鐘雅婷,鄒東霞,廖旺姣,趙鵬飛,趙吉吉,謝秋蓉,羅 輯
(1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院 廣西林業(yè)有害生物天敵繁育工程技術(shù)研究中心,廣西南寧 530002;2.廣西壯族自治區(qū)國(guó)有三門江林場(chǎng),廣西柳州 545006)
植物與植食性昆蟲在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中逐步形成了復(fù)雜的相互作用關(guān)系。植食性昆蟲依賴寄主植物提供食物和棲息場(chǎng)所,適宜的寄主植物是昆蟲生存和種群繁衍的基礎(chǔ)。不同寄主植物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有毒次生物質(zhì)含量存在差異,其對(duì)植食性昆蟲的生長(zhǎng)也有不同程度的影響。對(duì)其中的相關(guān)規(guī)律進(jìn)行研究,有望為害蟲的綜合治理開辟新的方向。
油桐尺蛾(Buzura suppressaria)為鱗翅目(Lepidoptera)尺蛾科(Geometridae)多食性暴發(fā)性害蟲,具有寄主范圍廣、傳入性和暴食性等特點(diǎn),為桉樹、油桐(Vernicia fordii)、油茶(Camellia oleifera)和八角(Illicium verum)等多種經(jīng)濟(jì)樹種的重要害蟲[1]。目前,對(duì)油桐尺蛾的研究主要集中在生物學(xué)、生態(tài)學(xué)特性及防治等方面[2-3],不同寄主植物對(duì)油桐尺蛾生長(zhǎng)發(fā)育的影響鮮有報(bào)道。桉樹為廣西主要的人工林樹種之一,油桐是我國(guó)南方重要的經(jīng)濟(jì)油料樹種,油桐尺蛾危害會(huì)造成桉樹木材材積損失和桐油品質(zhì)下降。本研究分別用桉樹和油桐葉片飼喂油桐尺蛾幼蟲,旨在了解兩種寄主植物對(duì)油桐尺蛾生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)利用的影響,為明確油桐尺蛾危害規(guī)律提供參考。
油桐尺蛾幼蟲采自廣西柳州市三門江林場(chǎng)江口分場(chǎng)桉樹林地(109°60'E,24°30'N)。待幼蟲在室內(nèi)羽化、交配并產(chǎn)卵后,收集卵塊,并將卵塊轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中直至孵化。將孵化的幼蟲放入玻璃瓶?jī)?nèi)飼養(yǎng)。試驗(yàn)開展前,挑選生長(zhǎng)狀態(tài)和大小一致的3齡幼蟲單頭飼養(yǎng)。
寄主植物為在廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院森林保護(hù)研究所試驗(yàn)地(108°35'E,22°92'N)采集的健康桉樹和油桐葉片,蒸餾水洗凈并晾干備用。
1.3.1 寄主植物對(duì)油桐尺蛾幼蟲生長(zhǎng)的影響
將重量相同的3 齡油桐尺蛾幼蟲隨機(jī)分為2組,每組15 頭。試驗(yàn)開始前將所有幼蟲饑餓12 h,隨后分別飼喂新鮮的桉樹和油桐葉片。飼喂期間,為防止葉片萎蔫,在幼蟲飼養(yǎng)瓶?jī)?nèi)放置1 塊濕潤(rùn)脫脂棉,保持瓶?jī)?nèi)環(huán)境濕度。定期更換新鮮葉片并補(bǔ)充脫脂棉水分。分別于第1、3、5、7、9 和11 天稱量各組幼蟲重量。
1.3.2 寄主植物對(duì)油桐尺蛾幼蟲的營(yíng)養(yǎng)作用
幼蟲和供試植物葉片分別稱重并烘干至恒重,記錄烘干前后的重量,計(jì)算干濕比例。相同重量的幼蟲隨機(jī)分為2組,每組15頭,單頭獨(dú)立飼養(yǎng)并饑餓處理12 h,稱取蟲重,依照干濕比例將飼喂前幼蟲重量和葉片重量換算為飼喂前干重[4]。讓幼蟲自由采食足量葉片(每份葉樣重量相同,且保證試驗(yàn)期內(nèi)取食后仍有剩余)。飼喂48 h 后分別稱量幼蟲和剩余葉片的重量,隨后放入烤箱烘干至恒重,記錄飼喂后干重。收集飼喂后的蟲糞烘干至恒重并記錄重量。
油桐尺蛾?duì)I養(yǎng)指標(biāo)的計(jì)算參考Waldbauer[5]的方法,所有計(jì)算均以幼蟲及寄主植物葉片干重為基礎(chǔ)。
相對(duì)生長(zhǎng)率(RGR)=G/(B×T);相對(duì)取食速率(RCR)=I/(B×T);食物利用率(ECI)=G/I×100%;食物轉(zhuǎn)化率(ECD)=G/(I-F)×100%;近似消化率(AD)=(I-F)/I×100%。式中,G為幼蟲增重,即G= 飼喂后幼蟲重量-飼喂前幼蟲重量;B為幼蟲平均體重,即B=(飼喂前幼蟲重量+飼喂后幼蟲重量)/2;T為試驗(yàn)天數(shù);I為幼蟲取食量,即I=飼喂前葉片重量-飼喂后葉片重量;F為糞便干重。
采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行分析,采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較組間差異。
兩組幼蟲取食桉樹和油桐葉片后的重量均有所增加(圖1)。油桐組幼蟲在取食第5、7、9 和11 天時(shí)的重量極顯著高于桉樹組(P<0.01),說明油桐葉片更有利于油桐尺蛾幼蟲的生長(zhǎng)。
圖1 兩種寄主植物對(duì)油桐尺蛾幼蟲重量的影響Fig.1 Effects of two host plants on weights of B.suppressaria larvae
桉樹和油桐對(duì)油桐尺蛾幼蟲營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)的影響存在差異(表1)。桉樹組幼蟲取食葉片后的相對(duì)生長(zhǎng)率、食物利用率和食物轉(zhuǎn)化率均極顯著低于油桐組(P<0.01);相對(duì)取食速率極顯著高于油桐組(P<0.01);近似消化率略高于油桐組,兩者顯著不差異。
表1 兩種寄主植物對(duì)油桐尺蛾幼蟲營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)的影響Tab.1 Effects of two host plants on nutritional effects of B.suppressaria larvae
油桐尺蛾偏好采食新梢嫩葉,在暴發(fā)初期食量較小,危害具有隱蔽性,不易引起重視;在3 齡后食量大增,具有暴食性特點(diǎn),嚴(yán)重時(shí)可造成枝干光禿,影響光合作用,致使林木枯死,極大影響林木的速生豐產(chǎn),對(duì)林業(yè)的危害極大[6]。目前已有研究證實(shí),油桐尺蛾危害會(huì)造成桉樹生物量和木材材積損失[7],影響油桐的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及桐油品質(zhì)[8]。雖然桉樹和油桐均為油桐尺蛾的主要寄主植物,但油桐尺蛾幼蟲取食兩種植物葉片后的生長(zhǎng)情況存在差異。本試驗(yàn)結(jié)果顯示,取食油桐葉片的幼蟲體重增長(zhǎng)速度明顯快于取食桉樹葉片的幼蟲。若忽視這一差異,可能會(huì)導(dǎo)致林業(yè)工作者在蟲害的預(yù)測(cè)、防治策略的制定和防治時(shí)間的確定等方面存在盲目性,甚至錯(cuò)過最佳的防治時(shí)間,影響防治效果。應(yīng)根據(jù)寄主植物制定不同的油桐尺蛾防治策略。
植食性昆蟲對(duì)寄主植物的取食和利用是復(fù)雜的行為和生理過程,寄主植物在水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和次生代謝物等方面存在的差異會(huì)影響其生長(zhǎng)發(fā)育[9-11]。近年來越來越多的研究關(guān)注植食性昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育與寄主植物的關(guān)系[12-13]。本研究對(duì)油桐尺蛾幼蟲取食桉樹和油桐葉片后的生長(zhǎng)差異機(jī)制進(jìn)行了初步探索。為了分析寄主植物對(duì)油桐尺蛾幼蟲營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)的影響,定量比較了取食桉樹和油桐葉片后幼蟲的相對(duì)生長(zhǎng)率、相對(duì)取食速率、食物利用率、食物轉(zhuǎn)化率和近似消化率,結(jié)果表明幼蟲在取食油桐葉片后的相對(duì)生長(zhǎng)率、食物利用率和食物轉(zhuǎn)化率均高于取食桉樹葉片,油桐尺蛾幼蟲對(duì)油桐葉片的消化和吸收能力更強(qiáng)。但油桐組的相對(duì)取食速率顯著低于桉樹組,其他一些鱗翅目昆蟲(如斜紋夜蛾(Spodoptera litura)[14]、菜青蟲(Pieris rapae)[15]、三條橙燈蛾(Lemyra alikangensis)[16])的類似研究中也得到了相近的結(jié)果。相對(duì)的高食物利用率和高食物轉(zhuǎn)化率可能是對(duì)低取食速率和低消化率的生理平衡;高取食速率和高消化率則可能是對(duì)低食物利用率和低食物轉(zhuǎn)化率的生理補(bǔ)償。在植食性昆蟲與寄主植物的相互關(guān)系中,食物利用率及相對(duì)生長(zhǎng)率主要反映昆蟲生長(zhǎng)與寄主植物的直接聯(lián)系,相對(duì)取食速率則反映昆蟲對(duì)寄主植物的喜食程度。油桐尺蛾為廣食性昆蟲,結(jié)合油桐組幼蟲的消化率與桉樹組相近這一結(jié)果,推斷油桐尺蛾對(duì)桉樹葉的喜好程度可能高于油桐葉。針對(duì)這一喜好進(jìn)行昆蟲行為學(xué)和植物學(xué)等不同方面的進(jìn)一步研究,有助于為林業(yè)防治油桐尺蛾蟲害提供更多有價(jià)值的信息。
本研究通過比較油桐尺蛾幼蟲取食桉樹和油桐葉片后的生長(zhǎng)情況及營(yíng)養(yǎng)效應(yīng),初步證實(shí)油桐更利于油桐尺蛾的生長(zhǎng)。目前尚未有關(guān)于桉樹和油桐中營(yíng)養(yǎng)成分及化學(xué)防御物質(zhì)與油桐尺蛾間相互作用關(guān)系的報(bào)道,需對(duì)相關(guān)方面做進(jìn)一步探索研究。