烟粉虱为害对番茄生长与生化物质的影响及防治技术研究

摘要

番茄（Solanum lycopersicum Mill.）是最受人们喜爱的蔬菜作物之一，世界范围内均广泛种植。在我国，番茄种植面积居各类果蔬之首。而烟粉虱(Bemisiatabaci(Gennadius))是危害番茄的重要害虫之一，它以成虫或若虫直接刺吸番茄汁液，造成植株营养缺乏、生长衰弱、畸形和发育受阻，影响其正常的生理功能，最终引致番茄产量和品质的大幅度下降，同时，烟粉虱还传播番茄病毒病，直接威胁番茄的安全生产。烟粉虱属于世界性入侵害虫，由于其繁殖能力强、发育周期短、世代重叠严重和易于暴发成灾等特性，生产上常用化学方法进行防治。随着我国经济的发展，人们对农产品品质与安全越来越重视。因此，为更好提高番茄的产量与品质，本文系统研究了烟粉虱为害对番茄生长发育和果实营养物质的影响及机制、品种选择性及机理、及对该虫化学防治指标的确定和烯啶虫胺使用技术，以期为生产上进行番茄烟粉虱的控制提供理论依据。主要结果如下:
　　1、烟粉虱为害对番茄植株生长发育的影响
　　为明确不同虫口密度下烟粉虱对番茄植株生长发育的影响，以人工接种的方法将定量烟粉虱接种至9叶期番茄植株。结果表明:烟粉虱为害可明显抑制番茄植株的生长发育，且这种影响随虫量和为害时间的不同而有显著差异。以50头/株烟粉虱处理（处理1）和450头/株处理（处理2），为害28d后，处理1和处理2地上部植株干重仅为对照的67.92％和40.00％。烟粉虱为害对番茄地下生长量亦有严重影响。烟粉虱为害后，番茄植株根重有所下降，在为害28d时，处理1和处理2的根重分别为对照的70.86％和49.89％，处理1、处理2的根长只有对照的78.32％和57.96％。在整个实验阶段，有虫处理的番茄植株根长始终低于对照根长。但随着虫量的增加，植株的根冠比有所增加。为害28d时，处理1和处理2的根冠比较对照分别上升19.58％和4.3％。同时，烟粉虱为害对番茄其它生长量亦有严重影响。为害28d后，处理1和处理2的全株总干物质重量仅分别为对照的68.36％、41.47％。接虫为害处理的壮苗指数和相对生长速率亦显著低于对照。
　　2、烟粉虱为害对番茄果实营养物质的影响
　　为明确不同虫口密度下烟粉虱对番茄果实营养物质的影响，以人工接种的方法将定量烟粉虱接虫至座果期番茄植株。结果表明:随着烟粉虱为害等级的升高，番茄果实维生素C(VC)含量明显下降，不同虫口密度为害可使成熟期番茄VC含量下降15.07％～54.49％。低虫口密度烟粉式可刺激番茄果实中蛋白质含量的增加;但随着虫口密度的升高，危害加重，蛋白质含量明显下降，当为害级别为5级时，下降率达33.67％;低虫口密度为害时，随着虫量的增加，番茄体内氨基酸总量呈上升趋势，但当为害级别＞3级后，氨基酸总量又呈下降趋势，且4、5级和对照之间无显著差异;但胱氨酸、苯丙氨酸、组氨酸和脯氨酸等却在虫口密度较大时出现上升趋势。不同虫口密度下，烟粉虱可使番茄果实可溶性糖含量下降9.83％～62.31％。随着为害等级的上升，番茄果实内有机酸的浓度上升，糖酸比下降，且成熟期有机酸浓度高于绿熟期。
　　3、烟粉虱为害对番茄植株生化物质的影响
　　为明确不同虫口密度下烟粉虱对番茄植株生理生化的影响，以人工接虫的方法将定量烟粉虱接虫至9叶期番茄植株上，测定了植株的根系活力、光合速率、花粉活力等生理指标和植株体内叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白等生化指标。结果表明:无论高密度（450头/株）处理、还是低密度（50头/株）处理，均造成番茄植株根系活力、光合速率、花粉活力等生理指标均有明显下降。烟粉虱接虫后，受侵害植株体内叶绿素含量和可溶性糖含量均比对照有明显下降，说明可能其体内叶绿素的合成与光合作用受阻。在受烟粉虱为害的逆境下，植株体内脯氨酸含量大量富集;而可溶性蛋白质含量除在低虫量接种植株体内有短暂上升外，其它植株体内可溶性蛋白含量均明显低于对照。然而，通过对番茄植株体内不同氧化酶的测定，植株对烟粉虱的为害反应各不相同。烟粉虱为害6d时，SOD活性达到最大值，其增长幅度显著高于对照;为害9d后，其活性开始下降。POD活性随着为害时间的延长和虫口密度的升高而升高，高密度处理中烟粉虱为害3、6和9d后，番茄植株体内POD酶活性分别为对照的130.66％、163.94％、184.75％。处理3～6d后，番茄植株体内CAT活性达最大值，且高密度处理中CAT活性显著低于低密度处理。在相同的为害期内，随着虫量的增加，PAL活性酶活性不断增加，为害9d后，低密度处理、高密度处理中PAL酶活性分别为对照的134.80％、180.25％。PPO酶活性随着处理时间的延长而越来越高，且高密度处理中的PPO活性始终高于低密度处理。
　　4、烟粉虱对不同番茄品种的适应性机制
　　室内、外不同环境下烟粉虱成虫对20种番茄品种的自然选择性研究结果表明:烟粉虱成虫对不同番茄品种的自然选择性有显著差异。无论室内、还是室外，烟粉虱成虫量在绿肩2号上显著多于其他品种。在室外环境下，烟粉虱成虫在精品淑娇上显著低于其他品种。烟粉虱成虫对苏红2003、金陵红玉、石头大粉3个品种在室内、室外环境下的选择性有所不同。在5个代表品种上建立种群生命表显示，烟粉虱在绿肩2号上的产卵量、世代净生殖率、内禀增长率均显著高于其他品种，精品淑娇和金陵红玉最低。测定烟粉虱成虫对5个代表性番茄品种的嗅觉反应显示，烟粉虱成虫对绿肩2号和金陵红玉具有正趋向性，对苏红2003具有负向趋性，而对石头大粉，精品淑娇没有明显的趋性。通过气相色谱-质谱联用测定了5个番茄品种的挥发性物质，共检测出不同番茄品种的15种重要挥发物，其中6种对B型烟粉虱嗅觉有刺激作用，分别为桉树脑、β-水芹烯、月桂烯、α-蒎烯、β-蒎烯和β-石竹烯。测定证明了番茄的挥发物含量与烟粉虱雌成虫的选择性具有一定的相关性。绿肩二号挥发物总含量较多，对烟粉虱具有吸引作用的月桂烯比例也较高，其对烟粉虱吸引性也较强;苏红2003主要含有α-蒎烯，其对烟粉虱有趋避作用。金陵红玉的挥发物比较丰富，β-水芹烯和月桂烯含量明显高于α-蒎烯，其对烟粉虱吸引性也较强。石头大粉含有月桂烯和α-蒎烯等挥发物，受到混合影响，而其对烟粉虱吸引性不明显。精品淑娇挥发物很少，对烟粉虱吸引性也不明显。
　　5、烟粉虱为害番茄的经济阈值及烯啶虫胺的使用技术研究
　　不同虫口密度烟粉虱为害后番茄的损失及经济阀值的研究结果表明:烟粉虱不同虫口密度的为害对番茄的单株结果数、单果重和单株产量均有明显的相关性。随着烟粉虱虫口密度的增加，番茄单株果数均呈指数性下降，单果重呈线性下降。番茄上烟粉虱防治指标为每平方厘米叶片上为2.99头。
　　测定了8种农药对烟粉虱室内毒力和不同作用方式下烯啶虫胺对烟粉虱的生物活性及解毒酶活性。结果显示:烯啶虫胺对烟粉虱有较强的内吸活性和触杀作用，处理72 h后，2种方式处理的若虫和成虫的校正防效分别为90.60％和84.89％及79.90％和73.27％。烯啶虫胺喷雾和灌根方法效果较好，从速效性来说，喷雾好于灌根，从持效性来说，灌根优于喷雾，两种方法均显著高于单叶施药和涂茎法。半致死浓度(LC50)剂量处理的烟粉虱，成虫体内羧酸酯酶活性表现为可逆性抑制，处理24 h后与对照间无显著差异，48 h后显著高于对照;乙酰胆碱酯酶活性在处理后持续下降，36h后达稳定状态，活力比值下降20％左右;谷胱甘肽-S-转移酶活性随处理时间的增加而下降，处理48 h后，活力比值下降7％左右。

目录

论文说明

摘要

第一章 文献综述

1 番茄的主要虫害

2 烟粉虱研究概况

2．1 烟粉虱的分类地位

2．2 烟粉虱的分布

2．3 烟粉虱的寄主

2．4 烟粉虱的为害

3 植物抗虫性

4．刺吸式昆虫取食对植物的影响

4．1 刺吸式昆虫取食引起植物营养物质的变化

4．2 刺吸式昆虫取食引起植物产生次生物质的变化

4．3 刺吸式昆虫诱导的植物挥发物的基本特性

5．烟粉虱的综合防控及存在问题

5．1 抗性品种的选育

5．2 农业防治

5．3 物理防治

5．4 生物防治

5．5 化学防治

6．烯啶虫胺的研究进展

6．1 烯啶虫胺杀虫机理

6．2 环境生物安全性评价

6．3 烯啶虫胺的应用

第二章 烟粉虱为害对番茄植株生长发育的影响

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验方法

1．3 试验仪器及测量方法

1．4 统计分析

2 结果与分析

2．1 对番茄地上部株高、茎粗及干重的影响

2．2 对番茄植株地下部根长和根重的影响

2．3 对全株干重、壮苗指数、相对生长速率及根冠比的影响

3 讨论

第三章 烟粉虱为害对番茄果实营养物质的影响

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验方法

1．3 统计分析

2 结果与分析

2．1 烟粉虱为害对番茄VC含量的影响

2．2 烟粉虱为害对番茄可溶性糖含量的影响

2．3 烟粉虱为害对番茄可溶性蛋白含量的影响

2．4 烟粉虱为害对番茄氨基酸含量的影响

2．5 烟粉虱为害对番茄果实中有机酸浓度及糖酸比的影响

3 讨论

第四章 烟粉虱为害对番茄生化物质的影响

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验方法

1．3 数据处理

2 结果与分析

2．1 烟粉虱为害对番茄生理指标的影响

2．2 对番茄植株保护酶系的影响

3 讨论

第五章 烟粉虱对不同番茄品种适应性机制的研究

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验方法

1．3 数据分析

2 结果与分析

2．1 烟粉虱对不同番茄品种的选择性及适生性

2．2 烟粉虱对不同番茄品种的适应性性机制

3．讨论

第六章 烟粉虱为害番茄的经济阈值研究

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 烟粉虱为害对番茄产量的测定

1．3 调查方法

2 结果与分析

2．1 不同虫量为害对番茄产量损失的影响

2．2 烟粉虱防治指标研究

3 讨论

第七章 烯啶虫胺对烟粉虱的生物活性及使用技术研究

1 材料与方法

1．1 供试材料

1．2 试验方法

1．3 统计分析

2 结果与分析

2．1 几种不同类型药剂对烟粉虱毒力

2．1 烯啶虫胺对烟粉虱的杀虫活性

2．2 不同施用方法烯啶虫胺的防治效果

2．3 烯啶虫胺对烟粉虱解毒酶活性的影响

3 讨论

第八章 全文总结与展望

1．主要结论

1．1 研究了烟粉虱为害对番茄生长发育的影响

1．2 阐明了烟粉虱为害影响番茄果实营养组分的原因

1．3 明确了烟粉虱为害对番茄影响的生理生化机制

1．4 探明了烟粉虱对不同番茄品种的选择性机制

1．5 研究了烟粉虱为害番茄的经济阈值及防治技术

2．本文的创新点

2．1 揭示了烟粉虱为害对番茄品质及产量影响的机制

2．2 探索了番茄品种对烟粉虱的抗性及其机理

2．3 提出了烟粉虱为害番茄的经济阈值

3．存在问题及改进方法

4．研究展望

参考文献

致谢

博士在读期间发表的研究论文

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