土壤含水量和土壤類型對豆大薊馬蛹期發育和羽化的影響

韓 云，唐良德，付步禮，邱海燕，吳建輝，劉 奎*

(1.華南農業大學農學院，廣州510642;2.中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所，海口571101)

薊馬是纓翅目昆蟲的統稱，這類昆蟲通常個體較小、發生數量大、對環境適應能力強，有些薊馬害蟲在花中為害，隱匿性強，防治較為困難。豆大薊馬Megalurothrips usitatus是近年來我國華南地區豆科植物上的重要害蟲，嚴重制約了海南冬種豇豆產業的健康發展 (盧維海等，2010)。薊馬害蟲的生活史分別由卵、若蟲 (1齡和2齡若蟲)、蛹 (偽蛹)和成蟲四個階段組成，其中薊馬有在土壤中化蛹的習性 (Reitz et al.，2011)。有研究表明，土壤含水量和土壤類型作為土壤重要的物理性狀顯著影響入土化蛹昆蟲的化蛹和羽化 (張孝羲等，1980;Chang，1989;張忠和李子忠，2001;孟國玲和唐國文，2002;林進添等，2005;李彥民等，2010;鄭霞林等，2011)，從而對各代種群數量產生很大波動。蛹期降雨量與入土化蛹昆蟲下一代種群發生數量存在顯著的相關性 (陳法軍等，2003)。昆蟲蛹期通常不食不動，是其整個生活史過程中較為脆弱的一個環節。干旱和高濕是入土化蛹昆蟲蛹期重要的脅迫因子，嚴重影響蛹期的生理過程 (韋昌華和曾玲，2011)。為了明確土壤含水量和土壤類型與薊馬害蟲下代蟲量的消長關系，本文就海南不同土壤類型及土壤含水量對豆大薊馬化蛹及羽化的影響進行了試驗，旨在探討利用蛹期生物學特性開發設計防治薊馬害蟲的有效措施。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源及飼養

豆大薊馬采自海南省澄邁縣金安農場豇豆田，在室內飼養多代后，選取發育一致的2齡老熟若蟲 (以體色變為橙紅色為標準)進行試驗。室內采用鮮嫩四季豆豆莢作為寄主進行飼養。四季豆豆莢用洗潔精浸泡清洗酒精消毒后，將四季豆切成4－5 cm長度，浸泡于10%的蜂蜜水中5 min，自然晾干后供豆大薊馬取食和產卵。

1.2 供試土壤

砂土、壤土和粘土分別采自海南不同地區田塊，砂壤土為細沙和壤土按1∶3參雜的混合物，自然晾干后用30目篩網過濾，過篩后的土壤置于干燥箱內105℃恒溫烘烤6 h備用。

1.3 試驗儀器

GZX－9140 MBE電熱鼓風干燥箱 (上海博訊實業有限公司醫療設備廠)，PYX－4000－A人工氣候培養箱 (韶關市科力儀器有限公司)。

1.4 試驗方法

1.4.1 不同土壤含水量的制備

土壤含水量的測定方法按以下公式進行計算(耿濟國等，1991):

首先稱取過篩烘干后的土壤100 g，分別加入蒸餾水5 mL、10 mL、15 mL、20 mL和25 mL配制成土壤自然含水量分別為5%、10%、15%、20%和25%。加水時用洗瓶通過玻璃管 (Φ=10 mm)將水注入到塑料管 (Φ=2.7 cm，L=10 cm)底部，使水從管底向上滲透，確保土壤中含水量均勻。

1.4.2 不同土壤含水量對豆大薊馬化蛹的影響

在備好的供試塑料管中各加入一根新鮮四季豆豆莢 (6 cm)，分別接入30頭豆大薊馬老熟2齡若蟲，棉塞封口后置于人工培養箱中 (26℃，相對濕度75%，L∶D=12∶12)，2 d后開始觀察并記錄成蟲羽化數量。每個處理8次重復。

1.4.3 不同土壤類型對豆大薊馬化蛹的影響

依據不同土壤含水量對豆大薊馬化蛹的影響試驗，選取羽化率最高的15%土壤含水量作為測定不同土壤類型對豆大薊馬化蛹的影響。試驗方法如1.4.2所述，每個處理8次重復。

1.5 數據處理與分析

豆大薊馬在不同土壤含水量和土壤類型中的發育歷期和羽化率采用單因素方差分析 (One－Way ANOVA)進行多重比較 (Duncan's)。

2 結果與分析

2.1 不同土壤含水量對豆大薊馬化蛹的影響

不同土壤含水量顯著影響豆大薊馬化蛹(表1)。結果表明，土壤含水量不同時，豆大薊馬的羽化率差異較大，在土壤含水量為15%時，其羽化率最大，為52.08% ±0.07%;當土壤含水量為5%和25%時，其羽化率較低，分別為6.67%±0.01%和5.83% ±0.01%。分析表1中的數據不難看出，低土壤含水量和高土壤含水量均不利于豆大薊馬的羽化。不同土壤含水量還顯著影響豆大薊馬在土中化蛹的歷期，豆大薊馬在高土壤含水量 (25%)和低土壤含水量 (5%)環境中都表現出發育歷期較長，分別為8.47±0.45 d和6.89±0.55 d，在土壤含水量為15%時發育歷期最短，為3.62±0.15 d。

2.2 不同土壤類型對豆大薊馬化蛹的影響

不同土壤類型顯著影響豆大薊馬的化蛹(表2)。豆大薊馬在不同土壤中的羽化率表明，砂壤土最適宜豆大薊馬化蛹，其羽化率最高為52.08%±0.04%;粘土中豆大薊馬的羽化率最低為19.17%±0.02%，在砂土和壤土中的羽化率介入兩者之間，分別為37.08%±0.03%和29.58%±0.04%。從蛹的發育歷期來看，豆大薊馬蛹在砂壤土的歷期最短 (3.62±0.15 d)，豆大薊馬蛹在粘土、壤土和砂土中發育歷期差異不顯著。

表1 不同土壤含水量對豆大薊馬化蛹的影響Table 1 Effect of different soil moisture on pupation and eclosion of Megalurothrips usitatus

表2 不同土壤類型對豆大薊馬化蛹的影響Table 2 Effect of different soil types on pupation and eclosion of Megalurothrip susitatus

2.3 不同土壤含水量及類型下豆大薊馬逐日羽化情況

不同土壤含水量及類型下豆大薊馬逐日羽化情況如圖1所示。從圖1中可以看出，豆大薊馬蛹羽化始于第3天，土壤含水量為15%的豆大薊馬蛹的逐日羽化率在前期明顯高于其他處理，然后逐日下降，相反土壤含水量為5%和25%時的豆大薊馬蛹的前期逐日羽化率極低，分別始羽化于第6天和第9天;不同土壤類型對豆大薊馬逐日羽化率的影響也表現類似的規律，即砂壤土前期的逐日羽化率要明顯高于其他土壤類型。這也正好對應地反映出不同土壤含水量及類型與發育歷期之間的關系。

圖1 不同土壤環境中豆大薊馬蛹的逐日羽化率:(A)不同土壤含水量;(B)不同土壤類型Fig.1 The dailyeclosion rate of Megalurothrips usitatus in different soil environment:(A)soil moistures;(B)soil types

3 結論與討論

薊馬有在土壤中化蛹的習性和土壤水分狀況影響入土化蛹昆蟲的種群發生已是不爭的事實。本文通過室內模擬田間試驗，研究了不同土壤含水量和土壤類型對豆大薊馬化蛹的影響。結果表明，土壤含水量著影響豆大薊馬蛹的羽化率和蛹的發育歷期 (表1)，土壤類型也對豆大薊馬蛹的羽化率有顯著影響，但不影響蛹的發育歷期(表2)。當土壤自然含水量大25%或小于5%時，豆大薊馬的羽化率都低于10%，這與田間觀察到的現象非常吻合，當連續干旱或降雨后，豆大薊馬的種群數量驟減。因此，通過調控土壤濕度，如灌溉或適度干旱不失為控制豆大薊馬種群的一種有效措施。有關土壤含水量對薊馬化蛹、羽化影響的文獻報道較少。孟國玲等 (2002)研究指出，土壤絕對含水量為5.7%時，豆帶薊馬Taenithrips glyeines的羽化率最高，達43.63%。這一結果與本試驗結果存在較大的差異，造成這一差異的原因可能與土壤含水量的處理方法存在一定差異有關，另一方面，土壤的質地也是影響這一差異的重要因素，雖同為砂壤土進行比較，但其砂土的含量對薊馬的羽化率具有顯著的影響，孟國玲等 (2002)也指出當土壤中砂土含量低于30%時，薊馬若蟲不能化蛹。另外，作者認為不同薊馬間化蛹對土壤含水量的要求也不盡相同。Chang(1989)研究表明，2.0%低土壤含水量和25%高土壤含水量都不利于豆大薊馬化蛹、羽化，在土壤含水量為11.10%和17.60%時的羽化率分別為78.70%±8.30%和74.70%±18.00%高于其它，與本試驗結果一致。

除了土壤含水量，土壤類型也是影響入土化蛹昆蟲種群動態的重要環境因子。我們的研究結果表明，砂壤土最有利于豆大薊馬的蛹的羽化(52.08% ±0.07%)，其次是砂土 (37.08% ±0.03%)，壤 土 (29.58% ±0.04%)和 粘 土(19.17%±0.02%)中羽化率較低。這與不同土壤的質地和密度存在密切的關系，鐘繼紅等(2002)認為壤土具有較好的團聚性和較高的水穩性，但孔隙性較差，而砂土恰與之相反。正是因為壤土的高水穩性和差孔隙性特點，影響了蛹的正常發育 (韋昌華和曾玲，2011)。粘土與壤土相比，其水穩定性更高且孔隙性更差 (劉吉福和高玉峰，2013)，因而豆大薊馬在粘土中的羽化率更低。砂壤土既具有砂土的透氣性又具有壤土的團聚性和水穩定性，因而豆大薊馬在砂壤土中的羽化率最高 (表2)。Chang(1989)也證實了不同土壤類型、質地、密度和含水量等物理因子對豆大薊馬化蛹的影響，研究指出土壤空隙性好的土壤Ⅲ和Ⅳ (沙∶壤∶粘=75%∶18%∶5%)要比土壤類型Ⅰ和Ⅱ (沙∶壤∶粘=55%∶35%∶7%)更利于豆大薊馬化蛹。這與本試驗砂壤土中薊馬化蛹、羽化率最高的結果吻合。另外，土壤還可以通過含水量來影響豆大薊馬在土中化蛹的歷期，表現為低含水量 (5%)和高含水量 (25%)均能顯著延長豆大薊馬蛹的發育。總體而言，豆大薊馬在不利的土壤物理環境中，表現為羽化率降低和發育滯后。這種關系也很好的體現在了豆大薊馬的逐日羽化率上 (圖1)。適宜的土壤物理性狀 (土壤含水量為15%的砂壤土)有利于豆大薊馬的蛹的發育和羽化，羽化高峰出現在第4天，反之，不利土壤環境 (土壤含水量為25%時)豆大薊馬的羽化高峰出現在第10天。

本文雖較為詳細的記錄了土壤含水量和土壤類型等物理特性對豆大薊馬土中化蛹的影響，關于土壤有機質含量和pH值等化學特性對豆大薊馬的影響還待于有進一步的深入研究。

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