溫度對(duì)紅色型豌豆蚜生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的世代累積效應(yīng)*

孫小玲 劉長(zhǎng)仲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院 蘭州 730070)

溫度對(duì)紅色型豌豆蚜生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的世代累積效應(yīng)*

孫小玲 劉長(zhǎng)仲**

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院 蘭州 730070)

為了探明溫度對(duì)紅色型豌豆蚜的世代累積效應(yīng),為利用生態(tài)措施防治豌豆蚜提供理論依據(jù),本研究在人工設(shè)置的5個(gè)溫度條件下(12℃、17℃、22℃、25℃和28℃)調(diào)查了紅色型豌豆蚜連續(xù)3代的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖力及生命表等。研究結(jié)果表明：紅色型豌豆蚜在12℃時(shí)F2代的若蟲(chóng)期較F0和F1代分別縮短16.0% 和6.8%,而22℃和25℃下若蟲(chóng)期在3代間無(wú)顯著差異;12℃時(shí)世代歷期在F2代較F0和F1代分別縮短10.5% 和12.4%,17℃、22℃和25℃條件下世代歷期在3代間差異不顯著。在12℃下紅色型豌豆蚜F2代平均產(chǎn)蚜量較F0和F1代降低;而在持續(xù)高溫25℃條件下后代繁殖力下降幅度最大,F1和F2代平均產(chǎn)蚜量較F0代分別下降49.3%和50.9%,22℃下F1和F2代產(chǎn)蚜量與F0代無(wú)顯著差異。連續(xù)飼養(yǎng)紅色型豌豆蚜,其成蚜體重在12℃和25℃下受影響最小,體重在3代間無(wú)顯著差異;22℃下F1代成蚜體重顯著高于F0和F2代,12℃時(shí)體質(zhì)量增長(zhǎng)率有隨代數(shù)增加逐代增長(zhǎng)的趨勢(shì)。隨世代數(shù)增加紅色型豌豆蚜在12℃和25℃條件下凈增殖力(R0)降低、平均世代周期(T)縮短;25℃時(shí)F1和F2代的內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)和周限增長(zhǎng)率(λ)都較F0代顯著增長(zhǎng)。表明在連續(xù)較低溫或較高溫脅迫下,紅色型豌豆蚜后代繁殖力下降,體重?zé)o明顯變化,但發(fā)育歷期縮短,內(nèi)稟增長(zhǎng)率和周限增長(zhǎng)率增長(zhǎng),表現(xiàn)出極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力,這可能是其種群數(shù)量上升的原因之一。

紅色豌豆蚜 溫度 世代 繁殖力 體重 種群 累積效應(yīng)

近年來(lái)由于溫室氣體濃度升高而引起全球氣候變暖,寄主植物體內(nèi)的碳氮比等營(yíng)養(yǎng)組分由此而改變,從而間接影響到植食性昆蟲(chóng)的生命活動(dòng)[1-4]。昆蟲(chóng)是變溫動(dòng)物,氣候變暖必然加快昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育,也導(dǎo)致農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)發(fā)生期提前[5],而害蟲(chóng)又是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因子,它的發(fā)生直接導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。豌豆蚜(Acyrthosiphon pisum)是豆科作物上的重要害蟲(chóng)[6-7],刺吸植物韌皮部并吸食汁液[8-9],使植物出現(xiàn)畸形生長(zhǎng)、早衰甚至死亡等現(xiàn)象[10-11]。另外,蚜蟲(chóng)分泌的蜜露覆蓋在葉片表面,影響植物的光合作用,還可以傳播多種植物病毒并導(dǎo)致植物病害的流行,對(duì)農(nóng)作物、牧草和蔬菜等作物的生長(zhǎng)造成不良的影響[12-13]。豌豆蚜繁殖力強(qiáng),世代重疊現(xiàn)象突出,特別是在適宜溫度下可全年為害[14],尤其是紅色型豌豆蚜比例正逐年上升,且田間紅色型豌豆蚜比綠色型豌豆蚜出現(xiàn)時(shí)間晚,危害時(shí)間長(zhǎng)[15-16]。鄧明明等[17]認(rèn)為溫度影響麥長(zhǎng)管蚜(Sitobion avenae)體色的變化,姚建秀等[18]指出紫外條件能引起麥長(zhǎng)管蚜種下分化并誘導(dǎo)其DNA的變異,胡祖慶等[19]探求了紫外輻射對(duì)蚜蟲(chóng)種下體色分化及遺傳中的作用。由于紅色型豌豆蚜可見(jiàn)度高,因而易被天敵捕食,在此不利條件下,其仍能夠長(zhǎng)期存在,并且比例逐年上升。因此,研究紅色型豌豆蚜不同世代的種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化、生物學(xué)特性,了解紅色型豌豆蚜對(duì)環(huán)境的適生性,對(duì)探明溫度影響紅色型豌豆蚜種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和累積效應(yīng)具有重要意義。

溫度作為影響蚜蟲(chóng)發(fā)育速率和種群動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵非生物因素,相關(guān)研究已有很多。Jalali等[20]指出在不同溫度下麥雙尾蚜(Diuraphis noxia)繁殖力差異較大;研究表明在一定溫度范圍內(nèi),棉蚜(Aphis gossypii)和豌豆蚜發(fā)育速率隨溫度升高而顯著加快[21-22];Randolph等[23]的研究揭示了麥蚜內(nèi)稟增長(zhǎng)率也隨溫度升高而增大,種群加倍時(shí)間和世代周期隨溫度升高而不斷縮短;在不同寄主植物上豌豆蚜發(fā)育歷期存在顯著差異[24];在不同溫度下飼養(yǎng)繡線菊蚜(Aphis citricola)的結(jié)果也表明其各階段發(fā)育歷期隨溫度的升高而縮短[25];吳孔明等[26]飼養(yǎng)第1代棉蚜,發(fā)現(xiàn)隨著溫度升高發(fā)育歷期迅速縮短,且其發(fā)育速率呈冪函數(shù)曲線形式增加,而第2代則呈拋物線變化;宮亞軍等[27]指出豆蚜(Aphis craccivora)、豌豆蚜、豌豆修尾蚜(Megoura japonica)3種蚜蟲(chóng)的最適發(fā)育溫度為19～23℃;溫度高于24℃時(shí),紅色型豌豆蚜的凈增殖率顯著低于16～20℃,說(shuō)明較低溫度利于紅色型豌豆蚜的生長(zhǎng)[28]。盡管學(xué)者對(duì)豌豆蚜做了大量相關(guān)研究,但就溫度對(duì)紅色型豌豆蚜生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的世代累積效應(yīng)尚無(wú)系統(tǒng)分析。本試驗(yàn)以蠶豆(Vicia faba)為寄主植物,研究了不同溫度下連續(xù)3代紅色豌豆蚜生物學(xué)特性,以期探明溫度對(duì)紅色型豌豆蚜種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的累積影響,為利用生態(tài)措施防治豌豆蚜提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

于2014年5月初在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)無(wú)藥劑噴施的苜蓿(Medicago sativa)地中收集紅色型豌豆蚜,將其置于溫度(22±1)℃,光照時(shí)間L∶D=16 h∶8 h,濕度為(60±10)%的光照培養(yǎng)箱中飼養(yǎng),以10 cm高的蠶豆幼苗為食料。取6 h內(nèi)的初產(chǎn)若蚜作為供試蟲(chóng)源。

1.2 試驗(yàn)方法

將初產(chǎn)若蚜接于10 cm高的盆栽蠶豆植株上,每盆2株蠶豆植株,每株豆苗接10頭若蚜,在植株根部套上一張折疊成漏斗狀的白紙(用于接住蚜蟲(chóng)褪落的皮)。將其分別放入6℃、12℃、17℃、22℃、25℃和28℃,濕度為(60±10)%,光照L∶D=16 h∶8 h的環(huán)境中飼養(yǎng),每個(gè)溫度水平重復(fù)3次。F0代和F1代開(kāi)始產(chǎn)蚜后,記錄成蚜每日產(chǎn)蚜數(shù),并定時(shí)將植株上所產(chǎn)若蚜移除。其中取F0與F1代產(chǎn)蚜高峰期的若蚜,用于觀察F1代與F2代的發(fā)育歷期及繁殖情況,飼養(yǎng)條件同上。在F0代、F1代和F2代每12 h觀察1次,記錄蚜蟲(chóng)的存活狀況、蛻皮時(shí)間和次數(shù),并將所蛻皮屑移除。對(duì)F0代、F1代和F2代初產(chǎn)1齡若蚜稱重(W1),當(dāng)若蚜發(fā)育為成蚜后再次稱重(W2),計(jì)算體質(zhì)量差(dW)、發(fā)育歷期(DD)及相對(duì)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率(MRGR)：

1.3 生命表參數(shù)計(jì)算方法

組建紅色型豌豆蚜種群生命表,統(tǒng)計(jì)出凈增殖率(R0)、平均世代周期(T)、內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)和周限增長(zhǎng)率(λ)等種群動(dòng)態(tài)參數(shù)[29]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析(鄧肯新復(fù)極差法),Microsoft Excel 2007制表。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代發(fā)育歷期的影響

紅色型豌豆蚜F0代在12～28℃范圍內(nèi)均能完成發(fā)育,F1代在28℃時(shí)不能正常發(fā)育(表1)。F0、F1和F2代在12～22℃范圍內(nèi),隨著溫度升高若蟲(chóng)期縮短。F0代在12℃時(shí),若蟲(chóng)期為16.92 d,顯著長(zhǎng)于其他4個(gè)溫度(P＜0.05);世代歷期隨溫度的升高不斷縮短,在12℃、17℃條件下顯著長(zhǎng)于22℃、25℃和28℃。在F1代和F2代,12℃時(shí)若蟲(chóng)期顯著長(zhǎng)于17℃、22℃和25℃。紅色型豌豆蚜F1、F2代若蟲(chóng)期和世代歷期呈現(xiàn)的規(guī)律和F0代基本一致,溫度越低世代歷期越長(zhǎng)。

在12℃下紅色型豌豆蚜若蟲(chóng)期隨世代數(shù)遞增而逐漸縮短,F2代的若蟲(chóng)期較F0和F1代分別縮短16.0% 和6.8%,17℃時(shí)F2代的若蟲(chóng)期較F0和F1代分別延長(zhǎng)13.3%和8.1%;而在22℃和25℃下紅色型豌豆蚜親代和子代間若蟲(chóng)期無(wú)明顯變化。成蟲(chóng)期在22℃時(shí)和若蟲(chóng)期呈相同的規(guī)律,在25℃時(shí)F1和F2代的成蟲(chóng)期較F0代顯著縮短,分別縮短了6.8%和6.4%。12℃時(shí)世代歷期在F2代與F0和F1代間差異顯著(P＜0.05), F2代較F0和F1代分別縮短10.5%和12.4%,而F0和F1代間差異不顯著;在17℃、22℃和25℃下紅色型豌豆蚜世代歷期在親代和子代間差異不顯著。

表1 溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代發(fā)育歷期的影響Table 1 Effect of temperatures on the development time of red pea aphid different generations

2.2 溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代繁殖力的影響

紅色型豌豆蚜在F0、F1和F2代隨溫度升高繁殖力先增加后下降,在22℃時(shí)產(chǎn)蚜量達(dá)到峰值(圖1)。在F0代時(shí),12℃、17℃、22℃、25℃處理下平均產(chǎn)蚜量間差異顯著(P＜0.05),28℃時(shí)對(duì)成蟲(chóng)的繁殖有明顯抑制作用,平均產(chǎn)蚜量?jī)H15.92頭。F1代時(shí)平均產(chǎn)蚜量在12℃和25℃下差異不顯著,其他處理間差異顯著(P＜0.05)。F2代在22℃時(shí)產(chǎn)蚜量與其他3個(gè)溫度處理間差異顯著,而在12℃、17℃和25℃處理下的產(chǎn)蚜量無(wú)顯著差異。

比較紅色型豌豆蚜同一溫度不同世代間的繁殖力發(fā)現(xiàn)：12℃和17℃下F2代平均產(chǎn)蚜量較F0代和F1代顯著降低,而F0和F1代間差異不顯著,12℃時(shí)F2代繁殖力較F0和F1代分別降低30.6%和27.4%,17℃時(shí)F2代繁殖力較F0和F1代分別降低28.4%和24.9%, 22℃下F1和F2代產(chǎn)蚜量較F0代無(wú)顯著差異,25℃下F1和F2代平均產(chǎn)蚜量較F0代分別下降49.3%和50.9%。

圖1 不同溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代間繁殖力的影響Fig.1 Effect of temperatures on the fecundity of red pea aphid different generations

2.3 溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代體重及體質(zhì)量增長(zhǎng)率的影響

紅色型豌豆蚜F0、F1和F2代在不同溫度條件下的成蚜體重見(jiàn)表2。F0代以17℃和22℃體重最重,與12℃、25℃和28℃體重差異顯著(P＜0.05),12℃和28℃體重?zé)o顯著差異;F1和F2代紅色型成蚜體重均在22℃下顯著高于其他溫度處理(P＜0.05),F1代在12℃、17℃和25℃體重差異不顯著(P＞0.05), 在F2代僅12℃和25℃間體重差異不顯著(P＞0.05); F0、F1和F2代相對(duì)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率在不同溫度條件下差異較大,F0代在28℃時(shí)相對(duì)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率最高,與22℃時(shí)的日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率無(wú)顯著差異,顯著高于其他溫度(P＜0.05),這是由于高溫條件下發(fā)育歷期短,有機(jī)物能在極短時(shí)間內(nèi)大量積累,體重增長(zhǎng)速率較快。F1代和F2代紅色型豌豆蚜日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率表現(xiàn)規(guī)律一致,均在22℃時(shí)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率顯著高于12℃、17℃和25℃,由于適溫下其體重較重,且發(fā)育歷期也較短,利于體重在短時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)。

連續(xù)飼養(yǎng)紅色型豌豆蚜,其成蚜體重在12℃和25℃下受影響較小,體重在3代間無(wú)顯著差異。22℃下F1代成蚜體重顯著大于F0和F2代(P＜0.05), F0和F2代間體重差異不顯著。適宜溫度利于豌豆蚜有機(jī)物在體內(nèi)積累,體重增重,紅色型豌豆蚜在較低溫和較高溫下也能很好地生長(zhǎng),說(shuō)明紅色型豌豆蚜適應(yīng)溫度變化能力較強(qiáng)。同一溫度不同世代紅色型豌豆蚜相對(duì)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率表現(xiàn)為：12℃時(shí)體質(zhì)量增長(zhǎng)率有隨代數(shù)增加逐代增長(zhǎng)的趨勢(shì),F1和F2代較F0代分別增長(zhǎng)13.9%、21.5%。22℃和25℃條件下,相對(duì)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率在F0、F1和F2代間無(wú)顯著變化。連續(xù)低溫12℃下紅色型豌豆蚜也能較好地生長(zhǎng),說(shuō)明相對(duì)低溫并不能完全抑制紅色型豌豆蚜的生長(zhǎng)。

表2 溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代體重及體質(zhì)量增長(zhǎng)率的影響Table 2 Effect of temperatures on the weight and relative growth rate of red pea aphid different generations

2.4 溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代種群生命表的影響

根據(jù)紅色型豌豆蚜各年齡組的存活率和凈產(chǎn)蚜量建立實(shí)驗(yàn)種群生命表(表3)。F0、F1和 F2代凈增殖率(R0)在12～22℃隨溫度升高而增加,在高溫25℃時(shí)又開(kāi)始下降,各代凈增殖率(R0)都在22℃時(shí)達(dá)到最大值。F0代28℃凈增殖率(R0)最低為8.92。F0代平均世代周期(T)在12～28℃范圍內(nèi)隨溫度升高先縮短后延長(zhǎng)(25℃為轉(zhuǎn)折點(diǎn)),而當(dāng)溫度達(dá)到28℃時(shí), T急劇縮短;F1和F2代的T在12～25℃范圍內(nèi)基本隨溫度升高而逐漸縮短。F0代內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)在12～28℃隨溫度升高先增長(zhǎng)后降低,22℃時(shí)rm顯著高于其他溫度(P＜0.05);F1代22℃的rm大于其他3個(gè)溫度下的rm,而12℃與17℃間的rm差異不顯著;F2代rm在12～25℃范圍內(nèi)基本隨溫度升高而增加,但 22℃與25℃間rm差異不顯著。在5個(gè)溫度處理下,F0、F1和F2代周限增長(zhǎng)率(λ)與內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)呈現(xiàn)的規(guī)律一致。

17℃和22℃的凈增殖率(R0)在各世代間并無(wú)明顯變化(表4),12℃的R0在F2代較F0和 F1代分別降低38.9%和50.1%;25℃的R0在F1和F2代較F0代分別降低49.7%和50.2%,差異顯著(P＜0.05)。12℃和25℃的平均世代周期(T)在F1和F2代較F0代顯著縮短(P＜0.05),而T在F1與F2代間差異不顯著;17℃和22℃的T在F0和F2代間無(wú)顯著差異。17℃的內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)和周限增長(zhǎng)率(λ)在F1和F2代都較F0代降低,差異顯著(P＜0.05),但在F1和F2代間無(wú)顯著差異。22℃條件下,F1和F2代內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)和周限增長(zhǎng)率(λ)與F0代沒(méi)有顯著差異(P＞0.05);25℃時(shí),F1和F2代的內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm值和周限增長(zhǎng)率(λ)都較F0代顯著增長(zhǎng)(P＜0.05),但在F1和F2代間差異不顯著。

表3 溫度對(duì)紅色型豌豆蚜不同世代生命表參數(shù)的影響Table 3 Effect of temperatures on the life table parameters of red pea aphid different generations

3 討論和結(jié)論

溫度是決定昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育速率的主要因子,隨氣溫升高昆蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育速率加快,致使其首次出現(xiàn)時(shí)間、遷飛時(shí)間和種群高峰期提前。1986—2006年間,甘肅省古浪縣區(qū)域的麥長(zhǎng)管蚜由于適宜溫度的提前出現(xiàn),其從低海拔向高海拔地區(qū)遷飛時(shí)間提前,高峰期種群數(shù)量上升,為害程度加重[30]。生長(zhǎng)季變暖利于農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的為害期延長(zhǎng),豌豆蚜作為豆科作物上的重要害蟲(chóng)也有類似的現(xiàn)象。生命表技術(shù)是研究種群數(shù)量變動(dòng)機(jī)制,評(píng)價(jià)各種害蟲(chóng)防治措施,制定數(shù)量預(yù)測(cè)模型和實(shí)施害蟲(chóng)科學(xué)管理的一種重要方法[31]。因此,本研究應(yīng)用此方法評(píng)價(jià)溫度對(duì)豌豆蚜連續(xù)世代生長(zhǎng)發(fā)育的影響是實(shí)用可靠的。

本研究以不同溫度連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜3代,獲得了發(fā)育歷期、產(chǎn)蚜量、凈增殖率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率和平均世代周期等生物學(xué)參數(shù),以明確溫度脅迫對(duì)紅色型豌豆蚜生物學(xué)特性的影響,了解甘肅省內(nèi)紅色型豌豆蚜種群上升的原因。研究結(jié)果表明,不同溫度條件下紅色型豌豆蚜生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖存在較大差異。F0、F1和F2代若蟲(chóng)期在12～22℃范圍內(nèi)隨溫度升高而縮短,說(shuō)明溫度升高可以促進(jìn)豌豆蚜生長(zhǎng)發(fā)育速率加快,這可能是因?yàn)闇囟壬吣軌蛱岣呃ハx(chóng)體內(nèi)酶和激素的活性,從而促使昆蟲(chóng)體內(nèi)生化反應(yīng)加快[32-34]。在高溫28℃下F1代若蚜死亡率高,且不能完成發(fā)育,表明高溫對(duì)紅色型豌豆蚜的生長(zhǎng)發(fā)育有抑制作用,這與Morgan等[21]和杜軍利等[28]研究結(jié)果相似。紅色型豌豆蚜在12℃時(shí)若蟲(chóng)期隨世代數(shù)遞增逐漸縮短,17℃時(shí)F2代的若蟲(chóng)期較F0和F1代延長(zhǎng),在17℃、22℃和25℃下世代歷期在3代間差異不顯著,而在相對(duì)低溫12℃下發(fā)育歷期隨世代數(shù)增加而縮短,說(shuō)明相對(duì)低溫并不能抑制紅色型豌豆蚜的發(fā)育,發(fā)育時(shí)間短利于其種群數(shù)量的增長(zhǎng)。紅色型豌豆蚜F0、F1和F2代在12～25℃間繁殖力隨溫度升高先增加后下降,F0代繁殖力在28℃時(shí)急劇下降。在12℃和17℃下紅色型豌豆蚜F2代平均產(chǎn)蚜量較F0和F1代有所下降,而在持續(xù)高溫25℃條件下后代繁殖力下降幅度最大。紅色型成蚜F0、F1和F2代體重均在22℃下達(dá)最大值。F0代在28℃時(shí)相對(duì)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率最高,這是由于高溫條件下發(fā)育歷期短,利于有機(jī)物能在極短時(shí)間內(nèi)大量積累,體重增長(zhǎng)速率較快。在F1代和F2代紅色型豌豆蚜日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率表現(xiàn)的規(guī)律一致,均在22℃時(shí)日均體質(zhì)量增長(zhǎng)率顯著高于12℃、17℃和25℃,由于適溫下其體重較重,且發(fā)育歷期也較短,利于體重在短時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng)。連續(xù)飼養(yǎng)紅色型豌豆蚜,其成蚜體重在12℃和25℃下受影響最小,體重在3代間無(wú)顯著差異。22℃下F1代成蚜體重顯著高于F0和F2代,適宜溫度利于豌豆蚜有機(jī)物積累致使體重增加。12℃時(shí)體質(zhì)量增長(zhǎng)率有隨代數(shù)增加逐代增長(zhǎng)的趨勢(shì),說(shuō)明紅色型豌豆蚜在較低溫下能很好地生長(zhǎng),適應(yīng)溫度變化的能力較強(qiáng)。

凈增殖力(R0)、平均世代周期(T)、內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)和周限增長(zhǎng)率(λ)是評(píng)價(jià)特定環(huán)境中種群變化的重要參數(shù)[31]。紅色型豌豆蚜F0、F1和F2代凈增殖率(R0) 在12～22℃隨溫度升高而增大,在25℃時(shí)又開(kāi)始下降,各代凈增殖率(R0)都在22℃時(shí)達(dá)到最大值;隨世代數(shù)增加,紅色型豌豆蚜在12℃和25℃條件下R0降低、T縮短,世代周期縮短利于種群數(shù)量在短時(shí)間內(nèi)增長(zhǎng),出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能與豌豆蚜的抗逆反應(yīng)有關(guān)[35-36]。25℃時(shí)F1和F2代的內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm值和周限增長(zhǎng)率(λ)都較F0代顯著增長(zhǎng),這可能是r對(duì)策類害蟲(chóng)的一種應(yīng)激反應(yīng),當(dāng)高溫干旱時(shí),豌豆蚜以種群密度的迅速增大來(lái)應(yīng)付可能到來(lái)的高死亡率,以求種群生存[23]。在低溫或較高溫連續(xù)脅迫下,紅色型豌豆蚜后代繁殖力下降,但發(fā)育時(shí)間縮短,體重?zé)o明顯變化,內(nèi)稟增長(zhǎng)率和周限增長(zhǎng)率增長(zhǎng),表現(xiàn)出很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力,這可能是其種群數(shù)量上升的原因之一。

本試驗(yàn)是在不同溫度條件下生長(zhǎng)的蠶豆植株上研究了紅色型豌豆蚜的實(shí)驗(yàn)種群生命表,試驗(yàn)結(jié)果能夠切實(shí)反映紅色型豌豆蚜在植株或田間的生長(zhǎng)發(fā)育及種群動(dòng)態(tài)變化情況。本文僅探討了溫度對(duì)紅色型豌豆蚜連續(xù)3代生物學(xué)參數(shù)的影響。有關(guān)溫度對(duì)豌豆蚜蛋白、脂肪、氨基酸及相關(guān)體內(nèi)物質(zhì)和分子機(jī)理等方面的影響還需進(jìn)一步探討,以便為今后豌豆蚜的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治工作提供更加可靠的理論依據(jù)。

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Cumulative effect of temperature on the growth,development and reproduction of red pea aphid(Acyrthosiphon pisum Harris)among different generations*

SUN Xiaoling,LIU Changzhong**
(College ofPlant Protection,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

To determine the cumulative effect of temperatures on the growth,development and reproduction of red pea aphid (Acyrthosiphon pisum),and further provide scientific theory for using ecological treatment on pea aphid,we studied the life tables of 3 continuous generations of red pea aphid through indoor observation under five temperature regimes(12℃,17℃, 22℃,25℃ and 28℃).Results showed that the nymph stage of F2generation shortened by 16.0%and 6.8%compared with F0and F1generations at 12 ℃.There was no significant difference among three generations at 22 ℃ and 25 ℃. Respectively,F2generation time reduced by 10.5%and 12.4%compared with F0and F1at 12℃.There was no significant difference among three filial generations at 17 ℃,22℃ and 25 ℃.The average reproduction of F2generation was significantly lower than those of F0and F1at 12℃.Also,offspring fertility obviously declined in continuous high temperature of 25℃.The average reproduction of F1and F2decreased by 49.3%and 50.9%respectively compared with F0.Also the fecundities of both F1and F2aphids were not significantly different compared with that F0at 22℃.Continuous feeding of red pea aphid and the related gained weight were affected by the minimum at 12℃ and 25℃ among all treatments,and therewas no significant difference in weight among three generations.The weight of F1generation was significantly higher than those of F0and F2generations at 22℃,furthermore,the body weight growth rate apparently increased with the number of generations at 12℃.With increasing generations,under 12℃ and 25℃,net reproductive rate(R0)and generation time(T) of red pea aphid respectively declined and shortened.The intrinsic increase rate(rm)and finite increase rate(λ)of F1and F2generations increased significantly compared with F0under 25℃.This showed that in continuous low temperature or high temperature stress,offspring fertility of red pea aphid declined.However,developmental duration shortened and with no significant changes in body weight.The intrinsic increase rate(rm)and finite increase rate(λ)increased,showing a strong adaptive capacity to the environment.This was one of the reasons for the rise of filial population of red pea aphid.

Red Acyrthosiphon pisum;Temperature;Generation;Fertility;Body weight;Population;Accumulative effect

S435.24

A

1671-3990(2016)10-1401-08

10.13930/j.cnki.cjea.160355

* 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260433)和高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金博導(dǎo)類資助課題(20136202110007)資助

**通訊作者：劉長(zhǎng)仲,主要研究方向?yàn)槔ハx(chóng)生態(tài)與農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)綜合防治。E-mail：liuchzh@gsau.edu.cn

孫小玲,研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)害蟲(chóng)綜合防治。E-mail：404095242@qq.com

2016-04-16 接受日期：2016-05-12

* The work was supported by the National Natural Sciences Foundation of China(31260433)and the Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China(20136202110007).

**Corresponding author,E-mail：liuchzh@gsau.edu.cn

Received Apr.16,2016;accepted May 12,2016