中國梨木虱關鍵發生期與氣溫關系研究

趙龍龍,衛 潔,劉朝紅,胡增麗,張未仲,馬瑞燕

(1山西農業大學果樹研究所,晉中 030815;2山西農業大學植物保護學院,晉中 030801)

中國梨木虱(Psylla chinensis)(以下簡稱梨木虱)屬半翅目木虱科,在我國梨樹產區均有分布[1-2]。梨木虱食性相對專一,主要為害梨樹,成蟲、若蟲吸食梨樹花、芽、果實、嫩梢、葉片等。若蟲在為害過程中分泌大量蜜露,造成葉片和果實相互粘連并滋生煤污,致使葉片失去機能或引發早期落葉等[3-4]。梨木虱個體小、數量多,發生代數多,易形成抗性,是當前梨樹生產中的重點防控對象[5-7]。田間調查表明,梨木虱具有明顯兩型,分別為夏型和冬型,夏型梨木虱具有卵、若蟲、成蟲三種蟲態,主要發生于梨樹生長期;冬型梨木虱只有成蟲一種蟲態,主要發生于梨樹休眠期,為梨木虱的越冬蟲態[8]。冬型梨木虱通常在早春出蟄并進行交配產卵等活動,產卵孵化后發育為夏型梨木虱[9]。研究表明,冬型梨木虱在抗逆境能力等方面均高于夏型梨木虱,且冬型梨木虱的發生狀況直接決定了來年蟲口基數和危害大小[10]。

昆蟲屬變溫動物,溫度對其分布、繁殖等有重要影響[11-12]。在梨木虱的年生活史中,冬型梨木虱結束越冬出蟄和再次出現越冬代的時間和溫度決定了它可能發生代數的多少,也關系到其為害程度[13]。氣候監控表明,自2000年后,我國氣溫變化幅度相對較大,冬季氣溫普遍升高,春季溫度變化頻繁。探索梨木虱在這種氣溫升高模式下的發生特點及變化情況,對了解梨木虱的發展具有重要意義。在生產實踐中,通常將越冬代梨木虱、冬型梨木虱出蟄期及產卵期等作為防控關鍵點,但梨木虱在我國分布廣泛,不同緯度其發生特點差異明顯。鑒于此,本研究以中國知網收錄的有關中國梨木虱發生特點的文獻為數據源,對梨木虱的年發生代數、及冬型梨木虱發生期、出蟄期、產卵峰期按不同緯度和年份進行分析和整理,并結合不同年份氣溫特征,探討溫度變化對梨木虱發生特點的影響,以期為治理和預測梨木虱發展趨向提供基礎理論支撐。

1 資料與方法

1.1 資料來源

以中國知網(CNKI)收錄的有關中國梨木虱發生規律和發生特點文獻為研究對象,共篩選得到信息全面且有效的文獻133篇,對文獻涉及的梨木虱發生地點和年代、年發生代數、冬型梨木虱出蟄期、產卵峰期、開始出現冬型梨木虱的時間等信息進行逐條整理。我國年氣溫變化及月氣溫變化數據等從中國氣象局國家氣候委員會發布的歷年《中國氣候公報》中獲得。

1.2 研究方法

我國南北區域差異較大,選擇分布在北緯31°—41°梨樹產區中的梨木虱,研究其關鍵發生期特點與中國歷年平均氣溫、二月份平均氣溫間的相互關系。

1.3 數據處理

使用Excel 2016進行數據整理和制圖,利用SPSS 21.0進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 梨木虱發生代數與緯度關系研究

對梨木虱分布情況進行統計,發現梨木虱在中國分布于北緯25°—45°,最北端為黑龍江雞西市、最南端為廣西賀州市。梨木虱在中國年發生2—7代,大多地區年發生4—5代,其發生代數隨著緯度的增加而逐漸減少(圖1)。梨木虱年發生代數與緯度呈顯著負相關(表1),其發生代數(y)與緯度(x)變化關系為(y=-0.093x+5.678,R2=0.369),即約11個緯度,發生代數減少或增加1代。

圖1 梨木虱年發生代數隨緯度的變化Fig.1 Variation of pear psylla annual number of generation with latitudes

2.2 梨木虱年發生代數隨年平均氣溫變化特點

在全球氣候變暖的影響下,我國歷年平均氣溫也呈現出增加趨勢。個別溫度較高的年份,梨木虱發生代數也相應增加。相關性分析表明,梨木虱年發生代數與年平均溫度呈顯著正相關(表1),發生代數(y)與年平均溫度(x)呈線性變化[y=lg(1.565×10x+0.945),R2=0.997],即年平均溫度每增加1℃,梨木虱年發生代數增加約1.2代(圖2)。

圖2 梨木虱年發生代數和年平均氣溫隨年份變化特點Fig.2 Characteristics of pear psylla annual number of generation and average temperature with years

表1 緯度、溫度與年發生代數,冬型梨木虱出蟄期、產卵峰期相關系數Table 1 Correlation coefficients between latitude,temperature and annual number of generation,winter form pear psylla emergence and peak oviposition periods

2.3 冬型梨木虱出蟄期、產卵峰期隨緯度變化特點

冬型梨木虱出蟄期與產卵峰期隨緯度變化明顯,緯度越高,出蟄期和產卵峰期越晚,出蟄期最早為2月上旬,產卵峰期最早為3月下旬;出蟄期最晚為3月下旬,產卵期最晚為4月中旬,出蟄期與產卵峰期相差約1個月(圖3),兩者均與緯度變化顯著相關并呈線性關聯(表1),每增加5個緯度,出蟄期和產卵期相對延遲約10 d。

圖3 冬型中國梨木虱出蟄期、產卵峰期隨緯度變化特點Fig.3 Variation characteristics of winter form pear psylla emergence and peak oviposition periods with latitudes

2.4 梨木虱越出蟄期、產卵峰期隨二月份平均氣溫變化特點

在北緯31°—41°,冬型梨木虱的出蟄期主要集中在2月下旬左右,產卵峰期主要集中在3月下旬,兩者隨年份變化相對較小,主要受當年二月份平均氣溫的影響。二月份平均氣溫越高,出蟄期和產卵峰期相對越早,反之則延遲,這種變化在2000年后尤為明顯(圖4)。

圖4 中國梨木虱出蟄和產卵峰期隨時間及溫度變化特點Fig.4 Variation characteristics of winter form pear psylla emergence and oviposition periods with average temperature in February

2.5 越冬代冬型梨木虱出現期隨緯度變化特征

梨木虱的冬型態為其年生活史中的重要階段,高緯地區冬型梨木虱最早出現在8月上旬,低緯地區最晚為11月中旬,緯度越低,其出現時間越晚。對不同地區冬型梨木虱出現時間進行統計,發現87%的冬型梨木虱發生在9月中旬和10月上旬之間(表2)。

表2 冬型梨木虱發生時間及緯度特點Table 2 Occurrence time and latitude characteristics of winter form pear psylla

3 討論與結論

本研究表明,緯度和氣溫對中國梨木虱的年發生代數、冬型梨木虱出蟄期、產卵期均有明顯影響。隨緯度增加,冬型梨木虱出蟄期和產卵峰期延遲,反之提前,但冬型梨木虱發生期卻相反,緯度越高,發生越早。梨木虱年發生代數與年平均溫度呈正相關;二月份平均氣溫越高,冬型梨木虱的出蟄期和產卵峰期相對越早。

梨木虱在不同緯度上發生特點的不同,實質是受溫度變化影響所致,在北半球每增加一個緯度,溫度降低約0.5℃。不同地域,其發生特點也不同,梨木虱在東北地區年發生2—4代[14];華北、西北梨產區年發生4—5代[15-16];華中地區年發生5—6代[17];華東地區年發生6—7代[18];西南高原地區年發生4—5代[19]。冬型梨木虱出蟄期和產卵峰期隨緯度的增加逐漸推遲,南北相差近一個月,南部地區出蟄期多在二月上中旬,中部地區多分布在2月下旬,東北地區集中在3月下旬,相似的是,冬型梨木虱出蟄后約30 d為其產卵峰期。在北緯35°以北,冬型梨木虱主要出現于9月中下旬,其發生特點可能和光周期變化相關,這和筆者室內研究一致,表明光期長度的變化是影響梨木虱兩型變化的主要因子(數據未發表)。

全球氣候變化的主要特點表現為氣溫的逐漸升高[20],在北方地區,年平均溫度每增加1℃,梨木虱年發生代數相應增加1.2代,而南方地區因夏季高溫等對其生長和繁殖有一定的抑制作用[21],其對這種溫度變化響應相對較低。除氣溫整體升高外,氣候變暖主要體現在冬季溫度增加和春季提前到來[22],田間調查表明,冬型梨木虱在越冬期間并非靜息狀態,會隨冬、春季溫度的升高而發生明顯活動[23]。我國二月份平均氣溫自2000年后變幅加劇,整體呈增加趨勢,在此影響下,梨木虱的出蟄和產卵峰期也相應提前。在當前的氣候變化模式下,梨木虱的發生代數增加、活動期延長、對梨樹造成的損害將加劇。另在冬季升溫后,梨木虱活動頻繁,在寄主梨樹休眠無法供給食物時,冬型梨木虱可能轉移寄主為害,如,在貴州、云南部分區域,冬型梨木虱已成為冬季常綠果樹枇杷花果期的蟲害之一[24-25]。

建議在夏冬型梨木虱轉型前10—15 d實施防控措施,以阻止越冬代冬型梨木虱的產生;冬型梨木虱出現后,及時在主干綁縛瓦楞紙或草簾等以誘集梨木虱,并于出蟄期前解除并銷毀[8];次年,在冬型梨木虱出蟄期和產卵峰期進行適時防治。