斑翅康癭蚊的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫研究

周 慧, 汪興鑒, 韓 松, 陳施明, 林明光*

(1. 海南出入境檢驗(yàn)檢疫局, ?？?570311; 2. 海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院,?？?570228; 3. 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所,北京 100101)

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斑翅康癭蚊的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫研究

周 慧1,2, 汪興鑒1,3, 韓 松1, 陳施明1, 林明光1*

(1. 海南出入境檢驗(yàn)檢疫局, 海口 570311; 2. 海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院,?？?570228; 3. 中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所,北京 100101)

在5個(gè)不同恒溫條件下,觀察和測(cè)定了斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育歷期及溫度對(duì)該害蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響。結(jié)果顯示,在18～30 ℃范圍內(nèi),其卵、幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)和全世代的發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為2.96、6.82、6.27、3.60 和6.07 ℃,有效積溫分別為32.15、80.67、266.85、28.51和406.57日·度。利用線(xiàn)性日·度模型擬合的方法,對(duì)溫度與斑翅康癭蚊發(fā)育速率的關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)與分析,結(jié)果表明,在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi),r均大于94%,其擬合相關(guān)性顯著(P<0.05)。根據(jù)海南省文昌市、東方市、樂(lè)東縣和三亞市的年平均氣溫及年度總積溫等氣象資料,預(yù)測(cè)康癭蚊在上述4個(gè)市(縣)的年發(fā)生代數(shù)分別約為16、16～17、17和17代。

斑翅康癭蚊; 發(fā)育起點(diǎn)溫度; 有效積溫; 海南

斑翅康癭蚊(ContariniamaculipennisFelt)隸屬于雙翅目(Diptera)癭蚊科(Cecidomyiidae)康癭蚊屬(Contarinia),原產(chǎn)于東南亞,是一種為害花卉和蔬菜作物的多食性害蟲(chóng)[1-6]。由于斑翅康癭蚊已在一些國(guó)家和地區(qū)對(duì)多種寄主植物造成嚴(yán)重危害及重大損失,日本、美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家已將斑翅康癭蚊列為進(jìn)境檢疫性有害生物。風(fēng)險(xiǎn)分析表明,斑翅康癭蚊有隨石斛蘭切花和植株傳入我國(guó)并在南方省區(qū)定居為害的可能性,故有必要將其列為檢疫性害蟲(chóng)[7]。2008年8月云南出入境檢驗(yàn)檢疫局曾從泰國(guó)進(jìn)口的石斛蘭花上檢出和截獲該害蟲(chóng)[8]。2010年3月筆者首次在海南省三亞市蘭花上發(fā)現(xiàn)斑翅康癭蚊,短短的幾年中該蟲(chóng)已對(duì)海南的三亞、樂(lè)東、東方和文昌4個(gè)市(縣)的石斛蘭造成了重大危害,嚴(yán)重影響了蘭花的觀賞、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和當(dāng)?shù)鼗ɑ墚a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。鑒于目前國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)關(guān)于斑翅康癭蚊生長(zhǎng)發(fā)育等方面的報(bào)道,筆者于2012-2013年開(kāi)展了該害蟲(chóng)的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫研究,為科學(xué)制定其防控措施提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源和設(shè)備條件

1.1.1 供試蟲(chóng)源

斑翅康癭蚊的卵和幼蟲(chóng)采自海南省文昌和三亞蘭花種植基地的受害石斛蘭花苞,經(jīng)室內(nèi)溫度25～26 ℃,相對(duì)濕度75%～80%和光照L∥D=10 h∥14 h條件下培養(yǎng),獲取一定數(shù)量各蟲(chóng)態(tài)供試蟲(chóng)源,備用。

1.1.2 設(shè)備條件

人工氣候箱(型號(hào)：MLR-352H,靈敏度±0.5 ℃,日本三洋公司生產(chǎn)),本試驗(yàn)設(shè)18、21、24、27、30 ℃ 5個(gè)溫度處理,相對(duì)濕度75%±5%,光照L∥D=12 h∥12 h;體視顯微鏡(型號(hào)：SteREO Discovery V20,德國(guó)蔡司公司生產(chǎn));溫濕度計(jì)、指形管和培養(yǎng)皿等。

1.2 試驗(yàn)方法

在體視顯微鏡下觀察斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)并計(jì)數(shù),取鮮嫩花苞上新產(chǎn)的卵20粒和花苞內(nèi)初孵幼蟲(chóng)20頭,連同花苞分別放入鋪有濕潤(rùn)吸水紙的培養(yǎng)皿內(nèi);同時(shí)取老熟幼蟲(chóng)(具彈跳習(xí)性)、剛化的蛹和即將羽化的深褐色蛹各20頭分放于相同的培養(yǎng)皿內(nèi)。然后將上述培養(yǎng)皿置于已設(shè)定溫濕度和光照的人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng),每一溫度處理設(shè)3個(gè)重復(fù),每日08:00、14:00和20:00各觀察記錄發(fā)育進(jìn)度1次。各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育歷期用加權(quán)平均法進(jìn)行計(jì)算(成蟲(chóng)歷期為非補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)情況下的壽命)。

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算及模型擬合分析

1.3.1 發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫的計(jì)算

根據(jù)有效積溫法則和最小二乘法原理[9-11],在試驗(yàn)測(cè)得不同溫度下斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育歷期的基礎(chǔ)上,計(jì)算其平均發(fā)育歷期(N),并換算成平均發(fā)育速率(V),求得其發(fā)育起點(diǎn)溫度(C)和有效積溫(K)。再按線(xiàn)性回歸公式分別求得發(fā)育起點(diǎn)溫度的標(biāo)準(zhǔn)差(Sc)和有效積溫的標(biāo)準(zhǔn)差(SK),相關(guān)計(jì)算公式如下：

其中,n為試驗(yàn)處理組數(shù),N為不同溫度下各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育歷期(d),V為發(fā)育速率,T是各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育歷期的試驗(yàn)溫度(℃),T′為溫度理論值,C為各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育起點(diǎn)溫度(℃),Sc為發(fā)育起點(diǎn)溫度的標(biāo)準(zhǔn)差,K為有效積溫(日·度),SK為有效積溫的標(biāo)準(zhǔn)差。

1.3.2 線(xiàn)性日·度模型分析

采用線(xiàn)性日·度模型擬合的方法[9-11],對(duì)溫度(T)與發(fā)育速率(V)之間的關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)與分析,相關(guān)公式如下：

其中,V為發(fā)育速率;T為試驗(yàn)溫度(℃);C為發(fā)育起點(diǎn)溫度(℃);K為有效積溫(日· 度)。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)斑翅康癭蚊發(fā)育歷期的影響

試驗(yàn)結(jié)果(表1)顯示,在18～30 ℃范圍內(nèi),斑翅康癭蚊的卵、幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)和全世代的發(fā)育歷期分別為1.19～2.04、3.39～7.42、9.25～22.05、1.09～1.98 d與14.91～33.49 d。不同處理溫度條件下,各蟲(chóng)態(tài)和全世代的發(fā)育歷期隨著溫度的升高而縮短,彼此差異顯著(P<0.05)。 幼蟲(chóng)、蛹和全世代在30 ℃的發(fā)育歷期比18 ℃時(shí)分別減少4.03、12.8 d與18.58 d。在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi),斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育速率與溫度密切相關(guān)(相關(guān)系數(shù)r>94%),隨著溫度的升高發(fā)育速率加快,其線(xiàn)性關(guān)系顯著(表2),這表明溫度是影響斑翅康癭蚊發(fā)育的主要因素之一。

表1 不同溫度條件下斑翅康癭蚊的發(fā)育歷期1)

1) 表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤(M±SE),數(shù)據(jù)后不同英文小寫(xiě)字母表示在0.05水平差異顯著。

Data in the table are mean±SE; different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level.

表2 斑翅康癭蚊發(fā)育速率(V)與溫度(T)的線(xiàn)性回歸方程與相關(guān)系數(shù)1)

1) 表中V和T分別代表發(fā)育速率與溫度,*表明線(xiàn)性關(guān)系顯著(P<0.05),**表明線(xiàn)性關(guān)系極顯著(P<0.01)。

VandTin the table indicate developmental rate and temperature, respectively.*indicates significant linear relationship,**indicates extremely significant linear relationship.

2.2 斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫

研究結(jié)果(表3)顯示,斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度都較低,其中以卵和成蟲(chóng)的最低,分別為2.96、3.60 ℃;幼蟲(chóng)、蛹和全世代的發(fā)育起點(diǎn)溫度較高,分別為6.83、6.27、6.07 ℃。同樣,有效積溫以卵和成蟲(chóng)的最少,分別為32.15、28.51日·度;幼蟲(chóng)和蛹的有效積溫較多,分別為80.67、266.85日·度,約占全世代積溫(406.57日·度)的19.8%與65.6%。

斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育歷期及相關(guān)有效積溫間的差異,基本反映了該害蟲(chóng)在海南以石斛蘭為主要寄主的生活周期中各發(fā)育階段的發(fā)生概況,其中,幼蟲(chóng)自卵孵化后隨即進(jìn)入石斛蘭花苞中取食為害,其發(fā)生為害的時(shí)間大致與海南石斛蘭花苞的生長(zhǎng)期相吻合。

表3 斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫1)

1) 表中Sc和SK分別為發(fā)育起點(diǎn)溫度與有效積溫的標(biāo)準(zhǔn)差。ScandSKin the table indicate standard deviation of developmental threshold temperature and effective accumulated temperature, respectively.

2.3 線(xiàn)性日·度模型分析

基于表1和表3中的有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用線(xiàn)性日·度模型進(jìn)行擬合,得出模型方程式(表4)。其結(jié)果表明,在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi),該害蟲(chóng)的各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育速率隨著溫度的升高而加快,相關(guān)系數(shù)r均大于94%,其擬合相關(guān)性顯著(P<0.05)。

表4 利用線(xiàn)性日·度模型擬合分析溫度與斑翅康癭蚊發(fā)育的關(guān)系

3 討論

海南地處熱帶北緣,屬熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫22～26 ℃,最冷的1-2月份溫度仍達(dá)16～21 ℃,遠(yuǎn)高于斑翅康癭蚊各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度,因而該害蟲(chóng)在海南可周年發(fā)生,其種群發(fā)生動(dòng)態(tài)和主要發(fā)生為害期隨島內(nèi)季節(jié)性氣溫及其寄主石斛蘭生育期的變化而有所變動(dòng)。本試驗(yàn)測(cè)得斑翅康癭蚊完成一個(gè)世代所需的有效積溫為406.57日·度,基于有效積溫法測(cè),根據(jù)目前斑翅康癭蚊在島內(nèi)由北向南主要發(fā)生分布地的年平均氣溫和年度總積溫等氣象資料,預(yù)測(cè)該害蟲(chóng)在海南的文昌市、東方市、樂(lè)東縣和三亞市的年發(fā)生代數(shù)分別為16、16～17、17和17代。有關(guān)斑翅康癭蚊在島內(nèi)各地的實(shí)際年發(fā)生代數(shù)及為害情況等尚待進(jìn)一步調(diào)查。

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(責(zé)任編輯：田 喆)

Threshold temperature and effective accumulated temperature ofContariniamaculipennis

Zhou Hui1,2, Wang Xingjian1,3, Han Song1, Chen Shiming1, Lin Mingguang1

(1. Hainan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Haikou 570311, China; 2. College of Environmental and Plant Protection, Hainan University, Haikou 570228, China; 3. Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)

The durations of different growth stages ofContariniamaculipennisFelt (Diptera: Cecidomyiidae) and the effects of temperature on development of the pest were investigated and determined at 5 constant temperatures. The results showed that, in the temperature range from 18 to 30 ℃, the threshold temperatures of egg, larva, pupa, adult and whole generation of the pest were 2.96, 6.82,6.27, 3.60 and 6.07 ℃, respectively; and their effective accumulated temperatures were 32.15, 80.67, 266.85, 28.5 and 406.57 degree-day, respectively. The relationship between temperature (T) and the growth rate (V) ofC.maculipenniswas examined and analyzed by using the method of linear model fitting. The results indicated thatrwas more than 94% and the relation betweenVandTwas significant (P<0.05) in the tested temperature range. According to meteorological data of annual average temperature and annual total accumulated temperature in Wenchang City, Dongfang City, Ledong County and Sanya City in Hainan Province, 16, 16-17,17 and 17 generations per year may occur in these regions, respectively.

Contariniamaculipennis; threshold temperature; effective accumulated temperature; Hainan

2014-05-09

2014-08-11

海南省科技成果示范推廣專(zhuān)項(xiàng)(CGTG20100004,CGSF2011002);海南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(314175)

S 436

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.013

* 通信作者 E-mail: linmingguang@yahoo.com