杜文娟,江彥軍,楊海潮,楊會利,楊曉麗,田文芳,賈海霞
(1 平山縣防蝗植保站,河北 石家莊 050400;2 石家莊市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,河北 石家莊 050051)
草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda),又稱秋黏蟲,是聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)全球預(yù)警的重要農(nóng)業(yè)害蟲之一,原產(chǎn)于美洲熱帶與亞熱帶地區(qū),隸屬于鱗翅目Lepidoptera,夜蛾科Noctuidae,灰翅夜蛾屬Spodoptera,具有適應(yīng)性廣、遷飛距離遠(yuǎn)、繁殖能力強(qiáng)、危害損失重等特點[1-5]。草地貪夜蛾按寄主偏好可分為玉米型和水稻型,玉米型偏好玉米、高粱和棉花等,水稻型偏好水稻等,入侵我國的主要為玉米型[6]。草地貪夜蛾也是一種雜食性昆蟲,寄主多達(dá)350多種,其中包括玉米、甘蔗、水稻、大豆、谷子、花生和辣椒等80多種經(jīng)濟(jì)作物,其幼蟲可危害作物的整個生育期,主要啃食作物的葉片、莖稈、甚至穗,也以“切”根的形式危害幼苗造成苗期作物的死亡,最終導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[7]。2019年1月,在我國云南省江城縣玉米地中首次發(fā)現(xiàn)不明蛾類幼蟲為害,并很快被鑒定為草地貪夜蛾幼蟲,隨后草地貪夜蛾從南向北迅速蔓延至26個省(自治區(qū)、直轄市)[8]。
草地貪夜蛾入侵我國以來,國內(nèi)在其分布范圍、擴(kuò)散途徑、原因、生物學(xué)特性、生活習(xí)性、危害特點及防治措施等方面研究報道很多。河北省是全國玉米的主產(chǎn)區(qū),但鮮見草地貪夜蛾生物學(xué)特性研究的報道。本研究為通過在室內(nèi)模擬冀中南田間溫度和濕度環(huán)境(溫度24~27 ℃,相對濕度50%~75%),以人工飼養(yǎng)的方式觀察記錄草地貪夜蛾各蟲態(tài)變化情況,以探索草地貪夜蛾在冀中南的生物學(xué)特性,為草地貪夜蛾監(jiān)測預(yù)警和科學(xué)指導(dǎo)防治提供理論基礎(chǔ)。
2020年8月23日在平山縣上三汲鄉(xiāng)田營村南(海拔104.22 m,北緯114°2616′,東經(jīng)38°3141′)晚播玉米田采集草地貪夜蛾卵塊(如圖1),帶回室內(nèi)進(jìn)行觀察飼養(yǎng)。該玉米田為2020年7月21日播種,品種為先鋒水果玉米,采集草地貪夜蛾卵塊時玉米處于拔節(jié)期。
圖1 田間采集的草地貪夜蛾卵塊Figure 1 Egg mass of Spodoptera frugiperda collected in a field
室內(nèi)溫度24~27 ℃,相對濕度50%~75%。
1.3.1 卵塊孵化 田間取回的草地貪夜蛾卵塊放置在養(yǎng)蟲盒(19 cm×19 cm×15 cm)內(nèi)。養(yǎng)蟲盒底部鋪新鮮玉米葉,觀察記錄卵塊變化和孵化情況。
1.3.2 幼蟲飼養(yǎng) 草地貪夜蛾孵化幼蟲后,對幼蟲進(jìn)行分組飼養(yǎng)。每10頭幼蟲為1組,共分10組,各組間飼養(yǎng)條件一致。飼養(yǎng)幼蟲容器為草地貪夜蛾誘捕器(透明塑料材質(zhì),15 cm×15 cm×18 cm),內(nèi)鋪5 cm厚的細(xì)土,土層上鋪1層老玉米葉,最上方是新鮮的嫩玉米葉。飼養(yǎng)過程中,定時給土壤滴水,最大程度保持誘捕器內(nèi)濕度相對恒定,利于大齡幼蟲入土化蛹。觀察記錄幼蟲的生長發(fā)育情況。
1.3.3 蛹期觀察 老熟幼蟲化蛹后,觀察記錄蛹期情況變化。
1.3.4 成蟲觀察 待蛹羽化后將成蟲放入大塑料桶(13 cm×13 cm×25 cm)進(jìn)行飼養(yǎng),每天用10%蜂蜜水喂養(yǎng)2次,底部放置濕潤的脫脂棉,觀察記錄成蟲活動情況。
2.1.1 卵塊孵化情況 8月23日,在田間發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾卵塊時,顏色為乳白色;8月24日,8:30觀察發(fā)現(xiàn)卵塊表面的鱗毛逐漸由乳白色變?yōu)闇\灰色,13:30觀察卵塊逐漸變?yōu)樽睾谏?/p>
2.1.2 幼蟲觀察結(jié)果 1齡幼蟲:初孵化時為淡黃色和淺綠色,后顏色逐步加深,體長1~2 mm。剛孵化的幼蟲頭部較大,能夠快速向四周擴(kuò)散,轉(zhuǎn)移到新鮮幼嫩玉米葉上覓食。低齡幼蟲有明顯的吐絲現(xiàn)象。
2齡幼蟲:體淡黃色,體長2.5~4 mm,Y形紋不明顯。
3齡幼蟲:體色差異明顯,有淺褐色、深褐色、黑色等,體長4~8 mm,形成明顯的Y形紋,部分黑色幼蟲尾部的4個黑點不明顯,開始表現(xiàn)出自殘習(xí)性。幼蟲在3齡前取食量較小,產(chǎn)生的糞便較少。
4齡幼蟲:體綠色,頭殼兩側(cè)網(wǎng)狀紋和Y形紋明顯,體長8~13 mm,喜蛀食玉米嫩秸稈,蟲體能折疊扭曲,取食量大,糞便多,自殘習(xí)性明顯。剛蛻皮的幼蟲頭部淺綠色,斑點不顯,約0.5 h后頭部變黑,2 h后尾部及身體斑點開始明顯。
圖2 剛蛻皮的4齡幼蟲Figure 2 Newly molted the fourth larvae of Spodoptera frugiperda
5齡幼蟲:體色黑色或褐色,體長13~30 mm,食量大,自殘習(xí)性明顯(如圖3)。
圖3 幼蟲自相殘殺Figure 3 Cannibalism predation among larvae of Spodoptera frugiperda
6齡幼蟲:體色多為黑色或褐色,體長30~32 mm。老熟幼蟲不再取食,鉆入葉下土內(nèi)筑蛹室化蛹或在秸稈中化蛹。
在室內(nèi)飼養(yǎng)情況下,幼蟲糞便為小顆粒狀,取出風(fēng)干后成鋸末狀。在同等溫、濕度和食源條件下,幼蟲生長發(fā)育進(jìn)度不整齊,存在明顯差異。觀察中發(fā)現(xiàn)4齡后幼蟲可以向后方蠕動,完成倒行。各齡幼蟲皆喜歡陰暗潮濕的環(huán)境。
飼養(yǎng)過程中,部分幼蟲為白僵菌侵染寄生致死,全身包裹布滿白色菌絲。
2.1.3 蛹期觀察結(jié)果 老熟幼蟲化蛹前,取食量明顯減少,蟲體出現(xiàn)皺縮,體長減小。老熟幼蟲喜歡在潮濕的土壤鉆洞,在2~3 cm處作蛹室化蛹,化蛹初頭部是綠色,腹部為黃白色(如圖4);約6 h后,蛹體才完全變成紅棕色(如圖5);羽化前最深為紅褐色(如圖6)。蛹期是草地貪夜蛾最脆弱和對溫濕度最敏感的時期,如果土壤濕度過大,蛹體會發(fā)生腐爛;如果溫度過高,會發(fā)生干癟。
圖4 剛化蛹時顏色 Figure 4 Color of the pupae
圖5 化蛹6小時的蛹Figure 5 Six hours of pupae
圖6 羽化前的蛹Figure 6 Pupae before emergence
2.1.4 成蟲羽化 蛹一般在晚間20-23時羽化,在羽化前腹節(jié)變長、松散,然后伸出前足,幾秒后頭部鉆出。剛羽化后的成蟲翅短,體型仍為蛹型(圖7)。先是快速跑動幾十秒,然后靜止不動等待前后翅伸展,約15 min后,前后翅倏地立起,完成立翅。之后成蟲仍在原地不動,約10 min左右待翅膀水分散去后才合翅,最后移到葉片下方隱蔽,雄成蟲如圖8。
圖7 剛羽化的成蟲Figure 7 Newly emerged adult
圖8 雄成蟲Figure 8 Male adult
2.1.5 成蟲期觀察 雌蛾:體蟲翅展32~40 mm,頭、胸、腹、前翅均為灰褐色,前翅狹長,環(huán)形紋、腎形紋明顯。環(huán)形紋內(nèi)側(cè)為灰褐色,邊緣為黃褐色;腎形紋灰褐色,邊緣為黃褐色,不連續(xù)。腎形紋與環(huán)形紋由1條白色線相連。后翅為淡白色,頂角處有灰色斑紋并向臀角延伸。后翅外緣線白色,緣毛黃白色。腹部末節(jié)鱗毛較雄蟲短,背面為灰色,腹面觀前翅外緣線白色,內(nèi)側(cè)有不連續(xù)的三角形黑斑。腹面觀前胸、中胸鱗毛紅褐色,色較淺,腹部為紅褐色,兩側(cè)有4個黑色斑點。
雄蛾:翅展32~40 mm,頭、胸、腹為灰褐色,前翅狹長,灰褐色,夾雜白色、黃褐色與黑色斑紋;環(huán)形紋、腎形紋明顯,環(huán)形紋灰褐色,邊緣內(nèi)側(cè)較淺,外側(cè)為黑色至黑褐色,環(huán)形紋上方有一黑褐色至黑色斑紋;腎形紋灰褐色,前后各有一黃褐色斑點,后側(cè)斑點較大,前后兩側(cè)均有一白斑,后側(cè)白斑狹長,可與環(huán)形紋相連,漸變?yōu)辄S褐色。前翅頂角處有一較大白斑。外緣線黃褐色,色較淺,緣毛黑褐色。后翅淡白色,頂角處有一灰色斑紋,向臀區(qū)延伸,呈灰色條帶,外緣淺白色,緣毛淡黃色或白色。腹部生殖節(jié)鱗毛較長,為黃褐色或紅褐色;后翅腹面前緣內(nèi)側(cè)至頂角處為淡黃色,有黑色細(xì)小斑點,后緣灰色斑點不連續(xù),腹面觀前胸和中胸紅褐色,色較深,且有灰黑色鱗毛,腹部為紅褐色,兩側(cè)各有1排黑色斑點。
成蟲喜陰,其交配、產(chǎn)卵和取食都發(fā)生在夜晚,白天多藏在誘捕器內(nèi)葉片下蔭蔽處。成蟲在葉片正反面或飼養(yǎng)桶壁上均可產(chǎn)卵,每只雌成蟲每晚只能交配1次,交配后4 d左右產(chǎn)卵,但一生中可進(jìn)行多次交配活動,多次產(chǎn)卵。
在室內(nèi)環(huán)境溫度24~27 ℃,相對濕度50%~75%條件下,草地貪夜蛾卵期2~3 d,幼蟲期14~17 d(1齡3~4 d,2齡2 d,3齡2 d,4齡2 d,5齡2~3 d,6齡2~3 d),蛹期6~8 d,成蟲期7~9 d。在此溫濕度條件下,草地貪夜蛾完成1個世代最少需28 d,最多需36 d,平均1個世代需32 d。
9月17日羽化成蟲6頭(5雌1雄),18日羽化成蟲5頭(均為雌蛾),19日羽化4頭(均為雄蛾),20日羽化4頭(3雄1雌),4次共羽化成蟲19頭(11雌8雄)。同等飼養(yǎng)條件下,草地貪夜蛾雌蛾發(fā)育比雄蛾早1~2 d。
室內(nèi)飼養(yǎng)草地貪夜蛾成活率統(tǒng)計表,見表1。
表1 室內(nèi)飼養(yǎng)草地貪夜蛾成活率統(tǒng)計表Table 1 Statistical table of survival rate of Spodoptera frugiperda reared indoors
由表1可知,在室內(nèi),對草地貪夜蛾幼蟲進(jìn)行分組飼養(yǎng),每組10頭幼蟲。對其中飼養(yǎng)的6組幼蟲成活率統(tǒng)計,1齡和2齡存活率為100%,3齡以后室內(nèi)飼養(yǎng)存活率降低,到6齡時幼蟲平均存活率為78.33%。
雖然我們對田間采到的草地貪夜蛾卵塊孵化出幼蟲,并成功進(jìn)行了室內(nèi)飼養(yǎng),歷經(jīng)了草地貪夜蛾的幼蟲、蛹、成蟲、卵4個蟲態(tài)全過程,但由于飼養(yǎng)昆蟲經(jīng)驗不足,飼養(yǎng)設(shè)備和條件比較簡陋,只是在最接近田間實際溫濕度的條件下進(jìn)行飼養(yǎng)觀察,不能進(jìn)行多溫度多濕度條件下的飼養(yǎng)觀察,導(dǎo)致具體數(shù)據(jù)不夠詳盡,有待今后完善飼養(yǎng)條件做進(jìn)一步飼養(yǎng)研究。
在室內(nèi)飼養(yǎng)過程中,部分草地貪夜蛾幼蟲被白僵菌寄生而死,鹿泉區(qū)植保站在飼養(yǎng)過程中也遇到同樣的問題,高邑縣2020年在晚播玉米田中發(fā)現(xiàn)被白僵菌寄生而死的幼蟲,這說明白僵菌是草地貪夜蛾天然的生防菌,同時也說明田間存在足夠的白僵菌孢子。龍秀珍等分離得到1株萊氏綠僵菌Metarhiziumrileyi,編號為CDTLJ1,該菌株對草地貪夜蛾幼蟲、預(yù)蛹、蛹均有致病力,1.20×107孢子/mL濃度下,接菌處理后第6天,2~5齡幼蟲的累計校正死亡率均達(dá)100%,6齡幼蟲的累計校正死亡率為98.33%,預(yù)蛹和蛹的累計校正死亡率分別為28.33%、20.00%[9]。雷妍圓研究鑒定的球孢白僵菌菌株GZSL-1對草地貪夜蛾幼蟲具有較強(qiáng)致病性,可為草地貪夜蛾微生物防治提供候選菌種資源[10]。通過中國農(nóng)藥信息網(wǎng)查詢,球孢白僵菌作為草地貪夜蛾防治藥劑已被登記,說明白僵菌對草地貪夜蛾有較高的防效。是否可以在草地貪夜蛾發(fā)生初期,通過澆水調(diào)節(jié)田間濕度,增加白僵菌寄生草地貪夜蛾幼蟲的機(jī)率,從而達(dá)到控制草地貪夜蛾危害的目的。
圖9 室內(nèi)飼養(yǎng)時被白僵菌寄生的草地貪夜蛾
2019年郭井菲和張知曉研究報道,在28 ℃左右,草地貪夜蛾約30 d可完成1個世代[11-12]。本研究在室內(nèi)環(huán)境溫度24~27 ℃,相對濕度50%~75%條件下,草地貪夜蛾完成1個世代最少需28 d,最多需36 d,平均1個世代約32 d。因溫度的差異,和郭井菲等人的研究報道基本一致,為冀中南地區(qū)在草地貪夜蛾監(jiān)測選擇最佳的防治適期提供的依據(jù)。
通過模擬冀中南地區(qū)環(huán)境條件,在室內(nèi)溫度24~27 ℃,相對濕度50%~75%條件下進(jìn)行飼養(yǎng)草地貪夜蛾,通過對草地貪夜蛾各蟲態(tài)進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)蟲卵會歷經(jīng)乳白色、淺灰色和棕黑色3種顏色的變化;幼蟲在第4和5齡時的取食量最大,自殘現(xiàn)象明顯;蛹期是草地貪夜蛾最脆弱和對溫濕度最敏感的時期;成蟲喜陰,羽化后一般在夜間活動,交配后第4天產(chǎn)卵。
通過觀察得知草地貪夜蛾在同等溫度、濕度和食物條件下,幼蟲生長發(fā)育進(jìn)度不整齊,不同蟲齡成活率略有差別且雌蛾發(fā)育比雄蛾早1~2 d,草地貪夜蛾完成1個世代最少需28 d,最多需36 d,平均1個世代約32 d。另外,通過室內(nèi)人工飼養(yǎng)草地貪夜蛾發(fā)現(xiàn)隨幼蟲齡期增大,幼蟲存活率降低,1齡和2齡時存活率為100%, 6齡時存活率為78.33%。本研究為草地貪夜蛾監(jiān)測預(yù)警和科學(xué)指導(dǎo)防治提供理論基礎(chǔ)。