气候变化背景下积雪对棉铃虫越冬蛹的影响研究

The growth and development of Helicoverpa armigera are heavily affected by weather factors. Cotton region in north of China are often covered by snow in winter. Therefore, it is significant for agricultural practice that understanding snow condition affects overwintering pupae under the background of climate change. Aiming at the question, this project will survey temperature and moisture change in both different soil depth which is covered by snow and snow itself, change of soil temperature and moisture in different depth pupal chamber in cotton field and lab experimentation, simulating enhancing temperature experimentation in cotton field, enhancing temperature and precipitation combination experimentation in lab, extreme climate change, and the study on effect of snow-melting on papul chamber and papul path, survival rate and emergence rate of papue. And then, correlate statistical methods will be applyed, constructing prediction models, redemarcation northern boundary of overwintering, posting the heat conversation disciplinarian of snow to the papue of Helicoverpa armigera, finging out the most suitable pupal chamber depth of different character soil (grey desert soil and sandy clay) for overwintering papue, confirming that how snow-melting affect papal chamber and path of papue, exploring the effect disciplinarian of climate change on the papue of Helicoverpa armigera, and providing the theory for predicting and controlling the occurrence of Helicoverpa armigera.

棉铃虫的生长发育受天气因素的影响较大，冬季北方棉区常常被积雪覆盖，明确气候变化条件下积雪状况对棉铃虫越冬蛹的影响对农事生产活动意义重大。针对上述问题，本课题拟通过监测积雪内部及其覆盖下土壤不同深度的温湿度变化、田间和室内试验不同蛹室深度的土壤温度和湿度变化、模拟室外增温、室内增温和降水组合变化、极端气候变化、监测融雪对蛹室蛹道的破坏状况对蛹的存活率和羽化率等方面影响的研究，运用统计学的相关方法，建立相关预测模型、重新划定棉铃虫越冬北界，揭示积雪对棉铃虫蛹的保温作用规律、确定积雪融水对棉铃虫越冬蛹的影响和蛹室蛹道的破坏程度、找出不同性质土壤（灰漠土和砂土）最适棉铃虫越冬的蛹室深度、得出积雪状况对棉铃虫发生程度影响的规律，探索气候变化对棉铃虫蛹的影响规律，为有效预测和防治棉铃虫发生提供理论依据。

对棉铃虫越冬蛹进行了为期一年的增温、增雪实验，为期三年的增雪实验，同时进行为期一年的模拟极端温度变化的实验，4种处理为无雪覆盖、有雪覆盖、无雪增温、有雪增温，埋入土壤深度为5、10、15cm处；并分析了多年历史资料与气候变化的关系，结果表明（1）棉铃虫物候的变化。气候变暖使越冬蛹羽化首、终日分别提前了1.276和0.193天/年，羽化历期延长了1.09天/年，使得更多的越冬蛹能羽化成蛾。冬季降水每增加1mm，羽化首、终日分别延迟0.850和0.494天。三月均温、冬季降水、三月均温分别是的羽化首、终日、历期的主要影响因子。二月高温是死亡率的主要影响因子，相对影响率为53.0%。棉铃虫越冬边界气温应当扩大，因有较高的土壤温度和积雪覆盖。因此，气候变暖有利于提高棉铃虫越冬蛹的存活率；（2）积雪厚度与棉铃虫年发生程度的关系。积雪厚度与年发生程度呈显著正相关，二月气温和冬季气温与年发生程度呈显著负相关，年发生程度与十一月和十二月的降水呈正相关，与一月降水呈负相关，偏最小二乘回归法分析表明，十二月降水的相对影响率最大为93.7%；（3）增温和增雪对死亡率的影响。15cm处死亡率最高，10cm处死亡率最低，积温越低死亡率越高；土壤日较差越低，死亡率也越低；融雪后，5、10cm处死亡率随土温升高而增加，特别是在四月；积温对死亡率的影响作用最大；（4）不同积雪厚度对死亡率的影响。增加积雪能显著增加土壤温度，有利于降低死亡率，但并不总是随着雪层厚度的增加而降低；无雪覆盖和增雪0.5倍的死亡率分别是最高和最低；最大积雪厚度达60cm可能产生最低的死亡率；对5、10cm处的越冬蛹来说，整个实验期的积雪覆盖天数是最大的影响因子，而对15cm处的越冬蛹，则11月份的土壤湿度是最大的影响因子。积雪对蛹室都较的破坏作用。(5)越冬代棉铃虫春季物候影响小麦产量。春季棉铃虫首现日越早，则小麦产量越高，反之产量越低。本项目的科学意义在于，搞清楚气候变化对棉铃虫越冬蛹的物候变化的影响，及相关影响因子的作用大小，有助于建立科学的预测模型，为相关决策部门提供防治理论依据，降低虫害对作物带来的损失。