播期对黄河流域棉花苗蚜种群动态和棉花产量的影响

李耀发,安静杰,窦亚楠,2,孙小诺,张谦,柳春红,党志红,高占林

(1.河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室,河北保定 071000;2.保定市蔬菜技术推广站,河北保定 071000;3.保定市气象局,河北保定 071000;4.河北省农林科学院棉花研究所,石家庄 050051)

0 引 言

【研究意义】棉蚜AphisgossypiiGlover属半翅目蚜科,是一种世界性分布的重要刺吸式口器害虫,可通过刺吸汁液、分泌蜜露、传播病毒等多种方式直接或间接对棉花等作物造成危害[1]。棉蚜属于典型的R对策者,常生存于多变的环境,种群密度稳定性差,但拥有进化为多样生活方式和适应机制的能力,如孤雌生殖、世代周期短、繁殖能力强、扩散力强、食性广等,使得棉蚜种群在短期内可以迅速增长[2]。棉蚜最适宜温度范围是20～25℃,极端的外界环境条件变化(包括大雨、大风、温度等)也能明显影响短期内棉蚜种群的波动[3-5]。【前人研究进展】我国黄河流域棉区棉蚜发生为害可分为苗期棉蚜和伏期棉蚜两个阶段,分别简称为“苗蚜”和“伏蚜”[6-7]。苗蚜因田间环境温度的升高,可转化为伏蚜,而这种生物型的转化仅存在于世代间[7-8]。棉蚜的田间扩散主要靠有翅蚜的迁飞,一年约有3次,其中第一次迁飞由越冬寄主迁往棉田,起始时间为4月中旬,第二次大迁飞则是棉蚜逐渐累积,种群密度增大,有翅蚜比例增高后开始[9-10]。【本研究切入点】我国黄河流域棉区棉蚜AphisgossypiiGlover由越冬寄主迁入棉田的基数以及当时环境条件是苗蚜能否造成危害的重要因素,棉蚜第一次入迁棉田的时间和蚜量,以及当时棉田的环境条件能明显影响该虫在棉田内的生长和繁殖。大豆蚜AphisglycinesMatsumura的田间始见期和终见期受播期显著影响[11],桃蚜MyzuspersicaeSulzer在蔬菜上的发生和危害程度也会受播期的影响[12]。需研究播期对我国黄河流域棉花苗蚜种群动态和棉花产量的影响。【拟解决的关键问题】研究棉花播期对棉蚜迁入蚜量,结合棉田温度条件对棉蚜种群生长和繁殖的影响,为我国黄河流域不同播期条件下棉田棉蚜的综合防治积累指导数据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验于2021年4～11月在河北省邢台威县河北省农林科学院棉花研究所试验站(N 36°56′32″,E 115°26′48″)进行。地处黑龙港流域冲积平原,属于暖温带大陆性半干旱季风气候,无霜期198 d,年日照时间2 575 h,大于等于10℃积温4 614℃,年平均降雨量574.3 mm,沙壤土,肥力中等,生长季种植棉花。

供试棉花品种为冀172,由河北省农林科学院棉花研究所提供。棉蚜为田间自然发生的棉花苗期蚜虫种群。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验共设3个播期,分别为4月16日、4月26日和5月6日。小区随机排列,每小区面积不少于60 m2,3次重复;行距76 cm,株距20 cm,每穴3粒人工播种,播种量为1.5 kg/667m2。

每批棉花播种出苗后,每7 d调查1次棉蚜数量,截至6月底,苗蚜结束后用25%噻虫嗪水分散粒剂制剂喷施,用量8 g/667m2,间隔5 d,连喷2次,控制棉花伏蚜种群。11月初测定棉花产量。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 出苗率

于棉花播种后21 d调查出苗情况。每10穴(30粒种子)作为1个点调查,每小区随机调查10个点,统计调查点出苗数。

1.2.2.2 棉蚜蚜量

采用五点取样法进行棉蚜蚜量调查,于棉花出苗后,每7 d调查1次,直至苗蚜结束。调查时,每点调查连续5株棉苗上全部无翅棉蚜数量。

1.2.2.3 棉花产量

于棉花收获期,分别测定各小区处理后的单行株数、单株铃数、单铃重,并统计单株相对产量和单行产量。

1.3 数据处理

河北省邢台市威县2021年4～7月气温数据由保定市气象局提供。出苗率、棉蚜数量、产量等数据采用SPSS 20.0和Excel2013处理分析,不同处理间差异采用单因素方差分析(one-way ANOVA)。

出苗率(%)=(10个调查点棉苗数/300)×100%;

百株蚜量(头)=(每点蚜量/5)×100;

单株相对产量(g)=单株铃数×单铃重;

单行产量(g)=单株产量×单行株数。

2 结果与分析

2.1 不同播期对棉花出苗率的影响

研究表明,从棉花播种21 d后的出苗情况来看,4月16日播种处理棉田出苗率为68.51%,4月26日播种棉田出苗率为84.32%,而5月6日播种棉田出苗率达到了88.32%。随着播期的推迟,棉花出苗率呈增高趋势,4月26日和5月6日播种棉花出苗率显著高于4月16日播种处理。图1

图1 不同播期下棉花出苗率变化

2.2 不同播期对棉花苗蚜种群的影响

研究表明,4月16日播种的棉田苗蚜于5月7日以后快速上升,5月24日达到第一个高峰(百株蚜量40 440.00头),之后出现明显下降,至6月7日再次出现种群数量回升,随后再次出现种群数量急剧下降,直到7月6日才出现轻微回升。4月26日播种的棉田5月17日以后出现了苗蚜种群数量快速上升,至6月7日达最高峰(百株蚜量67 066.67头),随后急剧下降,至7月初也出现了种群数量回升。而5月6日播种的棉田,苗蚜数量从5月24日出现缓慢上升,6月7日达到最高峰(百株蚜量15 844.44头),之后出现缓慢下降,至7月初时仍保留较高数量的蚜量。

4月16日和4月26日播种的棉田苗蚜均出现了明显的发生高峰和蚜量快速下降的过程,而5月6日播种的棉田,棉花苗蚜始终未出现明显的发生高峰,但播种30 d后,蚜量一直保持在较高水平。图2

图2 不同播期下棉花苗蚜种群动态变化

2.3 不同播期对棉花产量的影响

研究表明,4月16日播种处理棉田株数为51.33株/行,而4月26日和5月6日播种处理的株数分别达到了65.75和69.50株/行,显著高于4月16日播种处理。而单株铃数、单铃重和单株相对产量不同播期之间并无显著差异。随着播期的推迟,单行产量从3.94 kg增加至5.46 kg,表现出明显的产量增加。

单株铃数和单株相对产量3个处理间未表现出显著差异。表1,图3

表1 不同播期下棉花产量相关参数变化

图3 2021年4～7月威县气温变化

3 讨 论

3.1研究结果表明,从4月16日至5月6日,随着播期的推迟,我国冀南棉区棉花出苗率显著升高。娄善伟等[13]研究发现,棉花苗期5 cm地温受气温影响波动较大,而随着播期的推迟,不同土层温差变化减小,更有利于棉花生长。秦爽等[14]发现,安阳地区气温达14℃时播种才更有利于一播全苗。但是,从河北省威县4月气温变化来看,彼时威县的平均气温大多处于15℃以下,再加上4月20、21、25日连续降雨,造成了地温明显偏低,这可能是造成棉花保苗效果较低的主要原因。而进入5月,当地气温逐渐上升,平均温度基本上达到了20℃左右的稳定状态。

3.24月16日和4月26日播种处理棉花苗蚜均在5月下旬至6月上旬出现了发生高峰,而5月6日播种种植的棉花未出现苗蚜的明显发生高峰,直到播种30 d后才出现了持续的蚜虫危害。棉田环境温度是影响棉蚜种群繁殖的重要因素[4]。赵静雅等[3]研究发现,棉田内苗蚜最适宜生长和繁殖的温度范围是20～25℃,而吴孔明等[15]研究表明,恒温条件下棉蚜繁殖力在18～20℃范围时最强,且在20～30℃时,随着温度升高,其繁殖力下降。从4月底至6月10日,平均气温多保持在18～25℃,适宜棉花苗蚜的繁殖,而6月10日后,气温急剧上升,平均温度多在25～30℃,且多次出现35～39℃短时高温天气,而35℃被认为是棉蚜存活的高温阈值,棉蚜在短时高温处理过程中,随着处理时间的延长,其存活率快速降低[16-17],是4月16日和4月26日播种处理的棉花苗蚜种群数量于6月10日以后快速下降的原因。而4月16日播种处理的棉田内苗蚜于5月25日左右出现突然下降的情况,与棉田内天敌数量的积累和上升有关,研究于5月25日左右于棉田内发现大量的食蚜蝇和瓢虫种群。5月6日播种处理的棉田内,棉蚜种群于6月5日后逐渐上升,并稳定危害,是由于此时的苗蚜已部分转化为伏蚜的原因。汪世泽等[7]研究发现,环境温度超过27℃时,棉花苗蚜即开始转化为伏蚜。苗伟等[18]研究认为,伏蚜在 28～30℃温度间繁殖能力强。因而4月16日和4月26日播种处理的棉花苗蚜,是由于温度上升的原因,在6月底至7月初,部分苗蚜转化为伏蚜,出现了种群数量逐渐上升的现象。

4 结 论

4.14月26日和5月6日播种的棉花产量要明显高于4月16日播种的棉花。

4.2适当推迟播期能起到保苗、减轻早期蚜害和保证产量的效果,推迟播期后仍需于6月下旬至7月上旬进行一次棉花蚜虫的高效防控,以降低棉花伏蚜对中后期棉花的危害。