通風(fēng)等措施設(shè)置了4 個(gè)不同的溫度處理，分別為高溫（30～45 ℃）、低溫（15～25 ℃）、常溫（25～35 ℃）、短高溫（每天高溫40～45 ℃2 h，選擇晴天9：00—10：00，關(guān)閉大棚全部風(fēng)口，持續(xù)2 h 左右結(jié)束，然后逐步敞開風(fēng)口，并打開高壓噴霧系統(tǒng)，部分打開遮陽網(wǎng)，使溫度保持在15～25 ℃）。每個(gè)溫度處理內(nèi)設(shè)2 個(gè)品種處理，分別為耐熱抗病毒病的西葫蘆品種潘多拉和不耐熱感病毒病的品種亮麗。選擇的地塊大小相近，地面平整，進(jìn)行常規(guī)水肥管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 不同溫度條件下蚜蟲蟲口數(shù)量的調(diào)查及蚜蟲帶毒率檢測(cè) 2015 年7 月7 日開始對(duì)山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽基地設(shè)施西葫蘆蚜蟲發(fā)生情況進(jìn)行調(diào)查，采用系統(tǒng)調(diào)查法，每隔5 d 定點(diǎn)進(jìn)行觀察。通過5 點(diǎn)取樣法取5 個(gè)調(diào)查區(qū)域，每個(gè)區(qū)域選取10 株，共50 株，調(diào)查并記錄每株的蚜蟲數(shù)量。于7 月27 日對(duì)每個(gè)處理隨機(jī)取20 頭蚜蟲進(jìn)行帶毒率（帶毒率＝PCR 檢測(cè)陽性蚜蟲數(shù)/20）檢測(cè)。蚜蟲的總RNA 的提取采用TRIzol 法。采用TaKaRa 公司的PrimeScript RT reagent Kit with gDNA Eraser 試劑盒合成cDNA。采用王威麟等[10]的多重PCR 方法對(duì)侵染西葫蘆的5 種病毒ZYMV、WMV、TMV、SqMV 和CMV 進(jìn)行檢測(cè)。

1.3.2 不同溫度條件下西葫蘆病毒病發(fā)生情況調(diào)查 2015 年7 月中旬在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽基地對(duì)4 個(gè)處理的大棚內(nèi)西葫蘆病毒病發(fā)生情況進(jìn)行調(diào)查，選擇調(diào)查的大棚分別種植感病品種亮麗和抗病品種潘多拉2 個(gè)品種，每個(gè)品種采取5 點(diǎn)取樣法，每個(gè)大棚共調(diào)查100 株，將獲得的數(shù)據(jù)按以下公式和病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算發(fā)病率及病情指數(shù)。

病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為0 級(jí)，全株無病；1 級(jí)，心葉脈明或輕微花葉，病株無明顯矮化；3 級(jí)，1/3 葉片花葉但不變形，或病株矮化為正常株高的3/4 以上；5 級(jí)，1/3～1/2 葉片花葉，或少數(shù)葉片變形，或主脈變黑，或病株矮化為正常株高的2/3～3/4；7 級(jí)，1/2～2/3葉片花葉，或變形或主側(cè)脈壞死，或病株矮化為正常株高的1/3～2/3；9 級(jí)，全株葉片花葉，嚴(yán)重變形或壞死或病株矮化為正常株高的1/2 以上。

病情指數(shù)＝∑（各級(jí)病株或葉數(shù)×該病級(jí)值）/（調(diào)查總株數(shù)或葉數(shù)×最高級(jí)值）×100 （1）

1.3.3 不同溫度條件下西葫蘆產(chǎn)量等相關(guān)性狀調(diào)查 2015 年8 月上旬開始在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽基地對(duì)4 個(gè)處理的大棚西葫蘆進(jìn)行產(chǎn)量及畸形瓜（主要為尖嘴瓜）率進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，每個(gè)處理取3 次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)取10 株進(jìn)行調(diào)查。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 和SPSS 13.0 軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)蚜蟲蟲口數(shù)量和帶毒率的影響

從表1 可以看出，在7 月7 日（西葫蘆幼苗定植到大棚后5 d）除高溫處理與常溫處理差異不顯著外，其余溫度處理的蚜蟲蟲口數(shù)量差異顯著；7 月12 日調(diào)查結(jié)果表明，常溫處理的蚜蟲數(shù)量大幅增加，達(dá)到134.20 頭/10 株，顯著高于其他處理，低溫處理的蚜蟲數(shù)量也有大幅增加，達(dá)到128.60 頭/10 株，高溫處理和短高溫處理增幅較??；7 月17 日常溫處理和低溫處理的蚜蟲數(shù)量依舊大幅增加，分別達(dá)到381.60，224.80 頭/10 株，而高溫和短高溫處理的蚜蟲數(shù)量增幅均較??；7 月22 日低溫處理的蚜蟲數(shù)量增加最為明顯，達(dá)到了293.60 頭/10 株，高溫處理則略有減少，常溫與短高溫增幅較少；7 月27 日各處理的蟲口數(shù)量與5 d 前相比均無明顯變化。于7 月27 日對(duì)蚜蟲的帶毒率PCR 檢測(cè)結(jié)果表明，在高溫條件下并未捕捉到帶毒蚜蟲，帶毒率為0%；常溫條件下蚜蟲的帶毒率最高，為55%；低溫條件下捕捉到10 頭帶毒蚜蟲，帶毒率為50%；短高溫處理下的帶毒率略高于高溫條件，為10%。

表1 不同溫度條件下蚜蟲蟲口數(shù)量和帶毒率的情況

2.2 溫度對(duì)西葫蘆病毒病發(fā)生的影響

表2 不同溫度條件下西葫蘆病毒病的發(fā)病情況

調(diào)查結(jié)果表明（表2），高溫條件下抗病品種的病情指數(shù)和發(fā)病率分別為1.19 和11.12%，感病品種的病情指數(shù)和發(fā)病率分別為5.93 和27.12%，均為4 個(gè)處理中最低，說明高溫高濕條件能夠有效抑制西葫蘆病毒病的發(fā)生與傳播；短高溫處理?xiàng)l件下，發(fā)病率與病情指數(shù)略高于高溫條件，但二者間差異不顯著；低溫條件下抗病品種的病情指數(shù)和發(fā)病率分別為14.22 和47.23%，感病品種的病情指數(shù)和發(fā)病率分別為20.44 和59.11%，均顯著高于高溫條件，而顯著低于常溫條件；常溫條件下，無論感病品種還是抗病品種的發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著高于其他3 個(gè)處理，說明常溫條件最適合發(fā)生病毒病。

2.3 溫度對(duì)西葫蘆產(chǎn)量及畸形瓜率的影響

由表3 可知，設(shè)施大棚內(nèi)不同溫度條件下，由于病毒病的發(fā)生和對(duì)西葫蘆生長(zhǎng)的直接影響，與產(chǎn)量相關(guān)的性狀和畸形瓜率差異明顯。在抗病品種中，產(chǎn)量最高的為短高溫處理，為52.59 kg/10 株；其次為高溫處理，為32.99 kg/10 株；再次為低溫處理，為26.90 kg/10 株；常溫處理最低，為17.78 kg/10 株。在感病品種中，產(chǎn)量最高的也為短高溫處理，為38.56 kg/10 株；常溫處理基本絕收，僅為7.18 kg/10 株。

表3 不同溫度對(duì)西葫蘆產(chǎn)量及畸形瓜率的影響

在低溫條件下，2 個(gè)西葫蘆品種均沒有出現(xiàn)畸形瓜；在高溫條件下，畸形瓜率最高，抗、感品種分別為46.00%和54.86%；短高溫處理的畸形瓜率較低，抗、感品種分別為3.26%和11.09%；常溫條件下，抗病品種和感病品種的畸形瓜率差異較大，分別為5.32%和27.64%。

3 討論

3.1 設(shè)施大棚內(nèi)不同溫度對(duì)蚜蟲蟲口數(shù)量和帶毒率的影響

溫度是影響昆蟲發(fā)育最為關(guān)鍵的因子之一，宮亞軍等[11]研究認(rèn)為，蚜蟲最適宜的繁殖溫度是19～23 ℃。本研究結(jié)果表明，當(dāng)設(shè)施大棚內(nèi)的氣溫達(dá)到25～35 ℃時(shí)，蚜蟲的蟲口數(shù)量最高。而苗偉等[2]、馬罡等[3]研究認(rèn)為，34 ℃是多數(shù)蚜蟲的致死溫度。與本研究結(jié)果相悖，主要原因可能是由于已有的研究主要在室內(nèi)的恒溫條件下進(jìn)行，而本試驗(yàn)是在環(huán)境條件較為復(fù)雜的設(shè)施大棚內(nèi)進(jìn)行，一方面設(shè)施內(nèi)氣溫?zé)o法長(zhǎng)時(shí)間處于蚜蟲的致死溫度，另一方面蚜蟲本身具有對(duì)熱脅迫的趨避性，在溫度過高時(shí)會(huì)主動(dòng)進(jìn)入溫度相對(duì)較低的地表下進(jìn)行躲避，造成高溫?zé)o法對(duì)蚜蟲進(jìn)行有效殺傷。低溫處理的大棚內(nèi)的氣溫為15～25 ℃，此溫度處于蚜蟲的最適范圍內(nèi)，然而該處理蚜蟲的蟲口數(shù)卻比常溫處理低24.49%，這可能是由于該處理的降溫措施主要為高壓噴霧，該方法在降溫的同時(shí)會(huì)造成設(shè)施內(nèi)濕度增高，進(jìn)而在早晚溫度較低時(shí)在葉面形成露水，破壞了蟲卵的萌發(fā)，未來的試驗(yàn)可采用地源熱泵溫室降溫系統(tǒng)[12]等措施進(jìn)行降溫，進(jìn)而排除濕度差異的干擾。在設(shè)施內(nèi)溫度達(dá)到30～45 ℃時(shí)，蚜蟲的數(shù)量最低，說明該溫度可有效殺滅蚜蟲，而每天40～45 ℃處理2 h、其他時(shí)間進(jìn)行低溫處理的大棚中的蚜蟲數(shù)量與高溫處理的差異不大，說明高溫處理2 h 基本可以滿足殺滅蚜蟲的目的。蚜蟲對(duì)瓜類病毒病傳毒主要是非持久性傳毒，病毒主要是以蚜蟲口針帶毒為介體，取食時(shí)間短（30 s 左右），取食后立刻把從病株吸取的病毒傳到一個(gè)或幾個(gè)健株上，經(jīng)過1 d 后口針中病毒消失，要再次返回原來的病株取食方可再次獲毒。有研究表明[13]，蚜蟲的傳毒能力受遷飛、光照、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度、溫度、寄主水肥條件、營(yíng)養(yǎng)環(huán)境等影響。本研究結(jié)果表明，在不同溫度條件下蚜蟲的帶毒率差異明顯，進(jìn)一步驗(yàn)證了溫度是影響蚜蟲傳毒的重要因素。

3.2 設(shè)施大棚內(nèi)不同溫度對(duì)西葫蘆病毒病發(fā)生情況的影響

環(huán)境因素對(duì)病毒病發(fā)生的影響是一個(gè)多方面、非常復(fù)雜的過程，一方面直接影響毒源體內(nèi)病毒的濃度和受體植物對(duì)病毒病的抗性[14-15]，另一方面通過影響介體蚜蟲的種群數(shù)量[16]、帶毒率[17]和傳毒效率[18-20]，間接影響病毒病的發(fā)生。本研究結(jié)果表明，高溫條件下抗病品種和感病品種的病情指數(shù)和發(fā)病率均為4 個(gè)處理中最低，同時(shí)該處理的蚜蟲數(shù)量和帶毒率也均為各條件中最低，二者具有較高的相關(guān)性，因此可以認(rèn)為，高溫主要是通過抑制蚜蟲生長(zhǎng)繁殖來達(dá)到降低病毒病發(fā)生的目的。每天40～45 ℃處理2 h、其他時(shí)間進(jìn)行低溫處理的發(fā)病率與病情指數(shù)略高于高溫條件，但差異不顯著，說明高溫處理2 h 基本可以滿足殺滅蚜蟲的要求，進(jìn)而達(dá)到防控病毒病的目的。常溫處理和低溫處理在蚜蟲的蟲口數(shù)量上差異較小，然而在病毒的發(fā)病率上卻有顯著的差異，二者相關(guān)性較低，這可能是由于15～25 ℃是西葫蘆生長(zhǎng)的適宜溫度，在該溫度下西葫蘆的各項(xiàng)生理機(jī)能運(yùn)行良好，對(duì)病害的抗性較強(qiáng)，不易被病毒感染，在感染后也可抑制體內(nèi)病毒的增殖速率，使得植株癥狀表現(xiàn)較輕。

在同等條件下，抗病品種的發(fā)病率和病情指數(shù)均顯著低于感病品種，由此可見，環(huán)境調(diào)控不能作為一個(gè)孤立的病害防治手段，需要與其他防治方法配合使用方能有效降低病害的發(fā)生概率。

3.3 設(shè)施大棚內(nèi)不同溫度對(duì)西葫蘆產(chǎn)量及畸形瓜率的影響

相對(duì)于其他瓜類作物，西葫蘆耐高溫能力較弱，當(dāng)環(huán)境溫度高于35 ℃時(shí)花器發(fā)育不良，40 ℃以上即停止生長(zhǎng)，高溫脅迫可使蔬菜生長(zhǎng)受抑制、結(jié)果延遲、結(jié)果少且容易產(chǎn)生畸形瓜。本研究顯示，產(chǎn)量較低是受前期病毒病發(fā)生和整個(gè)生長(zhǎng)期環(huán)境溫度共同影響的結(jié)果。在30～45 ℃的高溫下，西葫蘆病毒病的發(fā)病情況是4 個(gè)處理中最輕的，但是由于西葫蘆在該溫度下受到熱脅迫，直接影響了植株的生長(zhǎng)發(fā)育，所以該條件下西葫蘆的產(chǎn)量并不是最高，而且有高達(dá)50%左右的果實(shí)為畸形瓜，嚴(yán)重影響了西葫蘆的商品性。15～25 ℃是適合西葫蘆生長(zhǎng)發(fā)育的溫度范圍，然而由于該溫度同樣為適合蚜蟲生長(zhǎng)繁殖的溫度，因此，該條件下蚜蟲種群數(shù)量較高，進(jìn)而造成了較高的病毒病發(fā)病率，造成了產(chǎn)量的較大損失。而每天40～45 ℃處理2 h、其他時(shí)間進(jìn)行低溫處理的設(shè)施大棚則由于既通過高溫處理有效地殺滅了蚜蟲，進(jìn)而降低了病毒病的發(fā)生，同時(shí)又保證了在其余時(shí)間內(nèi)西葫蘆植株的健康生長(zhǎng)，因此該處理的西葫蘆無論是單瓜質(zhì)量、結(jié)瓜數(shù)量還是最終的產(chǎn)量，均為4 個(gè)處理中最高，而且畸形瓜率較低，同樣有著較高的商品性。在該處理內(nèi)，不耐熱感病毒病品種的結(jié)瓜數(shù)量和產(chǎn)量均顯著低于耐熱抗病品種，且有較高的畸形瓜率，說明短時(shí)間的高溫對(duì)不耐熱品種同樣具有一定的傷害。

4 結(jié)論

高溫環(huán)境可有效抑制蚜蟲生長(zhǎng)和繁殖，進(jìn)而減輕西葫蘆病毒病的發(fā)生。但是長(zhǎng)時(shí)間的高溫會(huì)對(duì)西葫蘆的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不良影響，造成減產(chǎn)和品質(zhì)的降低。本研究結(jié)果表明，對(duì)設(shè)施大棚每天40～45 ℃高溫處理2 h、其余時(shí)間通過降溫措施把溫度保持在15～25 ℃，可有效減少蚜蟲數(shù)量，防治西葫蘆病毒病，并且最小程度地影響西葫蘆的產(chǎn)量和品質(zhì)，可在兼顧西葫蘆生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的前提下，最大限度地控制病毒病的發(fā)生，是盛夏季節(jié)種植西葫蘆的一套有效可行的栽培管理方法。