似士维螨schwiebeasimilis在9种作物上的取食与繁殖选择

似士维螨Schwiebeasimilis在9种作物上的取食与繁殖选择-农学论文似士维螨Schwiebeasimilis在9种作物上的取食与繁殖选择 郭素芬，赵利敏，兰阿峰 （陕西理工学院生物科学与工程学院，陕西汉中723000） 摘要：似士维螨(Schwiebea similis Manson)是陕西省留坝县西洋参种植区内的新害螨，为了探索农业防治的潜在效应，选用9 种食料作物设5 个温阶进行室内取食与繁殖选择试验，探讨其嗜好性。采用拉丁方和二因素法设计、执行2 批室内试验，对目标螨虫培养、观察1 代，以供试食物上的螨虫均值评价其取食及繁殖选择。综合两批试验，供试食物上似士维螨均值间差异极显著(P0.01)，作物排序为：蒜（鳞茎瓣）马铃薯（块茎）薯蓣（块茎）西洋参（主根）萝卜（主根）胡萝卜（主根）葱（葱白）生姜（根茎）小麦（须根）。在供试的培养温度范围内，螨虫均值间亦有极显著差异(P0.01)；对于存活和繁殖而言，24.5最佳、15.621.2适宜、而27.2欠适宜。目标螨虫不喜食小麦（须根），由此预示根螨类种群密度在前茬为小麦或其他禾本科作物田内较低，适于轮作西洋参。 关键词：似士维螨；西洋参；食料作物；取食；繁殖；选择；轮作 中图分类号：S433.7 文献标志码：A 论文编号：cjas16040001 基金项目：陕西省自然科学基金重点项目“西洋参病虫害综合治理研究”(2009JZ006)；陕西省教育厅专项计划项目“小菜蛾非化学防治方法集成体系的建立”(11JK0645)。 第一作者简介：郭素芬，女，1979 年出生，山西寿阳人，讲师，博士，研究方向为昆虫生理生态学及IPM。通信地址：723000 陕西汉中陕西理工学院生物科学与工程学院，E-mail：emailprotected。 通讯作者：赵利敏，男，1954 年出生，陕西勉县人，教授，博士，主要从事昆虫学和植物保护学研究。通信地址：723000 陕西汉中陕西理工学院生物科学与工程学院，TelE-mail：emailprotected。 收稿日期：2016-04-01，修回日期：2016-06-17。 0 引言 近10 年来，陕西省留坝县西洋参种植区内病虫害频繁发生；球囊线蚓、根螨类、眼蕈蚊、线虫类等新害虫在西洋参根部滋生、危害，已造成严重损失1-3。其中，根螨类害虫主要涉及3个物种，即刺足根螨、罗宾根螨4-5和似士维螨6-8，后者在田间种群数量上占优势。似士维螨主要危害西洋参的芦头和根部上段，容易造成叶枯、茎损、根基残，从而导致芦头难发新芽，整株失苗、根部逐渐溃烂消亡。 似士维螨Schwiebea similis Manson（ 蜱螨亚纲Acari：粉螨科Acaridae）标本，最早发现于澳大利亚的大丁草属(Gerbera) 植物根部和中国香港的芋属(Colocasia)植物根部6，后来又在江西南昌的豆饼内采得1 头雌螨8。目前，尚未发现似士维螨在陕西和国内其他地区危害西洋参的记载；本文予以报道，证明它既是陕西新记录种、又是西洋参植物的新害虫。 遭受根螨类危害的作物往往萌芽受阻、长势衰弱，收获后会在田间留下大量种群；而如何利用低感性或抗性作物轮作倒茬以设法降低田间根螨类种群密度，仍然值得探索。为了尝试这种农业防治措施的潜在效应，作者选择9 种食料作物，执行室内试验以测定似士维螨对它们的喜食程度，据其赖以生活和繁殖的室内种群数量进行评价，从而确定了相应顺序，并可用于指导西洋参大田种植。 1 材料与方法 1.1 供试材料 1.1.1 螨虫似士维螨，采自陕西省留坝县西洋参种植区2 年生幼苗根部。自受害西洋参残根挑取活螨，接种于含湿润细沙和西洋参根粉的培养皿中，在21分离、提纯并继代培养以获其室内原种群。 1.1.2 食料作物（1）西洋参(Panax quinquefolium L.)（五加科）；（2）马铃薯(Solanum tuberosum L.)（茄科）；（3）蒜(Allium sativum L.)（ 百合科）；（4）葱(Alliumfistulosum L.)（百合科）；（5）萝卜(Raphanus sativus L.)（十字花科）；（6）胡萝卜(Daucus carota L.)（伞形科）；（7）小麦(Triticum aestivum L.)（ 禾本科）；（8）生姜(Zingiber officinale Roscoe)（ 姜科）；（9）薯蓣(Dioscorea opposita Thunb.) （薯蓣科）。 1.2 试验设计与实施 全体试验分2 批设计、执行。所用食料作物及其食用部位由具体试验选择、确定。试验于2013 年4 月2014 年6 月在陕西理工学院昆虫生理生态实验室进行。 1.2.1 首批试验以66 拉丁方试验法进行设计9-10，选用6 种食物，在18和21恒温条件下实施。恒温培养条件在2 台培养箱（250D型，金坛市杰瑞尔电器有限公司；下同）内预置。 选用的食物来自6 种作物，均为鲜活材料，即西洋参（主根）、马铃薯（块茎）、蒜（鳞茎瓣）、葱（葱白）、萝卜（主根）、胡萝卜（主根），一律切成圆盘状（直径5 mm厚1 mm）。每种食物设为一项处理，在拉丁方设计方案内重复6 次；另将设计方案整体重复23 次，即每项处理共重复12 或18 次。向各种食物的每次重复接种1 对似士维螨成虫，任其繁殖1 代，在其首卵或首批卵发育至子代成螨时统计亲代与子代螨虫数。 具体操作过程为：（1）取5 个塑料培养皿（直径90 mm），各放入1 片玻璃板(63633.5 mm)，覆盖1 张中性圆形滤纸（直径85 mm）；滴水，使其略微湿润，并在湿滤纸上与玻璃板贴合的方形部位等分划出66=36 个方格；（2）按拉丁方设计方案向每格内放入1 份圆盘形食物；（3）向皿内滤纸边缘滴加浓度为w=10 mg/L的对羟基苯甲酸甲酯溶液3 mL（灭菌），覆盖，在室内静置过夜；（4）翌日，借助双目连续变倍体视显微镜和移虫针向每份食物接种1 对蜕皮不久且正在交尾的似士维螨成虫，覆盖，转入恒温箱内培养。 培养期内随机镜检幼螨和若螨在各种食物上的发育进度。因螨卵与食物间的反差太小、不易察觉，因而省略查卵步骤（下同）。向培养皿内酌情加水保湿。待子代成螨出现，逐一检查、记载每份食物上的幼螨、若满及成螨总数，转入统计分析。 1.2.2 第2 批试验以二因素试验法进行设计9-10。因素A为供试食物，来自8 种作物；因素B为培养温度，设5个温阶。 所用8 种食物均为鲜活材料，即西洋参（主根）、马铃薯（块茎）、萝卜（主根）、胡萝卜（主根）、生姜（根茎）、薯蓣（块茎）、蒜（须根）、小麦（须根）。将主根、块茎和根茎材料一律切成圆盘（直径5 mm厚1 mm，重约20 mg），但将须根材料切成小段（长5 mm），与圆盘等重供试。投试前将所有食物在上述对羟基苯甲酸甲酯溶液内浸泡510 min。每种食物设为1 项处理，分别重复12次。 具体操作过程如下：（1）取20 个塑料培养皿（直径90 mm），分别加入20 g 已灭菌的细沙（过40 目筛），滴入7.5 mL纯净水，摇匀使平；（2）取20 张圆形滤纸（直径85 mm），按直径80 mm、65 mm、50 mm画3 个同心圆，8 等分，并使等分点相互错开；（3）向上述培养皿内的湿沙表面铺滤纸，每皿1 张，待滤纸全部湿润后吸出余水；（4）在滤纸的每个等分点放置1 份食物，使其前后左右的食物邻居都不相同，每个同心圆弧上的食物构成1 组重复；（5）向每张滤纸圆心接种蜕皮不久且正在交尾的似士维螨成虫48 对，覆盖；（6）将如此制备的20 个载虫湿沙皿随机均分为5 组，分别转入5 台恒温箱内培养。 湿沙皿内的实际温度以电子温湿度仪（TES-1361C型，中国台湾泰仕公司）、三角瓶和少量纯净水模拟测量，实测值分别为：15.6、18.5、21.2、24.5、27.2。培养期内的维护、随机观察、镜检和记载法同首批试验。 1.3 统计分析 1.3.1 拉丁方试验将首批拉丁方试验资料按培养温阶分为2 组。每组内对因设计方案整体重复23 次的螨虫数按36 个方格逐一求取均值，排成行/列二向表和食物/重复二向表。各数组内的螨虫均值经平方根转换( y = x +0.5 )以便使数组通过Bartlett 方差齐性检验和Turkey可加性检验（9 下同），再按拉丁方试验资料分析法对相应数组开展方差分析（F 检验），剔除行间和列间差异并分离处理间差异，进而执行6 种食物上螨虫均值间的q法多重比较，且予以反转表达9-10。 1.3.2 二因素试验先将第2 批二因素试验资料按培养温阶分为5 组。每组内将8 种食物的12 次重复值排成食物/重复二向表，形成5 个服从完全随机设计的数组。各数组内的螨虫数经平方根转换9，再按完全随机试验分析法执行各数组的F检验和每数组内8 种食物上螨虫均值间的q法多重比较，反转表达9-10。再将8 种食物在5 个温阶的螨虫均值排成食物/温度二向表，形成二因素试验数组，按与其相匹配的随机区组试验分析法开展数组的F检验及8 种食物上螨虫均值间和5个培养温阶螨虫均值间的q法多重比较9-10。 统计分析过程，以启动QBASIC驱动程序、分别调用SAOLSE.BAS和ANOVARB.BAS分析程序、逐步加载相应数组后自动完成。 2 结果与分析 2.1 螨虫对拉丁方试验内6种食物的选择 方差分析结果显示，在18和21培养时，拉丁方试验数组的F检验值都极为显著（P0.01，表1）。q 法多重比较结果表明，供试6 种食物上的螨虫均值间差异极显著（P0.01，表1），蒜（鳞茎瓣）上的螨虫均值居首，差异显著；西洋参（主根）、马铃薯（块茎）和胡萝卜（主根）之间差异不显著，而萝卜（主根）和葱（葱白）居末位，差异显著；西洋参（主根）上的螨虫均值在这2 个温阶中相对稳定，而马铃薯（块茎）上的螨虫均值差异较大。由均值比较可见，螨虫在18的繁殖量比在21略多（表1）。 2.2 螨虫对二因素试验内8种食物和5个温阶的选择 来自二因素试验、对应不同温度之5 个处理/重复数组的F 检验值都极为显著（P0.01，表2）。q 法多重比较结果显示：马铃薯（块茎）上的螨虫均值最高，始终排在首位；薯蓣（块茎）跟随其后；西洋参（主根）、萝卜（主根）、胡萝卜（主根）和生姜（根茎）差异不显著；蒜（须根）与马铃薯（块茎）及薯蓣（块茎）差异显著；而小麦（须根）上的螨虫均值最低，差异显著（表2）。 在二因素试验中，螨虫均值按食物/温度排成二向表，涉及食物（因素A）的F 检验值极显著（P0.01，表3），表示不同食物上的螨虫均值间存在实质性差异；不同培养温度（因素B）对螨虫均值也有极显著影响（P0.01，表3）。q 法多重比较结果表明，马铃薯（块茎）食物上的螨虫均值最高，薯蓣（块茎）和西洋参（主根）上的螨虫均值次之，显著多于蒜（须根）和小麦（须根），而萝卜（主根）、胡萝卜（主根）和生姜（根茎）上的螨虫均值居中（表3）；供试温度范围内，在24.5培养时所得螨虫均值最高，在27.2最低，而在15.621.2居中；分区明显、差异显著（P0.05，表3）。 3 讨论与结论 在实验室内检测动物（包括昆虫、螨类等）食性的传统方法，一般都是按一定方式搁置供试食物、释放一定数目的目标动物、定时观测目标动物在不同食物上的取食量，并据此排列食性顺序11-12。这方面应用实例广泛，例如：多食性斑潜蝇对寄主植物的选择13，不同寄主植物对3 条橙灯蛾生长发育和繁殖的影响14，条华蜗牛对25 种植物的取食选择15。通过嗅觉仪测定不同食料作物粗提液对目标害虫引起的行为反应，虽能为快速判断害虫食性提供信息，但仍须以食物本身进行验证16。涉及到农业害螨领域，王少丽等17研究了朱砂叶螨在5 种蔬菜上的成螨数量、产卵量、由卵发育至成螨和若螨的比例及田间种群增长速度，并发现离体试验和活体试验结果趋势一致；李广云等18测定了土耳其斯坦叶螨对转基因棉花的寄主选择性。本研究中，鉴于根螨类活动相对较慢，只定时检查目标螨虫在供试食物上的存活数而不查其终末繁殖量就难以充分肯定供试食物对目标螨虫的总体影响。本研究介绍的2 批试验都以湿滤纸为载体。在湿滤纸上随机平摊数种食物圆盘或须根小段，允许供试的似士维螨亲代雌螨在1 个世代期内充分选择取食并赖以繁殖，同时也允许子代螨虫自由选择取食；其结果必然是较多活体留在它们喜食的食物上。螨虫均值的高低，反映目标螨虫对供试食料作物的喜食及喜殖程度。因此，这种方法具备创新性。试验过程中对各项处理设置较多的重复次数，是为了降低数据偏差、提高试验精度9-10,19；统计分析过程中以q 法开展多重比较，是采纳较为严格的标准。这些措施有助于保证实验研究结果的可靠性。 由试验过程可见，似士维螨喜欢在非常潮湿的环境内生活。2 批试验都借助滤纸给水，但存在差异。用于拉丁方试验的滤纸可从起衬垫作用的玻璃片周围直接吸水，含水丰富，相对充盈；而用于二因素试验的滤纸是从湿沙表面吸水，湿沙起初含水饱和、后来会略微变干，导致滤纸含水量略低。这种给水方式上的差异造成了同种食物上的螨虫均值在2 批试验中表现为不同，但它不影响同批试验中供试食物的排序，因在同批试验中供水方式是一致的。第2 批试验的供水条件接近生产实际，其食物排序理应符合实际。 两批试验选用的食物不尽相同，且分布在8 科之中。第2批8种食物根据首批试验结果选择，具有更强的针对性。似士维螨在供试的9 种食物上都留下了活体，区别只是数量不同，证明目标螨虫能以所有供试作物的根部为生且赖以繁殖；由此推论，这些供试作物在田间都有可能成为似士维螨的新寄主。蒜瓣上的螨虫均值最高，证明目标螨虫喜食大蒜，这与罗宾根螨的取食行为相似4-5；但是，目标螨虫在大蒜须根上留下的活体数排序第7（倒数第2），证明目标螨虫对同一作物的不同部位具有不同的选择性。此外，马铃薯和薯蓣的排序靠前，而西洋参、萝卜、胡萝卜、生姜依次排列且大致居中，证明对于目标螨虫生活和繁殖而言，马铃薯和薯蓣要比这4 种作物好一些。小麦（根须）上的螨虫均值最低，说明这种作物对目标螨虫的生活和繁殖不利，属于低感性作物。供试作物中尚无抗者。以食物圆盘或须根小段上的螨虫均值排列，供试作物的顺序大致如下：蒜（鳞茎瓣）马铃薯（块茎）薯蓣（块茎）西洋参（主根）萝卜（主根）胡萝卜（主根）葱（葱白）生姜（根茎）小麦（须根）。表3 结果是对表2 内容的概括，是既精炼又简洁的表达。 培养温度对螨虫均值也有极显著影响。在24.5条件下，螨虫均值达到最高，说明它接近目标螨虫生活和繁殖的最佳温度；温度升至27.2时，螨虫均值迅速下降，说明这一温度条件不佳；而在15.621.2范围内，螨虫均值居中且内部互比时差异不显著，说明这是适宜其生活和繁殖的温度范围。留坝县枣木栏村（海拔1236 m）西洋参棚苗畦内10 cm 深度土温均值一般自5 月中旬升至15，在8 月上旬达到高峰值20.3，而在9 月末降至15oC 以下20；闸口石村（海拔1722 m）西洋参棚苗畦内10 cm深度土温均值一般自6 月中旬升至15，在8 月初达到高峰值17.8，而在9 月中旬降至15以下20。结合上述试验结果推论，此期内似士维螨会在田间大量繁殖，并对西洋参作物造成显著危害，需要注意防治。 综合两批试验，该螨在24.5培养时，螨虫均值数最大，可达48.5，适于繁殖，27.2时，螨虫均值数最小，为36.9，在此温度下不利于螨虫繁殖；在供试食物上似士维螨均值间差异极显著(P0.01)，作物排序为：蒜（鳞茎瓣）马铃薯（块茎）薯蓣（块茎）西洋参（主根）萝卜（主根）胡萝卜（主根）葱（葱白）生姜（根茎）小麦（须根），在供试的培养温度范围内，小麦须根上螨虫均值均显示低于其他作物上的螨虫均值数，分布于18.226.2 之间（表2），上述实验研究结果证明，小麦（须根）是似士维螨最不喜食的作物（部位）；已有当地参农反应在玉米前茬田内播种西洋参危害要轻于其他前茬作物，而玉米和小麦同属禾本科作物。据此演绎推理，玉米前茬对于压低似士维螨田间种群密度而言显得合理，值得肯定。因此，建议在种植西洋参前播种一季禾本科作物，以降低根螨类种群密度并改良耕作条件。与化学防治和生物防治措施相结合，这一农业防治措施在西洋参种植过程中必能发挥积极作用，协助挽回经济损失。 参考文献 1 赵利敏,马桂兰.7 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