稻改棉后對棉葉螨數(shù)量動態(tài)和棉葉總酚的影響及其相關(guān)性

裴艷芳，黃秀琴，王文凱，桂連友

(長江大學農(nóng)學院，湖北荊州 434025)

湖北省荊州市農(nóng)業(yè)土地面積14100 km2，是中國棉花、水稻、油菜、淡水魚類、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品重要的生產(chǎn)基地，位于長江中游，長江和漢江流經(jīng)該區(qū)域，具有典型的濕地農(nóng)業(yè)特征，地下水位冬春100～150 m，夏季50～100 m。湖北省太湖農(nóng)場(東經(jīng)111.97°～112.15°，北緯30.34°～30.42°)坐落在荊州市境內(nèi)，農(nóng)業(yè)種植面積約1330 hm2，棉花面積約540 hm2，目前的棉花田是上世紀五十年代由湖區(qū)改造而來。隨著農(nóng)產(chǎn)品市場價格變化、生產(chǎn)技術(shù)改進、勞動力成本增加、農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施齊全和土地政策的允許，種植戶常常將自己的經(jīng)營的農(nóng)業(yè)土地進行轉(zhuǎn)換種植或養(yǎng)殖，選擇種植棉花、水稻、蓮藕或養(yǎng)魚等，以希望獲得較高的經(jīng)濟收入。

棉葉螨又稱棉花紅蜘蛛，屬蛛形綱、蜱螨目、葉螨科，包括朱砂葉螨Tetranychus cinnatarinus(Boisduval)、截型葉螨T.truncatus Ehara、二斑葉螨 T.truncates Ehara、土 耳 其 斯 坦葉 螨 T.turkestani(Ugarov et Nikolski)和敦煌葉螨T.dunhuangensis Wang 等(Krantz and Walter，2009;徐文華等，2011)。在我國各棉區(qū) Gossypium hirsutum L.均有發(fā)生，且在棉花整個生育期都可危害。它寄主廣泛，除棉花外還危害玉米、高粱、小麥、大豆等。棉葉螨在棉花葉面背部刺吸汁液，使葉面出現(xiàn)黃斑、紅葉和落葉等危害癥狀，形似火燒，俗稱“火龍”，暴發(fā)年份可造成大面積減產(chǎn)甚至絕收。在長江中游地區(qū)的棉葉螨主要以朱砂葉螨為主，棉葉螨在長江中游地區(qū)每年發(fā)生15～18代。冬季以雌成螨或其它蟲態(tài)在冬綠肥、雜草、土縫內(nèi)、枯枝落葉下越冬，下一年2月下旬至3月上旬開始，首先在越冬或早春寄主上危害，待棉苗出土后再移至棉田危害(吳千紅，1990;裴艷芳等，2012)。

近10年來，隨著長江中游地區(qū)轉(zhuǎn)基因棉的種植面積逐漸擴大，棉葉螨的危害越來越嚴重。目前，關(guān)于耕作制度對棉花上棉葉螨的研究報告較多，如蠶豆—棉花(徐文華等，2011)，小麥－棉花(陳志杰等，1997)和 棉花－果樹(蔡志平等，2011)，以及柯秀道等(1995)研究棉花－水稻輪作田的非轉(zhuǎn)基因棉對棉葉螨數(shù)量影響結(jié)果表明，種植1年水稻－1年棉花的和1年水稻－連作2年棉花的棉花田中棉葉螨的數(shù)量均低于一直連作棉花的棉田。轉(zhuǎn)Bt 基因棉對棉葉螨的影響有過報道(徐文華等，2011;Pei，2012)，但關(guān)于由抗螨的母本育成的轉(zhuǎn)Bt 基因棉種植在由水稻田改成棉花田后對棉葉螨數(shù)量動態(tài)和棉葉總酚的影響及其相關(guān)性報道甚少。試驗棉花品種為轉(zhuǎn)Bt 基因棉——鄂雜棉24F1，其母本是鄂抗棉9 號，鄂抗棉9 號屬于抗螨性棉花品種(周家澍和楊代剛，1999)。因此，本研究通過對在2012年6月上旬至9 下旬，在施藥條件下湖北省太湖農(nóng)場的3種不同時期由水稻改造成(2012年由水稻改造棉田、2011年改造后連作棉田和2010年改造后連作棉田)的棉田轉(zhuǎn)基因棉花上(鄂雜棉24F1)的棉葉螨的數(shù)量動態(tài)、棉花葉片總酚含量差異以及棉葉螨數(shù)量、有螨株率與棉葉總酚含量的相關(guān)關(guān)系研究，評價水稻－棉花輪作對棉葉螨數(shù)量和棉酚含量的影響以及棉葉螨數(shù)量和棉酚含量之間的相關(guān)性，為本地區(qū)棉葉螨的綜合防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 田間棉葉螨數(shù)量動態(tài)的調(diào)查

試驗是于2012年6月～9月在湖北省荊州市太湖農(nóng)場進行的。除了類型田不同外，其栽培管理方法均相同。

3種類型田均為種植3年以上水稻田后改成棉花田:2012年改造后種植棉花田;2011年改造后連作棉花田;2010年改造后連作棉花田。種植棉花品種均為轉(zhuǎn)基因棉—鄂雜棉24F1。小區(qū)試驗采用完全隨機設(shè)計，3種類型田(2012，2011和2010)，每個類型田重復3次，每個重復設(shè)置1個小區(qū)，共9個小區(qū)塊。每小區(qū)塊面積1333 m2。在試驗期間噴殺螨劑8次。

棉花有螨株率調(diào)查方法采用5 點取樣法，每點查20株，共100株，定點不定株。在7月17日以前，每株調(diào)查全部葉片;在7月17日之后，每株隨機取上、中和下部葉片個1片，計算有螨株率。在2012年6月13日至9月16日期間，共調(diào)查14次。

1.2 棉葉螨數(shù)量、有螨株率和棉葉總酚含量的調(diào)查取樣

在8月19日即棉花生長的中期，在3種類型田隨機取30片有螨棉葉，放入自封口塑料袋中，1 只袋裝入棉葉1片，然后置入含有冰塊的采樣箱，帶回實驗室鏡檢觀察，并記錄棉葉正反面幼螨、若螨、成螨的數(shù)量。然后烘干磨碎，裝入－60°冰箱中保持，以供測定。

在7月23日，8月12日，9月2日分別在3種類型的棉田中各自隨機抽取自棉株頂部至根部第三片展開葉10片，放入自封口塑料袋中，每只袋裝入棉葉1片，然后置入含有冰塊的采樣箱，帶回實驗室，烘干磨碎，裝入－60℃冰箱中保存，以供測定棉葉棉總酚含量，同時調(diào)查3種類型田的棉花上的有螨株率。

1.3 棉葉總酚的測定

根據(jù)Folin－CiocaLteu 法(1915)測定棉葉浸提液的吸光值，再通過建立的標準曲線計算出棉葉總酚的含量，每個樣品測定3次重復，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

試驗所有的數(shù)據(jù)采用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進行分析(唐啟義和馮明光，2002)。在2012年6月13日9月16日期間，在3種類型棉田之間的棉花上的有棉葉螨株率的差異分析，是先將棉葉螨株率進行反正弦平方根轉(zhuǎn)換，然后進行兩兩配對t－檢驗分析比較。在2012年7月23日，8月12日，9月2日期間，3次測定的3種類型田之間的棉葉棉總酚含量的差異分析，是先將棉葉的棉總酚含量進行反正弦轉(zhuǎn)換正弦平方根轉(zhuǎn)換，然后進行方差分析，最后對類型田之間的差異采用Tukey法多重比較。棉葉螨幼、若成螨數(shù)量、棉葉有螨株率分別與棉葉的棉總酚含量之間相關(guān)關(guān)系是通過直線線性相關(guān)性檢驗的。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉葉螨在3種類型棉田中的種群消長動態(tài)

在2012年6月13日至9月16日，在施藥條件下，在3種類型棉田上的棉葉螨種群數(shù)量動態(tài)如圖1 所示。

圖1 在施藥條件下，3種類型棉田的棉葉螨種群數(shù)量動態(tài)(2012年6月13日～9月16日)Fig.1 Quantitative dynamics of cotton spider mites in 3 cultivated cotton fields sprayed throughout the season with acaricides(13 June～16 September，2012)

結(jié)果表明，2012年由水稻改造棉田、2011年改造后連作棉田和2010年改造后連作棉田的有螨株率分別為3.31±0.65%、5.38±1.25%、10.10±1.4 6%。棉葉螨發(fā)生量隨著連作棉花年限增加而增加。在2012年由水稻改造棉田和2011年改造后連作棉田之間的有螨株率差異性不明顯(t=2.057，df=13，p=0.06)，在2010年改造后連作棉田分別與2011年(t=4.343，df=13，p=0.0008)、2012年(t=6.471，df=13，p=0.0001)改造的棉田之間的有螨株率有極顯著差異性(圖2)，其有螨株率分別約為2011年、2012年改造后連作棉田的2倍和3倍。在2010年改造后連作棉田中，棉葉螨種群數(shù)量在8月12日、16日和9月10日有3個高峰期，在7月23 至8月5日之間和9月2日棉葉螨種群數(shù)量較低。在2011年改造后連作棉田中，棉葉螨種群數(shù)量在7月3日、16日和8月19日有3個高峰期，在7月30日和9月2日以后棉葉螨種群數(shù)量較低。在2012年改造后連作棉田中，棉葉螨種群數(shù)量一直處在8.6%以下，最高峰在8月26日。

圖2 在施藥條件下，3種類型棉田的棉葉螨種群數(shù)量差異(2012年6月13日～9月16日，t－檢驗)Fig.2 Differences of the percentages of cotton plants infested with cotton spider mites in 3 cultivated cotton fields sprayed throughout the season with acaricides(13 June～16 September 2012，t－test).

2.2 3種類型田棉葉總酚含量差異性

在2012年7月23日、8月12日和9月02日3次測定的3種類型田中棉葉棉總酚含量如圖3 所示。結(jié)果表明(圖3)，2012年由水稻改造棉田棉葉在7月23日、8月12日和9月2日3次不同時間的棉總酚含量分別為:3.18±0.26%、4.81±0.22%和3.45±0.29%;2011年改造后連作棉田在7月23日、8月12日和9月2日3次不同時間的棉總酚含量分別為:5.52±0.34%、3.21%±0.30和2.22±0.35%;2010年改造后連作棉田的在7月23日、8月12日

和9月2日3次不同時間的棉總酚含量分別為:2.96±0.13%、3.55±0.33%和 1.84±0.35%。在同一時間上不同的類型田中棉葉棉總酚含量存在變化，但他們之間差異均不顯著(F=1.822，df=2，4，P=0.274)。在同一類型田的不同時間上的棉葉棉總酚含量也存在變化，但他們之間差異也均不顯著(F=0.851，df=2，4，P=0.492)。

圖3 3種類型田中棉花葉片棉總酚含量Fig.3 Total phenolic content of cotton leaves of 3 types of cotton fields

2.3 棉葉螨數(shù)量、有螨株率與棉葉總酚含量的相關(guān)關(guān)系

在調(diào)查取樣的30片棉葉上的棉葉螨幼、若成螨數(shù)量和棉總酚含量的范圍分別為3～28頭和1.44%～6.83%。棉花葉片上棉葉螨幼、若成螨的數(shù)量與棉葉總酚含量的之間線性相關(guān)方程為y=0.86x+5.29(圖4)，兩者之間的線性相關(guān)性不明顯(r=0.065，df=1，28，p=0.878)。棉花有螨株率與棉葉總酚含量的之間線性相關(guān)方程為y=0.33x+5.57(圖5)，兩者之間的線性相關(guān)性不明顯(r=－0.513，df=1，28，p=0.085)。

圖4 棉葉螨幼、若和成螨的數(shù)量與棉葉總酚含量的線性相關(guān)性Fig.4 Relationship between larva－nymph－adults and total phenolic content of leaves

結(jié)果進一步表明，棉葉螨幼、若成螨的數(shù)量、有螨株率分別與棉葉總酚含量的相關(guān)性不明顯。

圖5 有螨株率與棉葉總酚含量的線性相關(guān)性Fig.5 Relationship between the percentages of cotton plants infested with cotton spider mites and total phenolic content of leaves

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，由水稻田改造為棉花田后，1～2年棉田棉葉螨數(shù)量較低，棉葉螨發(fā)生量隨著連作棉花年限增加而增加，前2年由水稻改造后連作的棉花田棉葉螨發(fā)生量分別約為前1年的2倍、當年的3倍。這種增加程度與棉花葉片中的棉總酚含量無關(guān)。張金發(fā)等(1993)研究表明，棉花葉片總酚含量與二斑葉螨危害級別沒有明顯相關(guān)性。然而，一些學者報道，棉花葉片總酚含量增加會導致對二斑葉螨成螨驅(qū)避作用增強和減少成螨落卵數(shù)(Luczynski et al.，1990;武予清等，1996)。我們推測由水稻田改造成棉花田后，棉葉螨數(shù)量的下降，有可能與棉田的濕度和棉葉螨越冬基數(shù)有關(guān)。棉葉螨喜高溫低濕(陳志杰等，1997)。2012年改造的棉田地下水位高，濕度大，棉葉螨越冬基數(shù)低，不利于棉葉螨發(fā)生，隨著連作時間增加，地下水位下降，棉葉螨越冬基數(shù)逐漸增加和田間生物種群穩(wěn)定，棉葉螨發(fā)生量將逐漸增加。在農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施齊全區(qū)域，推廣水稻－棉花輪作模式，能夠有效地降低棉葉螨的種群數(shù)量。

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