溫度對梨小食心蟲生長發(fā)育及繁殖的影響

溫度對梨小食心蟲生長發(fā)育及繁殖的影響

梨扮演著小型水生昆蟲。這是一種全球果樹害蟲，分布在亞洲、歐洲、美國和澳大利亞。中國除西藏未見報道外,其他各省(市,區(qū))都有發(fā)生,尤以華北、華中地區(qū)發(fā)生普遍。梨小食心蟲寄主植物包括薔薇科的多種果樹,主要以幼蟲蛀食梨、桃、蘋果的果實和桃樹的新梢。一般在桃、梨等果樹混栽的果園危害嚴重。近年來,由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)結構的調整,栽培果樹種類增多,面積擴大,在中國許多地區(qū)梨小食心蟲有逐年加重的趨勢,部分受害嚴重梨園的蟲果率高達70%以上,嚴重影響果實的品質和產(chǎn)量。關于梨小食心蟲的生物學特性,前人已經(jīng)有了一些研究報道,國內的研究主要局限于與防治有關的基本危害特點和發(fā)生規(guī)律方面的調查觀察;國外則在室內系統(tǒng)飼養(yǎng)方面做了一定探索,但關于溫度對梨小食心蟲生長發(fā)育和種群動態(tài)影響的系統(tǒng)研究至今尚未見報道。鑒于此,本文通過系統(tǒng)研究溫度對梨小食心蟲生長發(fā)育、存活及繁殖的影響,旨在為梨小食心蟲的準確測報和有效防治提供依據(jù)。1材料和方法1.1成蟲的人工誘導2008年5-6月,在陜西省楊凌區(qū)桃園尋找桃樹被害桃梢,采集梨小食心蟲幼蟲帶回實驗室,在溫度為25±0.5℃,相對濕度70%±10%,光周期15∶9(L∶D)h,光照強度4800lx的ZPQ-280B型人工氣候箱(黑龍江東拓儀器制造有限公司)內,利用盛有人工飼料(3g)的指形管(d=1.5cm,h=8cm)飼養(yǎng),每管2頭,試管口用棉團塞住以防幼蟲逃逸,同時棉團也是幼蟲結繭化蛹的場所。待幼蟲化蛹、蛹羽化為成蟲后,將成蟲移入2000mL燒杯中,杯內放置硫酸紙(10cm×20cm)一張供其產(chǎn)卵,用蘸有5%蔗糖水的棉球作為補充營養(yǎng)源。成蟲開始產(chǎn)卵后,每天更換一次產(chǎn)卵紙,將卵連同紙一起移入盛有人工飼料的指形管內,每管2粒卵。連續(xù)飼養(yǎng)3代后,選擇初產(chǎn)卵作為供試蟲源。1.2人工飼料的成分和來源人工飼料成分及來源見表1。1.3山梨酸、尼泊金甲酯、金甲酯溶液的制備稱取玉米面75g、大豆粉75g、酵母粉30g混勻后放入鍋中蒸30min后待用;取瓊脂14g加蒸餾水700mL煮沸直至瓊脂完全溶化,冷卻至50℃時加入山梨酸1g、尼泊金甲酯2g、抗壞血酸3g和膽固醇0.1g,攪拌直至溶化;加入蒸好的玉米面、黃豆粉和酵母粉的混合物并攪拌均勻,最后加入番茄醬198g,迅速攪拌均勻后倒入塑料盒(18cm×12cm×6cm)中,待冷卻后切成3cm×1cm×1cm的小塊,4℃冰箱中密封冷藏,隨用隨取。1.4測試步驟1.4.1溫度處理設計利用ZPQ-280B型人工氣候箱(黑龍江東拓儀器制造有限公司)設置20℃、23℃、26℃、29℃、32℃共5個溫度處理,各溫度處理誤差±0.5℃。人工氣候箱內RH70%±10%,光周期15L∶9D,光照強度4800lx。1.4.2養(yǎng)蟲工蟲卵石的孵化取初產(chǎn)卵(12h內所產(chǎn))置直徑18cm,高8cm養(yǎng)蟲盒內,盒內放濕棉球保濕,于不同溫度人工氣候箱中培養(yǎng)。每日8:00和20:00各觀察一次,記錄卵孵化情況。每個溫度處理觀察卵數(shù)不少于30粒,重復3次。1.4.3幼蟲的飼養(yǎng)和觀察用毛筆輕輕挑取初孵化幼蟲(12h內孵化幼蟲),接入放有人工飼料(3g)的指形管(d=1.5cm,h=8cm)中,棉塞封口,單頭飼養(yǎng),每處理不少于30頭初孵幼蟲,重復3次。每天觀察記載一次幼蟲發(fā)育和存活情況。待幼蟲結繭化蛹后,繼續(xù)觀察不同溫度條件下蛹的發(fā)育歷期,直至蛹羽化為成蟲。1.4.4試蟲的處理與確定取初羽化成蟲按雌雄比1∶1配對,共5對放入一個1000mL燒杯中,杯內放置硫酸紙(10cm×20cm)供其產(chǎn)卵,蘸有5%蔗糖水的棉球作為成蟲補充營養(yǎng)源。每處理重復3次,共15對試蟲。溫度設置同前,每天觀察并記錄成蟲成蟲壽命及產(chǎn)卵量,直至成蟲全部死亡。1.5生命表參數(shù)幼蟲發(fā)育歷期、存活率(經(jīng)反正弦轉化)、成蟲壽命和單雌產(chǎn)卵量等數(shù)據(jù)采用DPS程序進行分析;發(fā)育期點溫度和有效積溫參照丁巖欽的方法,計算公式為:V=(1/K)×T-C/K;K=n∑VT?∑V∑Tn∑V2?(∑V)2?C=∑V2∑T?∑V∑VTn∑V2?(∑V)2Κ=n∑VΤ-∑V∑Τn∑V2-(∑V)2?C=∑V2∑Τ-∑V∑VΤn∑V2-(∑V)2。其中:V為溫度T時的發(fā)育速率,K為有效積溫,C為發(fā)育起點溫度,n為樣本數(shù)。生命表參數(shù)參照張孝羲的方法,計算公式:凈增殖率R0=∑Lxmx,平均世代周期T=∑xLxmx/R0,內稟增長率rm=lnR0/T,周限增長率λ=erm,種群加倍時間t=ln2/rm。其中:x表示單位時間;Lx表示在x期開始時的雌蟲存活率;mx表示在x期內存活的平均每一個雌蟲所產(chǎn)生的雌性后代數(shù)。2結果與分析2.1成蟲發(fā)育歷期的情況由表2可知,在試驗溫度20℃、23℃、26℃、29℃時,梨小食心蟲幼蟲的發(fā)育速度隨溫度的升高而加快,與此相對應的發(fā)育歷期縮短,世代歷期分別為49.72、38.99、29.78、25.81d。但當溫度達到32℃時,梨小食心蟲幼蟲的發(fā)育歷期反而延長,為27.18d。說明過高的溫度對梨小食心蟲的生長發(fā)育有一定的抑制作用。方差分析表明,不同溫度條件下,梨小食心蟲幼蟲發(fā)育歷期的差異達顯著水平(P<0.05)。.Valuesfollowedbydifferentlettersinthesamecolumnweresignificantlydifferentat0.05levelbyDuncan’smultiplerangetest.Thesamebellow.從表3可以看出,梨小食心蟲各蟲態(tài)發(fā)育起點溫度差異較大。其中預蛹的發(fā)育起點溫度最高,達10.44℃;幼蟲的發(fā)育起點溫度最低,僅為7.68℃。全世代發(fā)育起點溫度和有效積溫分別為7.81℃,587.10℃。2.2率高,率低表4表明,不同溫度對梨小食心蟲的世代存活率有顯著影響。在20℃、23℃、26℃、29℃和32℃下,梨小食心蟲世代存活率分別為53.89%、80.17%、84.41%、66.57%和28.50%(P<0.05)。26℃的世代存活率最高,達到84.41%。高于或低于26℃,世代存活率均下降。特別是當溫度高于26℃時,隨溫度的升高,幼蟲存活率下降速度更快,說明高溫與低溫比較,梨小食心蟲幼蟲對高溫的適應能力更弱。不同蟲態(tài)比較,溫度對預蛹的影響最小,各處理溫度下的預蛹存活率均超過95%且無顯著差異。這可能是由于預蛹與其他蟲態(tài)比較,發(fā)育歷期短有一定的關系。其他蟲態(tài)在不同溫度處理下的存活率的差異均達顯著水平(P<0.05)。相關分析表明,梨小食心蟲世代存活率(S)與溫度(t)之間呈拋物線相關關系(R=0.9999)。S=-668.9027+60.0807t-1.1967t2。據(jù)此計算得知,在RH80%±10%,光照15L∶9D條件下,最適宜梨小食心蟲存活的溫度為25.1℃,此時的理論存活率可達85.19%。2.3不同溫度對成蟲產(chǎn)卵量的影響由表5可以看出,在20℃、23℃、26℃、29℃和32℃下,成蟲壽命隨溫度升高而縮短,平均壽命分別為21.99d、19.39d、17.48d、13.13d和7.14d。不論在何種溫度下,同一溫度條件下的雌成蟲壽命均長于雄成蟲壽命。在20℃、23℃、26℃、29℃和32℃下,單雌平均產(chǎn)卵量分別為28.39、45.72、56.35、14.43和6.25粒(P<0.05)。在32℃下,絕大多數(shù)雌成蟲不能產(chǎn)卵。2.4內饋及周限增長率從表6可以看出,在20℃、23℃和26℃下,梨小食心蟲實驗種群的內稟增長率(rm)、凈增殖率(R0)、周限增長率(λ)均隨溫度的升高而增大,但當溫度超過26℃,在29℃和32℃下,梨小食心蟲實驗種群的內稟增長率(rm)、凈增殖率(R0)、周限增長率(λ)則隨溫度的升高而減小。由此可見,26℃時梨小食心蟲種群數(shù)量的增長潛能最大。梨小食心蟲的平均世代周期(T)隨溫度的升高而縮短;在20℃時最長,達59.83d,在32℃時最短,僅為28.13d?；貧w分析表明,梨小食心蟲的內稟增長率(rm)與溫度(t)密切相關,兩者之間呈二次函數(shù)關系(R=0.9723):rm=-1.0214+0.087873x-0.001752x2對上式進行分析,當t=25.1時,rm值最大。即在本試驗條件下,溫度為25.1℃時,梨小食心蟲實驗種群的瞬時增長率最高,為0.0804。3調查資料及分析本試驗結果表明,溫度對梨小食心蟲的生長發(fā)育、存活和繁殖有很大的影響。在20℃、23℃、26℃、29℃時,梨小食心蟲各蟲態(tài)的發(fā)育速度均隨溫度的升高而加快,但在32℃條件下,幼蟲期、預蛹期和蛹期的發(fā)育歷期比在29℃時反而略有延長,說明過高的溫度對其發(fā)育有一定的抑制作用。在RH80%±10%,光照15L∶9D時,20℃、23℃、26℃、29℃和32℃下梨小食心蟲全世代存活率分別為53.89%、80.17%、84.41%、66.57%和28.50%;擬合分析表明,在此條件下,適合梨小食心蟲存活的最適溫度為25.1℃,最高理論存活率為85.19%。梨小食心蟲全世代發(fā)育起點溫度和有效積溫分別為7.81℃和587.10℃。但各蟲態(tài)發(fā)育起點溫度差異較大,其中預蛹的發(fā)育起點溫度高達10.44℃;幼蟲的發(fā)育起點溫度僅為7.68℃。這可能與梨小食心蟲冬季是以幼蟲越冬的習性有關。在長期的適應進化過程中,梨小食心蟲越冬幼蟲對低溫形成了較強的適應性,所以,在較低的溫度即可開始發(fā)育。國內外目前尚未見梨小食心蟲發(fā)育起點溫度和有效積溫的研究報道,本研究結果對指導生產(chǎn)具有重要的參考價值。但由于梨小食心蟲是一種世界性害蟲,不同地區(qū)的自然氣候、寄主條件差異較大。所以,各地在利用本試驗結果預測梨小食心蟲種群發(fā)生動態(tài)時應與當?shù)貙嶋H結合起來,避免產(chǎn)生誤差。在本試驗設置的溫度范圍內,梨小食心蟲成蟲壽命隨溫度升高而縮短,且不論在何種溫度條件下,雌成蟲的壽命均長于雄成蟲的壽命。這與KurbatovSA等的結論基本一致。在20℃、23℃、26℃、29℃、32℃下,單雌平均產(chǎn)卵量分別為28.39、45.72、56.35、14.43和6.25粒,這與杜華等報道在23～28℃下,每頭雌蟲產(chǎn)卵數(shù)10～100粒及郭記迎等報道梨小食心蟲每頭雌蟲產(chǎn)卵70～80?；疽恢隆Ｔ谟^察過程中發(fā)現(xiàn),32℃下絕大多數(shù)雌成蟲不