武立强,马凯悦,王新会,夏楠楠,薛 明
(山东农业大学植物保护学院,山东 泰安 271018)
两种叶螨对花生等寄主植物的选择适应性研究
武立强,马凯悦,王新会,夏楠楠,薛 明*
(山东农业大学植物保护学院,山东 泰安 271018)
室内采用琼脂贴叶法,比较了为害花生的二斑叶螨和朱砂叶螨对花生及其他9种寄主植物的适应性差异。结果表明,两种叶螨在花生等不同寄主种类间的适应性差异显著。在供试的花生分别与大豆、马铃薯、桃树、苹果、甘薯、茄子、玉米、棉花、豇豆9种寄主的两两选择试验中,相对于花生而言,二斑叶螨更喜欢选择豇豆,次之桃树,而在花生与其他寄主植物组合中对其他寄主的选择性均低于花生;而朱砂叶螨相对花生,则明显更喜欢选择大豆,对马铃薯的选择性也略高于花生,但对其他寄主种类的选择率均低于花生。在供试的6种寄主中,二斑叶螨在花生、马铃薯上的存活率和繁殖力高,而朱砂叶螨在花生、大豆上的存活和繁殖力高。本研究为掌握花生田两种叶螨的发生动态和通过合理作物布局减轻叶螨为害提供了依据。
花生;寄主;二斑叶螨;朱砂叶螨;适应性
我国是花生生产大国,花生亦是我国第六大优势作物。花生也是山东省的主要油料作物和经济作物,常年种植面积位居全国第2位,稳定在800 km2,约占全国种植面积的25%,产量约占全国的35%,出口占全国花生出口总量的60%以上,是山东省出口创汇最多的农产品[1]。花生是叶螨非常喜食的寄主植物之一,田间作物布局对花生叶螨的发生为害影响显著,近年来山东地区花生种植结构发生变化,周边经济作物种类明显增多,害虫的虫源田、媒介田扩大,为花生叶螨提供了充足且适宜的生存场所和食料[2],其发生有明显加重的趋势。
二斑叶螨(Tetranychusurticae)和朱砂叶螨(Tetranychuscinnabarinus)都是世界性的重要害虫,其分布范围广、寄主种类多。在我国朱砂叶螨主要为害茄科作物、瓜类和豆类等,是花生上的重要害虫[3]。二斑叶螨则是从上世纪80年代末开始在我国北方落叶果树上发生并逐渐上升危害的一种新的害螨种类,近年来该螨危害范围不断扩大,可为害多种农作物、果树、蔬菜,且多与朱砂叶螨混合发生[3]。朱砂叶螨和二斑叶螨均是危害花生的重要害螨,朱砂叶螨在山东省常年发生普遍,为害严重;随着种植结构的调整,二斑叶螨在花生上的发生为害有明显上升的趋势[4]。两种叶螨均以刺吸式口器刺吸植物的汁液,幼、若螨和成螨为害花生等寄主的叶片、芽和嫩茎。受害叶片背面红褐色,正面白色斑点,严重者整个叶片苍白色,严重影响花生生长[5]。花生田叶螨的发生与其周边环境有密切关系,且两种叶螨之间存在着差异。已有研究表明,两种叶螨对不同寄主植物的选择、生长发育和繁殖影响不同[6-7],寄主选择在有害生物的生活史中是非常关键的一环,花生田周边的寄主植物不仅仅是食物来源,也是它们继代繁殖、生活的场所,同时也是叶螨越冬转寄的主要场所[4]。
本研究通过比较两种叶螨对花生等寄主植物的适应性差异,探讨田间作物布局对花生田两种叶螨发生为害的影响,以期为摸清不同环境条件下花生田两种叶螨发生的影响,通过合理作物布局和间作套种减轻叶螨为害提供科学依据。本研究对有效控制花生叶螨为害,保障花生的高产优质具有重要意义。
1.1 供试害螨
朱砂叶螨(Tetranychuscinnabarinus)和二斑叶螨(Tetranychusurticae)分别采集于山东省泰安市花生田,经鉴定确认后在温室(25±1℃)中连续饲养于花生上。
1.2 供试植物
10种寄主植物:花生、大豆、豇豆、马铃薯、玉米、甘薯、棉花、苹果、桃树、茄子均采集于山东农业大学植保实验田内,生长季没有喷施农药。选取成长的植株或枝条中上部的无虫、干净、健康成熟的叶片用于试验。
1.3 花生等植物对两种叶螨寄主选择的影响
花生与其他寄主植物的两两选择试验,参考王少丽[7]中的叶碟法并加以改进,采用2%的琼脂为叶片保湿。用打孔器将叶片打成为大小一致的叶碟(20mm)叶背朝上,用琼脂(2%)贴叶法为寄主植物叶片保湿,将琼脂打成比叶片外围稍大些的圆柱,放入120mm的培养皿中,在培养皿中加水至琼脂柱的2/3处,以防止叶螨逃逸。用折叠的滤纸剪成对称的“十”字型桥,中间为直径20mm的圆形活动区域,桥长40mm、宽10mm,桥顶端两边分别接触花生与其他寄主植物的叶片。每种叶螨设花生与其他寄主植物两两组合的8个处理,每处理4个重复。分别挑取饲养在寄主植物上的两种雌成螨各40头(两叶螨单独进行试验)于十字型桥中心处,置于温度为25±1℃,光周期为16 h(L)∶8 h(D)的人工气候室中让其自由选择,24h后记录每片叶碟上的叶螨数量。计算叶螨在花生与其他寄主植物间的选择率,计算方式如下:
寄主叶片选择率(%) =选择该叶片的叶螨数/有效叶螨总数×100
1.4 花生等寄主植物对两种叶螨生长发育和繁殖的影响
参考李定旭[9]的试验方法并加以改进。摘取供试植物叶位基本一致,完全展开发育正常的叶片,带回室内镜检,以清除叶片上其他害虫。用打孔器将叶片打成2cm的叶蝶,叶背朝上,放入有2%琼脂的9cm培养皿中,同时叶片周边覆盖湿润脱脂棉以防叶螨逃逸。每片叶蝶挑取5头雌成螨,24h后挑出成螨,每个叶片只保留10粒卵,每天8:00和20:00各观察1次,分别于3d、5d、10d、15d、20d详细记载所有叶蝶上成螨和若螨的数量。试验设6个寄主处理,每处理重复4次,置于25±1℃,光周期为16 h(L)∶8 h(D)的培养箱中。成螨产卵后连续记载5d、10 d、15 d的产卵量。
1.5 花生等寄主植物对两种叶螨存活率的影响
采用1.4中的方法,在不同寄主植物的叶蝶上接雌成螨,待产的卵孵化幼螨后,每叶碟保留初孵化的幼螨10头,每寄主处理重复4次,5d后检查存活的若螨数,计算若螨存活率。
1.6 数据分析
数据处理和统计分析在SPSS16.0和Excel 2003软件下进行,采用SPSS 16.0单因素分析方法进行差异显著性分析。
2.1 花生及其他9种寄主植物对两种叶螨寄主选择的影响
从图1、图2两种叶螨对花生与9种寄主植物两两选择试验中可以看出,两种叶螨间存在较明显的差异,其中二斑叶螨对豇豆和桃树的选择性高于花生,选择率分别达到91.7%和61.8%;而其他7种寄主植物与花生的组合上,对花生的选择性强,选择率均达到60%以上,在花生—玉米和花生—苹果组上,对花生的选择率分别高达96.1%和92.2%。而朱砂叶螨与花生相比更喜欢选择大豆,对大豆的选择率达到79.6%,而在花生—棉花和花生—苹果组合上更喜欢选择花生,对花生的选择率为70%;其他6种寄主植物与花生组合间选择差异较小,均达50%。由此看出,二斑叶螨对豇豆和桃树的选择性强于花生,朱砂叶螨对大豆的选择性强于花生,其他寄主组合两种叶螨均对花生表现出明显趋势。
图1 二斑叶螨在花生与其他9种寄主植物间的寄主选择 Fig.1 Host selection of Tetranychus urticae among peanut and other nine host plants
图2 朱砂叶螨在花生与其他9种寄主植物间的寄主选择 Fig.2 Host selection of Tetranychus cinnabarinus among peanut and other nine host plants
2.2 花生等不同寄主植物对两种叶螨生长发育和繁殖的影响
2.2.1 寄主植物对两种叶螨室内种群数量的影响
从图3、图4中可看出,接虫5d后两种叶螨数量均呈增长趋势,两种叶螨对花生的适应性较强、螨量增加最快,接虫20d的螨量高达100头左右。朱砂叶螨对大豆的适应性也较强,发育适合,20d的螨量达到95头;马铃薯、棉花、甘薯、玉米次之,20d的螨量分别为45头、32头、26头、20头。二斑叶螨对马铃薯、甘薯的适应性较强,接虫后20d的螨量分别达到90头和73头;在玉米、棉花上的螨量较少,分别为20头和15头。两种叶螨在花生等6寄主植物上,不同时间段螨量消长存在显著差异。
图3 花生等6种寄主植物对二斑叶螨种群数量的影响 图4 花生等6种寄主植物对朱砂叶螨种群数量的影响Fig.3 Effect of peanut and other host plants on the number of Tetranychus cinnabarinus Fig.4 Effect of peanut and other host plants on the number of Tetranychus urticae
2.2.2 寄主植物对两种叶螨存活率的影响
图5可看出,两种叶螨接虫5d的存活率在花生上均超过90%,其中二斑叶螨为95%,朱砂叶螨为90%;寄主植物间差异明显,二斑叶螨在花生、马铃薯、甘薯、棉花上的存活率均超过90%,而在大豆和玉米上的存活率仅为77.5%和72.5%;朱砂叶螨在花生、大豆、马铃薯、甘薯上的存活率均超过90%,而在玉米和棉花上仅为77.5%和77%。
图5 花生等6种寄主植物对两种叶螨存活率的影响Fig.5 Effect of peanut and other host plants on the survival rate of two kinds of mites
2.2.3 寄主植物对两种叶螨繁殖力的影响
图6、图7可看出,两种叶螨均在花生上的累计产卵量较高,朱砂叶螨92粒,二斑叶螨104粒;但朱砂叶螨在大豆上的累计产卵量高达94粒,马铃薯为53粒,甘薯、玉米和棉花上卵量最少,累计产卵量20粒左右;二斑叶螨在马铃薯、甘薯、大豆3种寄主植物上的累计产卵量分别为80粒、66粒、50粒,玉米和棉花上的卵量低于20粒;两种叶螨在花生和寄主植物间存在显著差异,其中二斑叶螨的产卵量在花生、大豆上高于其他寄主;朱砂叶螨的产卵量在花生、马铃薯上高于其他寄主;两种叶螨均在玉米和棉花上的产卵量明显低于其他寄主,寄主间差异显著。
图6 花生等6种寄主植物对二斑叶螨繁殖力的影响Fig.6 Effect of peanut and other host plants on the fecundity of Tetranychus urticae
图7 花生等6种寄主植物对朱砂叶螨繁殖力的影响Fig.7 Effect of peanut and other host plants on fecundity of Tetranychus cinnabarinus
叶螨的发生与周边环境密切相关,研究发现叶螨虽然寄主广泛,但对不同寄主表现出不同的适应性。我们的研究发现,两种叶螨对不同寄主的选择性有显著差异,相对于花生,二斑叶螨对豇豆表现明显的趋性,次之桃树,而对其他寄主的选择均低于花生;而朱砂叶螨对大豆有明显的喜好,次之马铃薯,对其他寄主种类的选择低于花生。刘学辉等[11]采用Y形嗅觉仪研究二斑叶螨,对6种植物的嗅觉选择性差异,发现该螨对苹果叶片表现明显的趋向性,对木瓜叶片的气味表现明显的忌避性,而对其余4种叶片无趋向性或表现中性。耿书宝等发现二斑叶螨对苹果叶的选择性显著高于薄荷、大蒜等植物[8]。朱砂叶螨对菜豆、茄子等5种寄主也表现出不同的选择性,菜豆和黄瓜属于朱砂叶螨喜欢选择和产卵的寄主,其次是番茄和茄子,甜椒是其忌避的寄主[7]。
一般而言,昆虫取食适应生长的植物,幼虫存活率高、繁殖力强[13],种群內禀增长率反映了植食性昆虫对寄主植物的适应度和嗜食性。蔡双虎等研究发现二斑叶螨在5种寄主上,以菜豆和桃树的內禀增长率最高[15]。我们通过选择性试验筛选出花生、大豆、马铃薯,甘薯、玉米、棉花6种寄主进行生长发育试验,结果表明二斑叶螨在花生、马铃薯上的存活率和繁殖力均高,而朱砂叶螨在花生、大豆上的存活和繁殖力高,花生有利于两种叶螨的繁殖。马莉等研究发现两种叶螨在不同寄主间的种群数量和生殖力差异显著,其中两种叶螨在玉米和棉花上的种群数量和产卵量明显低于其他寄主[6]。二斑叶螨在四季豆、茄子、苹果、棉花、辣椒等寄主上的嗜食性和存活率差异显著[14-15]。植物的次生代谢物质在叶螨寄主选择行为和生长发育繁殖中起重要作用。
本试验结果发现,两种叶螨在花生等不同寄主种类间的适应性差异显著,主要表现在寄主的选择性,存活率和生长发育和繁殖等方面,综合分析本研究结果,周边有豇豆、桃树等菜地和果园虫源地的花生田二斑叶螨发生重;周边种大豆或大豆和花生连作朱砂叶螨发生重。建议在花生田间作物布局中,可选周边种植玉米、甘薯等作物或间作套种,避免在有豇豆、大豆和桃树等菜地和果园的周边种植花生,在一定程度上能够减轻花生田两种叶螨发生为害、对于保障花生高产优质有重要意义。
[1] 万书波,王才斌,单世华,等. 山东花生六十年[M]. 北京:中国农业科学技术出版社, 2009:10.
[2] 王朝阳,申春玲,刘文涛,等. 安阳市花生田蛴螬成灾原因及治理对策[J]. 中国农技推广, 2003(4):50-51.
[3] 赵玉伟,周玉书,任健. 二斑叶螨和朱砂叶螨对常用杀螨剂的敏感性比较[J]. 农药,2006(6):418-419.
[4] 刘青兰,曹金田,刘霞. 花生叶螨的发生与防治[J]. 中国农业信息,2004(9):43.
[5] 李瑞娟,王开运,姜兴印,等. 二斑叶螨的抗药性研究进展[J]. 山东农业大学学报(自然科学版),2005(4):637-639.
[6] 马俐,贾炜,洪晓月,等. 不同寄主植物对二斑叶螨和朱砂叶螨发育历期和产卵量的影响[J]. 南京农业大学学报,2005(4):60-64.
[7] 王少丽,张友军,徐宝云,等. 朱砂叶螨对不同蔬菜寄主的取食选择性[J]. 环境昆虫学报,2011(3):315-320.
[8] 耿书宝,陈汉杰,张金勇,等. 二斑叶螨对几种植物的选择性观察[J]. 果树学报,2014(5):917-921.
[9] 李定旭,侯月利,沈佐锐. 不同寄主植物对山楂叶螨生长发育和繁殖的影响[J]. 生态学报,2005(7):1562-1568.
[10] Li D X, Hou Y L, Shen Z R. Influence of host plant species on the development and reproduction of hawthorn spider miteTetranychusviennensisZacher [J]. Acta Ecologica Sinica, 2005(7): 1562-1568.
[11] 刘学辉,韩瑞东,裴元慧,等. 二斑叶螨对六种植物的选择性及生长发育[J]. 昆虫知识, 2007(4): 520-523.
[12] 匡海源. 我国重要农业害螨的发生与防治[J]. 农药, 1996(8):6-11.
[13] 陈永兵,张纯胄,胡丽秋. 寄主植物对甜菜夜蛾生长发育的影响[J]. 昆虫知识,1999(6):332-334.
[14] 蔡双虎,程立生,沙林华. 二斑叶螨在5种寄主植物上的实验种群生命表组建分析[J]. 热带作物学报, 2003(4):43-47.
[15] 牛永浩,周长勇,花蕾. 二斑叶螨在4种寄主植物上的实验种群生命表组建与分析[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 2008(3):166-170.
Selection Adaptability of Two Leaf Mites on Peanut and Other Plants
WU Li-qiang, MA Kai-yue, WANG Xin-hui, XIA Nan-nan, XUE Ming*
(College of Plant Protection, Shandong Agricultural University, Tai'an 271018, China)
The adaptability difference between theTetranychusurticaeand theTetranychuscinnabarinuson peanut and other nine kinds of host plants were investigated with AGAR stick method. The results showed that the leaf mites' adaptability significantly varied among the selected nine kinds of host (soybean, potato, peach, apple, sweet potato, eggplant, corn, cotton, cowpea).Tetranychusurticaeprefer to feed on cowpea, followed by peach trees, while for other host selectivity, choose rate was 30% below than peanuts. ButTetranychuscinnabarinusprefer to choose soybean, followed by potato, in other species of host selection ranged during 30%~40%. Among the selected six kinds of host, the survival rate and fecundity ofTetranychusurticaeon peanut and potato were higher than that on other host plants, while as to the carmine spider mite, it was much higher on peanuts and soybeans than other plants. This study provided the basis for the control of the occurrence dynamics of 2 kinds of leaf mites in peanut field and to reduce the damage of leaf mites by rational crop distribution.
peanut; host plant;Tetranychusurticae;Tetranychuscinnabarinus; adaptability
10.14001/j.issn.1002-4093.2017.01.007
2016-11-30
山东省现代农业产业技术体系花生创新团队 (SDAIT-04-08)
武立强(1988-),男,甘肃天水人,山东农业大学植物保护学院在读硕士研究生,研究方向为害虫综合治理。E-mail:13406883658@139.com
*通讯作者:薛明,教授,博士生导师,主要从事昆虫生态与害虫综合治理研究。E-mail: xueming@sdau.edu.cn
S435.652; S433.7
A