美國(guó)白蛾取食金葉榆及家榆對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育的影響

齊慧霞，余金詠，趙春明，李雙民，吉志新，董佳佳，胡振妍

(1河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院，河北秦皇島，066600;2河北省昌黎縣職教中心;3河北省邯鄲市雞澤縣小寨學(xué)區(qū)中心校;4廊坊師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院)

金葉榆(Ulmus pumila cv．jinye)是家榆(Ulmus pumila)嫁接的一種觀賞植物，金葉榆的生長(zhǎng)習(xí)性和普通家榆相似，根系深，極耐干旱、寒冷氣候。根據(jù)代波［1］對(duì)金葉榆的研究得出中華金葉榆的優(yōu)勢(shì)，恰好填補(bǔ)了我國(guó)東北、西北地區(qū)綠化樹種色彩單調(diào)的空白。中華金葉榆的推廣應(yīng)用，能帶動(dòng)園林苗木產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由于其抗鹽堿、貧瘠和干旱，適應(yīng)范圍廣，栽植范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國(guó)外引進(jìn)品種，具有廣闊的市場(chǎng)空間。

美國(guó)白蛾在我國(guó)主要危害桑樹、臭椿、白蠟3種植物，喜食植物有榆樹、山楂、蘋果、梨等，危害但不喜食的植物有桃樹、馬鈴薯、向日葵、草莓等，美國(guó)白蛾厭食的樹種有香椿、銀杏、國(guó)槐、毛白楊、杜仲等［2～5］，而在廊坊調(diào)查的100多種受害嚴(yán)重的植物中榆樹就排在第5位［6］。因此，為了使金葉榆在園林植物中得到進(jìn)一步推廣，了解美國(guó)白蛾對(duì)金葉榆的抗蟲性、做好其防控工作非常重要。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在河北科技師范學(xué)院園藝試驗(yàn)站進(jìn)行。家榆為2年生，金葉榆是當(dāng)年嫁接的2年生植物，家榆株高約180 cm，直徑約80 cm，金葉榆株高約150 cm，直徑約70 cm。

用篩孔直徑0．25 mm的紗網(wǎng)自制成40 cm×25 cm的圓筒型的紗罩、電子天平、直尺、1 mm×1 mm坐標(biāo)紙、剪刀、標(biāo)簽、長(zhǎng)15 cm封口繩、罐頭瓶等。

1．2 供試蟲源

釋放美國(guó)白蛾的1代幼蟲是從碣石山桑樹上采的卵，自然條件孵化后放入苗圃飼養(yǎng)，釋放美國(guó)白蛾的2代幼蟲是從河北科技師范學(xué)院家屬院柳樹上采的剛孵化的1齡幼蟲。

1．3 試驗(yàn)方法

釋放1代美國(guó)白蛾將試驗(yàn)地分為2個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)置6個(gè)重復(fù)。每個(gè)重復(fù)釋放1齡幼蟲數(shù)為10頭，釋放2代美國(guó)白蛾將試驗(yàn)地分為2個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)設(shè)置10個(gè)重復(fù)。每個(gè)重復(fù)釋放1齡幼蟲數(shù)為30頭，家榆小區(qū)為對(duì)照區(qū)。將選取好的初孵化的1齡幼蟲放在測(cè)量過的枝條葉片上，然后用自制的紗網(wǎng)罩上，枝條按5點(diǎn)式選取，每個(gè)枝條為1個(gè)重復(fù)。

生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo):從釋放的當(dāng)天算起每天觀察1次，通過幼蟲的頭寬、蛻皮區(qū)分記錄幼蟲齡期，并記錄每天榆樹每個(gè)重復(fù)幼蟲的死亡率。

取食量:葉片法是從釋放的當(dāng)天算起，前3齡幼蟲每7天統(tǒng)計(jì)1次取食的葉片數(shù)，3齡后每3天統(tǒng)計(jì)1次取食的葉片數(shù)。葉面積法是釋放前用1 mm×1 mm坐標(biāo)紙測(cè)量枝條上所有葉片的葉片面積，計(jì)算各齡期的取食量。

新梢生長(zhǎng)量測(cè)定:在幼蟲每個(gè)齡期的前后測(cè)量所釋放的枝條新梢的長(zhǎng)度，最后計(jì)算幼蟲各齡期對(duì)榆樹枝條生長(zhǎng)的影響。

拒食率=［(取食家榆葉片數(shù)－取食金葉榆葉片數(shù))/取食家榆葉片數(shù)］×100%

存活率=(末期蟲態(tài)的數(shù)量/初始蟲態(tài)的數(shù)量)×100%

1．4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法

應(yīng)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 金葉榆及家榆對(duì)美國(guó)白蛾幼蟲取食量的影響

美國(guó)白蛾第1代幼蟲取食金葉榆、家榆葉片數(shù)相差不顯著，而取食的葉面積達(dá)到顯著水平(表1)。美國(guó)白蛾取食金葉榆葉片數(shù)為52．2片葉，取食的葉面積為45 854．5 mm2;美國(guó)白蛾取食家榆葉片數(shù)為54．7，取食的葉面積為 54 994．7 mm2。

美國(guó)白蛾第2代幼蟲取食金葉榆、家榆葉片數(shù)相差不顯著，而取食的葉面積達(dá)到顯著水平。美國(guó)白蛾取食金葉榆葉片數(shù)為269．8片葉，取食的葉面積為241 471．0 mm2;美國(guó)白蛾取食家榆葉片數(shù)為276．6，取食的葉面積為314 770．8 mm2(表1)。

用家榆作對(duì)照，金葉榆做處理計(jì)算金葉榆對(duì)榆樹的拒食率。美國(guó)白蛾取食金葉榆、家榆的葉面積差異顯著，第1代幼蟲對(duì)金葉榆的拒食率為16．3%，而第2代幼蟲對(duì)金葉榆的拒食率為24．1%。

表1 金葉榆、家榆對(duì)美國(guó)白蛾幼蟲取食量的影響

2．2 美國(guó)白蛾第1代幼蟲取食金葉榆及家榆的發(fā)育歷期和存活率的數(shù)據(jù)分析

取食家榆的第1代美國(guó)白蛾的幼蟲歷期和蛹的歷期比取食金葉榆的美國(guó)白蛾的幼蟲歷期和蛹?xì)v期的時(shí)間稍長(zhǎng)，取食家榆的幼蟲歷期為25．3 d，蛹?xì)v期為15．5 d，而取食金葉榆的幼蟲歷期為24．0 d，蛹?xì)v期為13．3 d(表2);家榆上的美國(guó)白蛾的成蟲歷期相對(duì)稍短，取食家榆的成蟲歷期為5．0 d，而取食金葉榆的成蟲歷期為6．0 d。從總體的發(fā)育歷期來看，取食家榆的美國(guó)白蛾比取食金葉榆的美國(guó)白蛾的發(fā)育歷期時(shí)間長(zhǎng)，在家榆上的發(fā)育歷期為45．8 d，而在金葉榆上的發(fā)育歷期為43．3 d。

取食家榆的美國(guó)白蛾的幼蟲期的存活率明顯高于取食金葉榆的幼蟲存活率，家榆上美國(guó)白蛾的幼蟲期存活率為36．7%，而金葉榆上美國(guó)白蛾幼蟲期存活率為15．0%(表3);取食家榆的美國(guó)白蛾的化蛹率稍高于取食金葉榆的化蛹率，說明美國(guó)白蛾喜歡在家榆上化蛹，家榆上美國(guó)白蛾的化蛹率為72．9%，而金葉榆上美國(guó)白蛾的化蛹率為64．2%;取食家榆的美國(guó)白蛾的成蟲羽化率高于取食金葉榆的美國(guó)白蛾的成蟲羽化率，家榆上美國(guó)白蛾的成蟲羽化率為38．9%，而金葉榆上美國(guó)白蛾成蟲羽化率為28．8%。

2．3 美國(guó)白蛾第2代幼蟲取食金葉榆及家榆發(fā)育歷期和存活率的數(shù)據(jù)分析

2．3．1 美國(guó)白蛾第2代幼蟲取食金葉榆及家榆的發(fā)育歷期 美國(guó)白蛾第2代幼蟲取食金葉榆的葉片和取食家榆的葉片的幼蟲發(fā)育歷期沒有顯著差異，取食金葉榆的美國(guó)白蛾的2齡和5齡幼蟲的齡期稍短，而3齡的齡期最長(zhǎng)(表4)。取食家榆的美國(guó)白蛾第2代幼蟲的各齡期的時(shí)間沒有顯著差異，但是6齡的幼蟲齡期相比其他齡期的幼蟲，齡期稍長(zhǎng)。從最后的發(fā)育歷期分析，取食家榆的美國(guó)白蛾的幼蟲歷期比取食金葉榆的歷期稍長(zhǎng)。另外，本試驗(yàn)并不是所有的幼蟲都進(jìn)入7齡，進(jìn)入7齡的幼蟲占總蟲數(shù)的78．5%，進(jìn)入6齡后直接開始化蛹的占21．5%。

表2 第1代美國(guó)白蛾取食寄主植物的發(fā)育歷期 d

表3 第1代美國(guó)白蛾取食寄主植物的各蟲態(tài)的存活率 %

表4 美國(guó)白蛾第2代幼蟲取食金葉榆、家榆對(duì)發(fā)育歷期、存活率的影響

2．3．2 美國(guó)白蛾第2代幼蟲取食金葉榆及家榆葉片的存活率分析 1齡幼蟲的存活率最低，取食金葉榆的存活率為75．0%，取食家榆的存活率為74．0%;前3齡幼蟲的存活率較低，取食金葉榆、家榆的幼蟲的存活率都低于81．0%;3齡之后隨著幼蟲取食量的增加存活率也開始增高，6齡幼蟲的存活率達(dá)到最高(表4)。而7齡幼蟲的存活率與其它各齡期相比較差異較大，取食金葉榆幼蟲的存活率明顯低于取食家榆幼蟲的存活率，結(jié)果表明，取食金葉榆和取食家榆的幼蟲期存活率差異不顯著。

2．4 美國(guó)白蛾幼蟲取食金葉榆及家榆蛹重的數(shù)據(jù)分析

美國(guó)白蛾1代幼蟲取食金葉榆蛹重各重復(fù)的平均值為(0．092±0．006 9)g，取食家榆蛹重各重復(fù)的平均值為(0．129±0．022 4)g(表5)。方差數(shù)據(jù)分析顯示，取食家榆的美國(guó)白蛾蛹重顯著高于取食金葉榆的美國(guó)白蛾蛹重。取食金葉榆的第2代美國(guó)白蛾幼蟲蛹重各重復(fù)的平均值為(0．096±0．008 1)g，取食家榆蛹重各重復(fù)的平均值為(0．113±0．015 1)g，方差數(shù)據(jù)分析顯示，取食家榆的美國(guó)白蛾蛹重顯著高于取食金葉榆的美國(guó)白蛾蛹重。

2．5 美國(guó)白蛾取食金葉榆、家榆自然種群生命表的組建

美國(guó)白蛾取食金葉榆葉片的各蟲態(tài)的存活率如下:卵的存活率平均為78．9%，幼蟲各齡期的存活率無明顯差異，1齡到3齡幼蟲由于抵抗能力差存活率稍低，分別為75．0%，76．0%，78．0%;4齡幼蟲的存活率為87．0%;5齡幼蟲和6齡幼蟲的存活率最高分別為95．0%，97．0%;7齡幼蟲的存活率為71．0%;蛹的存活率為69．0%。美國(guó)白蛾取食金葉榆葉片后成蟲單雌平均產(chǎn)卵量為545．8粒，種群趨勢(shì)增長(zhǎng)指數(shù)為39．7(表6)。

美國(guó)白蛾取食家榆葉片的各蟲態(tài)的存活率:卵的存活率平均為78．3%，幼蟲各齡期的存活率無明顯差異，1齡到3齡幼蟲由于抵抗能力差存活率稍低，分別為74．0%，77．0%，81．0%;4 齡幼蟲的存活率為86．0%;5齡幼蟲和6齡幼蟲的存活率最高分別為96．0%，98．0%;7 齡幼蟲的存活率為 78．0%;蛹的存活率為70．0%。美國(guó)白蛾取食家榆葉片后成蟲單雌平均產(chǎn)卵量為517．2粒，種群趨勢(shì)增長(zhǎng)指數(shù)為54．6。

表5 美國(guó)白蛾幼蟲取食金葉榆、家榆對(duì)蛹重的影響

3 結(jié)論與討論

美國(guó)白蛾在秦皇島地區(qū)一般每年發(fā)生2代［10］，本研究結(jié)果表明，美國(guó)白蛾取食金葉榆、家榆的葉片數(shù)相差不顯著，但是通過測(cè)量美國(guó)白蛾取食的葉片面積發(fā)現(xiàn)美國(guó)白蛾取食家榆的葉片面積顯著高于金葉榆。美國(guó)白蛾對(duì)金葉榆的拒食率第1代幼蟲達(dá)到16．3%，第2代達(dá)到24．1%。美國(guó)白蛾取食兩種寄主植物，對(duì)家榆新梢的影響比金葉榆的嚴(yán)重。美國(guó)白蛾取食不同植物葉片對(duì)其歷期、存活率、蛹重有著不同的影響。根據(jù)歷期分析，美國(guó)白蛾第1代幼蟲取食金葉榆、家榆幼蟲的歷期分別為24．0，25．3 d，美國(guó)白蛾第2代幼蟲取食金葉榆、家榆幼蟲歷期分別為16．3，18．2 d，美國(guó)白蛾取食2種植物均能完成從幼蟲到成蟲的發(fā)育階段，取食金葉榆的種群增長(zhǎng)指數(shù)為39．7，取食家榆的種群增長(zhǎng)指數(shù)為54．6。說明取食金葉榆葉片后下一代的繁殖數(shù)量約是上一代的39．7倍，取食家榆葉片后下一代的繁殖數(shù)量約是上一代的54．6倍。取食兩種植物之間的存活率沒有顯著差異而取食家榆的美國(guó)白蛾蛹重顯著高于取食金葉榆的蛹重，表明蛹越重幼蟲取食的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越多。

通過鞠珍［11］對(duì)美國(guó)白蛾在不同樹種上危害的研究，發(fā)現(xiàn)近幾年美國(guó)白蛾對(duì)榆樹的危害也相當(dāng)嚴(yán)重，通過田間試驗(yàn)比較了美國(guó)白蛾對(duì)家榆的取食顯著高于金葉榆，說明金葉榆對(duì)美國(guó)白蛾有一定的抗蟲性。本試驗(yàn)中美國(guó)白蛾各蟲態(tài)的存活率都比較低，主要原因是美國(guó)白蛾剛孵化后就人為地將其分開接到榆樹的葉片上，從而人為地改變了其幼蟲低齡具有群集生活的習(xí)性。金葉榆對(duì)美國(guó)白蛾的抗蟲性還需要進(jìn)行更加深入的研究，以保證金葉榆這一彩葉植物品種在我國(guó)的種植與生產(chǎn)發(fā)展，并有效地防治美國(guó)白蛾的發(fā)生與危害。

表6 美國(guó)白蛾取食金葉榆、家榆的實(shí)驗(yàn)種群生命表

［1］代波．金葉榆、家榆光合特性及抗寒性的比較研究［D］．保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009．

［2］季榮，謝寶瑜，李欣海，等．外來入侵種——美國(guó)白蛾的研究進(jìn)展［J］．昆蟲知識(shí)，2003，40(1):13-18．

［3］韓義生．美國(guó)白蛾在河北的發(fā)生及防治對(duì)策的探討［J］．河北林業(yè)科學(xué)，1992(3):29-30．

［4］馮潔，于興國(guó)，敬永紅．美國(guó)白蛾在天津市的發(fā)生調(diào)查［J］．植物檢疫，2003，17(3):146-147．

［5］李強(qiáng)，王濤，孫東興．美國(guó)白蛾在威海地區(qū)的發(fā)生與治理對(duì)策［J］．山東林業(yè)科技，2002(5):44-45．

［6］肖進(jìn)才，袁淑琴，王健生，等．美國(guó)白蛾生物學(xué)特性及防治［J］．山東林業(yè)科技，2001(增刊):54-55．

［7］劉樹生．昆蟲生命表制作與分析中的幾個(gè)問題［J］．昆蟲知識(shí)，1986，23(1):41-48．

［8］徐汝梅．昆蟲種群生態(tài)學(xué)［M］．北京:北京師范大學(xué)出版社，1987．

［9］BIRCH L C．The intrinsic rate of natural increase in an insect population［J］．Anim Ecol，1953，17:15-26．

［10］喬秀榮．美國(guó)白蛾在秦皇島市的生物學(xué)特性研究［J］．河北職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，15(2):48-52．

［11］鞠珍，趙靜，丁福波，等．饑餓程度對(duì)美國(guó)白蛾生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響［J］．昆蟲知識(shí)，2008，45(3):437-440．