劉俊延, 何秋隆, 魏 航, 楊 娟, 李 俊, 陸 溫, 鄭霞林
(廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院,南寧 530004)
室內(nèi)自然變溫下朱紅毛斑蛾發(fā)育歷期、發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫
劉俊延, 何秋隆, 魏 航, 楊 娟, 李 俊, 陸 溫, 鄭霞林*
(廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院,南寧 530004)
在室內(nèi)自然變溫下,研究了朱紅毛斑蛾的發(fā)育歷期、發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫。結(jié)果表明,朱紅毛斑蛾卵、幼蟲、蛹和成蟲發(fā)育歷期隨著溫度升高總體呈現(xiàn)縮短趨勢,發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為(11.54±0.51)、(11.65±0.44)、(13.90±0.25)和(19.04±0.92)℃,有效積溫分別為(153.24±2.05)、(787.49±0.28)、(159.14±0.99)和(35.72 ±3.40)日·度。結(jié)果可用于該蟲的預(yù)測預(yù)報(bào),為及時(shí)制定有效的防治策略提供科學(xué)依據(jù)。
朱紅毛斑蛾; 發(fā)育起點(diǎn)溫度; 有效積溫; 預(yù)測預(yù)報(bào)
隨著城市化進(jìn)程的加快,城市“熱島效應(yīng)”和“霧霾現(xiàn)象”日趨嚴(yán)重,影響人們的身體健康和出行安全。發(fā)展城市綠化,是減輕城市“熱島效應(yīng)”和大氣污染的關(guān)鍵措施[1]。榕樹[??疲∕oraceae):榕屬(Ficus)]在我國南方及東南亞諸國有著悠久的栽培歷史,是園林綠化和景觀建設(shè)的必備樹種,被稱為是最具有熱帶和亞熱帶地區(qū)特色、最富有人文景觀、自然景觀和生態(tài)景觀特色的植物種類之一[2],不僅能吸收粉塵、凈化空氣,還能吸收太陽輻射,并能通過蒸騰作用,不斷地從環(huán)境中吸收熱量,降低環(huán)境空氣的溫度及增加空氣濕度[3]。因其對大氣污染有一定凈化作用而被廣泛栽培[4-6],而榕樹的大面積栽培,致使生態(tài)系統(tǒng)/景觀多樣性逐步降低,害蟲種類數(shù)量增加至80余種[7],部分種類時(shí)常暴發(fā)為害,嚴(yán)重影響景觀效果和生態(tài)效益[8-11]。
朱紅毛斑蛾(Phauda flammansWalker)屬鱗翅目(Lepidoptera),斑蛾科(Zygaenidae),是榕樹上的一種重要食葉害蟲。前期的調(diào)查發(fā)現(xiàn)該蟲僅為害榕屬植物,如小葉榕(Ficus microcarpaL.f.var.pusillifoliaLiao)、黃金榕(Ficus microcarpa‘Golden Leaves’)、垂葉榕(FicusbenjaminaLinn.)等,為典型的寡食性昆蟲。在我國南方,近幾年其發(fā)生和為害呈逐步加重趨勢,由次要害蟲上升為主要害蟲。為害嚴(yán)重時(shí)能將整株榕樹葉片食光,2011年10月南寧市電視臺對此進(jìn)行了跟蹤報(bào)道。毫無疑問,對其進(jìn)行準(zhǔn)確有效的預(yù)測預(yù)報(bào)是防止其種群大暴發(fā)的根本[12]。然而,目前缺乏對其發(fā)育歷期、發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫等生物學(xué)特性的了解,而這些恰恰是建立朱紅毛斑蛾種群預(yù)測預(yù)報(bào)預(yù)警體系的基礎(chǔ)[13]。鑒于此,本文研究了自然變溫下朱紅毛斑蛾發(fā)育歷期、發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫,以期為建立預(yù)測預(yù)報(bào)預(yù)警體系提供理論依據(jù)。
1.1 供試蟲源
于2012年11月在廣西大學(xué)校園內(nèi)(108.29°E,22.84°N)采集朱紅毛斑蛾幼蟲置于培養(yǎng)皿中(d=9 cm),在室溫下單頭飼養(yǎng),以新鮮的黃金榕葉片為食料,每天更換1次。取成蟲作為供試蟲源。
1.2 發(fā)育歷期的研究
于2012年10月-11月、2013年6月-7月和2013年9月-10月分別在室內(nèi)自然溫度下以1.1小節(jié)得到的成蟲為起始飼養(yǎng),測定朱紅毛斑蛾各蟲態(tài)在室內(nèi)自然溫度下的發(fā)育歷期,飼養(yǎng)期間,每天8:00、14:00和20:00采用TAL-2型溫濕計(jì)(北京康威儀表有限責(zé)任公司)記錄環(huán)境溫度,統(tǒng)計(jì)各蟲態(tài)發(fā)育歷期間室內(nèi)的最高和最低溫度。飼養(yǎng)方法為:將未交配的雌、雄成蟲配對(n=30對),每對成蟲置于倒扣在培養(yǎng)皿的塑料杯(V=125 mL)中讓其自由交配和產(chǎn)卵。觀察到成蟲產(chǎn)卵后,取出產(chǎn)在塑料杯內(nèi)壁的卵塊(n=584~625)并記錄產(chǎn)卵時(shí)間直至幼蟲孵化,計(jì)算卵的歷期;待幼蟲孵化后,將同一批初孵幼蟲(n=509~544)轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中用黃金榕葉片單頭飼養(yǎng)直至化蛹(n=387~431)。期間,記錄每頭幼蟲的蛻皮時(shí)間及頭殼寬度,計(jì)算各齡期幼蟲的發(fā)育歷期;記錄老熟幼蟲做好蛹室并停止取食至其化蛹的時(shí)間,計(jì)算預(yù)蛹期;記錄成蟲(n=366~419)的羽化時(shí)間,計(jì)算蛹的歷期;記錄成蟲死亡時(shí)間,計(jì)算成蟲壽命,以此確定卵、幼蟲、蛹和成蟲在自然溫度下的發(fā)育歷期。
1.3 發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫的研究
在觀察朱紅毛斑蛾各蟲態(tài)發(fā)育歷期的過程中,以記錄環(huán)境的溫度和測得的各蟲態(tài)發(fā)育歷期為基礎(chǔ),根據(jù)有效積溫法則,采用如下通用公式進(jìn)行計(jì)算:
T=C+KV(3)
按“最小二乘法”求出如下公式:
式中,K為有效積溫(日·度);N為發(fā)育歷期(d);V為發(fā)育速率(發(fā)育歷期的倒數(shù));T為該蟲態(tài)發(fā)育歷期內(nèi)的日平均溫度;C為發(fā)育起點(diǎn)溫度;n為處理組數(shù)。
由于利用上述公式求出的C和K值代入公式(3)求出的溫度理論值(T′)存在一定誤差,故用下式求出C和K的標(biāo)準(zhǔn)差。
依據(jù)有效積溫法則建立發(fā)育速率和溫度的回歸方程V=a+bT。其中,V為溫度T時(shí)的發(fā)育速率(d-1);T為該蟲態(tài)發(fā)育歷期內(nèi)的日平均溫度(℃);a和b為參數(shù)。
1.4 數(shù)據(jù)分析
采用SPSS 16.0(SPSS Inc.,Chicago,Illinois,U.S.A.)計(jì)算發(fā)育速率與溫度關(guān)系模型,并采用Duncan’s法分析其相關(guān)系數(shù)的顯著性(P<0.05)。
在自然變溫下,朱紅毛斑蛾卵、幼蟲、蛹和成蟲發(fā)育歷期隨著溫度升高總體呈現(xiàn)縮短趨勢(表1),其發(fā)育最適溫度為22.2~28.7℃。根據(jù)有效積溫法則中發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫公式計(jì)算出朱紅毛斑蛾卵、幼蟲、蛹和成蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為(11.54± 0.51)、(11.65±0.44)、(13.90±0.25)和(19.04± 0.92)℃,有效積溫分別為(153.24±2.05)、(787.49± 0.28)、(159.14±0.99)和(35.72±3.40)日·度(表2)。卵、幼蟲、蛹和成蟲發(fā)育速率與溫度的回歸方程見表2,方法分析結(jié)果表明,朱紅毛斑蛾卵、幼蟲、蛹和成蟲發(fā)育速率與溫度呈顯著正相關(guān)(表2)。
表1 朱紅毛斑蛾在室內(nèi)自然溫度下的發(fā)育歷期(南寧,2012-2013)1)Table 1 Developmental durations ofPhauda flammansunder natural temperatures(Nanning,2012-2013)
表2 朱紅毛斑蛾發(fā)育起點(diǎn)溫度、有效積溫及溫度與發(fā)育速率模型1)Table 2 Developmental threshold temperature,effective accumulated temperature and developmental rate model ofPhauda flammans
研究昆蟲發(fā)育與環(huán)境溫度的關(guān)系可用于預(yù)測害蟲的發(fā)育進(jìn)度,對及時(shí)制定有效的防治策略有一定的理論指導(dǎo)意義[14]。目前,研究昆蟲發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫的方法包括:(1)試驗(yàn)對象在恒溫下飼養(yǎng);(2)在多級人工變溫下飼養(yǎng);(3)在自然變溫下飼養(yǎng)。其中,普遍認(rèn)為采用第3種方法飼養(yǎng)的昆蟲發(fā)育歷期與野外實(shí)際情況最為符合,準(zhǔn)確性較高[12]。例如,研究美洲斑潛蠅(Liriomyza sativaeBlanchard)(雙翅目:潛蠅科)[15]、蔗扁蛾(Opogona sacchariBojer)(鱗翅目:輝蛾科)[16]和番石榴實(shí)蠅(Bactrocera correctaBezzi)(雙翅目:實(shí)蠅科)[17]等均是采用此種方法。所以,本研究也采用這種方法來研究朱紅毛斑蛾的發(fā)育歷期、發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫。
昆蟲是一種變溫動物,其生長發(fā)育和繁殖所需的溫度取決于周圍環(huán)境中的溫度條件[18-20],所以環(huán)境溫度決定其發(fā)育速率的快慢。通常情況下,在一定溫度范圍內(nèi),昆蟲發(fā)育速率隨著溫度的升高而加快[21],而超過有效溫度范圍,其生長發(fā)育速率均受抑制[12,22]。本研究結(jié)果表明,室內(nèi)自然變溫條件下朱紅毛斑蛾卵、幼蟲、蛹和成蟲發(fā)育速率與環(huán)境溫度呈正相關(guān)。
本文研究結(jié)果顯示可根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)監(jiān)測(或歷史氣象數(shù)據(jù))的環(huán)境溫度變化,利用回歸方程預(yù)測出朱紅毛斑蛾各蟲態(tài)的準(zhǔn)確發(fā)生時(shí)期,為及時(shí)制定防治策略、防止其種群大暴發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
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Developmental duration,threshold temperature and effective accumulated temperature ofPhauda flammansunder natural temperatures indoor
Liu Junyan, He Qiulong, Wei Hang, Yang Juan, Li Jun, Lu Wen, Zheng Xialin
(College of Agriculture,Guangxi University,Nanning530004,China)
Developmental durations,threshold temperatures and effective accumulated temperatures ofPhauda flammanswere investigated under natural temperatures indoor.Results showed that developmental durations of eggs,larvae,pupae and adults were positive correlation with temperatures.Developmental threshold temperature and effective accumulated temperature of these stages were 11.54±0.51,11.65±0.44,13.90±0.25 and 19.04±0. 92℃and 153.24±2.05,787.49±0.28,159.14±0.99 and 35.72±3.40 day degree,respectively.These results are helpful for forecasting and planning an effective control strategy of this species.
Phauda flammans; threshold temperature; effective accumulated temperatures; forecast
S 436.8
A
10.3969/j.issn.0529 1542.2015.01.027
2014 01 12
2014 04 02
廣西自然科學(xué)基金(2014GXNSFBA118065);廣西大學(xué)科研基金(XJZ130369)
*通信作者 E-mail:zheng-xia-lin@163.com