煙粉虱的耐寒能力與自然越冬北界分析*

崔洪瑩, 郭慧娟, 戈 峰

(中國科學院動物研究所,農業蟲害鼠害綜合治理研究國家重點實驗室,北京 100101)

煙粉虱[Bemisia tabaci(Gennadius)]又名棉粉虱、甘薯粉虱、一品紅粉虱等,屬同翅目(Homoptera)粉虱科(Aleyrodidae)小粉虱屬(Bemisia)的多食性昆蟲。近幾十年來,由于大量溫室、大棚等保溫栽培設施的出現,煙粉虱借助人類的運輸活動,通過花卉、苗木等載體已傳播到整個熱帶、亞熱帶和溫帶地區,現已廣泛分布在除南極洲以外的其他各洲的90多個國家和地區[1-2]。目前,也是我國蔬菜、作物生產上的一種重要害蟲[3]。

昆蟲的越冬是其時間上對自然環境適應的重要生態對策。能否越冬以及越冬的蟲態和數量直接與來年該蟲的發生密切相關,也是其測報與早春防治的基礎。已有的研究表明,隨著溫室、大棚等保溫栽培設施的大量出現,煙粉虱可以在我國從南到北的溫室、大棚內越冬[3]。但對于我國煙粉虱在田間的自然越冬北界至今為止沒有報道,只在個別地區有一定的記錄。如煙粉虱在浙江臺州以北地區不能露地越冬[4];在江蘇江淮地區可在雙膜覆蓋的大棚和日光溫室等保護地設施中越冬,但不能在野外露地越冬[5];湖北省仙桃市和江西省南昌市的內部測報資料顯示,煙粉虱可能能在當地野外越冬。

本研究在室內耐寒性測定的基礎上,選擇5個地區進行煙粉虱的田間越冬調查,并根據越冬調查地的等溫線,繪出了煙粉虱在我國的可能自然越冬北界的模型圖,旨在進一步明確煙粉虱自然越冬北界,為煙粉虱早期測報技術和控制提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 室內煙粉虱耐寒性測定

試驗所用的B型煙粉虱蟲源采自中國農業科學院溫室,然后在中國科學院動物研究所室內25℃人工培養箱用番茄(籠罩：長 40 cm,寬 30 cm,高40 cm)繼代飼養。用吸蟲管吸取煙粉虱成蟲40頭,放入裝有番茄葉片的直徑為9 cm的塑料培養皿中,然后分別置于2、0、-4、-8 ℃人工培養箱中,分別在 0.5、1、2、3、4、8、12 、16、20、24 h 觀察記錄成蟲的存活情況。重復4次。試驗所用的煙粉虱均為同批次、同1日齡的成蟲。根據以下公式計算煙粉虱在時間t時死亡率Pt：

為明確不同溫度下煙粉虱死亡的時間,應用邏輯斯蒂方程進行模擬死亡率與低溫暴露時間之間的關系。其中,LT50是導致個體 50%死亡所需的時間;用SPSS作Probit regression估計 LT50[6-8]。

1.2 野外調查

根據煙粉虱內部調查資料,選擇在煙粉虱越冬期間(2009年2月14-22日)對湖北省的仙桃市(可能能越冬的地方)和孝感市(位于仙桃市北面,看是否仍可以越冬)、江西省的南昌市(可能能越冬的地方)和九江市(位于南昌市北面,看是否仍可以越冬)、浙江省的金華市等地溫室大棚和露地進行煙粉虱自然越冬北界調查。

大棚蔬菜和雜草上的調查方法為隨機選擇50個大棚,每個大棚選3個點,每個點選3株,5個重復;在大棚附近的露地蔬菜和雜草上,共調查72個地方,每個地方選3個點,每個點選3株,3個重復。在上述調查點中,系統調查了煙粉虱若蟲、偽蛹、成蟲等各個蟲態。

1.3 煙粉虱越冬北界的模擬分析

(1)初始工作：通過對煙粉虱發生地的經緯度、中國行政區圖和中國氣象站點經緯度和氣候資料分析,采用ArcGIS軟件建立煙粉虱越冬北界模型。所做模型中氣象站點的數據來源于中國科學院生態環境研究中心和氣象共享網站;年份為1951年1月2日-2007年12月31日。

(2)將中國氣象站點的點數據生成面數據;利用中國行政區圖將Krige of Export_Outport圖層進行Mask;生成等溫線。

(3)在生成的等溫線圖上,進行越冬北界溫度標注。

2 結果與分析

2.1 B型煙粉虱的耐寒性

對B型煙粉虱成蟲低溫下的存活率Pt和低溫暴露時間t之間存在的關系進行擬合分析。結果表明,在4、0、-2、-8℃下兩者的關系均符合邏輯斯蒂曲線方程(p＜0.01;R2＞0.84)(圖1)。由這些邏輯斯蒂曲線方程,得出了表1中的B型煙粉虱低溫暴露后死亡率和暴露時間,參數b表示死亡速率,a/b表示B型煙粉虱在不同溫度的致死中時[9-10]。表1結果顯示,煙粉虱在-2℃和-8℃暴露時死亡率很高,LT50在-2℃和-8℃分別為4.74 h和1.7 h;而4℃和0 ℃分別為13.86 h和 12.07 h;它們之間有明顯差異。統計分析表明,低溫對B型煙粉虱存活的效果極顯著(F=341.03,df=3,p＜0.001);暴露時間的效果亦極顯著(F=362.94,df=9,p＜0.001)。

在不同溫度下,暴露時間越長,煙粉虱的死亡率越高;溫度越低,死亡速率越快。在剛開始的1 h之內,煙粉虱的死亡速率沒有明顯差異,但隨著暴露時間延長,死亡速率出現明顯差異。在-8℃時,煙粉虱在2 h時表現出急劇死亡的現象。煙粉虱在-2℃和-8℃暴露20 h將導致100%成蟲死亡。由此可見,暴露時間和溫度是導致煙粉虱死亡率增加的重要因素。

圖1 B型煙粉虱在不同溫度下時間與死亡率的邏輯斯蒂曲線

表1 B型煙粉虱低溫暴露后死亡率和暴露時間的邏輯斯蒂回歸模型參數估計

圖2 不同溫度下B型煙粉虱的死亡率隨時間的變化

2.2 煙粉虱田間越冬調查

對湖北省仙桃市和孝感市、江西省南昌市和九江市、浙江省金華市調查(表2)表明,仙桃市、南昌市和金華市在越冬期間(2009年2月14日-22日)的露地和大棚均發現煙粉虱的存在;南昌市以北的九江市只在大棚發現煙粉虱的存在,仙桃市以北的孝感市大棚與露地均沒有發現煙粉虱的存在。

由表2還可知,大棚內煙粉虱每株平均數量明顯比露地多,蟲態主要以成蟲為主;在露地自然條件下煙粉虱主要在雜草上越冬,越冬蟲態主要為卵和偽蛹,其中湖北省仙桃市婆婆草、酸模、荔枝草上越冬的煙粉虱平均每株分別為24.20、12.00、8.44頭,在江西省南昌市和浙江省金華市的一年蓬上越冬的煙粉虱平均每株分別為2.89頭和0.96頭。盡管在湖北省仙桃市大棚附近的蔬菜上亦發現煙粉虱成蟲的存在,但不能證明煙粉虱在露地條件下能以成蟲的蟲態存在,可能為大棚內擴散所致。

表2 煙粉虱在野外不同地點不同寄主上的數量

2.3 煙粉虱的越冬北界

表2調查顯示,煙粉虱可以在湖北省仙桃市、江西省南昌市和浙江省金華市的自然條件下越冬,但在其北面如湖北省孝感市、江西省九江市不能越冬。為了更好地了解煙粉虱在全國范圍內可能的自然越冬北界,以湖北仙桃(圖3a)、江西南昌(圖 3b)、浙江金華(圖3c)1月份的平均溫度為標準在全國做等溫線,模擬了煙粉虱在全國自然條件下可能的越冬北界模型圖。

圖3紅色部分代表野外煙粉虱可以越冬的地區,其他地區為非越冬區。其中,仙桃市、南昌市、金華市 1月份的等溫線溫度分別為 3.5、4℃和4.5℃。各地區的等溫線溫度有一定的差異,故根據其等溫線得出的模型圖略有差異。從圖3可以看出,煙粉虱越冬北界的界點大體為浙江省金華市,江西省南昌市,湖北省仙桃市,四川省和云南省,大約為北緯28°,東經115°左右 。

3 討論

室內測定顯示,煙粉虱有一定的耐低溫能力,在0℃以上的溫度環境中,煙粉虱不會出現急性死亡;但0℃以下則開始出現死亡,且隨著溫度的降低和處理時間的延長,煙粉虱的死亡率迅速上升,當溫度低于-2℃、持續16 h以上時煙粉虱全部死亡。

根據野外調查,明確了湖北省仙桃市、江西省南昌市和浙江省金華市的煙粉虱可以在自然條件下越冬,而它們的北面,如湖北省孝感市、江西省九江市煙粉虱不能越冬。浙江省杭州市也為煙粉虱的非越冬區[4]。作者的結果建議,湖北省仙桃市、江西省南昌市和浙江省金華市可以作為煙粉虱的自然越冬北界,其越冬北界模型圖有助于了解煙粉虱在全國各地的越冬狀況。

室內耐寒性測定顯示,在4℃下煙粉虱的致死中時為13.86 h,但金華、南昌、仙桃市的1月份平均溫度均低于4℃,煙粉虱仍可以安全越冬,說明煙粉虱在田間實際的越冬耐寒能力遠遠大于室內測定值。而且,田間調查到的越冬蟲態只是偽蛹和卵。盡管在仙桃市大棚附近的蔬菜上發現成蟲,但并不能保證是野外越冬的煙粉虱,至于煙粉虱的成蟲能否在野外越冬,以及全國更多地方的野外實際越冬狀況,還有待進一步的研究。

此外,由于近年來Q型煙粉虱發生越來越多,本研究調查的野外煙粉虱生物型是Q型還是B型尚待鑒定。盡管如此,由于本研究首次探討了煙粉虱在我國的自然越冬北界分布,無疑可為煙粉虱早期測報和越冬控制提供科學依據。

圖3 以不同地區1月份平均氣溫等溫線模擬的煙粉虱可能的越冬北界模型圖

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