鄭麗舊 符悅冠 張方平 劉雅 吳 知 陳俊諭
關(guān)鍵詞:比哈小爪螨;橡膠品種;發(fā)育;繁殖;生命表
中圖分類號(hào):S763.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
天然橡膠是我國(guó)重要的熱帶作物之一,也是我國(guó)重要的戰(zhàn)略物資和重要的經(jīng)濟(jì)作物。近年調(diào)查發(fā)現(xiàn),在海南、云南和廣東等植膠區(qū),橡膠葉螨危害呈加重趨勢(shì),其為害可導(dǎo)致橡膠葉片褪綠、光合作用受阻,進(jìn)而影響橡膠產(chǎn)膠能力[1]。比哈小爪螨(Oligonychus biharensis)是橡膠樹重要害螨之一,隸屬于葉螨科(Tetmnychidae),小爪螨屬(Oligonvchus)[1-3]。該螨主要通過吸食植物葉片汁液為害,具有發(fā)育歷期短、繁殖能力強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn),其寄主廣泛,可危害橡膠、荔枝、枇杷等寄主植物[1, 4-5]。
寄主植物是影響昆(螨)蟲生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的重要因素。不同寄主植物或同一寄主植物不同品種可對(duì)昆(螨)蟲的生長(zhǎng)發(fā)育造成影響,甚至無(wú)法正常生長(zhǎng)發(fā)育[6-7]。如東方真葉螨(Eutetranychusorientalis)、截形葉螨(Tetranychustruncates)和蘋果全爪螨(Panonychus ulmi)在同一寄主植物的不同品種上生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖均存在差異[8-10] ; 六點(diǎn)始葉螨( Eotetranychus sexmaculatus)取食抗性橡膠品種‘IRCI12后,該螨不能正常發(fā)育和繁殖[11]。而部分寄主植物品種對(duì)昆( 螨) 蟲繁殖的影響更大, 如二斑葉螨(Tetranychus urticae)以不同品種蘋果為寄主時(shí),相比于生長(zhǎng)發(fā)育,對(duì)其繁殖影響更顯著[12]。
隨著品種選育技術(shù)的不斷發(fā)展,橡膠品種類型不斷增多,當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)上主要栽種的橡膠品種有‘熱研73397‘熱研72059‘熱墾628‘大豐95‘PR107和‘RRIM600等[13-14]。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國(guó)不同植膠區(qū)或同一植膠區(qū)不同品種上橡膠害螨的種類和發(fā)生程度存在差異,如蘇雪芳等[15]和張方平等[8]報(bào)道了六點(diǎn)始葉螨和東方真葉螨在不同橡膠品種上的適應(yīng)性不同。鑒于比哈小爪螨在我國(guó)膠園的發(fā)生范圍逐漸擴(kuò)大,橡膠品種對(duì)比哈小爪螨種群的適應(yīng)性是否存在影響尚未明確,因此本研究結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況,選取‘熱研73397‘熱研72059‘熱墾628‘大豐95‘PR107和‘RRIM6006 個(gè)主栽品種來(lái)探究其對(duì)比哈小爪螨生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響,旨在闡明該螨對(duì)6個(gè)橡膠品種的適應(yīng)性,并為橡膠害螨的科學(xué)防控和抗蟲品種選育提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
供試螨源:比哈小爪螨采自海南省儋州市寶島新村橡膠園,采用離體橡膠葉片在室內(nèi)(27±1)℃飼養(yǎng)數(shù)代作為供試螨源。
供試寄主:橡膠寄主品種為‘熱研73397‘熱研72059‘熱墾628‘大豐95‘PR107和‘RRIM600;盆栽橡膠苗,統(tǒng)一種植管理,待橡膠苗生長(zhǎng)至老化期,備用。
1.2 方法
采集不同橡膠品種的老化期葉片,分別剪成2 cm×2 cm 的葉碟,放入裝有濕潤(rùn)海綿的瓷盤(長(zhǎng)×寬=23 cm×10 cm)。挑取若干頭雌成螨至葉碟上產(chǎn)卵,24 h 后檢查,每葉碟保留1 粒卵,剔除多余的卵,之后每24 h 觀察1 次,記錄卵的孵化情況以及各螨態(tài)的發(fā)育歷期和存活情況,直至發(fā)育至成螨,記錄羽化的成螨性別。將羽化的雌成螨和雄成螨進(jìn)行配對(duì),每24 h 觀察1 次,觀察成螨存活和產(chǎn)卵情況,直至所有雌成螨死亡為止。收集不同品種處理的雌成螨所產(chǎn)卵各60 粒于葉碟中,每天觀察其發(fā)育情況,直至全部羽化為成螨為止,記錄F1代雌雄性比。期間每隔3 d 更換新葉碟,保持葉片新鮮。置于(27±1)℃、相對(duì)濕度75%±5%,L∶D=14 h∶10 h 的人工氣候箱中。每處理60 頭螨蟲。
1.3 數(shù)據(jù)處理
采用 Excel 2010 和SPSS 17.0 軟件進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)。比哈小爪螨實(shí)驗(yàn)種群生命表參數(shù)的計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[16]。計(jì)算公式為:凈增殖率R0=Σlx×mx,世代平均周期T=Σlx×mx×x/R0,內(nèi)稟增長(zhǎng)率r=(lnR0)/T,周限增長(zhǎng)率λ=er,種群倍增時(shí)間Dt=(ln2)/r。式中,lx表示雌成螨在x 日齡的存活率,mx表示雌成螨在年齡x 時(shí)的平均產(chǎn)卵量。比哈小爪螨的生物學(xué)指標(biāo)采用單因素方差分析,對(duì)發(fā)育歷期、壽命和產(chǎn)卵量進(jìn)行Duncans 方差分析(P<0.05)。對(duì)存活率和性比原始數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行正態(tài)分布和方差齊性檢驗(yàn),若符合假設(shè)前提,則進(jìn)行方差分析,若不符合假設(shè)前提,則進(jìn)行非參數(shù)檢驗(yàn)。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同橡膠品種對(duì)比哈小爪螨發(fā)育歷期的影響
橡膠品種對(duì)比哈小爪螨的各螨態(tài)及世代發(fā)育歷期具有重要影響(表1)。卵的發(fā)育歷期在‘RRIM600上最長(zhǎng),在‘熱墾628上最短,二者差異顯著,分別為5.06 d 和4.85 d。幼螨在‘PR107上的發(fā)育歷期顯著長(zhǎng)于其他品種,為2.39 d。第一若螨在‘大豐95和‘RRIM600上的發(fā)育歷期顯著延長(zhǎng),分別為2.20 d 和2.18 d。第二若螨在‘熱墾628上的發(fā)育歷期最長(zhǎng),為2.48 d,在‘大豐95上的發(fā)育歷期最短,為1.98 d。產(chǎn)卵前期在‘熱墾628上顯著延長(zhǎng)。世代歷期在‘PR107上最長(zhǎng),為12.07 d,在‘RRIM600上最短,為11.40 d??傮w來(lái)看,‘RRIM600品種較有利于比哈小爪螨的生長(zhǎng)發(fā)育。
2.2 不同橡膠品種對(duì)比哈小爪螨存活率的影響
比哈小爪螨各螨態(tài)在不同橡膠品種之間的存活率呈顯著差異(表2)。以‘PR107品種為寄主時(shí),比哈小爪螨的幼期存活率最低,為75%。在‘熱墾628上,比哈小爪螨不同螨態(tài)的存活率均為100%,存活率最高;其次為‘大豐95,幼期存活率為93.33%。說明‘熱墾628品種較有利于比哈小爪螨的存活,其次為‘大豐95,而在‘PR107上的存活能力較弱。
2.3 不同橡膠品種對(duì)比哈小爪螨成螨壽命和繁殖力的影響
2.3.1 成螨壽命和產(chǎn)卵量 6個(gè)橡膠品種上比哈小爪螨的雌成螨壽命和繁殖力呈顯著差異(表3)。在‘PR107上,雌成螨壽命最短,為7.44 d;而在‘熱研72059上,單雌產(chǎn)卵量最少,為8.59粒;在‘熱墾628和‘RRIM600上,雌成螨壽命較長(zhǎng),分別為12.23 d 和10.31 d,單雌產(chǎn)卵量較大,分別為28.66 粒和29.56 粒,且產(chǎn)卵期最長(zhǎng),均為7.88 d,2 個(gè)品種間差異不顯著。說明‘PR107不利于該螨存活,‘熱研72059不利于該螨繁殖,‘RRIM600和‘熱墾628較有利于該螨繁殖。
2.3.2 逐日產(chǎn)卵量和逐日存活率 比哈小爪螨在6 個(gè)橡膠品種上的逐日產(chǎn)卵量和逐日存活率存在差異,在‘熱研73397‘熱研72059和‘熱墾628上,雌成螨大量死亡出現(xiàn)在產(chǎn)卵高峰期后,而在‘大豐95和‘PR107上則相反(圖1)。在‘熱研73397和‘熱墾628上,均在第5 天出現(xiàn)產(chǎn)卵高峰,逐日產(chǎn)卵量分別為4.35 粒和5.00粒,隨后雌成螨大量死亡。在‘熱研72059上,出現(xiàn)產(chǎn)卵高峰時(shí)間最快,第4 天進(jìn)入產(chǎn)卵高峰,逐日產(chǎn)卵量為2.82 粒,隨后雌成螨大量死亡。而在‘大豐95和‘PR107上,產(chǎn)卵高峰分別為第12 天和第15 天,逐日產(chǎn)卵量分別為5.50、3.33粒,雌成螨大量死亡均出現(xiàn)在產(chǎn)卵高峰前。在‘RRIM600上,產(chǎn)卵高峰期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),且出現(xiàn)2 個(gè)明顯的產(chǎn)卵高峰,分別在第12 天和第18 天,在第3 天開始逐日產(chǎn)卵量即達(dá)到3.57 粒,最大日產(chǎn)卵量可達(dá)7.00 粒,成蟲大量死亡出現(xiàn)在產(chǎn)卵高峰之后。
2.4 不同橡膠品種對(duì)比哈小爪螨后代性比的影響
不同橡膠品種對(duì)比哈小爪螨的后代性比影響不顯著(圖2)。比哈小爪螨在‘熱研73397的雌性占比最少,為63%,其次為‘PR107‘熱研72059‘熱墾628和‘RRIM600,雌性占比分別為71%、72%、73%和75%,在‘大豐95上占比最大,為76%。說明不同橡膠品種對(duì)比哈小爪螨F1 代的雌性比影響不大。
2.5 不同橡膠品種上比哈小爪螨的實(shí)驗(yàn)種群生命表
由表 4可知,比哈小爪螨在‘RRIM600和‘熱墾628上的凈增殖率較大,分別為29.570和28.640;在‘PR107上,平均世代歷期最長(zhǎng),內(nèi)稟增長(zhǎng)率和周限增長(zhǎng)率最小,種群倍增所需時(shí)間最長(zhǎng),分別為9.539、0.257、1.292 和2.702;除‘PR107外,其他品種處理在平均世代歷期、內(nèi)稟增長(zhǎng)率、周限增長(zhǎng)率和種群倍增時(shí)間參數(shù)值上相差不大。因此,根據(jù)生命表參數(shù)及其生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖指標(biāo)綜合考慮,認(rèn)為‘RRIM600和‘熱墾628 較利于比哈小爪螨種群的增長(zhǎng), 而‘PR107品種最不利于其種群增長(zhǎng)。
3 討論
昆(螨)蟲與寄主植物互作關(guān)系復(fù)雜,寄主本身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、次生代謝物和葉片結(jié)構(gòu)均可影響昆(螨)蟲對(duì)寄主的適應(yīng)性;另昆(螨)蟲對(duì)不同寄主的適應(yīng)性表現(xiàn)出差異,與寄主本身具有的抗蟲性、耐害性等因素也有關(guān)[17-18]。本研究發(fā)現(xiàn),比哈小爪螨在6 個(gè)橡膠品種上均可正常發(fā)育和繁殖,但其對(duì)寄主品種的適應(yīng)性不同。比哈小爪螨在‘RRIM600和‘熱墾628上的凈增殖率和內(nèi)稟增長(zhǎng)率均最大,在‘RRIM600上的世代歷期最短,單雌產(chǎn)卵量最大,產(chǎn)卵期最長(zhǎng),壽命較長(zhǎng);在‘熱墾628上的存活率最高,單雌產(chǎn)卵量較大,壽命和產(chǎn)卵期均最長(zhǎng)。而在‘PR107上的世代歷期最長(zhǎng),幼期存活率最低,壽命最短,單雌產(chǎn)卵量較少和內(nèi)稟增長(zhǎng)率最小; 說明‘RRIM600和‘熱墾628是比哈小爪螨種群增長(zhǎng)較適宜的寄主品種,而‘PR107是最不適宜的寄主品種。
昆(螨)蟲的生長(zhǎng)發(fā)育與存活受寄主植物、寄主品種等因素的影響,其發(fā)育與存活決定了物種種群的豐富度[19]。如本研究中比哈小爪螨在6個(gè)橡膠品種上的世代歷期為11.40~12.07 d,這與在龍眼和杧果寄主上的發(fā)育歷期(分別為14.57、20.71 d)存在差異,另與該螨在4 個(gè)荔枝品種上的卵-成螨的發(fā)育歷期為16.97~21.05 d 也存在差異,推測(cè)與寄主的生理生化物質(zhì)和組織結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。此外,在龍眼和杧果寄主上的存活率分別為93.8%和84.1%,在不同荔枝品種上的存活率為62.73%~82.68%[5, 20],而在本研究中不同橡膠品種上的存活率為75%~100%,說明比哈小爪螨的存活除受不同寄主種類影響外,受相同寄主不同品種的影響也很大,其原因可能與寄主葉片營(yíng)養(yǎng)成分、葉表結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。
產(chǎn)卵量是評(píng)價(jià)昆(螨)蟲種群繁衍能力的重要指標(biāo)。已有研究報(bào)道,比哈小爪螨取食龍眼寄主時(shí)單雌產(chǎn)卵量為46.63 粒[5],這與本研究在橡膠寄主上的產(chǎn)卵量(8.59~29.56 粒)相比,二者差異較大;該螨取食不同荔枝品種時(shí),單雌產(chǎn)卵量范圍為34.00-68.80 粒[20],也大于本研究中橡膠寄主上的產(chǎn)卵量,說明比哈小爪螨的繁殖受寄主植物和品種的影響,這與其他害螨的研究結(jié)果一致,如二斑葉螨在不同甜瓜、三葉草和玉米寄主上[21-22],截形葉螨在不同玉米品種上[23]的產(chǎn)卵量均呈顯著差異。昆(螨)蟲產(chǎn)卵量的差異與寄主葉片所含的氮、碳物質(zhì)等有關(guān),氮含量高有利于產(chǎn)卵[24]。
種群生命表參數(shù)受昆(螨)蟲種群發(fā)育、存活和生殖的影響[6],由凈增殖率可了解種群數(shù)量的發(fā)展趨勢(shì), 本研究中比哈小爪螨取食‘RRIM600和‘熱墾628時(shí)的凈增殖率最大,說明在該品種上其種群數(shù)量增長(zhǎng)較快。較短的世代周期可避免遭受惡劣環(huán)境和天敵的捕殺,從而提高昆(螨)蟲的存活率[23]。內(nèi)稟增長(zhǎng)率是判斷昆(螨)蟲種群增長(zhǎng)的重要指標(biāo),本研究中比哈小爪螨取食‘RRIM600橡膠品種時(shí),內(nèi)稟增長(zhǎng)率最大為0.457,而該螨取食白糖罌荔枝品種時(shí),內(nèi)稟增長(zhǎng)率為0.2143[20];取食龍眼寄主時(shí),內(nèi)稟增長(zhǎng)率為0.1328[5];取食枇杷寄主時(shí),內(nèi)稟增長(zhǎng)率為0.3069[25];相比之下,該螨在橡膠寄主上具有更強(qiáng)的種群增長(zhǎng)能力。
本研究?jī)H在室內(nèi)葉片離體條件下進(jìn)行觀察,而害螨在田間受到諸多環(huán)境因子影響,如氣象因子、農(nóng)藥和天敵等因素,其結(jié)果可能與田間實(shí)際情況有所差別,田間不同品種的比哈小爪螨種群發(fā)生動(dòng)態(tài)還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),比哈小爪螨的生長(zhǎng)發(fā)育與繁殖受寄主植物及品種的影響,推測(cè)可能與寄主的營(yíng)養(yǎng)成分、生理生化物質(zhì)、次生代謝物及葉片結(jié)構(gòu)等因素有關(guān),具體影響機(jī)制有待進(jìn)一步探究。