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        氣象因素對河北省小麥麥長管蚜種群動態(tài)的影響

        2022-07-29 06:48:18孫小諾韓曉清王蓉蓉張尚卿魏麗欣
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022年14期

        孫小諾, 韓曉清, 王蓉蓉, 張尚卿, 柴 青, 劉 悅, 魏麗欣

        (1.河北省保定市氣象局,河北保定 071000; 2.唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,河北唐山 063001)

        麥蚜是我國小麥的重要害蟲之一,其種類主要包括麥長管蚜()、禾谷縊管蚜()、麥二叉蚜()等,均屬半翅目(Hemiptera)蚜科(Aphididae)。在小麥不同生育階段,不同類型田麥蚜種類會有顯著的差異。麥長管蚜是在小麥穗期危害的主要蚜蟲種類,為小麥蚜蟲中的優(yōu)勢種,對小麥品質(zhì)和產(chǎn)量造成了嚴(yán)重影響。麥長管蚜具有遠(yuǎn)距離遷飛習(xí)性,在1月0 ℃等溫線以北地區(qū)不能越冬,因而我國北方麥區(qū)會因麥長管蚜的大量遷入和遷出,出現(xiàn)有翅蚜量的“突增”“突消”現(xiàn)象。麥長管蚜有翅蚜遷入麥田后,開始胎生繁殖,數(shù)量劇增,隨著寄主衰老,有翅蚜占比增加,至小麥黃熟期,有翅蚜大量迅速遷出麥田。麥長管蚜種群這一發(fā)展過程有3個主要階段,即種群緩慢發(fā)展期、種群盛發(fā)期和種群衰退期,包括溫度、濕度、風(fēng)雨等氣象因素對麥長管蚜3個發(fā)展時期均可能會有較重要的影響,而這些不同發(fā)育階段出現(xiàn)的氣象因素也將使麥蚜的防治策略發(fā)生變化。王冰等通過觀測發(fā)現(xiàn),風(fēng)雨是麥長管蚜種群發(fā)展的重要影響因素,小麥灌漿期模擬風(fēng)雨處理可以獲得較佳的防治效果。而王純枝等通過小麥蚜蟲氣象適宜度預(yù)報建模,發(fā)現(xiàn)上年冬季平均氣溫、當(dāng)年3月溫雨系數(shù)、3月最高氣溫大于等于25 ℃的日數(shù)、3月下旬日照時數(shù)、4月上旬平均氣溫、4月下旬最高氣溫大于等于28 ℃的日數(shù)、4月大雨日數(shù)和5月上旬空氣相對濕度介于40%~80%范圍的日數(shù)等8個氣象因子均會對華北地區(qū)小麥蚜蟲年發(fā)生程度造成顯著影響。鑒于麥長管蚜的遷飛特性和繁殖特性,本研究重點(diǎn)分析5月溫度、濕度、瞬時風(fēng)速和降水量對河北省唐山市和保定市小麥麥長管蚜種群發(fā)展等3個階段的影響,以期明確對河北省小麥麥長管蚜種群發(fā)展的關(guān)鍵氣象因子。

        1 材料與方法

        1.1 調(diào)查地點(diǎn)

        分別選擇保定市滿城區(qū)和唐山市開平區(qū)小麥田作為麥長管蚜種群動態(tài)監(jiān)測點(diǎn),2地均常年種植小麥,麥長管蚜均為2地小麥穗期主要害蟲。

        1.2 調(diào)查和數(shù)據(jù)分析方法

        調(diào)查時間為2019年4月底至6月初,每5~7 d調(diào)查1次。

        調(diào)查方法:選取3塊具代表性的麥田,每塊麥田面積不小于667 m。調(diào)查時采取5點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)調(diào)查5株,調(diào)查全株麥長管蚜無翅蚜蟲數(shù)量。統(tǒng)計和分析麥長管蚜發(fā)生量,以百株蚜量為單位。采用SPSS 19.0軟件,進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)方差分析(ANOVA)。

        保定市滿城區(qū)和唐山開平區(qū)氣象資料由河北省保定市氣象局提供。

        2 結(jié)論與討論

        2.1 河北省保定地區(qū)和唐山地區(qū)小麥田麥長管蚜種群消長動態(tài)

        由圖1、圖2可知,保定和唐山2地小麥田麥長管蚜均經(jīng)過了一個較長的緩慢發(fā)展期,分別于5月13、14日進(jìn)入了快速發(fā)展期。保定地區(qū)麥長管蚜于5月23日左右到達(dá)了種群高峰,百株蚜量達(dá)到了 2 926頭,之后快速下降,直至6月初種群基本從麥田消失,而唐山地區(qū)麥長管蚜于5月19日左右百株蚜量達(dá)到了5 778頭,隨后種群數(shù)量便快速下降,至5月29日基本消失。

        結(jié)合保定和唐山2地小麥生育期發(fā)展(表1)來看,2地小麥均從4月底開始孕穗,但唐山地區(qū)小麥孕穗期、抽穗期、揚(yáng)花期、灌漿期、乳熟期、面團(tuán)期和成熟期分別比保定地區(qū)小麥晚4、4、6、6、5、10、5 d。保定和唐山地區(qū)麥長管蚜在麥田快速發(fā)展時,當(dāng)?shù)匦←湻謩e處于揚(yáng)花后期至灌漿初期和小麥揚(yáng)花期,而保定地區(qū)麥長管蚜至小麥乳熟后期才開始出現(xiàn)種群下降,唐山地區(qū)麥長管蚜卻在小麥灌漿期出現(xiàn)了種群的快速下降。為弄清兩地麥田麥長管蚜各種群動態(tài)出現(xiàn)差異的原因,分析5月保定和唐山地區(qū)平均氣溫、最高氣溫、降水量、相對濕度,以及瞬時風(fēng)速的變化,以期明確氣象因素對5月河北省麥田麥長管蚜種群動態(tài)的影響。

        表1 河北省保定和唐山麥區(qū)小麥孕穗期至成熟期時間

        2.2 河北省保定地區(qū)和唐山地區(qū)氣象因素差異分析

        2.2.1 溫度 本研究首先分析5月河北省保定地區(qū)和唐山地區(qū)平均氣溫和最高氣溫的差異(圖3、圖4),從分析結(jié)果來看,5月2地平均氣溫均呈波動式上升,唐山地區(qū)平均氣溫分別于5月6日(16.0 ℃)、13日(16.4 ℃)、20日(17.4 ℃)、26日(20.3 ℃)、31日(21.8 ℃)出現(xiàn)了較大幅度的下降,保定地區(qū)平均氣溫分別于5月6日(17.9 ℃)、13日(19.1 ℃)、18—19日(22.0 ℃)、27日(23.9 ℃)、31日(23.8 ℃)出現(xiàn)較大幅度的下降。從2地平均氣溫來看,在河北省氣溫出現(xiàn)下降的時期,保定地區(qū)平均氣溫較唐山地區(qū)要高1.5~2.0 ℃,而2地平均氣溫最高峰均出現(xiàn)在5月下旬(23日),保定地區(qū)平均氣溫較唐山地區(qū)分別高2.1 ℃。

        從保定地區(qū)和唐山地區(qū)5月最高氣溫情況來看,保定地區(qū)最高氣溫超過30 ℃的天數(shù)共有10 d,分別為5月16—17日(31.9~32.9 ℃)、21—25日(30.8~37.1 ℃)和28—30日(30.3~33.2 ℃),唐山地區(qū)最高氣溫超過30 ℃的天數(shù)共有8 d,分別為5月2—3日(30.2~30.4 ℃)、22—25日(33.7~36.7 ℃)和28—29日(30.6~31.0 ℃)。最高氣溫超過30 ℃的天數(shù)保定地區(qū)比唐山地區(qū)多2 d,而唐山地區(qū)5月2—3日出現(xiàn)在麥蚜發(fā)生初期,麥長管蚜發(fā)生盛期保定地區(qū)最高氣溫超過30 ℃的天數(shù)比唐山地區(qū)多4 d。而2地最高氣溫均出現(xiàn)在5月22—25日,最高氣溫之間未表現(xiàn)出明顯差異。

        麥長管蚜田間適宜溫度范圍為13~25 ℃,室內(nèi)恒溫條件為21~22 ℃時,其內(nèi)稟增長率最高,超過30 ℃時,麥長管蚜則不能正常延續(xù)種群,高溫超過36 ℃后,麥長管蚜種群數(shù)量則快速降低。從2019年5月田間氣溫來看,保定和唐山地區(qū)最高氣溫均于5月22—24日出現(xiàn)高于 36 ℃ 的天氣,而保定地區(qū)麥長管蚜種群數(shù)量也于23日出現(xiàn)了種群急劇下降,可以確定與此次高溫天氣有關(guān),但是唐山地區(qū)麥長管蚜種群數(shù)量于19日便開始出現(xiàn)下降,則應(yīng)該另有其他原因。

        2.2.2 降水量和濕度 從2019年5月保定和唐山兩地降雨情況(圖5)來看,保定地區(qū)共出現(xiàn)了2次降雨,分別為5月19日(5.3 mm)和26日(0.2 mm),唐山地區(qū)出現(xiàn)了5次降雨,分別為5月12日(3.2 mm)、18日(3.5 mm)、19日(1.4 mm)、26日(39.4 mm)和27日(0.1 mm)。

        從相對濕度情況(圖6)來看,5月17—18日、26日,保定和唐山地區(qū)均出現(xiàn)了相對濕度明顯上升的現(xiàn)象,保定地區(qū)的相對濕度范圍在64%~77%之間,唐山地區(qū)的相對濕度在69%~83%之間,其他時間2地濕度也均出現(xiàn)了波動,但基本上保持在30%~60%之間,2地間未表現(xiàn)出較大的差異。

        降雨能夠顯著制約麥長管蚜田間種群的繁殖,一次持續(xù)10 h的強(qiáng)降雨(日降水量達(dá)32.2 mm)可導(dǎo)致麥長管蚜種群數(shù)量驟降80%,并且需要7 d 以上才能恢復(fù)到雨前的種群密度。從本研究來看,2019年5月僅唐山地區(qū)于26日出現(xiàn)了一次強(qiáng)降雨,但此時當(dāng)?shù)佧滈L管蚜種群已降至很低的種群密度,而未出現(xiàn)明顯降雨的保定地區(qū),麥長管蚜也已降至很低的水平,因此來看,2019年5月的降雨并不是唐山地區(qū)麥長管蚜種群快速下降的主要原因。

        2.2.3 瞬時風(fēng)速 分析2019年5月保定和唐山地區(qū)每2 min的瞬時風(fēng)速變化情況(圖7、圖8),結(jié)果表明,5月19日、20日,唐山地區(qū)麥田出現(xiàn)了持續(xù)的大風(fēng)天氣,風(fēng)速分別為8.6~16.0、8.3~11.8 m/s,達(dá)到了5~7級,其中7級大風(fēng)持續(xù)時間近3 h。除5月19日、20日外,其他時間的風(fēng)速均低于10 m/s。而2019年5月保定地區(qū)未出現(xiàn)超過5級大風(fēng)的天氣。

        研究表明,一次6~7級大風(fēng)(平均風(fēng)速10 m/s左右)可以顯著抑制麥長管蚜種群增長的趨,其種群數(shù)量可下降65%,而風(fēng)速再增大,可以導(dǎo)致麥蚜種群迅速下降,甚至到小麥成熟期可能都不能恢復(fù)種群。本研究中,唐山地區(qū)麥長管蚜種群在5月19日經(jīng)過一次持續(xù)時間近3 h的7級大風(fēng)后,其種群數(shù)量快速下降,直到小麥成熟均未出現(xiàn)種群恢復(fù)。而保定地區(qū)麥長管蚜種群在其他天氣因素與唐山地區(qū)相近,小麥成熟較早的情況下,于5月23日才出現(xiàn)了種群數(shù)量下降的情況。

        3 結(jié)論

        從本研究結(jié)果來看,保定地區(qū)小麥植株生育期較唐山地區(qū)早4~10 d,而在2019年5月,2地小麥田平均氣溫、最高氣溫、降水量、相對濕度均相近的情況下,僅僅5月19日1次持續(xù)3 h的7級大風(fēng)就造成了麥長管蚜種群數(shù)量的驟降,并且至小麥成熟時仍未恢復(fù)種群數(shù)量。本研究結(jié)果再次證明了大風(fēng)對小麥麥長管蚜種群數(shù)量具有明顯的抑制作用。

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