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棉蚜(Aphis gossypii Glover)是我国重大棉花害虫之一,严重威胁我国棉花生产及产业发展。每年7月中旬左右,棉蚜种群数量迅速下降,棉蚜种群崩溃现象为其防治及预测工作提供了新思路,生产中若能预知棉蚜种群崩溃现象的发生,可有效减少不必要的化学农药的使用,有效降低成本投入和环境损害,但何种因素导致棉蚜种群崩溃迄今尚不清楚。基于大量有关文献和我们前期的研究基础,我们推测高温、密度和天敌是棉蚜种群崩溃的重要影响因素。本研究通过室内因子控制试验与田间监测数据相结合,明确恒温与变温对棉蚜存活和生殖的影响差异;明确温度、密度对棉蚜种群崩溃发生的早晚及下降速率有何影响;天敌对棉蚜种群崩溃作用如何。初步明确棉蚜种群为何崩溃、何时崩溃以及如何崩溃。主要结论如下:
(1)波动性极端高温显著影响棉蚜的存活和生殖。随着温度的升高和持续天数的延长,棉蚜累计死亡率呈上升趋势,38℃每天高温胁迫2h以上,持续6d,棉蚜累计死亡率>50%,可导致种群的迅速下降。棉蚜半数致死温度随着每天高温处理时间的增加和高温持续天数的延长而降低,且第1-2d下降明显。棉蚜生殖率随着温度的升高呈下降趋势,每天处理时间不同其生殖率规律不同,但均是在38℃时下降最多。38℃胁迫2h/d以上是棉蚜耐极限高温能力的拐点。
(2)初始密度显著影响棉蚜种群崩溃时间和下降速率。初始密度越大,棉蚜种群峰值越大,种群达到高峰值越早,即种群崩溃越提前。初始密度越大,种群崩溃越快。初始密度影响有翅蚜形成,密度越大,有翅蚜比例越高,但整个种群过程有翅蚜比例不超过25%,所以有翅蚜迁出无法导致棉蚜种群崩溃。
(3)高温、密度显著影响棉蚜的存活和生殖。在不同的温度区间和密度范围内,其对棉蚜的作用大小、主次之分发生了改变。随着温度的升高、密度的增加和持续天数的延长,棉蚜累计死亡率呈上升趋势。32-36℃范围内,棉蚜生殖率随密度的增加而降低。40℃条件下,不同密度棉蚜生殖率没有差异,即随着温度的升高,密度对棉蚜的作用逐渐减弱。最高温度值升至40℃以上时,棉蚜存活率和生殖率均显著下降,不同密度棉蚜存活率和生殖率均没有差异。最高温度值为42℃时,棉蚜在3-4 d内全部死亡。
(4)温度、密度、天敌显著作用于棉蚜种群过程。相同初始密度条件下,随着温度的升高棉蚜种群峰值降低;相同温度条件下,随着初始密度的增加,棉蚜种群峰值呈上升趋势。随着温度的升高和密度的增加,达高峰值时间缩短。低温条件下,天敌对棉蚜的控制作用不明显。当温度上升到30℃以上时,棉蚜种群发生数量极低,此时温度起了决定性的作用。
(5)不同地理种群棉蚜对温度的耐受性存在差异,研究了新疆棉区温度对棉蚜的发育、存活和生殖的影响。在18-30℃范围内,若蚜发育历期、棉蚜寿命和平均时代周期随着温度的升高而缩短,棉蚜内禀增长率先升高后降低,27℃时达到最大,为0.3881。30℃时棉蚜生殖率显著降低,产蚜量最少,仅为6.98头。恒温条件下30℃是棉蚜生殖的转折温度。棉蚜种群特征基本符合累积密度模型。根据室内不同温度下棉蚜生命表数据,得出内禀增长率(r值)与温度(T)的关系:r=3.26-0.45T+0.022T2-0.00034T3。将已知温度数据代入公式,得出该温度下的r值。根据室内试验数据a值范围为0.00005-0.0004,给定初始密度,即可得出该温度下的棉蚜种群动态,从而预测棉蚜种群崩溃的早晚和下降速率。
总结:温度在棉蚜种群崩溃甚至整个种群过程中发挥了最重要的作用;初始密度影响棉蚜种群崩溃发生的早晚,即初始密度越大,崩溃发生越提前;天敌对加速棉蚜种群后期崩溃发挥了重要作用。