播期對黃河流域棉花苗蚜種群動態(tài)和棉花產(chǎn)量的影響

李耀發(fā),安靜杰,竇亞楠,2,孫小諾,張謙,柳春紅,黨志紅,高占林

(1.河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所/河北省農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北北部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實驗室,河北保定 071000;2.保定市蔬菜技術(shù)推廣站,河北保定 071000;3.保定市氣象局,河北保定 071000;4.河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所,石家莊 050051)

0 引 言

【研究意義】棉蚜AphisgossypiiGlover屬半翅目蚜科,是一種世界性分布的重要刺吸式口器害蟲,可通過刺吸汁液、分泌蜜露、傳播病毒等多種方式直接或間接對棉花等作物造成危害[1]。棉蚜屬于典型的R對策者,常生存于多變的環(huán)境,種群密度穩(wěn)定性差,但擁有進(jìn)化為多樣生活方式和適應(yīng)機(jī)制的能力,如孤雌生殖、世代周期短、繁殖能力強(qiáng)、擴(kuò)散力強(qiáng)、食性廣等,使得棉蚜種群在短期內(nèi)可以迅速增長[2]。棉蚜最適宜溫度范圍是20～25℃,極端的外界環(huán)境條件變化(包括大雨、大風(fēng)、溫度等)也能明顯影響短期內(nèi)棉蚜種群的波動[3-5]。【前人研究進(jìn)展】我國黃河流域棉區(qū)棉蚜發(fā)生為害可分為苗期棉蚜和伏期棉蚜兩個階段,分別簡稱為“苗蚜”和“伏蚜”[6-7]。苗蚜因田間環(huán)境溫度的升高,可轉(zhuǎn)化為伏蚜,而這種生物型的轉(zhuǎn)化僅存在于世代間[7-8]。棉蚜的田間擴(kuò)散主要靠有翅蚜的遷飛,一年約有3次,其中第一次遷飛由越冬寄主遷往棉田,起始時間為4月中旬,第二次大遷飛則是棉蚜逐漸累積,種群密度增大,有翅蚜比例增高后開始[9-10]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】我國黃河流域棉區(qū)棉蚜AphisgossypiiGlover由越冬寄主遷入棉田的基數(shù)以及當(dāng)時環(huán)境條件是苗蚜能否造成危害的重要因素,棉蚜第一次入遷棉田的時間和蚜量,以及當(dāng)時棉田的環(huán)境條件能明顯影響該蟲在棉田內(nèi)的生長和繁殖。大豆蚜AphisglycinesMatsumura的田間始見期和終見期受播期顯著影響[11],桃蚜MyzuspersicaeSulzer在蔬菜上的發(fā)生和危害程度也會受播期的影響[12]。需研究播期對我國黃河流域棉花苗蚜種群動態(tài)和棉花產(chǎn)量的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究棉花播期對棉蚜遷入蚜量,結(jié)合棉田溫度條件對棉蚜種群生長和繁殖的影響,為我國黃河流域不同播期條件下棉田棉蚜的綜合防治積累指導(dǎo)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2021年4～11月在河北省邢臺威縣河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所試驗站(N 36°56′32″,E 115°26′48″)進(jìn)行。地處黑龍港流域沖積平原,屬于暖溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候,無霜期198 d,年日照時間2 575 h,大于等于10℃積溫4 614℃,年平均降雨量574.3 mm,沙壤土,肥力中等,生長季種植棉花。

供試棉花品種為冀172,由河北省農(nóng)林科學(xué)院棉花研究所提供。棉蚜為田間自然發(fā)生的棉花苗期蚜蟲種群。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗共設(shè)3個播期,分別為4月16日、4月26日和5月6日。小區(qū)隨機(jī)排列,每小區(qū)面積不少于60 m2,3次重復(fù);行距76 cm,株距20 cm,每穴3粒人工播種,播種量為1.5 kg/667m2。

每批棉花播種出苗后,每7 d調(diào)查1次棉蚜數(shù)量,截至6月底,苗蚜結(jié)束后用25%噻蟲嗪水分散粒劑制劑噴施,用量8 g/667m2,間隔5 d,連噴2次,控制棉花伏蚜種群。11月初測定棉花產(chǎn)量。

1.2.2 測定指標(biāo)

1.2.2.1 出苗率

于棉花播種后21 d調(diào)查出苗情況。每10穴(30粒種子)作為1個點(diǎn)調(diào)查,每小區(qū)隨機(jī)調(diào)查10個點(diǎn),統(tǒng)計調(diào)查點(diǎn)出苗數(shù)。

1.2.2.2 棉蚜蚜量

采用五點(diǎn)取樣法進(jìn)行棉蚜蚜量調(diào)查,于棉花出苗后,每7 d調(diào)查1次,直至苗蚜結(jié)束。調(diào)查時,每點(diǎn)調(diào)查連續(xù)5株棉苗上全部無翅棉蚜數(shù)量。

1.2.2.3 棉花產(chǎn)量

于棉花收獲期,分別測定各小區(qū)處理后的單行株數(shù)、單株鈴數(shù)、單鈴重,并統(tǒng)計單株相對產(chǎn)量和單行產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

河北省邢臺市威縣2021年4～7月氣溫數(shù)據(jù)由保定市氣象局提供。出苗率、棉蚜數(shù)量、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0和Excel2013處理分析,不同處理間差異采用單因素方差分析(one-way ANOVA)。

出苗率(%)=(10個調(diào)查點(diǎn)棉苗數(shù)/300)×100%;

百株蚜量(頭)=(每點(diǎn)蚜量/5)×100;

單株相對產(chǎn)量(g)=單株鈴數(shù)×單鈴重;

單行產(chǎn)量(g)=單株產(chǎn)量×單行株數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播期對棉花出苗率的影響

研究表明,從棉花播種21 d后的出苗情況來看,4月16日播種處理棉田出苗率為68.51%,4月26日播種棉田出苗率為84.32%,而5月6日播種棉田出苗率達(dá)到了88.32%。隨著播期的推遲,棉花出苗率呈增高趨勢,4月26日和5月6日播種棉花出苗率顯著高于4月16日播種處理。圖1

圖1 不同播期下棉花出苗率變化

2.2 不同播期對棉花苗蚜種群的影響

研究表明,4月16日播種的棉田苗蚜于5月7日以后快速上升,5月24日達(dá)到第一個高峰(百株蚜量40 440.00頭),之后出現(xiàn)明顯下降,至6月7日再次出現(xiàn)種群數(shù)量回升,隨后再次出現(xiàn)種群數(shù)量急劇下降,直到7月6日才出現(xiàn)輕微回升。4月26日播種的棉田5月17日以后出現(xiàn)了苗蚜種群數(shù)量快速上升,至6月7日達(dá)最高峰(百株蚜量67 066.67頭),隨后急劇下降,至7月初也出現(xiàn)了種群數(shù)量回升。而5月6日播種的棉田,苗蚜數(shù)量從5月24日出現(xiàn)緩慢上升,6月7日達(dá)到最高峰(百株蚜量15 844.44頭),之后出現(xiàn)緩慢下降,至7月初時仍保留較高數(shù)量的蚜量。

4月16日和4月26日播種的棉田苗蚜均出現(xiàn)了明顯的發(fā)生高峰和蚜量快速下降的過程,而5月6日播種的棉田,棉花苗蚜始終未出現(xiàn)明顯的發(fā)生高峰,但播種30 d后,蚜量一直保持在較高水平。圖2

圖2 不同播期下棉花苗蚜種群動態(tài)變化

2.3 不同播期對棉花產(chǎn)量的影響

研究表明,4月16日播種處理棉田株數(shù)為51.33株/行,而4月26日和5月6日播種處理的株數(shù)分別達(dá)到了65.75和69.50株/行,顯著高于4月16日播種處理。而單株鈴數(shù)、單鈴重和單株相對產(chǎn)量不同播期之間并無顯著差異。隨著播期的推遲,單行產(chǎn)量從3.94 kg增加至5.46 kg,表現(xiàn)出明顯的產(chǎn)量增加。

單株鈴數(shù)和單株相對產(chǎn)量3個處理間未表現(xiàn)出顯著差異。表1,圖3

表1 不同播期下棉花產(chǎn)量相關(guān)參數(shù)變化

圖3 2021年4～7月威縣氣溫變化

3 討 論

3.1研究結(jié)果表明,從4月16日至5月6日,隨著播期的推遲,我國冀南棉區(qū)棉花出苗率顯著升高。婁善偉等[13]研究發(fā)現(xiàn),棉花苗期5 cm地溫受氣溫影響波動較大,而隨著播期的推遲,不同土層溫差變化減小,更有利于棉花生長。秦爽等[14]發(fā)現(xiàn),安陽地區(qū)氣溫達(dá)14℃時播種才更有利于一播全苗。但是,從河北省威縣4月氣溫變化來看,彼時威縣的平均氣溫大多處于15℃以下,再加上4月20、21、25日連續(xù)降雨,造成了地溫明顯偏低,這可能是造成棉花保苗效果較低的主要原因。而進(jìn)入5月,當(dāng)?shù)貧鉁刂饾u上升,平均溫度基本上達(dá)到了20℃左右的穩(wěn)定狀態(tài)。

3.24月16日和4月26日播種處理棉花苗蚜均在5月下旬至6月上旬出現(xiàn)了發(fā)生高峰,而5月6日播種種植的棉花未出現(xiàn)苗蚜的明顯發(fā)生高峰,直到播種30 d后才出現(xiàn)了持續(xù)的蚜蟲危害。棉田環(huán)境溫度是影響棉蚜種群繁殖的重要因素[4]。趙靜雅等[3]研究發(fā)現(xiàn),棉田內(nèi)苗蚜最適宜生長和繁殖的溫度范圍是20～25℃,而吳孔明等[15]研究表明,恒溫條件下棉蚜繁殖力在18～20℃范圍時最強(qiáng),且在20～30℃時,隨著溫度升高,其繁殖力下降。從4月底至6月10日,平均氣溫多保持在18～25℃,適宜棉花苗蚜的繁殖,而6月10日后,氣溫急劇上升,平均溫度多在25～30℃,且多次出現(xiàn)35～39℃短時高溫天氣,而35℃被認(rèn)為是棉蚜存活的高溫閾值,棉蚜在短時高溫處理過程中,隨著處理時間的延長,其存活率快速降低[16-17],是4月16日和4月26日播種處理的棉花苗蚜種群數(shù)量于6月10日以后快速下降的原因。而4月16日播種處理的棉田內(nèi)苗蚜于5月25日左右出現(xiàn)突然下降的情況,與棉田內(nèi)天敵數(shù)量的積累和上升有關(guān),研究于5月25日左右于棉田內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量的食蚜蠅和瓢蟲種群。5月6日播種處理的棉田內(nèi),棉蚜種群于6月5日后逐漸上升,并穩(wěn)定危害,是由于此時的苗蚜已部分轉(zhuǎn)化為伏蚜的原因。汪世澤等[7]研究發(fā)現(xiàn),環(huán)境溫度超過27℃時,棉花苗蚜即開始轉(zhuǎn)化為伏蚜。苗偉等[18]研究認(rèn)為,伏蚜在 28～30℃溫度間繁殖能力強(qiáng)。因而4月16日和4月26日播種處理的棉花苗蚜,是由于溫度上升的原因,在6月底至7月初,部分苗蚜轉(zhuǎn)化為伏蚜,出現(xiàn)了種群數(shù)量逐漸上升的現(xiàn)象。

4 結(jié) 論

4.14月26日和5月6日播種的棉花產(chǎn)量要明顯高于4月16日播種的棉花。

4.2適當(dāng)推遲播期能起到保苗、減輕早期蚜害和保證產(chǎn)量的效果,推遲播期后仍需于6月下旬至7月上旬進(jìn)行一次棉花蚜蟲的高效防控,以降低棉花伏蚜對中后期棉花的危害。