周奉雯,周卓淮,何小芳,張潔娣,李天奇,王吉銳,徐志宏
(浙江農林大學 農業(yè)與食品科學學院,浙江 杭州 311300)
雙叉犀金龜Allomyrina dichotoma屬鞘翅目Coleoptera 金龜子科Scarabaeidae 叉犀金龜屬Allomyrina,廣泛分布于亞洲各大陸,其個體大小在種群內和種群間差異都比較明顯[1]。雙叉犀金龜在歸屬上仍有爭議,在日本歸在Trypoxylus屬[2],而我國則將其歸為叉犀金龜屬。
雙叉犀金龜是中國犀金龜亞科中分布最廣的種類,廣泛分布于中國東南部[3],在生態(tài)系統(tǒng)中一般不危害作物林木,且有很高的藥用價值[4]。不過,近年來在浙江地區(qū),雙叉犀金龜在一些鐵皮石斛Dendrobium officinale苗圃經(jīng)常發(fā)生危害[5],造成嚴重損失,已成為鐵皮石斛上的重要害蟲之一。在調查過程中,我們也發(fā)現(xiàn)了雙叉犀金龜危害鐵皮石斛苗圃(圖1),其幼蟲在基質中大量繁衍,取食基質營養(yǎng),咬斷根莖,危害鐵皮石斛的正常生長。雙叉犀金龜在浙江省杭州地區(qū)一年發(fā)生一代,以三齡幼蟲危害最大,成蟲晝伏夜出,具趨光性、喜濕性等習性[5]。針對農林生產中對雙叉犀金龜?shù)姆乐窝芯繄蟮垒^多[5-6],關于其生物學習性也有一些研究,但是并不是很系統(tǒng)。
雙叉犀金龜是受國家保護的“三有動物”,即有益或有重要經(jīng)濟、科學研究價值的昆蟲。本文對雙叉犀金龜進行了生物學特性和人工養(yǎng)殖探究,以期為保護和綜合開發(fā)利用該蟲提供基礎資料。隨著國內昆蟲產業(yè)和自然教育行業(yè)的迅速發(fā)展,雙叉犀金龜因體型較大,形態(tài)奇特,雌、雄性二型現(xiàn)象顯著,性格溫順,已成為昆蟲愛好者和自然教育行業(yè)最受歡迎的甲蟲之一,因此,研究該蟲的人工養(yǎng)殖,具有重要的經(jīng)濟意義。
圖1 雙叉犀金龜為害鐵皮石斛苗圃Figure 1 A.dichotoma damaged D.officinale nursery
試驗用雙叉犀金龜成蟲于2018 年6 月采集自浙江杭州正德農業(yè)發(fā)展有限公司鐵皮石斛苗圃基地。
1.2.1 飼養(yǎng)方法 獲取雙叉犀金龜成蟲后,選取其中8 對健康的成蟲放置在透明塑料盒(2 L)中進行交配,盒中鋪有從闊葉木剝落的大小適中的樹皮木片,起到方便成蟲活動攀爬的作用。交配期間以香蕉Musanana飼養(yǎng)。交配三天后,將腐殖土放入透明塑料箱(27 L)中壓實至總高度的三分之二處,在其表面鋪上樹皮木片,放入雌蟲供其產卵。雌蟲下產20 d 后取出雌蟲和卵。將卵淺埋于裝有按壓緊實的發(fā)酵腐殖土的塑料盒(1 L)中進行孵化。卵孵化后,將單頭幼蟲分別放置于透明塑料盒(1 L),以發(fā)酵腐殖土飼養(yǎng)于智能人工氣候箱中(PRX-350D,上海谷寧有限公司),設置溫度為25±1℃,相對濕度60%±5%,無光照。
1.2.2 形態(tài)特征觀察 利用Leica DFC290 體視顯微鏡,觀察記錄卵、幼蟲、蛹的外部形態(tài)特征。利用游標卡尺和萬分之一天平測量各蟲態(tài)特征值。
1.2.3 生物學特性觀察 于2018 年3-8 月,在野外調查雙叉犀金龜幼蟲和成蟲活動時間,在室內飼養(yǎng)箱中觀察其取食、求偶、交尾等生活習性。對野外成蟲交配產卵,記錄其產卵量和孵化時間。將孵化的幼蟲在實驗室進行人工飼養(yǎng)。選取28 頭生長狀態(tài)一致的幼蟲,觀察幼蟲在不同時間段的齡期變化和生長情況,每隔30 d 測量幼蟲的體質量。至老熟幼蟲階段,需每日觀察并記錄其做蛹室、化蛹、羽化和出蟄的日期和狀況。成蟲出蟄后,將其放入透明飼養(yǎng)盒中飼喂和觀察,待成蟲死亡記錄其死亡日期。
2.1.1 卵 初產時卵橢球形,體積較小,乳白色,后體積增大,近球形,直徑3~4 mm,顏色加深變黃(圖2a)。
2.1.2 幼蟲 初孵時嫩白色;一齡幼蟲進食后蟲體透明可清晰見內臟;二齡幼蟲初期嫩白色,體稍透明;三齡幼蟲初期嫩白色,中后期黃白色,化蛹前為黃色。幼蟲頭殼黃褐色至棕黑色,初孵或剛蛻皮幼蟲頭殼顏色較淺,隨著生長和齡期增加,顏色變深,三齡幼蟲頭殼為棕黑色。頭殼額前側區(qū)及頰區(qū)近黑褐色,額區(qū)刻點較頭頂?shù)拇蠖?,頭部毛排列不規(guī)則,額區(qū)毛較稀少[7]。單眼明顯,為痕跡狀。觸角較粗短,共4 節(jié),第2 節(jié)最長。具胸足3 對,前足和中足長度接近,后足短于前、中足,各足爪較粗鈍,具較多刺毛。具9 對氣門,前胸氣門板略大于腹部各節(jié)氣門板。體毛黃褐色,腹部側面長、短毛混生,腹部前6 節(jié)背面各小節(jié)刺毛一般僅一橫列,腹部第7、第8、第9 節(jié)背面除橫列長毛外還散布短小密集的刺毛。
一齡(圖2b):頭殼黃褐色,寬約3 mm;體長15~16 mm,體寬3~4 mm。初孵時嫩乳白色,進食后體透明,內臟清晰可見。隨著生長,顏色加深,體被淡黃褐色長毛;氣門極小,不明顯;足淡黃色,被黃褐色粗毛。二齡(圖2c):頭殼棕褐色,寬5~6 mm;體長42~57 mm,體寬7~11 mm。白色,體較不透明,腹部微可見食物和內臟;體側氣門明顯可見,周緣褐色,體被長黃褐色毛。足淡黃褐色。三齡(圖2d):頭殼棕黑色,寬 9~13 mm;體長55~80 mm,體寬22~26 mm。初期白色,老熟幼蟲淡黃棕色,體較不透明;體側氣門十分明顯,周緣褐色加深,足黃褐色;體毛粗、硬,十分明顯。
2.1.3 蛹 體長41~68 mm,化蛹初期為乳白色似玉狀,腹部各節(jié)和足明顯可見,后顏色加深至黃色至深黃色至淡褐色,羽化前呈黑青色。雄蟲蛹(圖2f)角突明顯,尾部較尖;雌蟲蛹(圖2e)尾部較鈍。
2.1.4 成蟲 雄成蟲(圖2h):體長(包括額角)59.8~71.8 mm,體寬26.2~28.5 mm,長橢圓形,體紅棕色至黑色,頭較小,唇基前側角齒突狀。背部光亮,復眼深紅褐色,小盾片短闊三角形,有明顯中縱溝。鞘翅肩疵、端疵發(fā)達,縱肋僅約略可辨。臀板十分短闊,強烈隆拱,兩側密布具毛刻點[3]。具有發(fā)達的額角,長17.1~25.4 mm,向前伸出,末端向上彎曲,分四叉。足粗壯,前足脛節(jié)外緣齒,基齒遠離端部兩齒。
雌成蟲(圖2g):體長41.5~52.5 mm,體寬24.2~26.9 mm,長橢圓形,體紅棕色至黑色,背部有細絨毛,較為粗暗。頭部粗糙,無額角,額頭頂部隆起,頂部有一橫脊,其上橫列3 個(中高側低)小丘突[3]。
2.2.1 生活史 人工氣候箱條件下共檢測了28個樣本(14 個雄性,14 個雌性)。卵期14~24 d;幼蟲期:雄性195~265 d(一齡18~28 d,二齡22~35 d,三齡127~185 d),雌性201~225 d(一齡17~28 d,二齡20~38 d,三齡135~150 d);蛹期:雄性16~20 d,雌性16~21 d;成蟲羽化至自然出土時間:雄性10~17 d,雌性10~16 d;成蟲期:雄性60~105 d,雌性63~117 d。
圖2 雙叉犀金龜各蟲態(tài)形態(tài)圖Figures 2 Morphology of different development stage of A.dichotoma
2.2.2 習性 成蟲:成蟲喜食香蕉、桃Amygdalus persica等成熟水果;雄成蟲出蟄后兩三日便開始尋找雌蟲進行交配,交配后雌成蟲會在人工按壓緊實的腐殖土中產卵,可產卵30~70 粒;成蟲具趨光性,白天雄成蟲喜歡于腐殖土上活動,雌成蟲喜歡潛伏在腐殖土中。
幼蟲:幼蟲各時間段的體質量見表1。從飼養(yǎng)開始至飼養(yǎng)30 d 時,雌、雄幼蟲體質量間無顯著差異;至飼養(yǎng)60 d 時,雌、雄體質量出現(xiàn)顯著差異(P<0.05),雄性幼蟲大量取食體,質量繼續(xù)增加明顯,雌性幼蟲取食量減少,體質量增加減緩。雄性幼蟲飼養(yǎng)至90 d后,體質量無明顯變化,達到體質量最大值;雌性幼蟲飼養(yǎng)至120 d 后,體質量無明顯變化,達到體質量最大值。
一齡幼蟲活動的能力弱,活動范圍小;二齡幼蟲的活動范圍增大,食量也隨之增大;三齡幼蟲食量大增,但到了三齡末期,幼蟲取食減少,活動能力變差,體質量下降,潛入腐殖土下部,利用腐殖土和排泄的糞便制作蛹室,準備化蛹,體質量小的幼蟲化蛹時間早,大部分幼蟲會貼著塑料盒壁做蛹室,蛹室呈豎直的長橢圓體,內壁光滑堅固。
表1 雙叉犀金龜幼蟲不同時間段的體質量Table 1 Weight of different instar of A.dichotoma larva
2.3.1 種源的選育 從野外采集的成蟲或幼蟲,選擇健康狀態(tài)良好,個體較大的作為種源。
2.3.2 交配與產卵 選擇體型相配的雌雄成蟲進行交配,交配三天后將雌蟲移入產房。野外采集的雌蟲大部分已進行過交配,可直接放入產房,也可將雄蟲一并放入。產卵期間仍需用成熟香蕉飼喂。約20 d 后,可挖取第一批卵。
2.3.3 幼蟲的飼養(yǎng)管理 可提前將產房的卵挖出分裝,也可讓卵在產房之中自然孵化。為避免幼蟲互相影響,三齡之后要對幼蟲進行分裝,一般一條幼蟲至少需要1 L 容積的飼養(yǎng)盒分裝。當發(fā)現(xiàn)表面蟲糞較多時,應更換腐殖土,新的腐殖土應和原來的腐殖土混合后進行飼喂。
2.3.4 蛹的管理 三齡老熟幼蟲取食明顯減少,體質量也會稍有下降,并開始建造蛹室準備化蛹。此時應避免打擾,否則幼蟲很有可能放棄當前蛹室制造新的蛹室,耗費幼蟲體力和影響蛹室質量,最終影響化蛹的成敗。做蛹室一周之后化蛹,要注意期間避免打擾,直至羽化成功。
2.3.5 羽化 羽化初期的成蟲切忌不可直接從蛹室取出,蟄伏兩周之后,靜待其自然出土,之后,將其放入鋪墊木片的飼養(yǎng)箱中飼喂香蕉。
本研究結果表明,野生雙叉犀金龜一年發(fā)生一代,6、7 月陸續(xù)羽化成成蟲。在實驗室人工養(yǎng)殖條件下,卵期和蛹期與在野外條件下接近,但在實驗室條件下,平均幼蟲期僅為7 個月(野生雙叉犀金龜幼蟲期為8~10個月),4 月陸續(xù)羽化成成蟲,大大縮短了幼蟲生長周期。在實驗室條件下,飼養(yǎng)初期雌、雄幼蟲體質量間并無顯著差異,但在飼養(yǎng)60 d 后,體質量出現(xiàn)顯著差異(P<0.05),雄性幼蟲大量取食,體質量繼續(xù)增加明顯,雌性幼蟲取食量減少,體質量增加減緩。這表明,雙叉犀金龜在幼蟲期已明顯表現(xiàn)出雌、雄二型現(xiàn)象。雄性幼蟲比雌性幼蟲更早達到體質量最大值,雄性在28~37 g,雌性在16~29 g;化蛹前幼蟲體質量稍有下降,因其化蛹前食量減少同時將體內食物排泄干凈,且體質量較小者先化蛹。雌蟲平均成蟲期略長于雄蟲平均成蟲期,這是由于雌性要完成產卵的任務,因此需要更長的壽命,其產卵量為45~73 粒。
雙叉犀金龜卵初產時橢球形,體積較小,顏色為乳白色,后體積增大,為近球形且顏色加深變黃。雙叉犀金龜幼蟲不同齡期體型和顏色差異較大,一齡幼蟲蟲體較透明;二齡幼蟲嫩白色,體稍透明;三齡幼蟲初期嫩白色中后期黃白色,化蛹前為黃色。蛹初期為乳白色似玉狀,后顏色加深至黃色至深黃色至淡褐色,羽化前呈黑青色。成蟲體色從紅褐色至黑色不等,雄蟲體型大于雌蟲且具獨特的額角。成蟲具趨光性,白天雄蟲更喜在腐殖土上表面活動,雌蟲則更喜潛伏在腐殖土中。
在養(yǎng)殖過程中,要注意腐殖土的濕度和密度,特別是產房腐殖土的密度一定要大,在緊實的腐殖土環(huán)境中可提高產卵率[8-9]。要及時更換腐殖土,否則幼蟲易感染上病害,且有傳染性。幼蟲染上病害的癥狀是身體出現(xiàn)黑斑,一旦出現(xiàn)該病,一定要及時隔離,以免傳染給其余健康的幼蟲。在養(yǎng)殖過程中產生了大量的幼蟲糞便,可再次回收利用。幼蟲的糞便風干后可做成蟲養(yǎng)殖的墊材。也可用于植物的種植,但種植效果和養(yǎng)分含量還有待進一步研究。
近年來,對雙叉犀金龜?shù)难芯慷嘣谟谛远汀㈩~角和翼的研究[1,10-12],對其基礎養(yǎng)殖和生物學特性方面的研究較少,今后可進一步研究溫度、濕度等環(huán)境因子對于其生長發(fā)育的研究,摸索出其最適宜的發(fā)育溫度,為雙叉犀金龜?shù)谋Wo和利用提供參考依據(jù)。