溫度對金黃指突水虻發(fā)育的影響

柴志強，侯柏華 ，郭明昉

(1．中國科學(xué)院華南植物園，廣州510650;2．廣東省昆蟲研究所，廣州510260;3．中國科學(xué)院研究生院，北京100039)

金黃指突水虻Ptecticus aurifer Walker，屬于雙翅目Diptera，水虻科Stratiomyidae昆蟲。在我國分布方泛，常見于海拔300 m以上的亞熱帶山地。另外在日本、俄羅斯、印度、印度尼西亞、馬來西亞、越南等地也有分布 (Woodley，2001;Rozko?ny＆Kovac，2003;Rozko?ny＆ Courtney，2005)。

金黃指突水虻幼蟲在自然界營腐生生活，主要取食畜禽糞便和動植物殘體等，在生活垃圾、禽畜糞便處理，及具有較高經(jīng)濟(jì)價值的昆蟲蛋白飼料生產(chǎn)等方面有著重要的潛在利用價值 (葉明強等，2012)。目前關(guān)于金黃指突水虻的研究僅限于成蟲形態(tài)與分布的描述，而有關(guān)其生物學(xué)、生態(tài)學(xué)的資料近乎空白，鑒于此，本文就溫度對金黃指突水虻生長發(fā)育的影響進(jìn)行了研究，以期為下一步人工大規(guī)模繁育提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗蟲源采集廣東省天井山自然保護(hù)區(qū)(E112°30'～ E113°15'，N24°32' ～ N24°46'，海拔500～700 m)。在野外塑料盆裝已發(fā)酵兩天以上的腐殖質(zhì)引誘金黃指突水虻成蟲產(chǎn)卵，收集卵塊進(jìn)行室內(nèi)培養(yǎng)，飼養(yǎng)方法參照黑水虻Hermetia illucens(Sheppard，2002)。將羽化后的成蟲置于2．0 m×3．0 m×2．0 m網(wǎng)室，以10%蜂蜜水作為成蟲補充營養(yǎng)，繁殖后代用作試驗蟲源。

人工氣候箱設(shè)置為15、17、20、25、30、33、35℃ 7個溫度梯度，溫差幅度為±1℃，相對濕度60%，光照L∶D=12∶12。

1.2 實驗方法

1.2.1 卵期的觀察

挑選初產(chǎn)的卵塊 (含卵量約150粒卵)，單獨放置于長、寬為1 cm，厚0．2 cm的小木片上，然后再將小木片置于0．2 m×0．1 m×0．1 m的塑料盒中，每隔3 h觀察記錄卵的孵化情況。

1.2.2 幼蟲期的觀察

將麩皮和清水?dāng)嚢杈鶆蛑梁?0%，常溫自然發(fā)酵48 h后用作幼蟲飼料。將同一天孵化的幼蟲約100頭，轉(zhuǎn)入放有飼料的塑料盒中飼養(yǎng)，飼養(yǎng)過程中，觀察記錄幼蟲生長發(fā)育情況，不定期補充飼料。幼蟲變成預(yù)蛹后，用鑷子將預(yù)蛹挑出。每天統(tǒng)計當(dāng)天預(yù)蛹數(shù)量，并稱量其個重。

1.2.3 預(yù)蛹期的觀察

收集同一天進(jìn)入的預(yù)蛹期的個體30頭左右放置于小盒中，小盒中放置折疊紙片，形成縫隙，供預(yù)蛹鉆入化蛹。每日統(tǒng)計化蛹數(shù)量，以預(yù)蛹體殼變硬至完全不能活動作為判斷進(jìn)入蛹期的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.4 蛹期的觀察

將同一天進(jìn)入蛹期的個體30頭左右，置于小盒中羽化，逐日統(tǒng)計羽化數(shù)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對金黃指突水虻各蟲態(tài)發(fā)育歷期的影響

15℃，RH60%下，金黃指突水虻卵塊未見孵化;幼蟲、預(yù)蛹、蛹期歷期極長，死亡率很高。15℃下，取約200頭幼蟲進(jìn)行飼養(yǎng)，在30 d的觀察中，幼蟲未見明顯生長。選取初形成預(yù)蛹1148頭，置于15℃下，至成蟲羽化結(jié)束，歷時100 d，共57頭成蟲羽化，其中預(yù)蛹期死亡率為80．9%，蛹期死亡率為74．0%，總體死亡率高達(dá)95．0%。33、35℃，RH60%時，金黃指突水虻卵、幼蟲、預(yù)蛹和蛹全部死亡。實驗表明，持續(xù)15℃不利于金黃指突水虻生長，持續(xù)33、35℃對金黃指突水虻具有致死作用。

17、20、25、30℃，RH60%下各蟲態(tài)均能夠正常發(fā)育，金黃指突水虻從卵到成蟲分別需要平均69．4、48．3、36．9、34．5 d。Duncan's 多重比較顯示 (表1)，在0．05的水平上，卵的發(fā)育歷期隨溫度升高而變短，17、20、25℃差異顯著，25℃與 30℃ 無顯著差異 (F3，8=25．36，P ＜ 0．001)。幼蟲歷期隨溫度升高而縮短，各溫度之間均具有顯著差異 (F3，8=211．39，P ＜0．001)。預(yù)蛹?xì)v期17℃時顯著長于其它溫度，20、25、30℃之間無顯著差異 (F3，8=15．56，P=0．001)。蛹?xì)v期隨溫度升高縮短明顯 (F3，8=246．56，P ＜0．001)。

表1 17、20、25、30℃下金黃指突水虻的發(fā)育歷期Table 1 The durations of different stages for P.aurifer under 17，20，25，30℃

2.2 溫度與各蟲態(tài)發(fā)育歷期的關(guān)系

金黃指突水虻各蟲態(tài)發(fā)育歷期與溫度關(guān)系如圖1。采用線性模型和曲線模型進(jìn)行擬合溫度與各蟲態(tài)發(fā)育歷期的關(guān)系 (表2)。在線性模型中，卵、幼蟲、蛹期的發(fā)育歷期與溫度關(guān)系方程擬合顯著(P＜0．05)，r2均在0．79以上，擬合結(jié)果較好;但預(yù)蛹的發(fā)育歷期與溫度關(guān)系方程，r2只有0．49，擬合結(jié)果較差。

曲線模型擬合發(fā)現(xiàn)溫度與各蟲態(tài)發(fā)育歷期之間呈二次曲線關(guān)系，r2均大于0．82，回歸方程統(tǒng)計檢驗均達(dá)到極顯著水平 (P＜0．001)。從圖1可以看出二次曲線模型更好地反映了各蟲態(tài)歷期隨著溫度的升高而變化速度變緩的趨勢。25～30℃之間，幼蟲、預(yù)蛹和蛹的發(fā)育歷期變化趨于平緩，表明在接近30℃時金黃指突水虻發(fā)育開始受到抑制。

圖1 金黃指突水虻各蟲態(tài)發(fā)育歷期與溫度關(guān)系Fig．1 The relationship between the durations of different stages for P．a(chǎn)urifer and temperatures

表2 金黃指突水虻各蟲態(tài)發(fā)育歷期與溫度的回歸關(guān)系Table 2 The regression relationship between the durations of different stages for P．a(chǎn)urifer and temperatures

2.3 溫度對金黃指突水虻預(yù)蛹的影響

17、20、25、30℃下，金黃指突水虻平均預(yù)蛹個重分別為 0．245、0．221、0．178、0．163 g，隨著溫度的增加而減少，且各溫度之間預(yù)蛹個重具有顯著性差異 (F3，267=83．59，P ＜ 0．001)。17、20、25、30℃下90%幼蟲變成預(yù)蛹時間依次為27．5、20．8、16．8、15．3 d(F3，8=207．17，P ＜0．001)(表3)。

表3 不同溫度下預(yù)蛹體重及90%幼蟲變成預(yù)蛹時間Table 3 The weights of prepupae and duration of larva development of P.aurifer at different temperatures

3 結(jié)論與討論

Tomberlin等 (2009)在27、30、36℃下飼養(yǎng)黑水虻H．illucens，發(fā)現(xiàn)27～30℃是適宜飼養(yǎng)黑水虻的溫度，36℃下黑水虻生長發(fā)育不良，且最終成活率只有0．1%。27℃下幼蟲和預(yù)蛹?xì)v期要比30℃多出近兩天，而27℃得到的預(yù)蛹個重卻比30℃下平均多出0．012 g。在對其它具有較長的預(yù)蛹期的腐食性雙翅目昆蟲如棕尾別麻蠅Boettcherisca peregrine(汪海洋等，2010)、大頭金蠅Chrysomyia megacephala(王江峰等，2002)等的研究發(fā)現(xiàn)，在一定的溫度范圍內(nèi)，棕尾別麻蠅、大頭金蠅發(fā)育歷期隨溫度的升高而減少，預(yù)蛹個重隨溫度升高而降低。一般認(rèn)為，較低的溫度下，幼蟲歷期較長，幼蟲可以取食到更多的食物，所以個重較大。

持續(xù)過低的溫度 (15℃或更低)不利于金黃指突水虻的發(fā)育，而持續(xù)過高的溫度 (33℃或更高)對金黃指突水虻具有致死作用。17～30℃，金黃指突水虻各蟲態(tài)均能夠正常發(fā)育，發(fā)育歷期隨溫度升高而縮短，預(yù)蛹個重隨溫度升高而減少。研究結(jié)論與對黑水虻、棕尾別麻蠅、大頭金蠅的相關(guān)研究相一致 (Tomberlin et al．，2009;汪海洋等，2010;王江峰等，2002)。

金黃指突水虻卵發(fā)育發(fā)需溫度下限在15～17℃之間，而幼蟲、預(yù)蛹和蛹發(fā)育所需溫度下限均不高于15℃，適宜各個蟲態(tài)發(fā)育的溫度上限均在30～33℃之間。金黃指突水虻各蟲態(tài)歷期隨著溫度的升高變化速度變緩，符合開口向上的二次曲線模型，說明溫度升高對金黃指突水虻發(fā)育的影響是逐漸增強的，一方面加快蟲體發(fā)育，另一方面減少蟲體重重，當(dāng)溫度達(dá)到或超過某一限度(30～33℃之間)，就會造成蟲體發(fā)育不良而死亡。

在資源型昆蟲生產(chǎn)中，確定合理的飼養(yǎng)溫度和蟲體收獲時間非常重要。金黃指突水虻預(yù)蛹不再取食，能夠自行爬出飼料，便于收集。90%幼蟲變成預(yù)蛹所用時間，是較為合理的收集蟲體時間，可以縮短飼養(yǎng)周期，節(jié)約生產(chǎn)成本。30℃時，90%幼蟲變成預(yù)蛹所用時間為15．3 d;比17℃時的27．5 d，用時縮短近一半。但在較高溫度30℃下，金黃指突水虻蟲體個重太少，只有0．16 g。綜合分析，20～25℃是適宜飼養(yǎng)金黃指突水虻幼蟲的溫度，蟲體個重在0．18～0．22 g之間，收獲蟲體時間在20 d以內(nèi)。

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