溫度對馬尾松毛蟲發(fā)育進度及繁殖能力的影響

黃小娟，周玉江，宋舟，陳杰，白麗群，胡加付

(1浙江農(nóng)林大學林業(yè)與生物技術(shù)學院，浙江 臨安 311300;2.遼寧省實驗林場，遼寧 清原 113311)

松毛蟲是我國常發(fā)性重大林業(yè)有害生物類群之一，我國枯葉蛾科昆蟲有39屬216種和亞種，危害松科的枯葉蛾有34種[1］。其中分布最廣、災害暴發(fā)頻率最高、危害最為嚴重的種類為馬尾松毛蟲Dendrolimus punctata punctata(Walker)。據(jù)統(tǒng)計，馬尾松毛蟲在我國的年均發(fā)生面積達200多萬hm2，造成嚴重的經(jīng)濟損失[2］。在長江流域，馬尾松毛蟲1 a發(fā)生2～3代，以第3代幼蟲越冬。但全球氣候變暖使得該地區(qū)冬季明顯縮短，馬尾松毛蟲發(fā)育進度加快，局部地區(qū)越冬幼蟲的蟲齡明顯增大，在一定程度上加大了危害。為深入探索氣候變化對馬尾松毛蟲災害發(fā)生的影響，作者深入研究了溫度對馬尾松毛蟲幼蟲發(fā)育進度和繁殖能力的影響，研究結(jié)果將為馬尾松毛蟲災害監(jiān)測和預警提供參考。

1 試驗

1.1 試驗用蟲 越冬代馬尾松毛蟲繭采自浙江省淳安縣姜家鎮(zhèn)浮林村。將結(jié)有馬尾松毛蟲繭的松枝剪下，帶回實驗室置于人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為:T=(27.5±0.5)℃，RH=75% ±3%，L∶D=16∶8。成蟲羽化后，將新鮮松枝固定于氣候箱內(nèi)供成蟲產(chǎn)卵。根據(jù)馬尾松毛蟲夜間產(chǎn)卵的特點，在24∶00將當天產(chǎn)下的卵連同松針一起取出備用。

1.2 試驗方法 將人工氣候箱分別設置為(20±0.5)℃，(22.5±0.5)℃，(25±0.5)℃，(27.5±0.5)℃和(30±0.5)℃ 5個溫度梯度，RH=75% ±3%，L∶D=16∶8。每個溫度設 5個重復，每個重復用200枚卵。將卵連同松枝一起放置于50 cm×40 cm×30 cm大小的塑料盒中飼養(yǎng)。為調(diào)節(jié)塑料盒內(nèi)的濕度，防止孵出的幼蟲外逃，用針尖在盒蓋和四周扎小孔若干，小孔直徑≤1.0 mm。

卵孵出后，每天更換1次松枝。更換時，先在清洗干凈的塑料盒內(nèi)放入新鮮松枝，再將馬尾松毛蟲幼蟲轉(zhuǎn)移至該塑料盒中，用過的塑料盒及時洗凈晾干備用。在轉(zhuǎn)移幼蟲的同時，觀察并記錄幼蟲的發(fā)育進度，統(tǒng)計各齡期幼蟲和蛹的發(fā)育歷期。由于馬尾松毛蟲個體發(fā)育進度差異明顯，即使是同一處理的不同個體發(fā)育進度也有很大的差異。本試驗將80%的個體完成某一階段的發(fā)育時間作為標準，統(tǒng)計其不同階段的發(fā)育歷期。對于飼養(yǎng)6個月后仍然不能化蛹的個體，作不能正?；加嬎恪８鼾g幼蟲的判斷標準見表1。對能夠化蛹的個體，采用抽樣法稱量不同處理后馬尾松毛蟲的繭蛹重量，統(tǒng)計成蟲羽化率，采取隨機抽樣法從每個處理中選取10頭已經(jīng)羽化的雌性成蟲，通過解剖卵巢統(tǒng)計成蟲的懷卵量。

表1 馬尾松毛蟲不同齡期判斷標準[3］

1.3 數(shù)據(jù)與分析 采用單因素方差分析比較不同飼養(yǎng)溫度條件下馬尾松毛蟲幼蟲發(fā)育歷期、化蛹率、平均繭蛹重量、成蟲羽化率以及雌性成蟲的產(chǎn)卵量等差異。數(shù)據(jù)處理采用8.01版DPS數(shù)據(jù)處理軟件[4］。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼養(yǎng)溫度對馬尾松毛蟲幼蟲發(fā)育進度的影響在不同溫度飼養(yǎng)條件下，馬尾松毛蟲幼蟲各齡期的發(fā)育時間隨溫度的上升而有所減少。這表明在相應的溫度范圍內(nèi)，高溫可以在一定程度上加快馬尾松毛蟲的發(fā)育進度。但在20℃低溫條件下，飼養(yǎng)180 d后仍然有4.3%的個體不能正常化蛹，說明有部分幼蟲出現(xiàn)滯育(圖1)。

圖1 不同溫度條件下馬尾松毛蟲幼蟲各齡期的發(fā)育進度(平均±標準誤)

2.2 飼養(yǎng)溫度對馬尾松毛蟲化蛹率和繭蛹重量的影響 在20～30℃范圍內(nèi)，馬尾松毛蟲的化蛹率均＞80%，但20℃和22.5℃飼養(yǎng)后的化蛹率明顯低于其它3個溫度，且差異達極顯著水平(F=27.9520，df=4，P=0.0001)。對馬尾松毛蟲繭蛹重量的分析結(jié)果顯示，在25℃和27.5℃飼養(yǎng)的馬尾松毛蟲的繭蛹最重，其次是22.5℃，20℃和30℃飼養(yǎng)后的繭蛹重量明顯低于其它處理，且差異達極顯著水平(F=33.1330，df=4，P=0.0001)(圖2)。

圖2 不同溫度條件下馬尾松毛蟲化蛹率和繭蛹重量(平均±標準誤)

2.3 飼養(yǎng)溫度對馬尾松毛蟲蛹羽化率和成蟲懷卵量的影響 在20～30℃范圍內(nèi)，馬尾松毛蟲蛹的羽化率全部超過90%，且相互之間的差異不顯著(F=3.1610，df=4，P=0.0363)。但試驗過程中我們發(fā)現(xiàn)，20℃條件下馬尾松毛蟲蛹期明顯延長，最長的個體達36 d，平均蛹期為(29.6800±1.4706)d，顯著長于27.5℃條件下的蛹期(15.3800±0.8648)d，且差異達極顯著水平(F=70.2610，df=1，P=0.0001)。從成蟲的懷卵量可以看出，在25℃和27.5℃條件下，馬尾松毛蟲的懷卵量明顯高于其它3個溫度，且差異達極顯著水平(F=84.5690，df=4，P=0.0001)(圖 3)。

圖3 不同溫度條件下馬尾松毛蟲蛹的羽化率和成蟲產(chǎn)卵量(平均±標準誤)

4 討論

在昆蟲的生長發(fā)育過程中，溫度是最為顯著的影響因子之一。闡明昆蟲的發(fā)育進度和繁殖能力與環(huán)境溫度之間的定量關(guān)系，對于害蟲的預測預報、天敵昆蟲的人工飼養(yǎng)等都具有重要的意義。在溫度與昆蟲發(fā)育速率關(guān)系方面，國內(nèi)外開展了較多的研究[5－9］。對于松毛蟲來說，一般認為28℃最有利于其生殖，22℃ ～32℃之間為適溫區(qū)[10］，當日均溫低于24℃時，馬尾松毛蟲幼蟲的發(fā)育變得遲緩[11］。與前人的研究結(jié)果相似，本研究發(fā)現(xiàn)在20℃至30℃范圍內(nèi)馬尾松毛蟲的發(fā)育進度隨著溫度的升高而加快，20℃條件下的發(fā)育歷期明顯較其它溫度延長，飼養(yǎng)180 d之后仍然有4.3%的個體不能正?；?，說明低溫能夠顯著延緩馬尾松毛蟲的發(fā)育。

在溫度對馬尾松毛蟲化蛹率和繭蛹重量的影響方面，國內(nèi)外鮮有相關(guān)的報道。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，27.5℃條件下馬尾松毛蟲的化蛹率最高，繭蛹也最重。30℃條件下雖然馬尾松毛蟲的化蛹率仍然較高，但其繭蛹重量明顯下降，這可能與其較快的發(fā)育速度有關(guān)，過快的發(fā)育速度會造成幼蟲的發(fā)育歷期縮短，減少其對營養(yǎng)的攝取，從而引起繭蛹重量的下降。與發(fā)育進度相似，20℃時馬尾松毛蟲的化蛹率和繭蛹重量也顯著降低，這可能與低溫引起的發(fā)育延緩有關(guān)，當溫度過低不再適合昆蟲的生長發(fā)育時，其生理代謝和能量貯存均會受到影響，從而降低化蛹率和繭蛹重量。與化蛹率不同，溫度對馬尾松毛蟲蛹羽化為成蟲沒有顯著的影響，即使在20℃相對低溫條件下，羽化率仍然達到95.35%，但20℃時蛹的發(fā)育歷期顯著延長，說明雖然溫度對馬尾松毛蟲的成蟲羽化率沒有明顯的影響，但顯著影響蛹的發(fā)育歷期。

懷卵量是反映昆蟲發(fā)育狀況和決定其種群動態(tài)的最重要指標。對落葉松毛蟲Dendrolimus superans的研究結(jié)果表明，溫度是影響其產(chǎn)卵量的主要氣候因子[12］;葉恭銀 等[13］研究發(fā)現(xiàn)，在 20 ～29 ℃范圍內(nèi)半目大蠶Antheraea yamamai幼蟲卵巢的發(fā)育隨溫度提高而加快，但32℃高溫卻顯著抑制其卵巢的發(fā)育。與前人的研究結(jié)果相似，本研究發(fā)現(xiàn)在20～27.5℃范圍內(nèi)，馬尾松毛蟲的產(chǎn)卵量隨溫度的升高而增加，但30℃時卻又明顯下降。

本研究針對溫度這一主要氣象因子，深入研究了不同溫度處理對馬尾松毛蟲幼蟲發(fā)育進度、化蛹率、繭蛹重量、蛹羽化率和成蟲懷卵量的影響，綜合考慮發(fā)育進度和繁殖能力，我們認為(27.5±1)℃最有利于馬尾松毛蟲的發(fā)育，可能會引起種群大量增長和馬尾松毛蟲災害的發(fā)生。受試驗條件的限制，本研究是在恒溫條件下進行的，與自然條件下的實際情況存在一定的偏差，但研究結(jié)果可以為馬尾松毛蟲災害預測和人工飼養(yǎng)提供一定的理論參考。在自然條件下，溫度隨時間及天氣的不同而有所變化，在相同時間和地點的不同微生境中也會有一定的差異，且昆蟲也能夠自由地活動并尋找最合適的環(huán)境溫度。另外，即使是相同的溫度，不同的降雨量和濕度也會引起昆蟲生理代謝的差異，從而造成生長發(fā)育和繁殖能力的不同。因此，真實模擬自然環(huán)境中的溫濕度條件，能夠更加準確地分析溫度對馬尾松毛蟲發(fā)育進度及繁殖能力的影響，這方面尚有待于進一步研究。

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