韭菜遲眼蕈蚊的羽化節(jié)律與產(chǎn)卵習(xí)性

周 琳，李俊領(lǐng)，王冬蘭，陸夢(mèng)曉，馮發(fā)運(yùn)，余向陽

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，河南省新型農(nóng)藥創(chuàng)制與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州450002;2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品質(zhì)量安全與檢測(cè)研究所，江蘇南京210014)

韭菜遲眼蕈蚊(Bradysia odoriphaga Yang et Zhang)屬雙翅目Diptera、眼蕈蚊科Sciaridae、遲眼蕈蚊屬 Bradysia［1］，其幼蟲俗稱韭蛆，是中國特有的害蟲種類，分布于中國華北、東北和西北及山東、江蘇、四川、湖北、浙江、江西、臺(tái)灣等省，國外至今尚無相關(guān)報(bào)道［2］。該蟲取食范圍較廣，嚴(yán)重危害百合科、菊科、藜科、十字花科、葫蘆科、傘形花科等7科30多種蔬菜的地下嫩莖、主根、地面附近的皮下組織等，其中以生長期的韭菜、圓蔥、大蒜、萵苣為主，尤以韭菜受害最為嚴(yán)重［3］。韭菜遲眼蕈蚊以幼蟲群集在韭菜根部取食危害，造成缺苗斷壟，嚴(yán)重危害可造成絕收，已成為我國韭菜生產(chǎn)的主要限制因子［4－6］。由于韭菜遲眼蕈蚊幼蟲具有潛土危害的習(xí)性，加上對(duì)其發(fā)生危害規(guī)律及生物學(xué)特性研究比較薄弱，導(dǎo)致預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治技術(shù)研究相對(duì)滯后，一旦發(fā)生危害則很難控制，在生產(chǎn)中常使用高毒農(nóng)藥大劑量灌根進(jìn)行防治，不僅造成韭菜和土壤中農(nóng)藥殘留量超標(biāo)時(shí)有發(fā)生，給人類健康和生態(tài)環(huán)境造成極大威脅，而且由于長時(shí)間大量使用化學(xué)農(nóng)藥致使其抗藥性增強(qiáng)。因此，深入研究韭菜遲眼蕈蚊的生物學(xué)特性，尋找無公害、無殘留、無污染的韭蛆綜合治理措施是當(dāng)前亟待解決的問題。本文在實(shí)驗(yàn)室條件下系統(tǒng)研究了韭菜遲眼蕈蚊成蟲的羽化節(jié)律、雌蟲產(chǎn)卵活躍期和不同溫度下的產(chǎn)卵量，以及不同性比對(duì)產(chǎn)卵量的影響，旨在明確韭菜遲眼蕈蚊成蟲羽化及產(chǎn)卵規(guī)律，為該蟲的監(jiān)測(cè)預(yù)警和綜合治理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

于2014年3月從江蘇省徐州市豐縣采集被害韭菜的假莖及鱗莖，將其中的韭菜遲眼蕈蚊幼蟲取出，用未使用農(nóng)藥的人工種植韭菜進(jìn)行飼養(yǎng)，建立室內(nèi)飼養(yǎng)種群用于試驗(yàn)。

1.2 寄主植物

韭菜品種為791(河南省平頂山農(nóng)業(yè)科學(xué)院培育)。露地作畦種植，畦內(nèi)按行移栽韭菜植株，行距和株距分別為30 cm和20 cm，種植后水肥按常規(guī)管理，不施用任何農(nóng)藥。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 幼蟲和成蟲飼養(yǎng)方法 采用濾紙保濕培養(yǎng)皿法［7－9］。取人工種植的韭菜植株假莖放入培養(yǎng)皿內(nèi)，然后接入遲眼蕈蚊幼蟲或成蟲，每天更換1次新鮮韭菜假莖。試驗(yàn)均在人工氣候箱中進(jìn)行，幼蟲飼養(yǎng)條件為(25±1)℃、避光、相對(duì)濕度為80%;成蟲飼養(yǎng)條件為(25±1)℃、光照(L∶D=14 h∶10 h)、相對(duì)濕度為(80±1)%。

1.3.2 成蟲羽化節(jié)律觀察 收集同一天的韭菜遲眼蕈蚊卵置于培養(yǎng)皿中，幼蟲孵化后任其自由取食，飼養(yǎng)至成蟲開始羽化時(shí)，每天記錄羽化成蟲的數(shù)量，直至全部羽化結(jié)束。在成蟲羽化盛期，全天24 h觀察，每隔2 h統(tǒng)計(jì)1次羽化成蟲數(shù)量，并及時(shí)在解剖鏡下鑒定雌雄，確定羽化成蟲的性別比例，連續(xù)觀察3 d。

1.3.3 成蟲產(chǎn)卵期觀察 收集前1 d晚上羽化的成蟲，按1∶1的雌雄比配對(duì)后放入底部鋪有2.5%瓊脂層和有韭菜段的培養(yǎng)皿中［9］，將接蟲培養(yǎng)皿放入人工氣候箱中，每隔2 h取出已被取食的韭菜段，并重新放入新鮮韭菜段，解剖鏡下觀察取出的韭菜段中是否有蟲卵，統(tǒng)計(jì)產(chǎn)卵雌蟲數(shù)量，直至雌蟲死亡，重復(fù)100次。

1.3.4 不同溫度下成蟲壽命和有效產(chǎn)卵量測(cè)定設(shè)定15、20、25、30℃共4個(gè)溫度梯度處理，溫度誤差為 ±1 ℃，光照和相對(duì)濕度同1.3.1。按1.3.3的方法，每皿接入1對(duì)同一天晚上羽化的雌雄成蟲，每天檢查雌雄蟲的死亡數(shù)，直至成蟲全部死亡，分別統(tǒng)計(jì)雌、雄成蟲的壽命。選擇與培養(yǎng)皿相配的透明圓形塑料盒用以收集羽化成蟲，然后將其倒扣在放有韭菜段的培養(yǎng)皿上收集蟲卵，待卵孵化時(shí)，檢查1齡幼蟲數(shù)量，統(tǒng)計(jì)單雌有效產(chǎn)卵量。同時(shí)設(shè)置未交尾雌雄蟲并分別單頭飼養(yǎng)，觀察記錄成蟲壽命。每處理重復(fù)15次。

1.3.5 不同雌雄成蟲配比對(duì)單雌有效產(chǎn)卵量的影響 收集同一天羽化的未交配成蟲，設(shè)雌雄比1∶5、1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1、5∶1 共 7 個(gè)處理，配對(duì)后放入鋪有濕潤濾紙的塑料培養(yǎng)皿中，置于人工氣候箱中飼養(yǎng)，直至成蟲全部死亡。收集蟲卵，待卵孵化時(shí)，檢查1齡幼蟲數(shù)量，統(tǒng)計(jì)單雌有效產(chǎn)卵量，每處理重復(fù)15次。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

采用SPSS 16.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用S-N-K方差分析(P＜0.05)比較不同處理間的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 韭菜遲眼蕈蚊成蟲羽化的日消長節(jié)律

從圖1可知，取同一批韭菜遲眼蕈蚊卵作為蟲源，經(jīng)飼養(yǎng)后共羽化成蟲3 565頭，羽化高峰期出現(xiàn)在開始羽化后的5～10 d，其間羽化量占總羽化量的73.80%，羽化進(jìn)度基本為單峰型，但成蟲羽化持續(xù)時(shí)間較長，約16 d，導(dǎo)致其世代發(fā)育不整齊。圖2為韭菜遲眼蕈蚊雌雄蟲日羽化動(dòng)態(tài)，在羽化的3 565頭成蟲中，雄蟲1 335頭，雌蟲2 230頭，其雌雄性比為 1.67∶1。

2.2 韭菜遲眼蕈蚊成蟲羽化的時(shí)辰節(jié)律

連續(xù)3 d觀察發(fā)現(xiàn)，韭菜遲眼蕈蚊成蟲在1 d內(nèi)均有羽化，每天羽化時(shí)間主要集中在2∶00至10∶00，20∶00左右亦有1個(gè)小的羽化高峰(圖3)。3 d內(nèi)共羽化成蟲1 647頭，其中在羽化高峰期(2∶00—10∶00)羽化1 159頭，占總羽化數(shù)量的70.4%(圖4)，呈現(xiàn)出明顯的日羽化節(jié)律。

圖1 韭菜遲眼蕈蚊日羽化動(dòng)態(tài)Fig.1 The daily emergence rhythm of adults Bradysia odoriphaga

圖2 韭菜遲眼蕈蚊雌雄蟲日羽化動(dòng)態(tài)Fig.2 The daily emergence rhythm of female and male adults Bradysia odoriphaga

圖3 韭菜遲眼蕈蚊日羽化節(jié)律Fig.3 Emergence rhythm of Bradysia odoriphaga each day

圖5和圖6表明，在連續(xù)3 d羽化的1 647頭韭菜遲眼蕈蚊成蟲中，雌蟲和雄蟲分別為1 035頭和612頭，雌雄性比為1.69∶1，且雌雄成蟲羽化均呈現(xiàn)出不同的日時(shí)間節(jié)律。雄蟲全天均可羽化，但在 2∶00—8∶00 和16∶00—24∶00 羽化量較大，其中2∶00—8∶00和晚上 18∶00—24∶00 為 2個(gè)羽化高峰;雌蟲羽化時(shí)間主要集中在2∶00至12∶00，羽化高峰為4∶00至10∶00。1 d之內(nèi)雄蟲羽化高峰出現(xiàn)時(shí)間早于雌蟲(圖6)。

2.3 韭菜遲眼蕈蚊雌成蟲產(chǎn)卵時(shí)間

韭菜遲眼蕈蚊雌蟲一生中大多產(chǎn)卵1～2次，一般每次均為堆產(chǎn)，有的也可產(chǎn)卵3次，但每次基本都是散產(chǎn)。每次產(chǎn)卵約十幾粒到幾十粒不等。雌成蟲羽化后第1天即開始產(chǎn)卵，大部分集中在第2天，第3天產(chǎn)卵蟲數(shù)減少，產(chǎn)卵雌蟲數(shù)占試驗(yàn)配對(duì)雌蟲數(shù)的83.2%。1 d內(nèi)雌成蟲在24∶00至8∶00之間基本不產(chǎn)卵，產(chǎn)卵時(shí)間主要集中在8∶00至24∶00，14∶00進(jìn)入產(chǎn)卵高峰期，產(chǎn)卵雌蟲數(shù)均在20頭以上，至20∶00產(chǎn)卵雌蟲數(shù)最多，有29頭雌成蟲產(chǎn)卵(圖7)。

圖4 韭菜遲眼蕈蚊日羽化節(jié)律(3 d累計(jì))Fig.4 Emergence rhythm of Bradysia odoriphaga(for three days)

2.4 溫度對(duì)成蟲壽命和有效產(chǎn)卵量的影響

表1表明，在15～30℃的供試溫度范圍內(nèi)，韭菜遲眼蕈蚊成蟲壽命隨溫度升高而逐漸縮短。未交尾雌蟲在15℃時(shí)壽命最長，達(dá)11.9 d;在30℃時(shí)壽命最短，僅能存活2.6 d。未交尾雄蟲在15℃下壽命可達(dá)10.7 d，而在30℃只有2.9 d。交尾雌蟲在15℃條件下壽命為7.6 d;30℃時(shí)壽命最短，僅能存活1.9 d。交尾雄蟲在15℃時(shí)壽命為6.9 d，30℃則降為2.7 d。表1還表明，在相同的溫度條件下，交配可縮短雌雄成蟲的壽命，如未交尾雌蟲壽命均長于交尾雌蟲壽命，而交尾雄蟲壽命則短于未交尾雄蟲壽命。從表1還可以看出，溫度對(duì)雌蟲的有效產(chǎn)卵量影響較大，在供試的溫度范圍內(nèi)，溫度越高，單雌有效產(chǎn)卵量越少。如15℃時(shí)單雌有效產(chǎn)卵量為109.4粒，顯著高于20℃和25℃時(shí)的91.4粒和79.2粒，而30℃時(shí)的單雌有效產(chǎn)卵量最低，平均只有49.4粒。

圖5 韭菜遲眼蕈蚊雌雄蟲羽化節(jié)律Fig.5 Emergence rhythm of female and male Bradysia odoriphaga

圖6 韭菜遲眼蕈蚊雌雄蟲日羽化節(jié)律(3 d累計(jì))Fig.6 Emergence rhythm of female and male Bradysia odoriphaga(for three days)

圖7 韭菜遲眼蕈蚊雌蟲日產(chǎn)卵時(shí)間分布Fig.7 Time budgets of fecundity of female Bradysia odoriphaga

表1 不同溫度條件下成蟲壽命和雌蟲產(chǎn)卵量Table 1 Longevity of adults and fecundity of one female adult at different temperatures

2.5 不同性比對(duì)成蟲壽命及有效產(chǎn)卵量的影響

在25℃的溫度條件下，不同雌雄成蟲配比的成蟲壽命無顯著性差異(表2)，雌蟲平均為2 d左右，長者可達(dá)3 d，雄蟲平均為4 d左右。在相同的溫度下，雌雄蟲不同配比對(duì)單雌有效產(chǎn)卵量也沒有明顯的影響，只是當(dāng)雄蟲數(shù)量多于雌蟲(雌雄蟲比例為1∶5，1∶3，1∶2)時(shí)，單頭雌蟲有效產(chǎn)卵量略高于雌蟲數(shù)量多的配對(duì)處理(雌雄蟲比例為2∶1，3∶1，5∶1)，推測(cè)韭菜遲眼蕈蚊雌成蟲可能具有多次交配的習(xí)性，雄蟲數(shù)量的增加有利于提高交配成功率和卵的受精率。

表2 不同性比對(duì)成蟲壽命和單雌有效產(chǎn)卵量的影響Table 2 Influence of sex ratio on the longevity of adults and fecundity of one female adult

3 結(jié)論與討論

1)昆蟲羽化受光周期影響而表現(xiàn)有一定的節(jié)律在許多昆蟲中已有報(bào)道［10－12］。本試驗(yàn)亦觀察到韭菜遲眼蕈蚊成蟲羽化高峰期出現(xiàn)在開始羽化后的5～10 d，其間羽化量占總羽化量的73.80%，羽化持續(xù)時(shí)間長約16 d，這種羽化時(shí)間的差異占整個(gè)世代歷期的1/2，因此，是造成其世代重疊的主要原因，田間調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，韭菜遲眼蕈蚊成蟲羽化出土不整齊，世代重疊現(xiàn)象嚴(yán)重，如華北地區(qū)年發(fā)生4～6代，華中地區(qū)年發(fā)生6～8代，杭州9代，北京室內(nèi)飼養(yǎng)超過10代，有世代重疊現(xiàn)象，在保護(hù)地和菇房可周年發(fā)生［13］。

雌雄成蟲的羽化一般均在夜間完成，羽化高峰集中在2∶00—10∶00，雄蟲有2個(gè)羽化高峰期，分別為 2∶00—8∶00 和 16∶00—24∶00，而雌蟲的羽化高峰期比雄蟲推遲2 h，出現(xiàn)在4∶00—10∶00，即雌蟲羽化高峰的前后會(huì)有大量的雄蟲羽化，有利于雌雄蟲的及時(shí)交尾，在試驗(yàn)中亦觀察到成蟲羽化后不久即可交尾。雌蟲產(chǎn)卵主要集中在羽化后的前兩天，在第2天的18∶00時(shí)產(chǎn)卵成蟲數(shù)量達(dá)到最多，但試驗(yàn)期間偶見成蟲交尾現(xiàn)象，可能因?yàn)槌上x完成交尾所需時(shí)間很短。這些結(jié)果表明，韭菜遲眼蕈蚊成蟲的羽化集中在夜間，可能與避免白天高溫和天敵活動(dòng)有關(guān)，其交尾時(shí)間亦較短，這對(duì)于該蟲的生存具有積極作用，而對(duì)其防治則是極為不利的。因此，在生產(chǎn)上防治韭菜遲眼蕈蚊最好是抓住幼蟲期進(jìn)行藥劑灌根處理，在成蟲期進(jìn)行化學(xué)防治則要抓住羽化高峰這一短暫的關(guān)鍵期。本研究明確了韭菜遲眼蕈蚊成蟲的羽化規(guī)律，為確定提取或收集性外激素的最佳時(shí)間提供了重要信息和依據(jù)，亦為利用性信息素或其他引誘劑等集中誘殺成蟲提供了可能［14］。研究表明，某些揮發(fā)性化合物對(duì)韭菜遲眼蕈蚊成蟲具有強(qiáng)烈的引誘作用，如陳澄宇等研究發(fā)現(xiàn)苯并噻唑可強(qiáng)烈引誘韭菜遲眼蕈蚊成蟲［15］。

2)溫度對(duì)韭菜遲眼蕈蚊成蟲的壽命和產(chǎn)卵量影響較大。高溫(30℃)不利于成蟲的存活及產(chǎn)卵，其壽命和產(chǎn)卵量均達(dá)最低，可能是由于高溫下幼蟲生長發(fā)育較快，而成蟲又沒有取食補(bǔ)充營養(yǎng)的習(xí)性所致;相反，在較低的溫度(15℃)下，韭菜遲眼蕈蚊成蟲壽命增長，產(chǎn)卵量也較大，這可能是其在進(jìn)化過程中形成了適應(yīng)于冬季低溫的耐寒性，對(duì)其種群的繁衍具有重要意義。在25℃的測(cè)試溫度條件下，不同比例雌雄成蟲配比的成蟲壽命無顯著性差異，雌蟲平均為2 d左右，長者可達(dá)3 d，雄蟲平均為4 d左右。當(dāng)雄蟲數(shù)量多于雌蟲(雌雄蟲比例為 1∶5，1∶3，1∶2)時(shí)，單頭雌蟲有效產(chǎn)卵量略高于雌蟲數(shù)量多的配對(duì)處理(雌雄蟲比例為2∶1，3∶1，5∶1)，推測(cè)雌成蟲可能具有多次交尾的習(xí)性，雄蟲數(shù)量的增加有利于提高卵的受精率，但試驗(yàn)并沒有觀察測(cè)試交尾次數(shù)，有待于進(jìn)一步研究證實(shí)。梅增霞等［9］報(bào)道雌雄蟲壽命在25℃時(shí)分別為9.0 d 和4.6 d，30 ℃時(shí)分別為 4.1 d 和 4.7 d，這與本試驗(yàn)結(jié)果存在較大差異。但本試驗(yàn)與汪玉新［16］報(bào)道的成蟲壽命為2～4 d較為一致，無論是雄蟲還是雌蟲，未得到及時(shí)交尾時(shí)，壽命都會(huì)稍長些，這可能是由于交配使雌雄蟲消耗了大量的能量，而未交尾雌雄蟲還在等待交尾機(jī)會(huì)以保持物種的延續(xù)。此外，梅增霞等［9］報(bào)道 15、20、25、30 ℃ 時(shí)，韭菜遲眼蕈蚊卵量分別為 131.8、159.9、140.9、114.7?！ご疲?。本試驗(yàn)沒有統(tǒng)計(jì)單雌產(chǎn)卵量，而是以初孵1齡幼蟲數(shù)量作為單雌有效產(chǎn)卵量，遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)［9］的研究結(jié)果，是否表明韭菜遲眼蕈蚊的初孵幼蟲孵化率較低，尚需進(jìn)一步試驗(yàn)證實(shí)。

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