薛智平, 張 泉, 牙森?沙力, 王廣君*,阿不都外力?伊瑪木, 肖宏偉

(1.中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所,農(nóng)業(yè)部生物防治重點開放實驗室,北京 100081;2.新疆畜牧廳治蝗滅鼠辦公室,烏魯木齊 830001; 3.新疆瑪納斯縣蝗蟲鼠害預測預報防治站,832200)

近年來,由于全球氣候變化及對自然資源的不當利用,造成生態(tài)環(huán)境破壞,為蝗災的發(fā)生創(chuàng)造了條件,加重了蝗災的危害程度[1]。如1997-1999年,意大利蝗(Callip tam usitalicus)、亞洲飛蝗(Locusta m igratoriamigratoria)在哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦及我國發(fā)生危害,僅哈薩克斯坦直接經(jīng)濟損失就達1 500萬美元[2-3];2000年,意大利蝗在新疆草原200多萬hm2草場發(fā)生危害[4]。因此,研究意大利蝗的取食、危害規(guī)律,評估其對草場造成的損失,對于指導意大利蝗的防治,更有效地控制意大利蝗的危害具有重要意義,同時可以為制定意大利蝗防治指標提供依據(jù)。

2008年5-8月,作者在新疆昌吉回族自治州瑪納斯縣對意大利蝗在野外自然狀態(tài)下的取食特性及取食量進行了研究,并評價了意大利蝗對草場造成的損失,為進一步控制該害蟲的危害奠定了基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概述

試驗地位于新疆維吾爾自治區(qū)昌吉回族自治州瑪納斯縣縣城以南 72 km 處 ,86°07′50″E,43°54′14″N,海拔1 309 m左右,植被類型屬于山地荒漠、半荒漠草場。試驗地內(nèi)包括7科13屬13種植物。其中,冷蒿(Artem isia frigida W illd.)、針葉苔草(Carex onoei Franch.et Sav.)、針茅(Stipa capillata Linn.)為優(yōu)勢種。

1.2 試驗材料

試蟲:意大利蝗若蟲及成蟲。

儀器及材料:電子天平(精度為0.001 g)、圓柱形鐵紗網(wǎng)養(yǎng)蟲籠(d=26 cm,h=40 cm)、烘干箱、籠罩、剪刀、鑷子。

1.3 試驗方法

1.3.1 取食特性研究

選擇10種優(yōu)勢種植物(見表1)作為供試植物,野外條件下設置100 cm×100 cm×100 cm紗網(wǎng)籠罩飼養(yǎng)3～5齡若蟲50頭?；\中移栽供試植物與地面平齊,重復5次。10:00～19:00每0.5 h觀察一次試蟲取食頻次,記錄取食頻數(shù)。并根據(jù)下式計算相對頻數(shù)[5](relative frequency)。

公式中:RFN為相對頻數(shù),X為供試蟲對某一種植物的全部取食次數(shù),n為供試植物種類。

當RFN≥0.5為嗜食,0.25≤RFN＜0.5為喜食,0.025≤RFN＜0.25為少食,0.003≤RFN＜0.025為偶食,RFN=0為不取食。

成蟲的取食特性測定方法同上。

1.3.2 食量及對食物近似消化力測定

野外在直徑26 cm,高40 cm的圓柱形鐵紗籠中,以10 g冷蒿飼喂試蟲15頭,同一齡期10次重復且雌雄蟲分別飼養(yǎng)各為5籠,每日記錄試蟲齡期及死亡數(shù),以相同發(fā)育進度個體補充死亡試蟲,收集糞便、剩余及毀損掉落葉片,在80℃下烘干至恒重,對比稱重法[6-10]稱量試蟲食量及糞便量。本試驗從3齡開始計算。

蝗蟲對食物近似消化力[11-12]計算公式:

1.3.3 損失估計

田間罩籠:野外以100 cm×100 cm×100 cm籠罩,飼養(yǎng) 1齡若蟲 4、8、12、16頭至成蟲期,同時平行籠罩飼養(yǎng)各齡期蝗蟲50～100頭,用以補充相同發(fā)育進度的缺失個體,雌蟲產(chǎn)卵后死亡個體不再補充,設置空白對照,5次重復,每隔3 d調(diào)查1次,記錄并補充各籠罩內(nèi)死亡蟲數(shù)。成蟲期全歷期后剪草測產(chǎn),65℃烘干至恒重后稱量干重。

人工模擬:在100 cm×100 cm×100 cm樣方內(nèi),以1.3.2測定的食量為標準,模擬各齡若蟲及成蟲4、8、12、16頭剪取葉片頂端,每隔3 d模擬剪草1次,5次重復,設置空白對照。成蟲期全歷期后剪草測產(chǎn),稱量鮮重,65℃烘干至恒重后稱量干重。

結合田間罩籠與人工模擬方法測定的結果,分析牧草產(chǎn)量損失。

2 結果分析

2.1 取食特性研究

由表1可知,意大利蝗若蟲對冷蒿、針葉苔草取食的相對頻數(shù)均為0.25,說明比較喜食這兩種植物;對新疆鼠尾草、絲葉蓍、黃花苜蓿的取食相對頻數(shù)分別為0.22、0.20、0.05,表明對上述3種植物的喜好程度為少食;對針茅、紫花芨芨草、阿爾泰狗娃花取食的相對頻數(shù)分別為0.02、0.01、0.01,表明其對上述3種植物的喜好程度為偶食;對羊茅、冰草取食的相對頻數(shù)為0,說明意大利蝗不取食羊茅和冰草。

與若蟲取食特性相比較,意大利蝗成蟲喜食冷蒿(RFN=0.28)、新疆鼠尾草(RFN=0.25)、黃花苜蓿(RFN=0.25);少食針葉苔草(RFN=0.1)、絲葉蓍(RFN=0.08),阿爾泰狗娃花(RFN=0.03);偶食紫花芨芨草(RFN=0.02)、針茅(RFN=0.01);不食羊茅(RFN=0)與冰草(RFN=0)。

表1 意大利蝗取食特性表

2.2 食量及食物近似消化力的測定

研究發(fā)現(xiàn),意大利蝗3、4、5、6齡若蟲及成蟲每頭日平均食量分別為 14.27、18.77、20.80、27.65m g和29.26 mg,表明隨著齡期的增大,意大利蝗的食量逐漸增大(圖1)。雌成蟲食量顯著大于雄成蟲,表現(xiàn)為暴食為害;同時發(fā)現(xiàn)意大利蝗3、4、5、6齡若蟲及成蟲對食物近似消化力分別為95%、58%、56%、24%和3%,說明隨著齡期的增大,意大利蝗對食物利用程度卻逐漸降低(圖2)。

2.3 損失估計

意大利蝗造成的損失包括攝入(食量)和非攝入損失(掉落量)。由于1～2齡若蟲損失量較小,試驗誤差難以控制,所以從3齡期開始進行測定。發(fā)育歷期與日損失量的乘積為發(fā)育階段損失量,各階段之和為每頭蝗蟲個體一生對牧草的損失量。研究發(fā)現(xiàn)意大利蝗3齡若蟲到成蟲各階段的發(fā)育歷期分別為 4、12 、12 、4、28 d(表 2),日損失量分別為28.32 、35.32 、47.92、92.06、115.71 g(表 3),最終獲得每頭蝗蟲一生對牧草的總損失量約為4.720 4 g。

表2 意大利蝗種群特征1)

2.4 產(chǎn)量損失測定

將籠罩試驗與模擬試驗各處理的產(chǎn)草烘干稱重,分別與相應的對照比較,計算籠罩損失和模擬損失(表4)。通過試驗發(fā)現(xiàn),在意大利蝗種群密度為4 、8、12、16 頭/m2的情況下,籠罩產(chǎn)草量損失分別為5.66 、16.45、26.78 、26.41 g/m2;模擬產(chǎn)草量損失分別為 6.23、19.40、26.65、30.85 g/m2。相關性分析結果表明,籠罩產(chǎn)量損失和模擬損失的相關系數(shù)R=0.990 86,兩者顯著相關。

表3 意大利蝗為害損失估計測算表

表4 籠罩試驗和剪葉模擬試驗產(chǎn)草量及損失量對照

3 討論

本試驗測得意大利蝗成蟲喜食冷蒿、新疆鼠尾草及黃花苜蓿;而若蟲喜取食冷蒿、針葉苔草。意大利蝗最喜食冷蒿這一結果與張泉[13]測得結果相似。說明冷蒿可能是意大利蝗生長發(fā)育所必需的食物。

由于室內(nèi)試驗環(huán)境與蝗蟲室外環(huán)境存在一定的差異[14],因此本試驗參照了野外掛籠方法,但掛籠與地面有一定的距離,導致掛籠內(nèi)環(huán)境與蝗蟲生活的地表溫濕環(huán)境[15]有一定的差異。為解決這一問題,直接將養(yǎng)蟲籠放入蝗蟲生活的草叢中,使其與真實的蝗蟲野外生存環(huán)境一致。

研究顯示隨著試蟲齡期的不斷增大,對食物的近似消化力卻在不斷下降?？赡芘c牧草的可利用特性有關。在意大利蝗低齡期,植物處于發(fā)芽后不久,葉片鮮嫩,取食后營養(yǎng)易吸收。而隨著意大利蝗逐漸長大寄主植物也逐漸木質(zhì)化,進而導致不同齡期意大利蝗取食等量的牧草后表現(xiàn)出不同的對食物近似消化力。

意大利蝗對牧草造成的損失估計包括攝入損失和非攝入損失,從研究結果來看,隨齡期的增大,意大利蝗對牧草造成的攝入損失和非攝入損失都逐漸增大。

[1] 李廣.亞洲小車蝗危害草場損失估計的研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學院,2007.

[2] Latchininsky A.Problems and progress emerge from the acridid ou tb reak in Kazakhstan[J].Advances in App lied Acridology,2001:15-16.

[3] Gapparov F.Locust and grasshopper ou tb reaks becom e increasingly serious in Uzbekistan[J].Advances in App lied Acridology,2001:17.

[4] 陳永林.蝗蟲再猖獗的控制與生態(tài)學治理[J].中國科學院院刊,2000,5:341-345.

[5] 李鴻昌,席瑞華,陳永林.內(nèi)蒙古典型草原蝗蟲食性的研究[J].生態(tài)學報,1983(3):214-227.

[6] 欽俊德,郭郛.東亞飛蝗的食性和食物利用以及不同食料植物對其生長和生殖的影響[J].昆蟲學報,1957,7(2):143-166.

[7] Baily CG.Consumption and u tilization of varioushost plant by Melanop lusbivittatus(Say)and M.fem urrubrum(DeGeer)(Orthoptera:Acrididae)[J].Can JZool,1976,54:1044-1050.

[8] 王世貴,廉振民.祁連山山地草原四種蝗蟲成蟲期的食物消耗量及其利用的初步研究[J].昆蟲學報,1998:41(2):218-222.

[9] Gangw ere S K.Experiments upon the food consump tion of the grasshoppers Melanop lus scudderi Uhler[J].Pap M ich Acad Sci Nat,1959,31:61-102.

[10]Gupta A,Vats L K.Food consumption,assim ilation and tissue grow th in Phaeoba in fumata(Orthoptera:Acrididae)[J].Indian JEcol,1980,7(1):61-70.

[11]W aldbauer G P.The consumption and utilization of food by insect[J].Advances in Insect Phy siology,1968,5:229-288.

[12]李鴻昌,王征,陳永林.典型草原三種蝗蟲成蟲期的食物消耗量的初步研究[J].生態(tài)學報,1987,7(4):331-338.

[13]張泉,烏麻爾別克,喬璋,等.意大利蝗造成牧草損失研究及防治指標的評定[J].新疆農(nóng)業(yè)科學,2001,38(6):328-331.

[14]李廣,張澤華,張禮生.科爾沁草原亞洲小車蝗防治指標研究[J].植物保護,2007,33(5):63-67.

[15]狄洪發(fā),王威,江億,等.夏季草坪區(qū)域溫濕度實驗研究與分析[C]∥全國暖通空調(diào)制冷2000年學術年會論文集,2000:541-544.