两种不同昆虫白僵菌流行病的温湿度效应及流行模式研究

摘要

球孢白僵菌（Beauveriabassiana）是目前世界上农林害虫生物防治应用最广的虫生真菌之一；其致病力强，常在害虫种群中造成白僵菌流行病。本文研究了梨花网蝽和东亚飞蝗这两种不同昆虫白僵菌流行病的温湿度效应及流行模式，用数学模型探讨了环境湿度、环境温度及初始接种个体比例对白僵菌流行病发生、发展的影响，并分析、比较了不同昆虫在相同环境条件下对白僵菌流行病的不同应答作用。
　　环境中的温度与湿度变化会对昆虫病原真菌对害虫的侵染造成直接的影响。本文研究了在不同温湿度变化情况下，球孢白僵菌对梨网蝽和东亚飞蝗两种不同昆虫的侵染率的变化动态与趋势。研究表明，在1.0×107孢子/mL孢子悬浮液接种、25℃饲养条件下，两种不同昆虫的死亡率均随着湿度的增加而增加。经检验湿度效应对死亡率的数量影响十分吻合时间-剂量-死亡模型（TDM模型），拟合得到的时间-湿度-死亡（THM）模型能准确地描述球孢白僵菌侵染的湿度效应。THM模型显示，当湿度达到85％以上时，梨花网蝽的死亡率增速明显快于蝗虫；梨花网蝽死亡率随湿度变化的时间效应参数γ在第6天(γ6)达到最大，而东亚飞蝗死亡率随湿度变化的时间效应参数γ在第11天（γ11）达到最大，显示出白僵菌侵染不同昆虫的湿度效应有所差异。在温度效应研究中，当环境相对湿度>95%时，白僵菌侵染两种目标昆虫的累计死亡率均在25℃达到最大，增加或降低温度均会降低白僵菌的侵染效率。逻辑斯蒂模型拟合显示该模型能准确反映白僵菌侵染目标害虫的温度效应。本文中湿度THM模型和温度逻辑斯蒂模型的构建是数学描述昆虫病原真菌对害虫侵染温湿度效应的有益尝试。
　　白僵菌流行病的发展水平与昆虫种群中初始接触白僵菌病原的个体数量与比例密切相关。本研究设定了4种不同的初始接种密度，接种白僵菌的个体比例分别占昆虫总个体数的10%，30%，50%和70%，然后将不同初始接种比例的梨花网蝽和东亚飞蝗置于25℃，全光照条件下观察白僵菌流行病在两种昆虫种群中的发生发展状况，其研究结果如下：
　　（1）在梨花网蝽和东亚飞蝗两种供试昆虫种群中，初始接种比例较大，白僵菌在种群中的侵染速度与流行水平越高。初始接种比例为70%、50%、30%和10%的白僵菌处理组，15天时各东亚飞蝗种群的累计死亡率分别为100%、85%、75%和50%；梨花网蝽的累计死亡率分别为90%，70%，60%和30%。同时，初始接种比例越大，其白僵菌病的发生高峰期来得越快。在完全相同的初始接种比例条件下，梨花网蝽的白僵菌病发生率要全面小于东亚飞蝗，初始接种比例越低差异越明显，反应出寄主昆虫的种类差异对白僵菌流行病发生的影响。
　　(2)将不同初始接种比例的两种不同昆虫种群中的白僵菌疾病发生数据与发生过程用Gompertz模型拟合（模型参数K,R分别表达了最高流行水平，表观侵染速率），K、R两个参数均随初始接种比例的升高而升高，且增长动态与初始接种比例（P）成线性关系，显然寄主昆虫种群中的白僵菌初始接种比例决定了白僵菌病在目标害虫中的流行水平。比较两种不同昆虫的K值可以得出东亚飞蝗的最高流行水平显著大于梨花网蝽，显示出球孢白僵菌的流行病在昆虫种群个体中的传播能力与昆虫种类有密切关系。
　　（3）将K,R与初始侵染（接种）比例（P）构成的线性方程代入Gompertz模型的解析式中，得出梨花网蝽，东亚飞蝗有关初始侵染比例、时间的白僵菌流行病学方程，其中梨花网蝽的流行病方程为：x=(0.046p+0.48)e-βe-(0.07p+0.20)t；东亚飞蝗的流行病方程为：x=(0.85p+0.54)e-βe-(0.07p+0.20)t。

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1 文献综述

1.1当代病虫害防治的研究背景

1.2 昆虫病原真菌在害虫防治中的应用

1.3病原真菌的流行病学

1.4 球孢白僵菌防治害虫的侵染机理与研究状况

1.5数学模型在生物防治中的应用

1.6 研究目的与意义

2 引言

3材料与方法

3.1 材料

3.2 试验方法

3.3 数据处理与分析

4 结果与分析

4.1 球孢白僵菌对不同昆虫侵染的温湿度效应的测定

4.2 初始接种比例对不同昆虫白僵菌流行病发生的影响及模型构建

5 讨论

5.1 球孢真菌的湿度效应

5.2 球孢真菌的温度效应

5.3 球孢真菌对不同昆虫的温湿度效应

5.4 THM模型与logistic模型分析

5.5 病原物与流行水平

5.6 Gompertz 模型

5.7 数学模型在生物防治中的应用

5.8多因素影响因子组合讨论

6 结论

6.1 环境湿度显著影响球孢白僵菌的毒力水平，其对目标昆虫的湿度效应符合时间-湿度-死亡（THM）模型

6.2 环境温度能直接影响球孢白僵菌的毒力水平，其温度效应符合Logistic模型

6.3不同寄主对白僵菌侵染的温湿度应答存在差异性

6.4 初始接种（侵染）比例是影响白僵菌流行病发生发展的重要因子

参考文献

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