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西花蓟马对宁夏不同寄主蔬菜及其不同部位叶片的选择研究

2023-12-15张治科苗芳芳吴小梅

蔬菜 2023年12期
关键词:西花蓟马若虫

张治科,苗芳芳,吴小梅

(宁夏农林科学院植物保护研究所/宁夏植物病虫害防治重点实验室,宁夏 银川 750002)

西花蓟马Frankliniellaoccidentalis(Pergande),属于缨翅目Thysanoptera、锯尾亚目Terebrantia、蓟马科Thripidae、花蓟马属Frankliniella。最早分布在美国西部,20世纪70年代后期,西花蓟马随着世界各国贸易的日益频繁而迅速传播扩散,很快成为世界性的危险性入侵害虫。我国农业部于1996年将西花蓟马列为进境植物检疫潜在的危险性害虫。中国于2003年在首都北京首次发现,随后在我国多个省份也陆续发现,宁夏于2012年在黄瓜、辣椒等蔬菜上采集并鉴定到了西花蓟马。该虫食性杂,寄主范围广(寄主植物62科,244种)[1-5],尤其喜食黄瓜、茄子、辣椒、甘蓝、番茄及豆类等蔬菜和非洲紫罗兰、玫瑰、凤仙花、菊花等花卉[6-7]。随着宁夏地区设施农业的快速发展,茄子、黄瓜、番茄、辣椒等蔬菜实现周年供应;同时,种植面积逐年增加,再加上西花蓟马世代周期短,繁殖率高[8-10],个体小、易隐蔽[11],产卵于植物组织中极易产生抗性等特点[12],造成西花蓟马的危害日益严重,且生产中单一的化学防治措施难以起效,成为制约宁夏蔬菜高质量发展的主要因素之一。目前,利用昆虫偏好性进行害虫防治已成为有效降低化学农药使用的有效措施之一,且对生态环境安全[13],能够促进农业可持续发展。寄主选择性是害虫防治的基础性研究内容之一,前期研究发现,西花蓟马对寄主的不同挥发性物质产生的行为反应不尽相同[14-15],且相关蛋白对挥发性物质的识别能力亦有差异[16]。有文献报道,西花蓟马对不同寄主挥发物有不同的嗅觉偏好,对寄主颜色有不同的视觉偏好,喜欢取食甘蓝,不喜欢芹菜、大蒜等,从而进行寄主定位、取食、产卵等行为活动[17-19]。目前国内外大多学者致力于西花蓟马的寄主选择性研究,但对于同一寄主不同部位的选择性研究相对较少。因此,本研究针对西花蓟马对宁夏生产中普遍种植的不同寄主蔬菜的选择性,探究其对寄主蔬菜不同部位的偏好性,以期为西花蓟马理化诱控技术的研发提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.1.1 供试虫源

西花蓟马为宁夏植物病虫害防治重点实验室人工气候箱中以新鲜四季豆豆荚饲养多代的试验种群。饲养条件设置为相对湿度65%±5%,温度(26±1)℃,光周期14L∶10D。

1.1.2 寄主

选用宁夏生产中主推的蔬菜品种为寄主:A--番茄“奥粉一号”、B--辣椒“陇椒”、C--黄瓜“德美659”、D--甘蓝“绿宝”、E--豇豆“606”、F--芹菜“皇后”、G--茄子“宝来二号”,其幼苗均取自永宁仁义果蔬种苗专业合作社。

1.2 试验方法

1.2.1 西花蓟马对同一寄主蔬菜不同部位叶片的偏好

供试寄主植物株高15~30 cm,并能区分上、中、下叶片时即可采用组织培养法开展试验。

1.2.1.1 西花蓟马对寄主蔬菜不同部位叶片的非选择性试验 分别取每种蔬菜上、中、下3个部位的叶片,用打孔器打直径为3 cm的孔,并分别置于底部铺有2%琼脂的培养皿内,在每片叶片上接入西花蓟马成虫(雌虫)10头,用封口膜封口,放入温度为25 ℃,相对湿度60%,光照/黑暗时间为14 h/10 h的RXZ-430C智能人工气候箱内,重复5次。24 h后移去成虫,每隔24 h记录1次孵化的若虫数,共记录10 d。

1.2.1.2 西花蓟马对寄主蔬菜不同部位叶片的选择性试验 分别取每种蔬菜上、中、下3个部位的叶片,用打孔器打直径为3 cm的孔,将同一种蔬菜不同部位的叶片共同置于一个底部铺有2%琼脂的培养皿内,在每片叶片上接入西花蓟马成虫(雌虫)10头,用封口膜封口,每个处理重复5次。存贮条件及调查方式同1.2.1.1。

1.2.2 西花蓟马对不同寄主蔬菜的选择性

1.2.2.1 组织培养法对寄主的选择性 分别取每种蔬菜中部叶片各1片,用打孔器打直径为3 cm的孔,将7种寄主蔬菜的叶片共同置于同一底部铺有2%琼脂的培养皿内,在每个叶片上接入西花蓟马成虫(雌虫)10头,用封口膜封口,每个处理重复5次。存贮条件及调查方式同1.2.1.1。

1.2.2.2 笼罩法对寄主的选择性 取盆栽生长状况良好且无虫害的苗期寄主蔬菜各1株,在养虫笼(80 cm×80 cm×80 cm)内均匀围成1圈,用吸虫器吸取蓟马成虫(雌虫)100头,从养虫笼顶部释放孔处释放后封闭好养虫笼,重复6次。24 h后观察记录每种寄主上的成虫数,每隔24 h观察记录1次,连续观察10 d。同时,于接入成虫后的第3天开始,每隔24 h记录1次每种寄主蔬菜上孵化的若虫数。

1.3 数据分析

采用Excel、DPS、Origin等软件和生物统计软件进行数据整理、差异性显著分析及绘图。

2 结果与分析

2.1 西花蓟马对寄主蔬菜不同部位叶片的非选择性

对西花蓟马在不同寄主蔬菜上、中、下部位叶片的成虫着虫数和若虫孵化数进行统计,结果表明(图1-Ⅰ):番茄、黄瓜、甘蓝、豇豆上成虫着虫数均以中部叶片上相对最多,分别为14.33、10.33、10.80头和10.00头,其中番茄中部叶片上的成虫着虫数(14.33头)显著多于上部(12.00头)和下部(11.33头),黄瓜、甘蓝、豇豆中部叶片上的成虫数与上部、下部差异均不显著;茄子上部叶片成虫着虫数最多,为10.20头;辣椒和芹菜均以下部叶片成虫着虫数最多,分别为13.33头和10.20头,其中辣椒下部叶片上的成虫着虫数(13.33头)显著多于上部(9.00头)和中部(10.00头),茄子下部叶片上的成虫着虫数与上部、中部差异均不显著。

图1 西花蓟马对寄主蔬菜不同部位的非选择性

由若虫孵化数量结果可见(图1-Ⅱ),辣椒、芹菜和茄子均以中部叶片上分布最多,分别为0.33、0.20头和1.80头,其中茄子中部叶片上的若虫孵化数量(1.80头)显著多于上部(0.80头)和下部(0.60头);番茄、豇豆均以下部叶片分布最多,分别为1.33头和4.20头,其中豇豆下部叶片上的若虫孵化数量(4.20头)显著多于上部(2.20头)和中部(1.00头),且上部叶片上的若虫孵化数量显著多于中部;黄瓜以上部叶片分布最多,为4.00头,且显著多于中部(3.00头)和下部(2.67头);甘蓝以上部和下部叶片分布最多,均为0.40头,但与中部(0.20头)差异不显著。

2.2 西花蓟马对寄主蔬菜不同部位叶片的选择性

对西花蓟马在不同寄主蔬菜统一培养条件下,上、中、下各部位叶片上成虫着虫数和若虫孵化数统计结果发现(图2-Ⅰ),番茄、芹菜、黄瓜、茄子均以上部叶片成虫着虫数最多,分别为6.20、2.40、10.00头和4.40头,其中番茄和芹菜的上部(6.20、2.40头)均与中部(1.00、0.60头)、下部(1.20、0.60头)的成虫着虫数差异显著;辣椒以中部叶片成虫着虫数最多(7.60头),且与下部的成虫着虫数(2.40头)差异显著;豇豆以下部叶片成虫着虫数最多(2.80头),但与上部和下部叶片差异不显著;甘蓝以上部和中部叶片分布最多,均为3.40头,但均与下部(2.20头)差异不显著。

图2 西花蓟马对寄主蔬菜不同部位的选择性

在若虫孵化数量上,若虫孵化数因寄主不同分布有所不同(图2-Ⅱ),甘蓝、茄子、黄瓜和豇豆均以中部叶片上若虫孵化数最多,分别为8.40、4.00、1.80头和1.20头,其中甘蓝上部(7.20头)、中部(8.40头)若虫孵化数差异不显著,但均与下部(1.80头)差异显著;番茄(4.60头)、芹菜(1.00头)均以上部叶片若虫孵化数最多,其中番茄上部(4.60头)、中部(3.00头)若虫孵化数差异不显著,但均与下部(0.40头)差异显著;辣椒以上部和中部叶片分布最多,均为1.0头,但与下部(0.80头)差异不显著。

2.3 组织培养法下西花蓟马对寄主蔬菜叶片的选择性

西花蓟马在组织培养法下对不同寄主蔬菜的选择性研究,结果表明(图3):黄瓜上成虫着虫数最多(17.17头),与其他处理之间均差异显著;茄子次之(4.17头),芹菜(2.00头)、甘蓝(2.00头)、辣椒(1.83头)和番茄(1.83头)上相对较少;若虫孵化数以茄子(7.67头)和黄瓜(6.83头)上最多,且均与其他处理间差异显著,甘蓝(2.17头)、番茄(2.00头)次之,辣椒(0.83头)、芹菜(0.50头)上相对较少。

图3 组织培养法条件下西花蓟马对寄主蔬菜叶片的选择性

2.4 笼罩法下西花蓟马对寄主蔬菜叶片的选择性

采用笼罩法对西花蓟马在不同寄主上的成虫着虫数和若虫孵化数研究结果可见(图4),茄子(4.28头)和黄瓜(4.25头)上成虫着虫数相对较多,且二者间无显著性差异,但均与其他寄主间差异显著;番茄(2.12头)、甘蓝(1.72头)、辣椒(1.35头)次之;芹菜(0.78头)上成虫着虫数量相对最少。不同蔬菜寄主上若虫孵化数量以茄子上最多,为33.67头,黄瓜次之,为14.50头,二者差异显著,且茄子与其他处理间均差异显著;番茄、甘蓝、辣椒、芹菜上若虫孵化数量较少,分别为0.83、0.78、0.65头和0.56头,且差异均不显著。

图4 笼罩法条件下西花蓟马对寄主蔬菜叶片的选择性

3 讨论

昆虫选择寄主植物的过程较为复杂,会受寄主植物的物理性状、营养成分及所含的次生物质等因素影响。昆虫的嗅觉、视觉、味觉和触觉等在寄主选择中也发挥着至关重要的作用[15]。在寻找寄主植物过程中,昆虫寄主植物分泌的挥发性化合物能够引起昆虫嗅觉行为反应,在昆虫和寄主之间起到了重要的化学通讯作用[20-21]。有关寄主偏好性的研究目前仍然是植物保护学科在害虫防治方面的重点研究方向之一[22],了解寄主偏好性有利于更好地掌握害虫田间发生动态,才能更好地采取和调整防治措施[23]。合理利用西花蓟马对不同寄主植物的选择性能够在一定程度上减轻西花蓟马的危害,有助于西花蓟马的防治技术研究[24]。

有研究报道,同一寄主植物的不同器官或同一叶片不同部位中含有的营养成分及次生物质含量均不同[25],试验中成虫着虫数和若虫孵化数结果不一致[26]。曹宇等[27]研究表明,寄主植物不同部位产生的挥发性化合物不同,而且西花蓟马对不同挥发物有着不同的偏好性,这与本试验探究西花蓟马在选择性试验中对辣椒、芹菜等蔬菜上着虫量相对较少结果相近。本研究发现西花蓟马成虫和孵化若虫集中在寄主蔬菜上部和中部叶片位置,裴昌莹等[28]研究也发现,植食性昆虫通常喜欢为害植物幼嫩器官。也有研究发现,西花蓟马喜欢在黄瓜的上部嫩叶处取食、产卵[29]。高杭等[25]研究发现西花蓟马对黄瓜中、上部叶片的喜好性更强。在非选择试验中,西花蓟马成虫着虫数和若虫孵化数均偏好中部叶片,主要原因可能与中部叶片营养成分含量较高有关。在选择性试验中,成虫着虫数偏好上部嫩叶,偏好在中部叶片产卵(若虫孵化数较多),表明西花蓟马成虫优先选择有利于其产卵的叶片取食,从而提高种群的存活率[30-31]。

本研究发现西花蓟马成虫和若虫在茄子和黄瓜寄主上的选择性远大于芹菜,有文献报道,西花蓟马对茄子、番茄、辣椒、甘蓝有较强的趋向性,对芹菜、香菜取食产卵的选择性较小[2,19,32],西花蓟马成虫对不同蔬菜寄主的选择趋性为黄瓜>茄子>辣椒>番茄,不同寄主上产卵的选择性为茄子>黄瓜>辣椒>番茄。本研究采用组织培养法研究发现,成虫着虫数量为黄瓜>茄子>芹菜>甘蓝>辣椒>番茄;若虫孵化数量为茄子>黄瓜>甘蓝>番茄>芹菜>辣椒;采用笼罩法研究发现中,各寄主蔬菜上成虫着虫数由多到少依次为茄子>黄瓜>番茄>甘蓝>辣椒>芹菜;若虫孵化数由多到少依次为茄子>黄瓜>番茄>辣椒>甘蓝>芹菜。这与丁艳红等[21]研究结果相似。主要因为西花蓟马对茄子、黄瓜、番茄等寄主的嗜食性大,导致这些寄主上成虫着虫数多,产卵量高,从而对这些寄主的选择性高[33]。可见,西花蓟马寄主范围非常广泛,且对不同寄主蔬菜的选择性也不尽相同[31]。

4 结论

本研究在非选择和有选择条件下,采用组织培养法和笼罩法,研究了西花蓟马对宁夏地区生产中主推的不同寄主蔬菜品种及其不同部位叶片的选择,结果整体而言,西花蓟马成虫和若虫对黄瓜(组织培养法下对不同寄主蔬菜的选择性研究结果发现,黄瓜上成虫着虫数和若虫孵化数分别为17.17头和6.83头)和茄子(组织培养法下对不同寄主蔬菜的选择性研究结果发现,茄子上成虫着虫数和若虫孵化数分别为4.17头和7.67头)具有更强的偏好,且西花蓟马优先选择在寄主蔬菜上部(西花蓟马在番茄、芹菜、黄瓜、茄子不同寄主蔬菜上部位叶片上成虫着虫数分别为6.20、2.40、10.00、4.40头,甘蓝、番茄和芹菜上部叶片若虫孵化数分别为7.20、4.60、1.00头)和中部叶片(辣椒、黄瓜、甘蓝、豇豆上成虫着虫数分别为7.60、7.60、3.40、1.40头,甘蓝、茄子、黄瓜和豇豆中部叶片上若虫孵化数量分别为8.40、4.00、1.80、1.20头)取食、产卵。本研究结果可为西花蓟马理化诱控技术的研发以及制定西花蓟马高效防控措施提供科学依据。

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