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大气CO2等温室气体浓度的升高和由之所带来的全球温度升高是全球气候变化的两个显著特征。大气中的二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm增加了 40%以上,升高至当前的400ppm左右,预测到2100年大气CO2浓度将上升至约900ppm。大气CO2和其他温室气体浓度增加已导致了自1900年以来全球平均气温升高了 0.7℃左右,同时可预测在未来的100年内全球平均温度可增加1-4.5℃,我国是全球气候变暖特征最显著的国家之一。大气中的二氧化碳浓度及温度升高会对植物的生长和产量以及植物化学成分产生影响,同时还可直接或间接影响植食性昆虫的生理、改变其取食而间接影响到作物生产。大气CO2浓度变化主要是通过影响寄主植物而对咀嚼类昆虫产生间接的负面影响,而许多刺吸式口器昆虫对CO2浓度的升高表现出正效应。目前,温度升高对昆虫发育繁殖影响的研究以直接影响居多。气候变暖则会导致昆虫种群数量的增加。国际上最早的大豆抗食叶性害虫研究始于60年代后期,经国内外田间抗虫鉴定表明,大豆品种Lamar(注册号:PI533604)对斜纹夜蛾的抗性为高抗。黑农41(哈91-6045)是由黑龙江省农科院大豆所育成的高光效大豆品种,其对大豆蚜虫具有较抗的能力。本研究基于气候变化大背景,选择CO2浓度倍增、气候变暖、CO2浓度和温度同时升高作为气候变化的环境因子,研究了环境因子对大豆及其靶标鳞翅目害虫和主要半翅目害虫的影响,结合国内外优良大豆品种与其对照品种,紧密联系生产实际,分别探讨了:气候变化对抗虫大豆生长、叶片营养和产量及斜纹夜蛾生长发育、繁殖和食物营养利用的影响;气候变化对高光效大豆生长、光合作用、叶片营养和产量及大豆蚜虫种群发生的影响。本文主要研究结果如下:1.气候变化对大豆的影响1)倍增CO2浓度:增加大豆的生物量和单株籽粒重;提高抗虫和感虫大豆叶片的总糖含量和C/N比,降低总氮含量;促进高光效和常规光效大豆的光合作用(提高净光合速率和水分利用效率;降低气孔导度和蒸腾速率),增加叶片可溶性营养成分含量(可溶性糖、可溶性蛋白和游离氨基酸)。在倍增C02浓度下:通过单株籽粒重在抗虫和感虫大豆上增加的差异可以预测抗虫大豆(Lamar)的产量在C02浓度升高下将得到更好的提高;通过生物量和根冠比在高光效和常规光效大豆上增加的差异可以预测.CO2浓度升高下高光效大豆(HN41)将得到更好的生长。2)温度升高整体上:对大豆的生长和产量有少许的增加趋势,但影响大多并不显著;对抗虫和感虫大豆叶片总糖和总氮含量以及C/N比的影响多数不达显著;对高光效和常规光效大豆的光合作用和叶片可溶性营养成分含量同样也多数不产生显著影响。3)C02浓度和温度同时升高:增加大豆的生物量和单株籽粒重;提高抗虫和感虫大豆叶片的总糖含量和C/N比,降低总氮含量;促进高光效和常规光效大豆的光合作用,增加根冠比和叶片可溶性营养成分含量。在C02浓度和温度同时升高下:通过单株籽粒重分别在抗虫和感虫大豆上,高光效和常规光效大豆上增加的差异可以预测抗虫大豆(Lamar)和高光效大豆(HN41)的产量在CO2浓度和温度升高的联合作用下将得到更好的提高。2.气候变化下不同大豆品种对斜纹夜蛾生长发育和繁殖的影响1)3年数据整体上可以得出,斜纹夜蛾幼虫取食倍增CO2浓度下生长的大豆叶片:幼虫和蛹发育延缓、幼虫和蛹重降低、化蛹率和成虫繁殖量下降、对叶片的消耗量和个体粪便量增加,4龄幼虫的相对生长速率(RGR)、食物转化(ECD)和利用(ECI)率降低,相对取食速率(RCR)和近似消化率(AD)增加,大多数影响达到显著效果。大豆叶片总糖含量和碳氮比与斜纹夜蛾幼虫历期、蛹历期、取食量、排泄量和净取食量显著正相关;与叶片总氮含量、斜纹夜蛾幼虫重、蛹重(取食感虫大豆除外)和单雌产卵量显著负相关。斜纹夜蛾取食倍增CO2浓度下生长的抗虫大豆(Lamar)的取食量增加并没达到像取食感虫大豆(JLNMH)那样的暴增趋势,净取食量也不会显著增加,且幼虫历期的延长也更为明显。2)斜纹夜蛾幼虫取食温度升高下生长的大豆叶片:蛹历期显著缩短,幼虫重、化蛹率和产卵量无明显变化;4龄幼虫的ECD和ECI显著提高;蛹重显著降低(取食Lamar大豆后);幼虫历期显著缩短、取食量和净取食量显著减少、4龄幼虫的RGR显著升高(取食JLNMH大豆后)。3)斜纹夜蛾幼虫取食C02浓度和温度同时升高下生长的大豆叶片:幼虫重和化蛹率显著降低;取食量、排泄量和净取食量显著增加;4龄幼虫的RCR、AD显著升高,ECD显著降低;幼虫历期显著延长、蛹重和产卵量显著降低、4龄幼虫的RGR和ECI显著降低(取食Lamar大豆后);蛹历期显著延长(取食JLNMH大豆后)。3.气候变化下不同光效大豆品种对大豆蚜虫种群发生的影响CO2浓度倍增、C02浓度和温度同时升高都会显著增加两种光效大豆的蚜虫发生量,对蚜虫种群存在增益效应;温度升高在2013和2014年也增加了两种光效大豆的蚜虫种群发生量。综上所述,C02浓度倍增及与温度升高的联合作用对大豆的生长有促进作用,而单独的温度升高对大豆生长没有明显的促进作用。CO2浓度倍增及与温度升高的联合作用对斜纹夜蛾的生长发育和繁殖带来负面影响,因取食量的增加而会加重大豆田间斜纹夜蛾的危害,但抗虫大豆可减缓斜纹夜蛾田间暴食且产量会得到更大的提高,其高的抗虫效果将得以保持,而感虫大豆则将面临取食危害加大的风险。无论是抗虫大豆还是感虫大豆的田间斜纹夜蛾危害在单独的温度升高条件下将不会变得加重。无论是CO2浓度倍增、温度升高、还是C02浓度和温度同时升高都会增加两种光效大豆品种的蚜虫发生量,未来气候变化条件下大豆田间将面临蚜虫种群加大的风险。