草地螟成蟲期補(bǔ)充營養(yǎng)與其生殖力的關(guān)系

張李香, 范錦勝, 王貴強(qiáng)*

(1.黑龍江大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院,哈爾濱 150080; 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所,哈爾濱 150080)

草地螟成蟲期補(bǔ)充營養(yǎng)與其生殖力的關(guān)系

張李香1,2, 范錦勝1, 王貴強(qiáng)1*

(1.黑龍江大學(xué)農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)院,哈爾濱 150080; 2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院甜菜研究所,哈爾濱 150080)

[目的]明確草地螟成蟲期營養(yǎng)質(zhì)量與生殖力之間的關(guān)系,為探索草地螟綜合治理的新途徑提供理論依據(jù)。[方法]應(yīng)用實(shí)驗(yàn)生物學(xué)技術(shù)室內(nèi)研究了草地螟成蟲羽化后逐日取食10%蜂蜜水(Ⅰ組)、5%蜂蜜水(Ⅱ組)、羽化后當(dāng)日取食10%蜂蜜水,而后逐日取食清水(Ⅲ組)和羽化后逐日取食清水(Ⅳ組)4種營養(yǎng)液對成蟲壽命和生殖力的影響。[結(jié)果]成蟲期飼喂不同的營養(yǎng)物質(zhì)對其產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵量與雌蛾平均壽命影響顯著,但對雄蛾的平均壽命及卵的孵化率無顯著影響。取食試驗(yàn)Ⅰ組的雌蛾其產(chǎn)卵前期(5.71 d)、產(chǎn)卵量(359.14粒/頭)及平均壽命(21.0 d)高于Ⅱ組、Ⅲ組及Ⅳ組的;取食試驗(yàn)Ⅰ組、Ⅱ組的雌蛾,其產(chǎn)卵歷期分別為 10.57、8.0 d,兩處理間差異不顯著;取食試驗(yàn)Ⅲ組、Ⅳ組的雌蛾,其產(chǎn)卵歷期分別為4.0、3.14 d,兩處理間雖無顯著差異,卻顯著短于取食Ⅰ組、Ⅱ組的產(chǎn)卵歷期。[結(jié)論]草地螟雌成蟲期營養(yǎng)質(zhì)量是影響草地螟種群變動的重要因素。

草地螟; 成蟲期營養(yǎng); 生殖能力

草地螟(LoxostegesticticalisL.)隸屬鱗翅目螟蛾科,為一世界廣布、突發(fā)性害蟲[1],其幼蟲具群集性、轉(zhuǎn)主為害性及雜食性等特點(diǎn)[1-3],往往造成農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)上的巨大損失[3-4]。中國東北地區(qū)是草地螟的重發(fā)區(qū)[5],黑龍江省又是草地螟主要遷入危害區(qū),其中黑龍江中西部的齊齊哈爾、大慶、綏化、黑河、哈爾濱等常年干旱農(nóng)牧區(qū)更是常發(fā)區(qū),大暴發(fā)年也會波及東部的佳木斯、牡丹江市部分市縣及北部大興安嶺地區(qū)[6]。草地螟在黑龍江省主要為害大豆、苜蓿、甜菜、向日葵等作物[7]。近年來隨著農(nóng)田耕作栽培制度的改變,農(nóng)田生態(tài)環(huán)境相應(yīng)亦發(fā)生了較大的變化,致使草地螟的為害呈現(xiàn)加重趨勢。因此,及時有效地防控草地螟已成為當(dāng)前植保工作的熱點(diǎn)課題。以往在昆蟲種群發(fā)生與密度波動研究中,認(rèn)為生殖力是維持其種群密度的關(guān)鍵因素,而營養(yǎng)因素又是影響昆蟲生殖力的最重要的生態(tài)學(xué)因素之一[8-9]?，F(xiàn)有研究表明,草地螟成蟲期需要補(bǔ)充營養(yǎng),有取食花蜜的習(xí)性[10],成蟲取食花蜜可明顯提高其產(chǎn)卵數(shù)量[11],顯見自然界中蜜源植物的種類及分布對其補(bǔ)充營養(yǎng)具有重要意義。然而,目前國內(nèi)外關(guān)于草地螟成蟲期營養(yǎng)與其產(chǎn)卵量關(guān)系的報道甚少[11-12]。因此,本研究選擇不同質(zhì)量的營養(yǎng)液飼喂新羽化的草地螟成蟲,觀測營養(yǎng)質(zhì)量與生殖力之間的關(guān)系,為探索草地螟綜合治理的新途徑提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 蟲源及幼蟲飼養(yǎng)

草地螟成蟲采自黑龍江大學(xué)校園的草坪綠地,卵孵化后幼蟲用藜(Chenopodium albumL.俗名灰菜)飼養(yǎng)。成蟲和幼蟲的飼養(yǎng)條件為(26±1)℃,L∥D=16 h∥8 h,RH70%～80%。

1.2 成蟲生殖力的觀測

將當(dāng)日羽化的成蟲配對,分別置于320 mL塑料養(yǎng)蟲杯內(nèi)(杯口罩有200目的尼龍紗)。成蟲期補(bǔ)充營養(yǎng)試驗(yàn),按羽化后逐日飼喂10%蜂蜜水(Ⅰ組)、羽化后逐日飼喂5%蜂蜜水(Ⅱ組)、羽化后當(dāng)日飼喂10%蜂蜜水,而后逐日飼喂清水(Ⅲ組)和羽化后逐日飼喂清水(Ⅳ組)。每天更換成蟲期營養(yǎng)液及養(yǎng)蟲杯,記錄成蟲產(chǎn)卵量和存活情況,直至成蟲死亡。每個處理分別觀測20對成蟲。成蟲生殖力主要用平均產(chǎn)卵量、產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵歷期、成蟲壽命以及卵孵化率來表示。

1.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

各試驗(yàn)處理間的不同參數(shù)經(jīng)方差分析統(tǒng)計(jì)差異顯著后,用 Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 成蟲的繁殖力和壽命

草地螟成蟲羽化后補(bǔ)充不同營養(yǎng)物質(zhì)對成蟲生殖力各項(xiàng)指標(biāo)影響的觀測結(jié)果如表1所示。草地螟成蟲期補(bǔ)充營養(yǎng)對雌蛾產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵量及壽命的影響顯著(p＜0.05)。成蟲羽化后逐日取食Ⅳ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾其產(chǎn)卵前期縮至最短,而成蟲期逐日取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾其產(chǎn)卵前期明顯延長,兩處理之間的產(chǎn)卵前期時間相差1.71 d(p＜0.05),表明草地螟成蟲羽化后逐日取食清水對成蟲的生殖具有促熟作用,導(dǎo)致草地螟雌蛾卵巢發(fā)育加速,卵發(fā)育成熟提前,產(chǎn)卵前期顯著縮短。對比試驗(yàn)中,取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾其平均產(chǎn)卵量最多,取食Ⅲ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾平均產(chǎn)卵量最少,兩處理之間相差196.14粒/頭。盡管逐日取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾的產(chǎn)卵歷期比取食Ⅱ組營養(yǎng)物質(zhì)的長2.57 d,但方差分析結(jié)果表明其差異并不顯著(p＞0.05);成蟲羽化后逐日取食Ⅳ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾,其產(chǎn)卵歷期最短,比羽化后取食Ⅲ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾的產(chǎn)卵歷期雖然平均縮短約0.86 d,但是兩處理之間的差異并未達(dá)到顯著水平(p＞0.05)。成蟲期逐日取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾,其存活時間最長,平均壽命比逐日取食Ⅳ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾壽命長10.86 d。然而,成蟲期補(bǔ)充營養(yǎng)對草地螟雄蛾的壽命并無顯著影響(p＞0.05)。

表1 成蟲期營養(yǎng)對草地螟生殖的影響1)

2.2 成蟲逐日產(chǎn)卵概率和逐日存活率

草地螟雌成蟲羽化后取食4種不同營養(yǎng)物質(zhì)后的逐日產(chǎn)卵概率和逐日存活率見圖1～4。草地螟雌成蟲羽化后取食4種不同營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)卵量呈現(xiàn)明顯的動態(tài)變化。統(tǒng)計(jì)分析不同營養(yǎng)物質(zhì)對供試雌蛾逐日產(chǎn)卵概率的結(jié)果表明:取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾,其產(chǎn)卵高峰日發(fā)生在羽化后的第8天,至第11天后產(chǎn)卵量開始下降,第25天產(chǎn)卵終止(圖1);取食Ⅱ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾,其產(chǎn)卵高峰日發(fā)生在羽化后的第11天,隨后產(chǎn)卵量急劇下降,并于第20天產(chǎn)卵終止(圖2);羽化后逐日取食Ⅲ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾,其產(chǎn)卵高峰發(fā)生在羽化后的第8天,第9天始產(chǎn)卵量驟降,至第15天產(chǎn)卵終止(圖3);逐日取食Ⅳ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾,其產(chǎn)卵高峰發(fā)生在羽化后第4天,第6天后產(chǎn)卵量驟減,至第9天產(chǎn)卵終止(圖4)。取食Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組營養(yǎng)的雌蛾,分別在羽化后第9、7、7天和第6天開始出現(xiàn)死亡。比較4種不同營養(yǎng)物質(zhì)飼喂供試成蟲的逐日產(chǎn)卵概率和逐日存活率的試驗(yàn)結(jié)果還表明:草地螟雌性成蟲在產(chǎn)卵結(jié)束后,仍會繼續(xù)存活取食一段時間,取食Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組營養(yǎng)物質(zhì)的雌性成蟲,分別于羽化后的27、25、17 d和18 d全部死亡。

2.3 卵孵化率

試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)方差分析表明:草地螟成蟲期補(bǔ)充營養(yǎng)對卵的孵化率并無影響(圖5),4種處理中卵的孵化率均超過89%。即使是取食清水的草地螟雌蛾,其卵的孵化率也達(dá)到96.76%。由此可見,草地螟雌蛾即便取食清水也不影響其卵巢發(fā)育,并可產(chǎn)出成熟可孵化的卵,此特性對其種群延續(xù)繁衍具有重要的生物學(xué)意義。雖然取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)雌蛾產(chǎn)的卵孵化率(89.85%)低于取食另外3組處理雌蛾的卵孵化率,但由于其產(chǎn)卵數(shù)量大(359.14粒/頭),顯著高于取食Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組營養(yǎng)物質(zhì)雌蛾的產(chǎn)卵數(shù)量,因此,草地螟種群數(shù)量的增長仍以取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的居高。

圖5 成蟲期營養(yǎng)對草地螟卵孵化率的影響

3 討論

關(guān)于昆蟲成蟲期營養(yǎng)在其生殖生物學(xué)中的作用已有報道,尤其是直翅目、半翅目、鞘翅目、鱗翅目等昆蟲,其成蟲羽化后需要繼續(xù)取食一段時間,以補(bǔ)充營養(yǎng)促進(jìn)性細(xì)胞的發(fā)育成熟。例如:某些吸血類昆蟲成蟲期取食富含蛋白質(zhì)的血液,可為卵黃發(fā)生和卵巢發(fā)育所需蛋白質(zhì)的合成提供豐富的氨基酸[13];七星瓢蟲成蟲期取食的食料與其產(chǎn)卵量存在顯著的相關(guān)性[14];某些鱗翅目昆蟲成蟲期取食富含碳水化合物的蜜源植物后,其卵巢發(fā)育程度與成蟲期營養(yǎng)質(zhì)量呈現(xiàn)顯著相關(guān)特性[13]。本文試驗(yàn)研究結(jié)果證實(shí):草地螟成蟲期補(bǔ)充營養(yǎng)的成分及取食營養(yǎng)物質(zhì)所持續(xù)的時間是影響其生殖力的重要因子。成蟲羽化后逐日取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的草地螟雌蛾,其產(chǎn)卵歷期、產(chǎn)卵量及壽命均高于取食其他營養(yǎng)物質(zhì)的雌蛾,表明草地螟雌蛾羽化后取食10%的蜂蜜水有利于提高其生殖力;但取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)的草地螟雌蛾其產(chǎn)卵前期延長,顯示蜜源質(zhì)量對雌蛾的卵巢發(fā)育具有重要的調(diào)控作用,但卻不能促進(jìn)雌蛾卵巢的發(fā)育速度。羽化后取食Ⅲ組營養(yǎng)物質(zhì)的草地螟雌蛾,其產(chǎn)卵數(shù)量顯著低于取食Ⅰ組營養(yǎng)物質(zhì)雌蛾的產(chǎn)卵量,表明雌蛾取食10%蜂蜜水的持續(xù)時間能夠顯著影響其生殖能力。而羽化后取食Ⅲ組營養(yǎng)物質(zhì)的草地螟雌蛾,其產(chǎn)卵量低于取食Ⅳ組營養(yǎng)物質(zhì)的卵量,究其產(chǎn)生這一現(xiàn)象之原因,涉及碳水化合物調(diào)控雌蛾生殖生理機(jī)制,關(guān)于碳水化合物如何影響草地螟雌蛾生殖力的作用機(jī)理,還有待進(jìn)一步的研究和探索。

草地螟成蟲羽化后獲取營養(yǎng)物質(zhì)的質(zhì)和量是影響其種群數(shù)量變動的重要因素之一。在自然生態(tài)系統(tǒng)中,草地螟羽化后其棲息地附近蜜源的有無和多寡是決定其種群增長的主要因子。而在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,值草地螟成蟲羽化盛期適時開展中耕除草,滅殺田間、地埂和農(nóng)田周圍環(huán)境的雜草,可減少草地螟成蟲期的營養(yǎng)來源;或適時播種農(nóng)作物,避免草地螟成蟲補(bǔ)充營養(yǎng)期與作物盛花期相遇,有效減低草地螟成蟲的產(chǎn)卵量,既可有效保護(hù)農(nóng)作物,還可收到良好的生態(tài)控制效果。

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Relationships between the nutritional contents and the fecundity of Loxostege sticticalis L.adults

Zhang Lixiang1,2, Fan Jinsheng1, Wang Guiqiang1
(1.College of Agricultural Resources and Environment,Heilongjiang University,Harbin150080,China;2.Research Institute of Sugarbeet,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin150080,China)

[Objective]It is aimed to understand the relationships between the compensatory nutrition and the fecundity ofLoxostege sticticalisL.,so as to find a new way to control the pest.[Method]The newly emerged moths ofL.sticticalisL.were fed individually with four levels of compensatory nutrition,10%honey dilution every day(I),5%honey dilution every day(Ⅱ),10%honey dilution the first day and then water the rest days(Ⅲ),or water every day in the laboratory(Ⅳ).[Result]The mean pre-oviposition,fecundity and longevity of female moths fed by different nutritions were significantly different;the average in the treatmentⅠwas higher than those of the treatmentsⅡ,ⅢorⅣ,and the mean pre-oviposition,fecundity and longevity of female adults in the treatmentⅠwere 5.71 d,359.14 eggs and 21.0 d,respectively.There were no obvious effects of compensatory nutrition conditions on male adult longevity and egg hatching rate.Furthermore,there were no significant differences on the ovipositional period of female adults between the treatmentⅠandⅡ,or the treatmentⅢandⅣ;their ovipositional period were 10.57 d and 8.0 d,4.0 d and 3.14 d,respectively;but the differences between the treatmentⅠandⅡand the treatmentⅢandⅣwere significant.The female adult age-specific oviposition probability were affected by the compensatory nutrition.[Conclusion]The compensatory nutrition was a key factor affecting the population dynamics.

Loxostege sticticalisL.; compensatory nutrition; fecundity

Q 965

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2011.02.012

2010-03-08

2010-04-11

黑龍江省博士后基金(LBH-Z07031);黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究面上項(xiàng)目(11531293);國家甜菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)經(jīng)費(fèi)(NYCYTX-25);國家牧草產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)經(jīng)費(fèi)(NYCYTX-37);黑龍江省國際間合作交流項(xiàng)目(WJ09B03)

*通信作者E-mail:gqwang53@126.com