蟲口密度對蓮草直胸跳甲生殖力和存活能力的影響

冀佳悅，趙龍龍，賈少華，劉楊林，王森，趙捷，郭艷瓊，馬瑞燕

(山西農業(yè)大學 農學院，山西 太谷 030801)

蟲口密度對蓮草直胸跳甲生殖力和存活能力的影響

冀佳悅，趙龍龍，賈少華，劉楊林，王森，趙捷，郭艷瓊，馬瑞燕

(山西農業(yè)大學 農學院，山西 太谷 030801)

蓮草直胸跳甲Agasicleshygrophila是全球惡性雜草喜旱蓮子草Alternantheraphiloxeroides的專食性天敵。以蓮草直胸跳甲成蟲為研究對象，探究其在不同密度下的死亡率及生殖情況。在限定體積的飼養(yǎng)瓶中(250 cm3)，放置不同密度的成蟲，結果表明成蟲初期死亡率以雌雄比為4∶4時最低，單雌平均產卵量隨密度的增高而下降，而卵的孵化率在雌雄比2∶2、4∶4、8∶8時高于在1∶1和16∶16時的孵化率。在限定的空間和食物資源條件下，蟲口密度對蓮草直胸跳甲死亡率與生殖力有一定影響，經試驗證明每頭成蟲所需最適空間約為31.25 cm3。

蓮草直胸跳甲；蟲口密度；死亡率；生殖力

蓮草直胸跳甲(Agasicleshygrophila)屬鞘翅目，葉甲科，跳甲亞科，是喜旱蓮子草的專食性天敵。 喜旱蓮子草(Alternantheraphiloxeroides)屬莧科，蓮子草屬，原產南美洲[1]，20世紀50年代后，喜旱蓮子草作為豬飼料被廣泛引種到我國南方地區(qū)，由于喜旱蓮子草的適生范圍廣，抗逆性強，且在我國缺乏天敵種群的控制迅速惡性擴散，給我國帶來嚴重的生態(tài)、經濟損失，2003年中國國家環(huán)保總局將其列入“中國第一批外來入侵物種名單”[2]。

根據國外對喜旱蓮子草生物防治的研究進展，1986年中國農科院從美國佛羅里達引進了蓮草直胸跳甲，在對其進行了科學的風險評估后投入喜旱蓮子草的生物防治中[3～6]，經定點示范后推廣，在我國南方的大部分地區(qū)取得了良好的效果。因蓮草直胸跳甲自身的耐受能力相對較弱，如夏季高溫或者冬季低溫易造成跳甲種群的大量死亡。在實際生防工作中，需人工保種或人工助遷，主要采用集中釋放成蟲，使其自主擴散的方法。由于蓮草直胸跳甲的飛行擴散能力不強，活動能力相對有限，即在一定時空范圍內，跳甲種群密度相對較大，易造成投放初期成蟲的死亡現(xiàn)象。另因蓮草直胸跳甲屬于高繁殖性昆蟲，在短時間內種群數目增速過快，易發(fā)生種群密度過大的現(xiàn)象。這種特定時空中，蟲口密度大小對蓮草直胸跳甲的影響未知。因此，本研究通過設置蓮草直胸跳甲成蟲不同蟲口密度，分析自身密度對其死亡率、產卵量和孵化率等指標的影響，探討密度因子對蓮草直胸跳甲定殖能力和種群穩(wěn)定性的影響，以期確定其生存的最佳密度，并為蓮草直胸跳甲在對喜旱蓮子草惡性擴散防治中的飼養(yǎng)和合理施用提供更多參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

供試昆蟲蓮草直胸跳甲為2011年采自廣州市華南農業(yè)大學郊區(qū)的野生蟲源，在溫度25～28℃，L∶D=14∶10，相對濕度85%的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)多代后用于試驗。

1.2 蟲源的飼養(yǎng)

用于飼喂的喜旱蓮子草為山西農業(yè)大學農學院溫室中培養(yǎng)的旱生種群。每日在蓮草直胸跳甲產卵高峰期后對飼喂的喜旱蓮子草進行更換[7]，并取出帶卵塊的葉片，在同樣條件設置的培養(yǎng)箱中進行繁育，待其孵化后培育至3齡，3齡后接蟲于適量、粗壯的喜旱蓮子草莖一同放入養(yǎng)蟲瓶中待其化蛹而后羽化。

1.3 試驗方法

1.3.1 密度對蓮草直胸跳甲成蟲死亡率的影響

因蓮草直胸跳甲在自然條件下羽化成蟲的雌雄比接近于1∶1，并參考前期研究[8～15]，本試驗將成蟲性比設置為1∶1。

選取同期羽化的蓮草直胸跳甲成蟲，采用250 cm3飼養(yǎng)瓶的有限空間，共設置5種不同的蟲口密度，分別為雌雄比1∶1、2∶2、4∶4、8∶8、16∶16，每處理3次重復。每日從溫室選取長勢良好、葉色均勻、大小相近的喜旱蓮子草植株，摘取主莖上端保留3對葉片的植體(約53 cm2)，并用濕潤的棉花纏繞莖折斷處保證植物葉片不萎蔫，每日18時集中更換塑料瓶內的喜旱蓮子草，觀察記錄蓮草直胸跳甲的存活狀態(tài)，取出死亡的成蟲并記錄死亡蟲數，直至成蟲全部死亡。

1.3.2 密度對蓮草直胸跳甲成蟲生殖力的影響

通過對蓮草直胸跳甲在不同密度下產卵量與所產卵孵化率的影響分析其生殖力的變化。每日取1.3.1中各組蓮草直胸跳甲成蟲所產的卵塊，用顯微鏡觀察并分別記錄各組的產卵量。將不同試驗組的卵塊分別放于墊有濕潤試紙的培養(yǎng)皿中，每24 h觀察一次并適當噴水保證濕度。

在每一批卵培養(yǎng)的3d，于培養(yǎng)皿中加入新鮮葉片以誘集孵化出的幼蟲爬離卵塊，防止其取食著卵的葉片影響實驗記錄。4d至8d陸續(xù)將孵化出的幼蟲取出，由于幼蟲個體微小，需在顯微鏡下記錄空卵數及未成功脫卵的蟲數(卵已發(fā)黑蟲未脫出或幼蟲部分脫出死亡)，計算實驗組的卵孵化數。

1.4 數據分析

試驗結果利用SPSS 16.0和Microsoft Excel 2003進行統(tǒng)計分析。圖中所用數據均為平均值±標準誤。

2 結果與分析

2.1 蟲口密度對死亡率的影響

不同密度下蓮草直胸跳甲成蟲的死亡率見圖1。在觀察的80 d中，前15 d內成蟲的死亡量最為集中，后期由于蟲數減少各組成蟲壽命受密度影響降低。對15 d的數據進行處理可得在250 cm3的空間內雌雄比為4∶4時死亡率最低，為25%，生存情況最好，在雌雄比16∶16時死亡率最高，為67%。雌雄比1∶1和2∶2時蟲數較少，受人為及環(huán)境因素影響大，因而變化無明顯規(guī)律。4∶4、8∶8和16∶16時死亡率隨密度增大而升高。經方差分析其死亡率隨密度的變化差異不顯著(F=0.626，df=(4,14)，Pgt;0.05)。

圖1 蓮草直胸跳甲成蟲在不同密度下的初期死亡率

2.2 蟲口密度對產卵量的影響

隨著密度的增大，每只雌蟲一生的平均產卵量逐漸降低(圖2)。在250 cm3空間內雌雄比1∶1時單雌平均產卵量最高，為904±135粒，在16∶16時的單雌平均產卵量最少，為73±29.22粒。經方差分析5組不同密度下生存的蓮草直胸跳甲成蟲的產卵量有顯著差異(F=18.46，df=(4,14)，Plt;0.05)。

圖2 蓮草直胸跳甲成蟲在不同密度下的單雌平均產卵量

2.3 蟲口密度對孵化率的影響

隨著密度的增加，蓮草直胸跳甲成蟲所產卵的孵化率總體呈先上升后降低的趨勢，250 cm3空間內雌雄比2∶2、4∶4、8∶8時卵的孵化率分別為86%、80%、84%,較穩(wěn)定。雌雄比1∶1時，孵化率較低,為38%。16∶16時，卵的孵化率最低，為26%。經方差分析，在不同密度下卵的孵化率無顯著性差異，雌雄比為16∶16時和雌雄比為2∶2、8∶8時的孵化率存在顯著差異(F=3.450，df=(4,14),Pgt;0.05)。

3 小結與討論

利用天敵蓮草直胸跳甲防治入侵雜草喜旱蓮子草是當前的最佳選擇，在實施過程中，合適的蟲口密度是飼養(yǎng)及釋放中需考慮的重要因素。本試驗通過對蓮草直胸跳甲進行不同密度下死亡率及生殖力等的研究和分析，結果表明，不同蟲口密度下蓮草直胸跳甲成蟲的死亡率和生殖力均有所不同，在250 cm3的空間內雌雄比為4∶4時，蓮草直胸跳甲成蟲的存活情況及生殖力最佳。

圖3 蓮草直胸跳甲成蟲在不同密度下產卵的孵化率

低密度時，各數值受環(huán)境及人為因素影響較大，成蟲個體的死亡對種群的數量影響較大，另因個體的死亡導致的種群性比的改變影響成蟲交配，進而卵的孵化率明顯降低。

當蟲口密度增大時，由于供應的喜旱蓮子草有限，種內競爭加劇，食物資源匱乏直接導致蟲體死亡，死亡率增高明顯。蓮草直胸跳甲成蟲產卵具有一定選擇性[4]，由于大量取食，可供雌蟲產卵的適宜部位減少及雌蟲營養(yǎng)攝取量的降低甚至不足都是導致單雌平均產卵量隨密度的增大而降低的原因，高密度的蟲體活動對卵的機械損壞也導致了卵孵化率的下降。

喜旱蓮子草為泛濫成災的外來入侵雜草，在我國缺乏種群依賴型天敵的自然控制是其得以迅速擴散的重要因素。而溫度是制約昆蟲種群擴散的重要因素,其田間種群構建和動態(tài)變化受季節(jié)影響明顯[16]，因此需通過人工飼養(yǎng)的方式對蓮草直胸跳甲進行大量繁育并釋放。通過對試驗數據的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)不同蟲口密度對蓮草直胸跳甲的死亡率影響不顯著，可能由于蓮草直胸跳甲個體小受密度因素制約不明顯，試驗中重復數不夠多、所設置的密度范圍不夠廣也可能是造成數據不顯著的因素，但也說明在不同的密度下，蓮草直胸跳甲對密度的變化有一定適應能力，是一種適合人工繁育的天敵昆蟲。然而喜旱蓮子草的分布范圍遠大于蓮草直胸跳甲，因此對天敵資源的進一步開發(fā)仍是研究的重要方向。

[1]刁正俗.中國水生雜草[M].重慶：重慶出版社,1990:129-130.

[2]中國國家環(huán)境保護總局,中國科學院.關于發(fā)布中國第一批外來入侵物種名單的通知[Z].環(huán)發(fā),2003,第11號.

[3]王韌,王遠,張格成,等.空心蓮子草葉甲寄主專一性測驗[J].生物防治通報,1987,4(1):14-17.

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[7]陳磊,袁篤程,陳青,等.蓮草直胸跳甲成蟲產卵選擇性及葉位與幼蟲發(fā)育適合度的關系[J].熱帶作物學報,2009,30(3):353-356.

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EffectsofPopulationDensityontheFecundityandSurvivalAbilityofAgasiclesHygrophila

Ji Jiayue,Zhao Longlong,Jia Shaohua,Liu Yanglin,Wang Sen,Zhao Jie,Guo Yanqiong,Ma ruiyan

(CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China)

Agasicleshygrophilaan alligator weed flea beetle, is a natural enemy of the global malignant weedsAlternantheraphiloxeroides. The object of this study was to investigate the adults mortality and reproductive ability under the different density. The results showed that mortality of adult is the most lowest in the situation of female and male ratio 4∶4 in the volume of 250 cm3, the average fecundity of single declines with density,but the egg hatchability under the ratio of female and male (2∶2,4∶4,8∶8) was higher than in 1∶1 and 16∶16. To sum up, the density of alligator weed flea beetle population plays an important role in their mortality and fecundity under the limited space and food resoourse.The test proved that the optimal space per head of the adult needed about 31.25 cm3.

Agasicleshygrophila;Population density;Mortality;Fecundity

2014-01-10

2014-03-18

冀佳悅(1991-)，女(漢)，河北邢臺人，在讀碩士，研究方向：農業(yè)昆蟲與害蟲防治。

郭艷瓊，副教授，碩士生導師。Tel:0354-6288344，E-mail: guoyq1979@163.com

2013年山西省普通高校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目(2013089)；山西農業(yè)大學科技創(chuàng)新基金(11-015)；國家自然科學基金(31070480，31301723)；中國博士后科學基金(2013M541204)；教育部博導類項目(20111403110004)；山西省研究生優(yōu)秀創(chuàng)新項目(20123046)

S451；S476

A

1671-8151(2014)05-0400-03

(編輯：馬榮博)