小麥籽粒水分含量變化對小麥品種抗蟲性的影響

王殿軒,　楊　毅,　唐培安,　田　笑

(1. 河南工業大學糧油食品學院,糧食儲藏與安全教育部工程研究中心, 糧食儲運國家工程試驗室, 鄭州　450001; 2. 江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心, 南京　210023; 3. 中央儲備糧鄭州直屬庫, 鄭州　450066)

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小麥籽粒水分含量變化對小麥品種抗蟲性的影響

王殿軒1,2,楊毅1,唐培安2,田笑3

(1. 河南工業大學糧油食品學院,糧食儲藏與安全教育部工程研究中心, 糧食儲運國家工程試驗室, 鄭州450001; 2. 江蘇省現代糧食流通與安全協同創新中心, 南京210023; 3. 中央儲備糧鄭州直屬庫, 鄭州450066)

為探討小麥含水量對近年新推廣種植小麥品種抗蟲性的影響,本研究選用河南、山東等省種植較廣泛的6個小麥品種‘矮抗58’、‘西農979’、‘良星66’、‘濟麥22’、‘泛麥8號’和‘鄭麥7698’,檢測了水分含量分別為11.50%、12.50%和13.50%時,小麥籽粒中米象子代成蟲數量、由卵至成蟲的平均發育歷期,以及小麥對米象的敏感系數(SI)。結果表明,小麥含水量為13.50%、12.50%和11.50%時,供試小麥中出現子代成蟲數量最多的相應為‘鄭麥7698’(85.67頭)、‘良星66’(45.67頭)和‘濟麥22’(17.67頭)。同一小麥品種中,由米象卵至子代成蟲的平均發育歷期均在水分含量為11.50%時最長,13.50%時最短。在3種含水量下,米象平均發育歷期最長為44.77d(‘泛麥8號’),最短為32.77d(‘鄭麥7698’)。含水量為11.50%、12.5%和13.5%時,對米象的敏感系數(SI)最小的分別為‘良星66’(0.54)、‘鄭麥7698’(7.76)和‘濟麥22’(8.47)。結果表明：小麥籽粒含水量相同時不同品種對米象的抗蟲性差異顯著。同一品種小麥籽粒含水量從13.50%降低至11.50%時,米象子代成蟲數量和SI減小、卵至成蟲平均發育歷期延長,小麥籽粒含水量對抗蟲性的影響大于小麥品種的影響。

含水量;小麥品種;米象;抗蟲性

小麥是人類重要的糧食種類之一,也是我國重要的商品糧品種[1]。小麥在儲藏過程中易遭受儲糧害蟲為害,其中包括可取食多種谷物的重要儲糧害蟲米象[Sitophilus oryzae(Linnaeus)][2]。米象成蟲和幼蟲直接蛀食完整的糧粒,造成巨大損失。在綜合防治儲糧害蟲的技術途徑選擇中,人們更希望少用或不用化學藥劑來防治或減少蟲害,尤其是防止蛀食性害蟲的侵害。選育抗蟲性糧食品種、增加糧食的抗蟲性長期受到關注[3],關于小麥抗蟲性的研究大多數是有關小麥生長過程中對田間害蟲的抗蟲性,如小麥植株對麥長管蚜[Sitobion miscanthi (Takahashi)]抗蟲性的研究等[47]。小麥在儲藏中的抗蟲性也有一些報道,如鄧望喜等通過成蟲的產卵量、子代數量及重量損失等評價了24個小麥品種對玉米象[S. zeamais (Motschulsky)]的抗蟲性[8];張宏宇等通過測定子代重量、子代數量、損失量等評價了6個水稻品種對玉米象的抗蟲性[9];吳洪基等采用敏感系數(SI)和重量損失率評價了53個水稻品種對玉米象的抗蟲性[10];錢祖香報道蛋白質含量、可溶性糖含量與小麥對玉米象的抗蟲性呈正相關,氨基態氮含量與抗蟲性呈負相關等[1113]。Dobie等曾采用敏感系數評價了黑小麥、玉米、稻谷等不同谷物品種對玉米象、米象、谷象[S. granarius (Linnaeus)]的抗蟲性,指出谷物不同品種間的抗蟲性存在顯著差異[14];Gudrups等采用SI評價了52個玉米品種對玉米象的抗蟲性,表明不同玉米品種間的抗蟲性差異顯著[15];Ashamo采用SI、子代數量等指標評價不同水稻品種對米象的抗蟲性,結果也發現稻谷品種間的抗蟲性差異顯著[16]。

中國小麥品種繁多,目前尚無關于小麥品種對米象抗蟲性的研究報道。尤其是近年來,我國新的小麥品種不斷出現并推廣,這些新品種小麥的抗蟲性值得關注。另外,儲藏糧食的含水量也在一定程度上影響到害蟲的發生,糧食含水量對小麥抗蟲性的影響值得關注。本文選擇了近年來在河南、山東、河北等地種植較多的6個小麥品種,調節麥粒的含水量后再接種米象成蟲,通過檢測其子代成蟲數量、從卵到子代成蟲的發育歷期、計算敏感系數等探討小麥品種對米象抗蟲性的差異,并比較了小麥含水量對抗蟲性的影響,以期為選育、推廣在田間生長期與產后貯藏期兼具抗蟲性的小麥品種, 有效防治儲糧害蟲提供參考。

1　材料和方法

1.1供試昆蟲

試驗所用試蟲為河南工業大學儲藏物昆蟲研究室飼養數代的米象,試驗前在溫度(29±1)℃和70%±5%RH條件下擴大培養,采用羽化2周的成蟲供試。

1.2供試小麥品種

試驗選用了河南、河北、山東等省種植面積較大的6個小麥品種,分別從田間收獲脫粒后將麥粒通過物流直接運到控溫4℃的糧食樣品冷庫中。6個品種的小麥質量情況如下:

‘鄭麥7698’:2013年6月10日采集于河南濮陽,初始水分含量11.60%,籽粒角質,容重764g/L,硬度74.85HI,千粒重44.19g。

‘泛麥8號’:2013年6月6日采集于河南漯河,初始水分含量9.90%,籽粒半角質,容重827g/L,硬度62.63HI,千粒重41.57g。

‘西農979’:2013年6月2日采集于河南濮陽,初始水分含量11.80%,籽粒全角質,容重790g/L,硬度82.40HI,千粒重41.64g。

‘濟麥22’:2013年6月17日采集于山東德州,初始水分含量13.20%,籽粒角質,容重750g/L,硬度84.06HI,千粒重37.12g。

‘矮抗58’:2013年6月7日采集于河南鄭州滎陽,初始水分含量11.60%,籽粒半角質,容重770g/L,硬度31.08HI,千粒重53.73g。

‘良星66’:2013年6月15日采集于河北辛集,初始水分含量9.70%,籽粒半角質,容重742g/L,硬度71.00HI,千粒重37.63g。

小麥的水分含量測定參照GB/T54971985,小麥的容重測定參照GB/T54981985,小麥的硬度測定參照GB/T213042007,小麥的千粒重測定參照GB/T55192008。

1.3樣品處理與試驗方法

將上述6個品種的小麥分別采用鹽水漂浮法選取籽粒飽滿的糧粒,在60℃下處理2h以殺滅其中有害生物,隨后調節其含水量分別為11.5%±0.2%、12.5%±0.2%、13.5%±0.2%,再放入4℃左右的條件下儲存備用。

稱取飽滿小麥籽粒(16±0.1)g置于100mL聚乙烯透明培養瓶中,瓶高10.9cm,瓶體直徑4.5cm,瓶口直徑2.3cm,瓶蓋中央開直徑5mm的圓孔,并用濾紙封堵。在培養瓶中置入羽化兩周的米象成蟲6頭(雌雄比為4∶2),放置在(29±1)℃,70%±5%RH的培養箱中培養。7d后移走其中的成蟲,將培養瓶放回培養箱中繼續培養,每天稱取樣品總體重量,至開始有新的子代成蟲出現時逐日記錄子代成蟲羽化數量,直到連續3d未有新增子代成蟲出現為止,最后計算米象由卵至成蟲的平均發育歷期(DME)與敏感系數(SI)[14]。每個試驗設3個重復。

1.4數據處理

數據采用SPSS軟件處理,用Duncan’s新復極差法進行多重比較。

2　結果與分析

2.1不同含水量的小麥中出現米象子代成蟲的數量

不同含水量的小麥中出現米象子代成蟲的數量見表1。在含水量13.50%的小麥中,‘濟麥22’中出現的子代成蟲數量最少,‘鄭麥7698’中子代成蟲數量最多,兩者相差約54頭,其他品種的小麥中出現的子代成蟲數量居于其間。在小麥含水量為12.50%時,‘鄭麥7698’中出現的子代成蟲數量最少,‘良星66’中子代成蟲數量最多,兩者相差約24頭。含水量為11.50%時,‘良星66’中出現的子代成蟲數量最少,‘濟麥22’中子代成蟲數量最多,兩者相差約16頭。結果說明,含水量相同條件下,6個品種的小麥同時接入相同數量的母代米象成蟲后其子代成蟲的數量差異顯著。3種不同含水量的小麥中米象子代成蟲數量最多或最少對應的品種不同,3種不同含水量下試驗小麥品種間出現子代成蟲的數量各自排列順序不同。小麥含水量的變化會顯著影響不同品種小麥中出現子代成蟲數量多少的排序,且小麥含水量越低,不同小麥品種間出現子代成蟲的數量相差幅度越小。從同一品種小麥樣品在不同含水量時出現的子代成蟲數量看,小麥含水量的降低會導致米象子代成蟲數量急劇下降。總體上可以看出,小麥含水量對樣品中米象子代成蟲數量的影響顯著大于小麥品種之間差異的影響。

2.2不同含水量小麥中子代米象的發育歷期

從不同含水量的小麥中子代米象的發育歷期(表2)可以看出,對于同一品種,小麥中米象由卵至成蟲的平均發育歷期都是在含水量為11.50%時最長,其中, ‘泛麥8號’中米象平均發育歷期最長,達44.77d,且與含水量為13.50%和12.5%時米象平均發育歷期差異顯著。小麥含水量為12.50%和13.50%時米象發育歷期沒有顯著差異,可能是因為含水量為12.50%和13.50%時適合米象發育,而11.50%及以下的水分含量會顯著抑制米象發育。含水量相同的不同小麥品種間,除了在含水量13.50%時,‘濟麥22’中米象平均發育歷期顯著長于‘良星66’和‘鄭麥7698’中米象,含水量為12.5%時,‘濟麥22’中米象平均發育歷期顯著長于‘西農979’和‘良星66’,其他含水量相同時品種間都沒有顯著差異。表明小麥品種對米象發育歷期影響不顯著,但含水量的降低對樣品的抗蟲性有一定影響。

2.3不同含水量的小麥各品種對米象的敏感系數

從不同含水量的小麥各品種對米象的敏感系數(表3)可知,含水量13.5%時‘濟麥22’的SI最小(8.47),‘鄭麥7698’的SI最大(13.64);含水量12.5%時‘鄭麥7698’的SI變為最小(7.76),‘良星66’的SI最大(10.60);含水量11.5%時‘良星66’的SI最小(0.54),‘濟麥22’的SI最大(6.57)。說明相同含水量下不同小麥品種對米象的SI明顯不同,含水量較高時各小麥品種的SI相對較大,含水量低時各小麥品種的SI總體較小;對同一小麥品種,含水量降低其SI變小,且當含水量發生變化時,小麥最大或最小SI并不與品種相對應,SI因小麥含水量變化而引起的變化幅度更大。結果表明,小麥含水量降低后其抗蟲性相應增加,但當含水量降低幅度相同時,不同小麥品種的SI降低幅度差異明顯,如含水量從13.5%降至11.5%時‘濟麥22’的SI只降低了不到2,而‘良星66’的SI則降低了近11,表明其抗蟲性增加更顯著。

表1　不同含水量的小麥中出現米象子代成蟲的數量1)

1) 表中數據為平均值±標準誤;小寫英文字母表示同一小麥品種不同含水量間結果的差異顯著性,大寫字母表示相同含水量不同小麥品種間結果的差異顯著性(P≤0.05)。下表同。

Thedatainthetablearemean±SE.Lowercaselettersindicatesignificantdifferencebetweendifferentmoisturecontentsinthesamewheatvariety;thecapitallettersindicatethesignificantdifferencebetweendifferentwheatvarietiesundersamemoisturecontent(P≤0.05).Thesamebelow.

表2　不同含水量小麥中子代米象卵至成蟲發育歷期

表3　不同含水量的各品種小麥對米象的敏感系數

3　討論

有報道稱不同谷物品種中米象的發育時間和產卵能力也不一樣[1718],本試驗結果也說明,相同含水量下小麥品種的差異對小麥抗蟲性影響顯著,但對米象發育歷期的影響小于對小麥SI和米象子代成蟲數量的影響。不管是針對小麥的SI,還是米象子代成蟲數量和發育歷期,小麥含水量對小麥抗蟲性的影響遠大于小麥品種差異的影響。同一品種,當小麥含水量降低時其抗蟲性增加可能與含水量低時小麥硬度增大有關,小麥籽粒硬度的增大減少了子代成蟲存活率,延長了發育時間。

通常人們認為對米象抗性強的小麥品種,其中感染的米象子代數量應當較少,平均發育歷期也較長,選育抗蟲品種在一定程度能夠減輕害蟲的為害。從本文結果看,含水量能夠更大程度地影響小麥品種的抗蟲性,控制小麥含水量更有助于小麥的安全儲藏。近年來小麥收獲方式發生巨大轉變,很多情況下小麥在收獲后缺少了晾曬降水環節,糧食收購中水分偏高的情況更易于出現。小麥儲藏在考慮不同小麥品種的抗蟲性對害蟲防治的影響時,應考慮含水量對小麥抗蟲性有更大影響,即應對高水分小麥進行降水處理,盡量保持小麥干燥以利于防止害蟲發生。

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(責任編輯：楊明麗)

EffectofmoisturecontentontheresistanceofdifferentwheatvarietiestoSitophilus oryzae (Linnaeus)

WangDianxuan1,2,YangYi1,TangPei’an2,TianXiao3

(1.SchoolofFoodScienceandTechnology,EngineeringResearchCenterofGrainStorageandSecurity,MinistryofEducation,NationalEngineeringLaboratoryofGrainStorageandTransportation,HenanUniversityofTechnology,Zhengzhou450001,China; 2.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofModernGrainCirculationandSafety,Nanjing210023,China; 3.StateGrainReservesZhengzhouDepot,Zhengzhou450066,China)

Toinvestigatetheinfluenceofmoisturecontentontheresistanceofwheattotheinsect,thewheatvarieties, ‘Aikang58’, ‘Xinong979’, ‘Liangxing66’, ‘Jimai22’, ‘Fanmai8’and‘Zhengmai7698’whichhavebeenwidelyplantedinHenan,ShandongandHebeiprovincesofChinainrecentyears,wereselectedandtheadultnumberofprogenyandaveragedevelopmentaldurationfromeggtoadultofSitophilus oryzae (Linnaeus)weredeterminedundermoisturecontentsof11.50%, 12.50%and13.50%.Thesusceptibilityindex(SI)wasalsocalculatedaccordingtothedata.Theresultsshowedthatthemaximumnumberofprogenyadultatmoisturecontentsof13.50%, 12.50%and11.50%wereappearedin‘Zhengmai7698’ (85.67individuals),‘Liangxing66’(45.67individuals)and‘Jimai22’ (17.67individuals),respectively.Thedevelopmentaldurationfromeggtoadultincreasedwiththemoisturecontentdecreasedinallvarieties.Thelongestdevelopmentaldurationwasobservedin‘Fanmai8’(44.77days)withmoisturecontentof11.50%,whiletheshortestonewasobservedin‘Zhengmai7698’ (32.77days)withmoisturecontentof13.50%.Theminimumsusceptibilityindexes(SI)forthewheatwithmoisturecontentof11.50%, 12.5%and13.5%were0.54 (‘Liangxing66’), 7.76 (‘Zhengmai7698’)and8.47 (‘Jimai22’),respectively.TheresultsindicatedthattherewasanobviousdifferenceofresistancetoS. oryzaeamongdifferentwheatvarietieswithsamemoisturecontents.Theaveragedevelopmentaldurationbecamelonger,andtheprogenyadultnumberaswellastheSIvaluedecreasedsignificantlywiththemoisturecontentsdecreasedfrom13.50%to11.50%.ThemoisturecontenthadmoresignificantinfluenceonresistanceofwheattoS. oryzaethanwheatvariety.

moisturecontent;wheatvariety;Sitophilus oryzae;resistancetostoredgraininsectpest

20150422

20150606

“十二五”國家科技支撐計劃(2013BAD17B01)

S435.122

ADOI：10.3969/j.issn.05291542.2016.03.018

致謝：本試驗所用小麥樣品的獲得分別得到中央儲備糧德州直屬庫于林平先生、中央儲備糧辛集直屬庫魏國富先生、中央儲備糧漯河直屬庫吳曉寅先生、濮陽國家糧食儲備庫許登彥先生、山西晉城國家糧食儲備庫申晉豫先生等的大力支持,在此一并感謝！

聯系方式E-mail:wangdianxuan62@126.com