林 會(huì), 劉東陽(yáng), 王 勇, 江連強(qiáng), 郭仕平, 劉虹伶, 劉 超, 伍興隆,蒲德強(qiáng)*
(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所, 四川 成都 610066; 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 四川 溫江 611130; 3.四川省煙草公司 涼山州公司, 四川 西昌 615000; 4.中國(guó)煙草總公司 四川省公司, 四川 成都 610041)
【研究意義】蚜蟲(chóng)是玉米、小麥、油菜、煙草、茶樹(shù)及辣椒等作物上的主要害蟲(chóng)[1-3],具種類(lèi)繁多,擴(kuò)散能力強(qiáng),發(fā)育歷期短,繁殖快等特點(diǎn)。蚜蟲(chóng)刺吸植物組織的汁液,造成植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)和水分損失,嚴(yán)重影響植物生長(zhǎng),進(jìn)而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí),蚜蟲(chóng)是傳播病毒的主要介體[4]。由于化學(xué)農(nóng)藥使用不當(dāng),導(dǎo)致農(nóng)藥殘留、生態(tài)污染及病蟲(chóng)抗藥性等問(wèn)題,急需探究更多的無(wú)公害防治技術(shù),如生物防治。七星瓢蟲(chóng)是多種蚜蟲(chóng)的優(yōu)勢(shì)天敵,具有應(yīng)用范圍廣,捕食量大,控害效果持久的優(yōu)點(diǎn),所以越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)展七星瓢蟲(chóng)的規(guī)模繁育與生產(chǎn)上防治蚜蟲(chóng)技術(shù)的研究。探索七星瓢蟲(chóng)最佳飼養(yǎng)條件,獲取更多七星瓢蟲(chóng)防治蚜蟲(chóng),對(duì)提高生物防治作用具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】曾睿琳等[5]探究不同種類(lèi)昆蟲(chóng)蛋白飼料對(duì)七星瓢蟲(chóng)的飼養(yǎng)效果表明,蜂蛹組成的人工飼料飼喂七星瓢蟲(chóng)后其產(chǎn)卵量顯著高于其他組分的飼料,但顯著低于豆蚜飼喂的七星瓢蟲(chóng)。已有研究比較了七星瓢蟲(chóng)人工飼料和蠶豆蚜的營(yíng)養(yǎng)成分含量差異,并明確了七星瓢蟲(chóng)生長(zhǎng)、發(fā)育和生殖所需的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)因子及最適含量[6]。國(guó)內(nèi)人工飼料飼養(yǎng)瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量均低于豆蚜飼養(yǎng),蠶豆蚜飼養(yǎng)七星瓢蟲(chóng)種群的單頭雌蟲(chóng)產(chǎn)卵量為956.38粒[7]。此外,人工飼養(yǎng)七星瓢蟲(chóng)規(guī)模占用的空間較大,繁育時(shí)間較長(zhǎng),產(chǎn)量較低,所以要進(jìn)一步探索人工飼料對(duì)七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵量的影響。在人工飼料中添加β-胡蘿卜素能大幅提高異色瓢蟲(chóng)的存活率[8]。β-胡蘿卜素還具有抗氧化作用,是一種自由基清除劑,能夠保護(hù)卵泡和子宮細(xì)胞[9]。張屾等[10]在半合成人工飼料中添加肝臟提取物飼養(yǎng)瓢蟲(chóng),證實(shí)豬肝可以作為人工飼料的可行性。另外飼料的粘度和均勻度均會(huì)對(duì)七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)生一定影響,飼料物理狀態(tài)對(duì)七星瓢蟲(chóng)也有影響[11]?!狙芯壳腥朦c(diǎn)】曾睿琳等[5]找到了能夠提高七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵量的人工飼料成分(即蜂蛹組成的干粉人工飼料),但未深入探究干粉飼料和糊狀飼料對(duì)七星瓢蟲(chóng)生物學(xué)特性的影響。程英[7]研究表明,取食人工飼料的七星瓢蟲(chóng)的生物學(xué)特性不及整個(gè)生命周期都取食蚜蟲(chóng)的七星瓢蟲(chóng)。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,β-胡蘿卜素對(duì)七星瓢蟲(chóng)的生物學(xué)特性能夠起到一定作用,但未明確最佳β-胡蘿卜素飼喂?jié)舛取R虼?,人工飼料最佳的制作方式及?胡蘿卜素添加量等問(wèn)題還有待探究。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】采用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn),以β-胡蘿卜素不同濃度制作2種形態(tài)的人工飼料(干粉、糊狀飼料),探索優(yōu)化人工飼料的組成與形態(tài),即β-胡蘿卜素添加量及飼料形態(tài)對(duì)七星瓢蟲(chóng)生物學(xué)特性(七星瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)取食、交配、壽命、產(chǎn)卵等)的影響,旨在明確β-胡蘿卜素最佳飼喂劑量和飼料制作方法,為規(guī)?;曫B(yǎng)七星瓢蟲(chóng)提供借鑒。
1.1.1 七星瓢蟲(chóng) 初始種群取自四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所昆蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)室。在室內(nèi)以豆蚜連續(xù)飼養(yǎng)6代以上,供試瓢蟲(chóng)卵自孵化后連續(xù)飼喂豆蚜,直至成蟲(chóng)第1次交配時(shí),用培養(yǎng)皿收集交配的成對(duì)成蟲(chóng)。所有蟲(chóng)源均在室內(nèi)飼養(yǎng),環(huán)境條件:溫度(25±1)℃,相對(duì)濕度 (75±7)%,光周期10 L∶14 D,光強(qiáng)18 000 Lx。
1.1.2 豆蚜 初始種群取自四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所昆蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)室,以蠶豆為寄主植物,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)8代以上。
1.1.3 試劑β-胡蘿卜素和瓊脂粉,市購(gòu)。
1.1.4 基礎(chǔ)飼料 由蜂蛹干粉30 g+蔗糖15 g+豬肝干粉20 g+油菜花粉20 g+蚜蟲(chóng)粉2 g+橄欖油2 g+香蕉干粉10 g+純凈水400 mL+瓊脂5 g+山梨酸鉀1 g組成,自制。
1.1.5 儀器設(shè)備 CD-216 TMZL海爾家用電冰箱,F(xiàn)A2204B電子分析天平,C21-ST2106美的電磁爐,DT87577移液槍?zhuān)琂ZE-R2烘干機(jī),HC-800粉碎機(jī),玻璃棒、100 mL燒杯及500 mL燒杯等。
1.2.1β-胡蘿卜素不同添加量對(duì)七星瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)生物學(xué)的影響 試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理:T1~T5,各處理分別飼喂由基礎(chǔ)飼料+不同添加量β-胡蘿卜素(5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg、20 mg/kg和25 mg/kg)組成的飼料。每個(gè)處理30個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)為1對(duì)雌雄七星瓢蟲(chóng),每個(gè)培養(yǎng)皿放1對(duì),共計(jì)150對(duì)。七星瓢蟲(chóng)初次產(chǎn)卵后繼續(xù)飼喂40 d,其中,前20 d喂養(yǎng)糊狀飼料和豆蚜,后20 d喂養(yǎng)干粉飼料和豆蚜。
1.2.2 不同形態(tài)飼料飼喂對(duì)七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵量的影響 采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì),因素1:飼料種類(lèi),分別為含有不同添加量β-胡蘿卜素(5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg、20 mg/kg和25 mg/kg)的飼料T1~T5;因素2:飼料形態(tài),干粉飼料與糊狀飼料。成蟲(chóng)放入培養(yǎng)皿后第1次產(chǎn)卵開(kāi)始飼喂,按照2 d飼料+1 d蚜蟲(chóng)的方式喂養(yǎng)(每個(gè)處理組投喂量相同),飼料用塑料片盛放,連續(xù)飼喂40 d。
1.3.1 飼料配制 在基礎(chǔ)飼料中分別添加不同量的β-胡蘿卜素配制,β-胡蘿卜素添加量具體為T(mén)10.25 g,T20.50 g,T30.76 g,T41.01 g,T51.27 g。飼料分別制成2種形態(tài):糊狀和干粉,所有飼料均在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配置分裝。為保證可溶飼料的營(yíng)養(yǎng)成分及防止飼料變質(zhì)、發(fā)霉,人工飼料的配置遵循少量多次的原則,每次配置后糊狀飼料的使用期限不得超過(guò)15 d,配制干粉飼料時(shí)則把個(gè)飼料成分用攪拌機(jī)攪拌均勻。2種飼料均于4℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 觀(guān)察指標(biāo)
1) 取食頻次。在第14天至第16天,以喂完蚜蟲(chóng)后第1天換飼喂人工飼料的15:00—16:00進(jìn)行觀(guān)察,隔12 min觀(guān)察1次,有取食現(xiàn)象記為1,無(wú)則記為0,記錄5個(gè)處理中每個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)七星瓢蟲(chóng)的取食現(xiàn)象。計(jì)算平均取食頻次。
2) 交配頻次。在第14天至第16天每日15:00—16:00進(jìn)行觀(guān)察,隔12 min觀(guān)察1次,有交配現(xiàn)象記為1,無(wú)則記為0。計(jì)算平均交配頻次。
3) 產(chǎn)卵量及孵化率。每天9:00、12:00、14:00和17:00清出、收集培養(yǎng)皿內(nèi)的七星瓢蟲(chóng)卵塊并統(tǒng)計(jì)卵粒數(shù),將收集的卵塊做好日期與組別標(biāo)記。將收集的瓢蟲(chóng)卵塊置于對(duì)應(yīng)培養(yǎng)皿上放置于實(shí)驗(yàn)室室溫下,在第14天至第16天時(shí)每個(gè)處理取30個(gè)卵塊,分別編號(hào)記錄每個(gè)卵塊的卵粒數(shù),孵化出的幼蟲(chóng)數(shù)量,統(tǒng)計(jì)孵化率,孵化的幼蟲(chóng)及時(shí)轉(zhuǎn)移,防止其幼蟲(chóng)取食未孵化的卵塊。計(jì)算每對(duì)七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量和平均孵化率。
4) 存活率。每天檢查記錄培養(yǎng)皿內(nèi)死亡的七星瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)數(shù),試驗(yàn)結(jié)束時(shí)計(jì)算各處理的存活率。
5) 體重。試驗(yàn)結(jié)束后每個(gè)處理選取6對(duì)七星瓢蟲(chóng)進(jìn)行稱(chēng)重,計(jì)算每對(duì)成蟲(chóng)的平均體重。
采用SPSS 21.0數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行方差分析。
從圖1看出,在整個(gè)觀(guān)察周期內(nèi),不同處理七星瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)的生物學(xué)特性存在差異。
2.1.1 取食頻次 5個(gè)處理七星瓢蟲(chóng)的平均取食頻次為0.166~0.383次/min,隨β-胡蘿卜素添加量增大平均取食頻次呈先升再降再升再降趨勢(shì),為T(mén)4>T2>T1>T5>T3,其中,T4最多,T2其次,為0.325次/min,T3最少。各處理間無(wú)顯著差異。
2.1.2 交配頻次 5個(gè)處理七星瓢蟲(chóng)的平均交配頻次為0.072~0.217次/min,隨β-胡蘿卜素添加量增大平均交配頻次呈先升后降再升趨勢(shì),為T(mén)2>T5>T4>T1>T3,其中,T2最高,T5其次,為0.200次/min,T3最低。各處理間無(wú)顯著差異。
2.1.3 產(chǎn)卵量 5個(gè)處理七星瓢蟲(chóng)的平均產(chǎn)卵量為59.43~123.53粒/對(duì),隨β-胡蘿卜素添加量增大平均產(chǎn)卵量呈先增后減趨勢(shì),為T(mén)4>T5>T3>T2>T1,其中,T4最高,T5其次,為111.07粒/對(duì),T1最低。T4與T5、T3差異不顯著,但均顯著高于T1、T2;T1與T2間無(wú)顯著差異。
2.1.4 孵化率 5個(gè)處理七星瓢蟲(chóng)的平均孵化率為72.90%~81.80%,隨β-胡蘿卜素添加量增大平均孵化率呈先升后降趨勢(shì),為T(mén)4>T2>T5>T1>T3,其中,T4最高,T2其次,為81.70%,T3最低。各處理間無(wú)顯著差異。
2.1.5 死亡率 5個(gè)處理七星瓢蟲(chóng)的死亡率為18.32%~23.33%,隨β-胡蘿卜素添加量增大死亡率呈先降后升趨勢(shì),為T(mén)1>T5>T4>T2>T3,其中,T1最高,T5其次,為21.54%,T3最低。各處理間無(wú)顯著差異。
2.1.6 體重 5個(gè)處理七星瓢蟲(chóng)的體重平均為0.057~0.064 g/對(duì),隨β-胡蘿卜素添加量增大體重呈先升后降再升趨勢(shì),為T(mén)3>T5>T2>T1>T4,其中,T3最高,T5其次,為0.062 g/對(duì),T4最低。各處理間無(wú)顯著差異。
從表1看出,糊狀飼料飼喂七星瓢蟲(chóng)各處理的產(chǎn)卵量為630~1 349粒,為T(mén)3(1 349粒)>T4(1 272粒)>T5(985粒)>T1(839粒)>T2(630粒);干粉飼料飼喂七星瓢蟲(chóng)各處理的產(chǎn)卵量為T(mén)4(2 434粒)>T5(2 347粒)>T3(1 773粒)>T2(1 235粒)>T1(944粒)。T3、T4和T5的2種形態(tài)飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲(chóng)的總產(chǎn)卵量分別為3 122粒、3 706粒和3 332粒,隨著β-胡蘿卜素添加量增加七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量呈先增后減趨勢(shì)。T4七星瓢蟲(chóng)的總產(chǎn)卵量最高,與T1和T2差異顯著,與T3和T5差異不顯著。T1、T2和T3的糊狀飼料與干粉飼料飼喂后七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量差異不顯著,T4的產(chǎn)卵量差異顯著,T5的產(chǎn)卵量差異極顯著。糊狀飼料飼喂T1、T2和T5七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量差異不顯著,但與T3、T4差異顯著,T3與T4的產(chǎn)卵量差異不顯著;干粉飼料飼喂七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量各處理間差異顯著。干粉飼料飼喂后七星瓢蟲(chóng)的總產(chǎn)卵量為8 733粒,糊狀飼料飼喂的為5 075粒,干粉飼料飼喂后七星瓢蟲(chóng)的總產(chǎn)卵量極顯著高于糊狀飼料。
表1 不同形態(tài)飼料飼喂七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量
有研究表明,以雄蜂蛹飼養(yǎng)瓢蟲(chóng)能使其產(chǎn)卵,飼喂人工卵赤眼蜂蛹足以保證七星瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)特征的形成(生殖器官的成熟)[11],但不能完全滿(mǎn)足成蟲(chóng)生殖生長(zhǎng)的需要[12]。目前,人工飼料的成分主要為昆蟲(chóng)源原料,包括蜂蛹、蚜蟲(chóng)粉等;半合成人工飼料則以非昆蟲(chóng)源原料包括豬肝、花粉等為主成分[13]。本研究用含有豬肝、蜂蛹等的人工飼料成功地飼養(yǎng)了七星瓢蟲(chóng),但七星瓢蟲(chóng)取食人工飼料的量很少,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量達(dá)不到取食蚜蟲(chóng)的標(biāo)準(zhǔn),從而不能源源不斷地形成卵黃原蛋白以保證卵的成熟,使得產(chǎn)卵量降低[14]。這也可能是導(dǎo)致七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵量較低的原因之一。
目前瓢蟲(chóng)的人工飼料有粉狀、流體狀和半固體狀等。孫毅等[6,15]研究發(fā)現(xiàn),流體狀人工飼料不利于瓢蟲(chóng)取食,且容易受雜菌污染變質(zhì)發(fā)霉,不利于儲(chǔ)存;前20 d采用糊狀飼料飼喂七星瓢蟲(chóng),其養(yǎng)分雖混合均勻,水分充足,但容易變質(zhì)、結(jié)塊霉變,且容易粘住七星瓢蟲(chóng),導(dǎo)致七星瓢蟲(chóng)不能正?;顒?dòng)而死亡。另外糊狀飼料水分較充足,通過(guò)觀(guān)察發(fā)現(xiàn),七星瓢蟲(chóng)只附著在食物表面吸取糊狀飼料水分,這可能是導(dǎo)致七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵量比干粉飼料飼養(yǎng)產(chǎn)卵量低的原因。半固體狀人工飼料提供合適的濕度,瓢蟲(chóng)易取食,儲(chǔ)存期在4℃下可以保存20~25 d。粉狀飼料飼養(yǎng)的七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵量顯著高于糊狀飼料,粉狀飼料的細(xì)度、均勻度等也可能影響昆蟲(chóng)的取食,從而影響產(chǎn)卵量[15-16]。
β-胡蘿卜素是維生素A的前體物質(zhì)[17],是一種脂溶性化合物,僅存于動(dòng)物體中,在肝臟中的含量豐富,在生物體中發(fā)揮著重要作用,如光保護(hù)、著色,其是生物體內(nèi)重要激素的前體和抗氧化劑[17-21]。β-胡蘿卜素的缺乏降低幼蟲(chóng)在生長(zhǎng)過(guò)程中的趨光反應(yīng)[22]。七星瓢蟲(chóng)自身不能合成β-胡蘿卜素,然而在蚜蟲(chóng)的基因組中發(fā)現(xiàn)含有類(lèi)胡蘿卜素生物合成的基因[19]。本研究飼料中除包含有肝臟外,還額外增加了β-胡蘿卜素,觀(guān)察發(fā)現(xiàn),隨著β-胡蘿卜素添加量的增加,七星瓢蟲(chóng)卵的顏色逐漸加深。采用含有β-胡蘿卜素的人工飼料飼喂七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量偏低,可能受前期糊狀飼料的影響所致。β-胡蘿卜素在改善人工飼料品質(zhì)方面具有巨大潛力,且表現(xiàn)出濃度依賴(lài)性。SUN等[8]研究表明,與蚜蟲(chóng)飼養(yǎng)的瓢蟲(chóng)相比,含有β-胡蘿卜素的人工飼料飼喂的瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)產(chǎn)卵量較少,但產(chǎn)卵前期和孵化率均無(wú)差異。造成該試驗(yàn)七星瓢蟲(chóng)產(chǎn)卵量低的原因也可能是β-胡蘿卜素添加量不合適,還有待進(jìn)一步探究。
人工飼料添加一定劑量的β-胡蘿卜素對(duì)七星瓢蟲(chóng)生長(zhǎng)、發(fā)育具有一定影響。β-胡蘿卜素添加量為15 mg/kg、20 mg/kg和25 mg/kg的飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量分別為3 122粒、3 706粒和3 332粒,隨著β-胡蘿卜素添加量增加七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量呈先增后減趨勢(shì)。β-胡蘿卜素添加量為20 mg/kg時(shí)七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量最高,與添加量為5 mg/kg和10 mg/kg時(shí)差異顯著,與添加量為15 mg/kg和25 mg/kg時(shí)差異不顯著。各處理的取食頻次、交配頻次、體重、死亡率和孵化率分別為0.166~0.383次/min、0.072~0.217次/min、0.057~0.064 g/對(duì)、18.32%~23.33%及72.90%~81.80%,處理間的差異不大。飼喂不同狀態(tài)人工飼料情況下,飼喂干粉飼料的產(chǎn)卵量高于糊狀飼料,20 mg/kg和25 mg/kg糊狀飼料與干粉飼料飼喂七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量差異分別為顯著和極顯著。綜上得出,干粉飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲(chóng)的產(chǎn)卵量高于糊狀飼料。β-胡蘿卜素添加量為20 mg/kg的飼養(yǎng)效果最佳。在規(guī)模化飼養(yǎng)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定最佳的β-胡蘿卜素添加量。