栾多态毛蚜的发育起点温度和有效积温

任 静, 李定旭, 徐艳彩, 杜 迪, 许 蒙

(河南科技大学林学院,洛阳 471003)

栾多态毛蚜的发育起点温度和有效积温

任 静, 李定旭*, 徐艳彩, 杜 迪, 许 蒙

(河南科技大学林学院,洛阳 471003)

本文测定了12、15、18、23、26、29℃、RH 60%±7%和光周期L∥D=15 h∥9 h下,栾多态毛蚜各发育阶段的历期,计算了栾多态毛蚜卵、若蚜和全世代的发育起点温度和有效积温。结果表明,在29℃下,卵不能孵化;该蚜各阶段的发育历期随着温度的升高而缩短;卵、若蚜、全世代的发育起点温度分别为3.07、5.40、3.89℃,有效积温分别为125.02、140.08、274.51日·度。

复羽叶栾树; 栾多态毛蚜; 发育历期; 发育起点温度; 有效积温

复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata Franch.)以其树形优美、生长茂盛、色泽多变而著称,该树种春季叶片幼嫩红润,夏季黄花飘香,秋季果实紫红盈树;此外还具有强抗粉尘、二氧化硫和臭氧的特性[1],因而被认为是一种理想的观叶、赏花、观果的绿化树木,近年来在很多城市被大量用作行道树和园景树。

栾多态毛蚜[Periphyllus koelreuteriae(Takahashi)]是为害栾树的主要害虫之一[2]。该虫主要以成、若蚜群集吸食栾树的嫩芽、嫩叶、嫩梢等幼嫩部位,造成叶片生长不良或卷缩;严重为害时嫩枝因布满虫体而生长停滞,甚至枯死。同时,该蚜分泌的蜜露常使树冠下路面黏泞,污及行人,且极易诱发叶片和下层灌木产生煤污病,进而影响其观赏价值。因此对栾多态毛蚜的研究陆续受到人们的关注,有关其生物学、生态学、发生规律和防治技术等都已开展了一些研究,如顾萍等[3]曾报道上海地区栾多态毛蚜的消长情况,王念慈等[4-5]曾报道栾多态毛蚜的生活周期、形态特点及发生规律,王秀建等[6]研究了不同药剂对栾多态毛蚜的防效;但有关其发育起点温度和有效积温的研究尚未见报道。为此,我们分别于2013和2014年的2-5月,在室内测定了栾多态毛蚜各发育阶段的历期,计算其发育起点温度和有效积温,旨在为该蚜的预测预报和防治提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

2012及2013年12月,在河南省洛阳市高新区瀛洲路的行道树复羽叶栾树(K.bipinnata)上采集越冬卵,将栾多态毛蚜越冬卵连同树皮一起取下,带回室内储藏于0℃冰箱,次年2月下旬取出卵块作为供试虫源。供试虫源的卵根据王念慈[5]报道的栾多态毛蚜卵的形态特征进行鉴别。

1.2 栾多态毛蚜卵的孵化

试验在直径90 mm的培养皿中进行,先在培养皿底部放入浸湿的滤纸,再将小块带有越冬卵的栾树皮放入培养皿中,以湿润棉球保持湿度。然后将培养皿置于人工气候箱(PQX-450B-30H,宁波莱福科技有限公司)内,温度设为12、15、18、23、26、29℃(温度控制精度为±1℃)、RH=60%±7%、光周期L∥D= 15 h∥9 h。每日早晚两次定时统计卵孵化的数量。

1.3 不同温度对栾多态毛蚜生长发育的影响

试验采用水培枝条饲养蚜虫,各个温度下的试验同期进行。从复羽叶栾树上剪取1～2年生枝条,截成20 cm左右的小段,插入盛有清水的指形管(20 mm×120 mm),再将指形管竖立于试管架内,放入气候箱内培养,待枝条萌发出嫩芽时用于饲养蚜虫。为方便观察,每个枝条只保留最上端的嫩芽,并在该嫩芽下方约2 cm处用医用凡士林绕枝条涂抹一周以防止蚜虫扩散逃逸。

试验条件设置如前所述。用细毛笔将初孵若蚜小心地转移至嫩芽上,每个嫩芽上接入1头若蚜,每个处理共接若蚜80～100头。每天9：00和21：00各观察一次,统计若蚜数量和脱皮数,记载各龄若蚜发育历期。成蚜羽化后,观察成蚜首次产仔时间,记载生殖前期(即成蚜羽化至开始产仔的时间);待成蚜开始产仔后每天观察一次,记载产仔数,直至成虫全部死亡。试验期间,各处理的栾树枝条不定期更换,以保证充足的营养供应。

1.4 数据处理

本文应用李典谟等[7]提出的直接最优化方法计算发育起点温度和有效积温。先建立以计算出的理论有效积温与试验测得的有效积温的误差极小为目标的目标函数,再用极值理论直接求得发育起点温度。

试验数据用Excel进行处理后,用SAS软件进行单因素方差分析,Fersher’s LSD进行显著性测验。

2 结果与分析

2.1 不同温度下栾多态毛蚜各发育阶段的历期

栾多态毛蚜各发育阶段在不同温度下的历期见表1,因卵在29℃下没有孵化,故表中未显示该温度。结果表明,栾多态毛蚜各发育阶段的历期受温度影响显著,卵、1龄若虫、2龄若虫和全若虫期的发育历期在12、15、18、23℃温度下差异显著(P＜0.05),而23和26℃处理的卵、1龄若虫和全若虫期的发育历期差异不显著(P＞0.05);18和26℃处理下的2龄若虫的发育历期无显著差异(P＞0.05);对3龄和4龄若虫而言,12和15℃时的发育历期差异显著(P＜0.05),而18、23和26℃处理的发育历期无显著差异(P＞0.05)。

在12～26℃范围内,随着温度升高,栾多态毛蚜卵、若蚜的发育历期逐渐缩短,至23℃时,卵及各龄若蚜的历期均达到最小值,但在26℃时发育历期反有所延长;如卵的发育历期由12℃的13.97 d缩短到23℃的5.86 d,而26℃时则达6.09 d;若蚜的发育历期由12℃的21.94 d缩短到23℃的7.34 d,而26℃时则达8.78 d;说明26℃对该蚜虫的生长发育已有一定的抑制作用。

表1 不同温度下栾多态毛蚜各发育阶段的历期1)Table 1 Duration of various developmental stages of Periphyllus koelreuteriae at different temperatures

2.2 栾多态毛蚜的发育起点温度和有效积温

有效积温法则认为,在一定的温度范围内,昆虫的发育速率与温度呈正相关。将表1中的发育历期转换为发育速率,即v=1/d,即可计算出各温度下栾多态毛蚜各虫态发育速率与温度的相关性(表2)。由表2可知,在12～26℃范围内,栾多态毛蚜各虫态的发育速率与温度之间具较好的相关性,但不同发育阶段的发育速率与温度的线性模型的决定系数差异明显;从P值看,除了4龄若蚜不显著外,其他龄期均达到了显著水平,说明4龄若蚜的发育速率与温度的线性关系难以成立,如直接采用传统的直线回归法求算发育起点温度和有效积温可能会造成较大的误差,故本文采用直接最优化法进行求算。

由不同温度下栾多态毛蚜各发育阶段的历期,计算出栾多态毛蚜的发育起点温度和有效积温(表2)。结果表明,卵期的发育起点温度最低,为3.07℃,卵孵化所需有效积温为125.02日·度;而1～4龄若蚜的发育起点温度分别为4.40℃、5.17℃、4.15℃和4.69℃,完成发育所需的有效积温分别为55.43、32.84、34.85和30.76日·度,全若蚜期的发育起点温度和有效积温分别为5.40℃和140.18日·度,全世代的发育起点温度和有效积温分别为3.89℃和274.51日·度。

表2 栾多态毛蚜各发育阶段的发育起点温度和有效积温Table 2 Developmental threshold temperature and effective accumulated temperature of each stages of Periphyllus koelreuteriae

3 结论与讨论

本研究证明,栾多态毛蚜卵、若蚜、全世代的发育起点温度和有效积温分别是3.07℃和125.02日·度、5.40℃和140.08日·度、3.89℃和274.51日·度。这些基本的生物学参数将有助于预测昆虫在某地发生代数、推断特定虫态的发育历期等。

王念慈等曾报道,在自然条件下栾多态毛蚜卵孵化时的旬平均温度为6.5℃[5],据此推断,卵的发育起点温度应低于6.5℃,而本文报道的结果为3.07℃。有关栾多态毛蚜的发育历期,国内曾有过一些报道,如王念慈等曾报道,在室内变温条件下,该蚜第1代若蚜的发育历期为22～29 d,第2代的发育历期为12～19 d[4];本文结果中,全若蚜的发育历期在12℃下为(21.94±2.34)d,在15℃下为(13.08±1.25)d,分别与王念慈等报道的第1、2代的结果接近。

栾多态毛蚜在河南洛阳的发生与王念慈等的结果[5]基本相似,越冬卵于早春孵化,3-5月间持续为害栾树,4月下旬田间开始出现滞育若蚜,5月中旬后则以滞育的若蚜越夏[3]。根据河南省洛阳市的历史气象统计资料,当地旬平均气温在每年的3月上旬可稳定在4℃以上,3月、4月和5月中旬,4℃以上的有效积温分别为138.0、323.8、319.0日·度;结合本研究的结果就可以推算出,每年春季栾多态毛蚜在河南洛阳可完成3.24个世代,而事实上每年春季至5月下旬该蚜可完成3代。此外,根据越冬卵的发育起点温度和有效积温,还可预测越冬卵在早春的孵化时间,当地每年2月中旬末气温可达3℃,由此至3月中旬初期,3℃以上的有效积温达到125日·度,与实际调查的3月中旬初为越冬卵孵化盛期相符。

[1] 马英刚.栾树作绿化观赏树木栽培的护养技术[J].浙江农业科学,2012(5)：675-676.

[2] 张广学,钟铁森.中国经济昆虫志(第二十五册)同翅目蚜虫类(一)[M].北京：科学出版社,1983.

[3] 顾萍,周玲琴,徐忠.上海地区栾多态毛蚜生物学特性观察及防治初探[J].上海交通大学学报(农业科学版),2004,22 (4)：389-392.

[4] 王念慈,李照会,刘桂林,等.栾多态毛蚜生物学特性及防治的研究[J].山东农业大学学报,1990,21(1)：47-50.

[5] 王念慈,李照会,刘桂林,等.栾多态毛蚜形态特点和自然蚜量变动规律的研究[J].山东农业大学学报,1991,22(1)：79-85.

[6] 王秀建,王刘豪,余昊,等.4种药剂对栾多态毛蚜的防效[J].河南科技学院学报(自然科学版),2012,40(4)：27-29.

[7] 李典谟,王莽莽.快速估计发育起点及有效积温法的研究[J].昆虫知识,1986,23(4)：184-187.

(责任编辑：杨明丽)

实验方法与技术

Experimental Method & Technology

Developmental threshold temperature and effective accumulated temperature of Periphyllus koelreuteriae

Ren Jing, Li Dingxu, Xu Yancai, Du Di, Xu Meng

(College of Forestry,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China)

Periphyllus koelreuteriae(Takahashi)is one of the most damaging pests of Koelreuteria bipinnata Franch.in China.In this study,the developmental duration,developmental threshold temperature and accumulated effective temperature of each stages of the pest were determined in the laboratory under the conditions of 12, 15,18,23,26,29℃,RH 60%±7%and a photoperiod of 15 h∶9 h(light∶dark).The results indicated that the egg was unhatchable under the temperature of 29℃and the developmental duration of different life stages of the pest decreased as the temperature rose.The developmental threshold temperature of egg,total nymph stage,and the whole generation are estimated to be 3.07,5.40 and 3.89℃,respectively,and their effective accumulated temperatures are 125.02,140.08 and 274.51 degree-days,respectively.

Koelreuteria bipinnata; Periphyllus koelreuteriae; developmental duration; developmental threshold temperature; effective accumulated temperature

S 433

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.06.026

2014-10-13

2014-11-12

洛阳市园林局科研业务项目(20130306);河南科技大学SRTP项目(2014275)

*通信作者 E-mail：ldigxu@163.com