不同大豆品種對截形葉螨的生長發(fā)育及繁殖的影響

馬英豪， 祝紅梅, 王月玫， 金大勇*

(1.延邊大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，吉林 延吉 133002;2.大安市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，吉林 大安，131300)

大豆是我國重要的糧食作物、油料作物，全國各地均有栽培[1]。到2017年，東北大豆的種植面積達(dá)400萬hm2[2]。但近年來，由于氣候變暖等因素的影響，小型刺吸式口器類害蟲的發(fā)生趨于嚴(yán)重，截形葉螨已經(jīng)成為東北地區(qū)大豆的主要害蟲之一。截形葉螨(TetranychustruncatesEhara)又稱紅蜘蛛，在東北地區(qū)1年發(fā)生5～6代，主要危害大豆、玉米、茄子和菜豆等作物和蔬菜，其危害引起的損失率達(dá)10%～30%[3]。龐保平等[4-5]的研究結(jié)果表明，不同植物以及不同品種的玉米對截形葉螨生長發(fā)育的影響存在顯著差異。于麗瑩[6]對品種抗性的研究指出，不同大豆品種間抗蟲性存在顯著差異，茸毛性狀是決定品種抗蟲性的關(guān)鍵。目前對延邊地區(qū)主推的不同大豆品種對截形葉螨生長發(fā)育和繁殖影響及抗螨性研究甚少，為此，該研究組建了延邊地區(qū)主推的12種大豆品種上的種群生命表，了解不同大豆品種對截形葉螨生長發(fā)育的影響，以此鑒定出抗螨性較好的大豆品種應(yīng)用于大豆生產(chǎn)中，這將為大豆的增產(chǎn)以及選育優(yōu)良抗蟲品種提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試大豆品種

吉育71、吉育86、吉育97、吉育99、吉育100、吉育303、吉育401、合農(nóng)61、合農(nóng)69、合農(nóng)75、合豐50、綏農(nóng)36，這12種主推品種均由吉林省延邊朝鮮族自治州農(nóng)科院旱田所提供。

1.1.2 供試葉螨

在延邊大學(xué)農(nóng)學(xué)院溫室內(nèi)玉米植株中采集后帶回實驗室，在盆栽的豇豆中繁殖多代后用于試驗。

1.1.3 主要儀器

1) 恒溫干燥箱：型號202-1A，天津通利達(dá)儀器廠。

2) 智能光照培養(yǎng)箱：型號ZPG-280，哈爾濱東拓科技開發(fā)有限公司。

3) 高壓滅菌鍋：型號BOXUN，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.2 方法

1.2.1 接種和繁殖

采取李定旭等[7]的葉碟飼養(yǎng)法并加以改進(jìn)，選取不同大豆品種葉片的相同部位，用打孔器打成直徑20 mm的大豆葉碟，用蒸餾水沖洗干凈后鏡檢確認(rèn)葉片上無其他雜物和害蟲。在每一葉碟背面接上1頭雌成蟲，24 h后剔除成蟲，并調(diào)節(jié)使每葉上有卵1～2粒。每天8:00和20:00各觀察 1次，詳細(xì)記載卵的孵化，如一葉碟上已有幼螨，則將多余的卵用解剖針刺破，以保證每一葉碟只有1頭幼螨；幼、若螨發(fā)育期間詳細(xì)記載其蛻皮、靜止、死亡；每個品種處理成螨30頭，試驗重復(fù)4次。試驗期間，葉碟每 3 d更換1次，瓊脂保濕基質(zhì)每6 d更換1次。該試驗全程培養(yǎng)皿放置于恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行，溫度控制為(25±1) ℃，光照周期為16 h(L):8 h(D)。

1.2.2 調(diào)查生命參數(shù)和組建種群生命表

以不同大豆品種為葉碟，記錄卵、幼螨、若螨、成螨不同發(fā)育形態(tài)的存活數(shù)量及死亡數(shù)量。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，用伍建芬[8]方法計算不同大豆品種上截形葉螨的生命參數(shù)。

1) 種群凈增殖率：R0=∑lxmx；

2) 平均世代周期：T=∑lxmxx/∑lxmx；

3) 內(nèi)稟增長率：rm=(lnR0)/T；

4) 周限增長率：λ=erm；

5) 種群加倍時間：td=ln2/rm=0.693 1/rm;

式中，x為以日表示的截形葉螨年齡階段，lx為x年齡階段的存活率，mx為x年齡階段的成蟲平均產(chǎn)仔量。用郭小奇等[9]方法組建截形葉螨在不同品種上的種群生命表。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

利用SPSS22.0和Excel 2010對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析，差異顯著程度設(shè)置為P<0.05。隸屬函數(shù)綜合評價法采用萬悅等[10]方法進(jìn)行，平均值越大，抗性越強，反之則越弱. 隸屬函數(shù)公式為：

X(u) =(X-Xmin)/(Xmax-Xmin),

(1)

式中,X(u)為隸屬函數(shù)值；X為各處理指標(biāo)測定值；Xmax、Xmin為所有參與實驗處理中某一指標(biāo)內(nèi)的最大值和最小值。

如果某一指標(biāo)與綜合評判結(jié)果為負(fù)相關(guān)，則用反隸屬函數(shù)進(jìn)行定量轉(zhuǎn)換，計算公式為：

X(u) =1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

(2)

2 結(jié)果與分析

2.1 截形葉螨在不同大豆品種上的發(fā)育歷期

在28 ℃條件下，截形葉螨在12個大豆品種的發(fā)育歷期見表1。

表1 截形葉螨在12個大豆品種的發(fā)育歷期

截形葉螨在有些大豆品種間的各蟲態(tài)發(fā)育歷期及世代歷期存在顯著差異。卵期吉育71和吉育97 2個品種顯著長于其他品種，幼螨在吉育303、合農(nóng)69的發(fā)育歷期顯著長于其他品種，隨著蟲齡的增長，發(fā)育歷期差異逐漸減少，前若螨發(fā)育歷期最長的為吉育97、吉育303和綏農(nóng)36，顯著長于其他品種；后若螨發(fā)育歷期最長的品種為吉育97和吉育401，顯著長于其他品種。而世代歷期及成蟲壽命也存在顯著差異，世代歷期最長的品種，是吉育71，世代歷期為(9.68±0.69) d，顯著長于其他品種；最短的是綏農(nóng)36，世代歷期為(9.49±0.74) d，顯著短于其他品種；成蟲壽命最長的大豆品種，是吉育86和合農(nóng)61，顯著長于其他品種；最短的是吉育99，顯著短于其他品種。

2.2 截形葉螨在不同大豆品種上的幼若螨存活率

截形葉螨在12個大豆品種上的幼若螨存活率如表2所示。

表2 截形葉螨在12個大豆品種上的幼若螨存活率

由表2可知，截形葉螨在12個大豆品種中89%以上的幼螨能發(fā)育為前若螨；85%以上的前若螨能發(fā)育為后若螨；80%以上的后若螨都能發(fā)育為成螨。截形葉螨在12個大豆品種的存活率存在顯著差異，在幼螨中吉育71、吉育86、吉育100這3個品種的存活率達(dá)100%，而合農(nóng)61及合農(nóng)75品種的存活率只有89%。隨著蟲齡的增長，截形葉螨的存活率逐漸下降。前若螨的存活率高于95%品種有吉育86、吉育71及吉育100，而存活率最低的2個品種為合農(nóng)75和合農(nóng)61，存活率剛過85%。后若螨的存活率與前若螨存活率相近，存活率超過90%的品種有吉育86、吉育71、吉育100和吉育97，存活率最低的品種為合農(nóng)61，剛過80%。

2.3 截形葉螨在不同大豆品種上的繁殖力

截形葉螨在12個大豆品種的繁殖力如表3所示。

表3 截形葉螨在12個大豆品種的繁殖力

截形葉螨一生在合豐50及吉育303的產(chǎn)卵量最多，均超過110頭；產(chǎn)卵量最低的為吉育97，產(chǎn)卵量為95頭。而日均產(chǎn)螨量最高的品種為合豐50及合農(nóng)75，日均產(chǎn)卵量超過6.89頭；日均產(chǎn)卵量最低的大豆品種為吉育86及吉育401，日均產(chǎn)卵量為5.5頭左右。

2.4 種群生命表

上述截形葉螨在12個大豆品種中的種群生命表如表4所示。

由表4可知，12個大豆品種的內(nèi)稟增長率均大于0，說明截形葉螨在12個大豆品種上都可以繁殖并存活，且繁殖后截形葉螨的數(shù)量呈增長趨勢。大豆品種合豐50內(nèi)稟增長率最高，為0.285；大豆品種合農(nóng)69的內(nèi)稟增長率最低，為0.194。大豆品種吉育401的凈增殖率最高，為53.218，說明大豆品種吉育401繁殖1代后增長53.218倍；而大豆品種綏農(nóng)36的凈增殖率最低，為31.266倍。大豆品種合農(nóng)75、吉育303、合農(nóng)61、吉育86的周限增長率均高于1.3，大于其他品種，說明這4個品種的增長潛力更大，一旦遇到合適的地理氣候條件，截形葉螨就會大量爆發(fā)成災(zāi)。合農(nóng)69、吉育86、合農(nóng)61的平均世代周期均大于18，高于其他大豆品種，相對應(yīng)的種群加倍時間也高于其他大豆品種，說明截形葉螨需要較長的時間來適應(yīng)以上3個品種，而截形葉螨在合農(nóng)75和吉育401的適應(yīng)時間短，平均增長速度更快，說明截形葉螨在這2個品種更適合生長發(fā)育和繁殖。

表4 截形葉螨在12個大豆品種的種群生命表

2.5 隸屬函數(shù)值排序

在上述發(fā)育歷期、存活率、繁殖力和種群生命表中，分別選擇最有代表性的世代歷期、幼螨存活率、前若螨存活率、后若螨存活率、一生產(chǎn)卵量及凈增值率等6項，通過隸屬函數(shù)綜合分析法進(jìn)行排序，結(jié)果如表5所示。

由表5可知，12個大豆品種的平均隸屬函數(shù)值有差異，說明對截形葉螨的抗性水平是不同的，其抗性依次是合農(nóng)61>合農(nóng)75>綏農(nóng)36>合農(nóng)69>合豐50>吉育401>吉育97>吉育99>吉育303>吉育71>吉育100>吉育86。其中，平均隸屬函數(shù)值超過0.5的有4個品種，分別為合農(nóng)61、合農(nóng)75、綏農(nóng)36和合農(nóng)69。

3 討論與結(jié)論

隨著全球氣候變暖，截形葉螨在東北的為害日趨嚴(yán)重，但由于害螨體形小不易發(fā)現(xiàn)，且在農(nóng)作物的葉背上為害，還未引起人們的重視[11]。同時，在美國，大平原半干旱地區(qū)玉米生產(chǎn)依賴于灌溉，但因高溫、干燥而難以維持充足的土壤水分，因螨害造成的減產(chǎn)常常在20%以上[12-13]。因此，在害螨為害逐年加重的今天，有必要加強對截形葉螨的深入研究，并且在農(nóng)作物品種的選育和推廣時應(yīng)加以重視。該試驗在溫度25 ℃，光周期16(L):8(D)的條件下，在大豆不同品種上完成1個世代約需9.5 d，雌成蟲的產(chǎn)卵期為16～19 d，產(chǎn)卵量為95～115頭；而Ullah等[14]在相同條件下，截形葉螨完成1個世代需8.8 d，雌成蟲的產(chǎn)卵期為13.5 d，產(chǎn)卵量為132.5粒。這種試驗結(jié)果有所不同的原因可能是濕度條件的差異造成的，該試驗的濕度為45%～55%，而Ullah等的濕度為60%～70%。

龐保平等[4]研究結(jié)果表明：大豆是截形葉螨的嗜食寄主植物，在大豆上的凈增值率為51.7,內(nèi)稟增長率為0.212 3，平均世代歷期為18.6，種群加倍時間為3.3。而該試驗得出的凈增值率為31.26～53.22，內(nèi)稟增長率為0.19～0.28，平均世代歷期為15.9～18.8，種群加倍時間為2.6～3.8，該試驗得出的結(jié)果均與龐保平等研究結(jié)果相近，范圍區(qū)間較大說明試驗用的12個大豆品種對截形葉螨生長發(fā)育和繁殖的影響存在顯著差異。

龐保平等[5]研究結(jié)果表明：不同玉米品種對截形葉螨的幼若螨成活率、產(chǎn)卵量、凈增殖率、成螨壽命、發(fā)育歷期等生命參數(shù)存在影響，且每個玉米品種之間存在顯著差異。通過該試驗發(fā)現(xiàn)，幼若螨存活率、產(chǎn)卵量、凈增殖率、成螨壽命、發(fā)育歷期、周限增長率、內(nèi)稟增長率越低，對截形葉螨越有抑制作用，越高則越促進(jìn)截形葉螨繁殖；而平均世代歷期及種群加倍時間越長，說明截形葉螨在大豆品種上適應(yīng)性越差，反之則適應(yīng)性越強。

截形葉螨在12個主推品種中，合農(nóng)61的幼若螨存活率低，世代歷期較長，平均世代周期較長，種群加倍時間也較長；合能75的幼螨存活率和前若螨存活率最低，后若螨存活率也較低；綏農(nóng)36的前若螨周期長，一生產(chǎn)卵量低；合農(nóng)69的平均世代周期最長，內(nèi)稟增長率最低，種群加倍時間最長，周限增長率較低。最后通過6種研究指標(biāo)的隸屬函數(shù)值及排序的結(jié)果，對截形葉螨抗性較強的4個品種依次是合農(nóng)61、合農(nóng)75、綏農(nóng)36及合農(nóng)69。在全球變暖的大環(huán)境下，刺吸式口器類害蟲的發(fā)生會逐年加重，為了減輕截形葉螨的危害，在條件允許的情況下，建議先選用合農(nóng)61、合農(nóng)75、綏農(nóng)36及合農(nóng)69等大豆品種。