溫度對蓮草直胸跳甲成蟲繁殖特性和卵孵化的影響

傅建煒，郭建英，李贊斌，史夢竹，李建宇，萬方浩福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，福建福州500;中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室，北京 009;河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院，河北秦皇島 066004

喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.屬莧科 Amaranthaceae蓮子草屬AlternantheraForsk.，又名空心蓮子草、水花生、革命草，英文名alligator weed，是多年生宿根草本植物(刁正俗，1990)。其原產(chǎn)于南美洲巴西，是一種世界性惡性雜草(Coulson，1977;林冠倫等，1988)。20世紀(jì)30年代末被用作養(yǎng)馬飼料引至我國上海郊區(qū)栽培，后來在我國南方一些省市作為豬羊飼料草種植(王韌和王遠，1988a)。現(xiàn)已廣泛傳播至華東、華中、華南和西南等地區(qū)，其中以長江中下游地區(qū)發(fā)生面積廣，危害程度高，對種植、水產(chǎn)、水利、航運、物種資源、環(huán)境等均造成極為不利的影響，成為我國亟待防除的重要外來惡性雜草之一(王韌和王遠，1988a、1988b;馬瑞燕，2008)。

蓮草直胸跳甲Agasicles hygrophilaSelman and Vogt屬鞘翅目Coleoptera葉甲科Chrysomelidae，又名曲紋葉甲、水花生葉甲，原產(chǎn)于阿根廷，對喜旱蓮子草的取食及抑制作用明顯，是喜旱蓮子草的有效天敵(Spencer＆ Coulson，1976;王韌等，1987;林冠倫等，1988)，并具有取食喜旱蓮子草的寄主專一性(王韌等，1987;吳珍泉等，1994a)。國內(nèi)外對蓮草直胸跳甲的發(fā)育和繁殖生物學(xué)特性的研究較多(Stewartet al.，1999a、1999b、2000;吳浪明等，2000;趙鑫等，2009)。就蓮草直胸跳甲的應(yīng)用而言，目前通常采用田間少量釋放，待種群達到一定數(shù)量時再移殖擴散的方法。由于田間溫度變化幅度較大，蓮草直胸跳甲的發(fā)育和繁殖適合度會受其影響。在室內(nèi)控溫條件下大量繁殖蓮草直胸跳甲，然后加以人工助增釋放，可以克服其在田間自然繁殖的不利因素。本文研究蓮草直胸跳甲成蟲在25～35℃的存活、取食和產(chǎn)卵特性，及蓮草直胸跳甲卵在15℃下冷藏不同時間對其孵化率的影響，以期為確定人工繁殖蓮草直胸跳甲的溫度條件、田間釋放的適宜時期及卵的低溫保存條件等生防實踐提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx與植物

喜旱蓮子草，栽培于福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所南通中試基地的大棚內(nèi)。部分移栽于長方形塑料盆(45 cm×35 cm×15 cm)的腐殖質(zhì)土壤中，每盆45～50株，每周澆水2次以保持適度的土壤濕度，待植株長至20～30 cm時取頂端5～6節(jié)的莖稈供試。

蓮草直胸跳甲，2009年5月采自基地附近的池塘，飼養(yǎng)于該基地的人工氣候室內(nèi)［(25±1)℃，RH85% ±5%，12 h光照］，以上述盆栽喜旱蓮子草飼養(yǎng)3代，分別取初產(chǎn)卵和初羽化成蟲供試。

1.2 試驗方法

1.2.1 溫度對蓮草直胸跳甲成蟲取食與繁殖特性的影響 將吸足水的花泥放入塑料盒(19 cm×12 cm×8 cm)底部，在花泥上插入5株新鮮的、葉片完整的、長約7 cm的喜旱蓮子草植株，接入10對蓮草直胸跳甲成蟲。此后，每天更換新鮮的寄主植物莖稈，記錄跳甲死亡數(shù)和產(chǎn)卵量，并用透明坐標(biāo)紙標(biāo)記寄主植物的被取食面積。然后從同批次喜旱蓮子草中隨機打取10塊1 cm2葉片，用電子天平(型號AB204-S，Mettler Toledo，Switzerland)稱重，計算單位葉面積的平均重量，據(jù)此將跳甲取食的喜旱蓮子草面積換算成其取食量。觀察至跳甲成蟲全部死亡為止，期間適時向花泥內(nèi)補水以保持濕度。設(shè)5個溫度處理，分別為25、27、30、32、35 ℃，溫度變幅均為±0.5℃，每個處理重復(fù)3次。試驗在智能人工氣候箱(型號PRX-450D，寧波海曙賽福實驗儀器廠)中進行，均設(shè)置為RH85% ±5%、12 h光照，光照度為額定光照度的60%(18000 lx)。

1.2.2 短期低溫保存對蓮草直胸跳甲卵孵化的影響 在底部鋪有濾紙保濕的塑料盒(19 cm×12 cm×8 cm)內(nèi)，放入15片產(chǎn)有蓮草直胸跳甲卵塊(12 h)的喜旱蓮子草葉片，卵面朝上，塑料盒加蓋(蓋上均勻扎8個小洞以保持通氣)并置于(15±0.5)℃的人工氣候箱內(nèi)。分別冷藏1、4、7、10 d后取出，置于(25±0.5)℃的人工氣候箱內(nèi)，逐日觀察、記錄每個卵塊的總卵數(shù)、孵化數(shù)和孵化日期，直至卵塊全部孵化為止，期間適時用毛筆向濾紙補水保濕。以未經(jīng)冷藏的卵作為對照。共5個處理，每個處理觀察480～510粒卵。

1.3 試驗設(shè)計與分析方法

取食量數(shù)據(jù)未經(jīng)轉(zhuǎn)換，產(chǎn)卵量數(shù)據(jù)經(jīng)平方根轉(zhuǎn)換(square root transformation)后，經(jīng) Bartlett's test檢驗(Sokal＆Rohlf，1995)，均符合正態(tài)分布和方差齊性(數(shù)據(jù)略)。因此，采用單因素方差分析(one-way ANOVA:LSD)進行分析。采用二元變量相關(guān)分析(Pearson相關(guān))進行成蟲期取食量和產(chǎn)卵量的分析。采用Kolmogorov-Smirnor test分析雌雄成蟲的生存曲線數(shù)據(jù)(Pyke＆Thompson，1986;Sokal＆Rohlf，1995)。以上數(shù)據(jù)分析采用統(tǒng)計分析軟件SPSS11.0 和 Excel進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對蓮草直胸跳甲成蟲存活率的影響

在25～35℃，蓮草直胸跳甲成蟲的生存曲線差異顯著，隨著溫度的升高，雌雄成蟲壽命呈縮短趨勢(圖1～2)。雌成蟲存活率表現(xiàn)為25℃ ＞32℃ ＞35℃ (Kolmogorov-Smirnov test，D25℃＆32℃=0.367 ＞D0.05，29=0.357，D32℃＆35℃=0.500 ＞D0.05，23=0.400);27和30℃的生存曲線與25℃差異不顯著(D25℃＆27℃=0.267 ＜D0.05，29=0.357，D25℃＆30℃=0.233 ＜D0.05，29=0.357)，與 32 ℃ 差 異 也不顯著(D27℃＆32℃=0.267 ＜D0.05，26=0.377，D30℃＆32℃=0.233 ＜D0.05，27=0.370)(圖 1)。雄成蟲存活率也表現(xiàn)為25℃ ＞32℃ ＞35℃ (Kolmogorov-Smirnov test，D25℃＆32℃=0.400 ＞D0.05，31=0.345，D32℃＆35℃=0.433 ＞D0.05，24=0.392);27 和30 ℃的生存曲線與25℃差異不顯著(D25℃＆27℃=0.3007 ＜D0.05，31=0.345，D25℃＆30℃=0.333 ＜D0.05，31=0.345)，與 32 ℃差異也不 顯 著 (D27℃＆32℃=0.267 ＜D0.05，27=0.370，D30℃＆32℃=0.300 ＜D0.05，26=0.377)(圖 2)。

圖1 溫度對蓮草直胸跳甲雌成蟲存活率的影響Fig.1 Effects of temperature on the survivorship in adult females of A.hygrophila

圖2 溫度對蓮草直胸跳甲雄成蟲存活率的影響Fig.2 Effects of temperature on the survivorship in adult males of A.hygrophila

2.2 溫度對蓮草直胸跳甲成蟲取食量和產(chǎn)卵量的影響

溫度對蓮草直胸跳甲成蟲的取食量和產(chǎn)卵量均有顯著影響，在25～35℃，隨著溫度的升高，跳甲的取食量和產(chǎn)卵量呈下降趨勢(表1)。25、27和30℃時跳甲的日均取食量顯著高于32和35℃;成蟲期取食量表現(xiàn)為25℃ ＞27℃、30℃ ＞32℃ ＞35℃;其中，35℃下的日均取食量為25℃的50.4%，世代取食量僅為25℃的18.8%;日均取食量和成蟲期取食量的變化趨勢略有不同，這與成蟲壽命隨著溫度增高而顯著縮短(圖1～2)有關(guān)。日均產(chǎn)卵量和世代產(chǎn)卵量表現(xiàn)為25℃ ＞27℃、30℃ ＞32℃＞35℃，與成蟲期取食量的變化趨勢相同;其中，35℃下的日均產(chǎn)卵量僅為25℃的10.4%，世代產(chǎn)卵量僅為25℃的4.1%。相關(guān)分析表明，蓮草直胸跳甲成蟲期取食量和世代產(chǎn)卵量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.960(n=15，P＜0.001)。這可能是因為產(chǎn)卵的生理過程需要消耗巨大的能量，跳甲需要通過取食葉片為產(chǎn)卵儲備大量的營養(yǎng)物質(zhì)。

表1 溫度對蓮草直胸跳甲成蟲取食量和產(chǎn)卵量的影響Table 1 Effects of temperature on the leaf consumption and fecundity of A.hygrophila adults

2.3 15℃低溫保存對蓮草直胸跳甲卵孵化的影響

將蓮草直胸跳甲卵在15℃下冷藏1～10 d后轉(zhuǎn)移至25℃，其孵化率均可達100%，但孵化進度則有差異，孵化高峰期隨著冷藏時間的延長而提前(表2)。與對照相比，在15℃下冷藏1 d，蓮草直胸跳甲卵的始孵化日提前1 d，但高峰期不變;在15℃下冷藏4、7、10 d后，其孵化高峰期分別在第4天、第3天、第2天，分別較對照提前1、2、3 d。

表2 15℃低溫冷藏不同時間蓮草直胸跳甲卵的孵化率Table 2 Egg hatching rate of A.hygrophila following various durations of exposure at 15 ℃

3 討論

利用蓮草直胸跳甲防治喜旱蓮子草，是一種針對性強、對環(huán)境無害、經(jīng)濟效益高的防治方法。人工飼養(yǎng)釋放蓮草直胸跳甲可以在一定程度上控制喜旱蓮子草的大發(fā)生(吳珍泉等，1994b)。由于蓮草直胸跳甲食性專一，冬季食料來源少，且該蟲生活史中無滯育現(xiàn)象，因而有必要在寒冬季節(jié)對其進行室內(nèi)大量繁殖飼養(yǎng)(吳珍泉和曾明星，1994)。研究蓮草直胸跳甲成蟲在不同溫度條件下的存活、取食和產(chǎn)卵特性，探討不同蟲態(tài)的冷藏條件，對于確定其室內(nèi)大量飼養(yǎng)條件具有重要意義。

昆蟲是變溫動物，溫度可影響其體溫變化和新陳代謝速度等，從而對昆蟲的生殖、存活及行為活動產(chǎn)生影響(丁巖欽，1994)。Stewartet al.(1999a)對蓮草直胸跳甲在15、20、25及30℃下繁殖特性的研究表明，20和25℃是其產(chǎn)卵和卵孵化的最適溫度;其壽命隨著溫度的升高而縮短。本研究也表明，溫度對蓮草直胸跳甲成蟲的存活、取食和產(chǎn)卵均有顯著影響，在25～35℃，隨著溫度的升高，雌雄成蟲壽命呈縮短趨勢，取食量和產(chǎn)卵量表現(xiàn)為25℃ ＞27℃、30℃ ＞32℃ ＞35℃。因此，25℃是蓮草直胸跳甲成蟲存活、取食和產(chǎn)卵的最適宜溫度，35℃則最不適合。此外，35℃下的世代產(chǎn)卵量僅為25℃的4.1%。這與蓮草直胸跳甲田間種群在夏季驟然下降(7～8月，蟲口數(shù)＜2頭·m－2，作者調(diào)查數(shù)據(jù)，未發(fā)表)的現(xiàn)象相吻合，可見，高溫導(dǎo)致跳甲成蟲產(chǎn)卵量驟減是其種群崩潰的重要原因之一。與Stewartet al.(1999a)的研究相比，本研究旨在比較蓮草直胸跳甲在適溫到高溫條件下的繁殖特性，試驗設(shè)置5個溫度條件，溫度梯度間隔2～3℃，旨在模擬跳甲在春夏季可能遭遇的田間環(huán)境條件;除了測定存活率和產(chǎn)卵量等指標(biāo)外，還測定了跳甲成蟲的取食量，指標(biāo)更為全面;此外還得出跳甲的產(chǎn)卵量與其取食量呈顯著正相關(guān)。這些對于根據(jù)田間環(huán)境溫度確定適宜釋放時期具有重要意義。

蓮草直胸跳甲卵孵化的起點溫度為13.3℃(Stewartet al.，1996)。將其在15 ℃下冷藏1～10 d，卵已發(fā)生一定程度的發(fā)育，因此，將卵冷藏后轉(zhuǎn)移至25℃，其孵化進度產(chǎn)生差異，孵化高峰期隨著冷藏時間的延長而提前。其中，在15℃下冷藏1 d，孵化高峰期與對照沒有差異;冷藏4、7和10 d后，其孵化高峰期分別較對照提前1、2和3 d。但蓮草直胸跳甲卵在15℃冷藏1～10 d，孵化率均可達100%。因此，在室內(nèi)人工繁殖蓮草直胸跳甲的過程中，可以通過卵的短期冷藏來分批次飼養(yǎng)，從而在規(guī)模化飼養(yǎng)的同時，調(diào)節(jié)和保持不同蟲態(tài)的相對齊性。

本研究在溫度相對恒定的室內(nèi)進行，但自然界的溫度通常在1 d內(nèi)呈周期性變化，因此，模擬田間變溫條件，對蓮草直胸跳甲發(fā)育和繁殖特性的影響，尚有待深入研究。此外，本文僅測定了蓮草直胸跳甲卵在15℃冷藏1～10 d對其孵化率的影響，對于蓮草直胸跳甲的低溫冷藏蟲態(tài)、溫度和適期等條件有待進一步篩選。

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