淡劍灰翅夜蛾在不同溫度下的年齡-齡期生命表

王 鳳, 徐 穎*, 路廣亮

(1. 上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院, 上海 200232; 2. 上海城市困難立地綠化工程技術(shù)研究中心, 上海 200232)

淡劍灰翅夜蛾在不同溫度下的年齡-齡期生命表

王 鳳1,2, 徐 穎1,2*, 路廣亮1

(1. 上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院, 上海 200232; 2. 上海城市困難立地綠化工程技術(shù)研究中心, 上海 200232)

采用年齡-齡期生命表的方法分析了19、22、26、30和33℃恒溫條件對淡劍灰翅夜蛾種群發(fā)育的影響。結(jié)果表明:在19～33℃范圍內(nèi),淡劍灰翅夜蛾各蟲態(tài)的發(fā)育歷期普遍隨溫度的升高而縮短,33℃下淡劍灰翅夜蛾的總發(fā)育歷期最短,為22.5 d，其次為30℃下23.4 d;平均產(chǎn)卵量隨溫度升高先增加后減少,雌成蟲在26℃下繁殖力最高,為550.2粒。世代平均周期在33℃下最短,其次為30℃和26℃下；內(nèi)稟增長率、周限增長率在30℃下最大,其次為26℃下；22、26℃下凈增殖率均在100以上,表明22～30℃是淡劍灰翅夜蛾種群生長繁殖最適宜的溫度范圍。

淡劍灰翅夜蛾; 溫度; 年齡-齡期兩性生命表; 發(fā)育; 繁殖

淡劍灰翅夜蛾Spodopteradepravata是近年來危害高羊茅Festucaarundinacea、狗牙根Cynodondactylon等多種禾本科草坪草的一種重要的鱗翅目害蟲,該蟲在我國多個省市被報道對草坪造成嚴重危害[1-2],蟲口密度高時,可達每平方米數(shù)百頭,對草坪造成毀滅性危害,是我國東部地區(qū)最為嚴重的草坪害蟲。

溫度是影響昆蟲生長發(fā)育、繁殖及種群動態(tài)的重要非生物因素之一。利用昆蟲生命表研究溫度對昆蟲種群動態(tài)的影響,有助于掌握昆蟲的生物學(xué)、發(fā)生規(guī)律及生命參數(shù)等信息。已有的關(guān)于溫度對淡劍灰翅夜蛾種群的報道僅從傳統(tǒng)生命表的角度進行了研究[3-6]。但傳統(tǒng)的生命表只考慮了雌蟲繁殖率,忽略了雄蟲對種群的貢獻,也沒有考慮個體間發(fā)育速率的差異,其分析結(jié)果難以如實反映該蟲種群參數(shù)等信息[7]。因此,年齡-齡期兩性生命表對傳統(tǒng)生命表進行了補充和改進,綜合地考慮了雌雄和個體發(fā)育速率差異,描述了雌雄兩性的生命過程,其分析結(jié)果更接近客觀事實[8-11]。本研究通過組建不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的年齡-齡期兩性生命表,研究了溫度對該蟲生長發(fā)育和繁殖的影響,以期為更準(zhǔn)確地制定該蟲的綜合治理技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料:2016年3月-4月,于上海辰山植物園狗牙根草坪上采集越冬幼蟲,帶回實驗室,用狗牙根草繁殖后,以新產(chǎn)卵塊供試。

儀器:Sanyo MLR-350H人工氣候培養(yǎng)箱,日本三洋電機有限公司。

1.2 方法

1.2.1 溫度對生長發(fā)育、存活和繁殖的影響

分別設(shè)置19、22、26、30和33℃ 5個溫度梯度的人工氣候培養(yǎng)箱,誤差范圍為±0.5℃,并模擬夏季白天和黑夜的時間比例設(shè)置L∥D=14 h∥10 h、(80±5)%相對濕度。

挑選發(fā)育良好的卵塊放于底部墊有保濕濾紙的培養(yǎng)皿中開始飼養(yǎng)觀察,每天定時觀察并記錄卵的孵化時間和孵化數(shù)、幼蟲的發(fā)育歷期及存活情況、幼蟲化蛹時間和數(shù)量和成蟲羽化時間數(shù)量、產(chǎn)卵時間、產(chǎn)卵量及死亡時間等。每溫度下卵量100～200粒,重復(fù)3次。幼蟲用狗牙根草單頭飼養(yǎng),成蟲以雌雄比1∶1隨機配對,單對飼養(yǎng),保證每個溫度下至少配成5對。

1.2.2 年齡-齡期生命表的組建與數(shù)據(jù)分析

參照Chi和Liu[8]、Chi[9]的方法,組建了不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的種群兩性生命表(表略),并利用年齡-齡期兩性生命表軟件[10],對數(shù)據(jù)進行處理和分析,統(tǒng)計年齡-齡期存活率(Sxj)、繁殖率貢獻值(vxj)、期望壽命(exj)[8-10]和內(nèi)稟增長率(r)、凈生殖率(R0)、周限增長率(λ)和平均世代周期(T)4個種群參數(shù)。試驗所得數(shù)據(jù)均采用DPS7.05[12]單因素方差分析和Tukey法進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對淡劍灰翅夜蛾發(fā)育歷期和繁殖力的影響

不同溫度下淡劍灰翅夜蛾各蟲態(tài)的發(fā)育歷期、成蟲壽命及繁殖力存在顯著性差異(卵期:F4,13=90.4;幼蟲期:F4,224=729.3;蛹期:F4,154=817.8;總發(fā)育歷期:F4,154=1 494.7;雌成蟲壽命:F4,82=17.3;雄成蟲壽命:F4,54=12.5;單雌繁殖力:F4,51=4.4)。在19～33℃范圍內(nèi),各蟲態(tài)的發(fā)育歷期、成蟲壽命普遍隨溫度的升高而明顯縮短,33℃下淡劍灰翅夜蛾的總發(fā)育歷期最短,為22.5 d,其次為30℃下的23.4 d,兩者均顯著短于其他溫度;雌、雄成蟲在33℃下壽命最短,分別為1.9、2.2 d,與30℃下雌、雄成蟲壽命無顯著差異;雌成蟲繁殖力隨溫度先升高后降低,26℃下平均產(chǎn)卵量最高,達到550.2粒,而33℃和19℃下平均產(chǎn)卵量顯著低于26℃(表1)。

表1溫度對淡劍灰翅夜蛾各蟲態(tài)發(fā)育歷期和繁殖力的影響1)

Table1EffectsoftemperatureondevelopmentaldurationandfecundityofSpodopteradepravata

溫度/℃Temperature各蟲態(tài)發(fā)育歷期/dDevelopmentaldurationofdifferentstages卵期Egg幼蟲期Larva蛹期Pupa總發(fā)育歷期/dTotaldevelopmentalduration雌成蟲壽命/dFemaleadultlongevity雄成蟲壽命/dMaleadultlongevity平均產(chǎn)卵量/粒Numberofeggslaidperfemale19(8．8±0．4)a(37．1±3．3)a(19．4±1．5)a(64．5±3．6)a(7．7±3．2)a(8．9±3．3)a(273．5±167．7)b22(5．8±0．4)b(29．1±3．7)b(13．5±1．8)b(46．4±5．2)b(7．2±3．2)ab(7．7±1．9)ab(353．6±208．7)ab26(4．3±0．5)c(19．4±2．0)c(9．5±0．9)c(31．7±1．4)c(4．8±2．5)bc(5．1±2．3)b(550．2±197．9)a30(3．0±0．0)d(15．0±1．7)d(5．9±0．7)d(23．4±1．2)d(3．3±2．0)cd(2．4±1．5)c(321．3±307．3)ab33(3．3±0．5)cd(13．8±1．7)d(6．0±1．1)d(22．5±1．6)d(1．9±1．4)d(2．2±1．4)c(120．8±77．2)b

1) 表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列數(shù)據(jù)后不同字母表示經(jīng)Tukey法檢驗差異顯著(P<0.05)。

Data in the table are mean±SE.Different lowercase letters within the same column indicate significant differences atP<0.05 level by Tukey test.

2.2 溫度對淡劍灰翅夜蛾存活率、期望壽命和繁殖率貢獻值的影響

淡劍灰翅夜蛾在30℃下存活率最高,約82%的幼蟲能完成生命周期,其余溫度下幼蟲存活率介于60%～70%。19、22℃下該蟲分別發(fā)育至83 d和61 d即全部死亡,26℃下發(fā)育至41 d全部死亡,30℃和33℃下分別于發(fā)育213 d和83 d后全部死亡(圖1)。

不同溫度下,淡劍灰翅夜蛾期望壽命隨年齡的增加逐漸下降。且隨著溫度上升,期望壽命逐漸縮短,其中19℃下期望壽命最長,初產(chǎn)卵的期望壽命達到66.58 d,33℃下期望壽命最短,為23.35 d(圖2)。

不同溫度下,淡劍灰翅夜蛾各蟲態(tài)的繁殖率貢獻值隨著年齡增加而增加,直至成蟲期達到最大值。成蟲期的繁殖率貢獻值隨溫度的上升呈先升高后降低的趨勢,其中在22℃和26℃下均達到472頭/雌,其他溫度下的繁殖率貢獻值均低于350頭/雌。且隨著溫度的升高,繁殖率貢獻值達到最高峰的年齡逐漸縮短,33℃下在25 d達到最高峰,而19℃下在61 d才達到貢獻值最高峰(圖3)。

圖1 不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的年齡-齡期存活率(Sxj)Fig.1 Age-stage survival rate (Sxj) of Spodoptera depravata at different temperatures

圖2 不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的期望壽命(exj)Fig.2 Life expectancy (exj) of Spodoptera depravata at different temperatures

2.3 溫度對淡劍灰翅夜蛾種群參數(shù)的影響

不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的種群參數(shù)差異顯著,其中內(nèi)稟增長率、周限增長率在26～30℃下顯著大于其他溫度,分別為0.14、0.15和1.15、1.17;凈增殖率在26℃下最大,達129.50,其次在22℃下,為100.17。世代平均周期在19℃下最長,為68.06 d(rm:F4,10=24.9;R0:F4,10=147.4;T:F4,10=34.0;λ:F4,10=35.3)(表2)。

3 討論

生命表是研究昆蟲種群動態(tài)和害蟲預(yù)測預(yù)報的重要工具。年齡-齡期兩性生命表在傳統(tǒng)生命表的基礎(chǔ)上,綜合考慮了個體間發(fā)育的差異性和雌雄兩性對種群的貢獻值,準(zhǔn)確統(tǒng)計了昆蟲的存活率、生命期望、繁殖率貢獻值、種群參數(shù)等信息。結(jié)果表明,不同溫度下幼蟲期存活率是影響種群動態(tài)的關(guān)鍵因素,30℃下淡劍灰翅夜蛾幼蟲期的存活率最高。期望壽命隨年齡的增加和溫度的上升逐漸縮短。成蟲期對種群的貢獻值最大,并隨溫度的上升呈先升高后降低的趨勢。因此,該結(jié)果可為野外淡劍灰翅夜蛾的綜合治理提供科學(xué)指導(dǎo):幼蟲期和成蟲期是該蟲防治的關(guān)鍵節(jié)點,建議選擇在幼蟲高峰期開展藥劑防治或在成蟲期使用燈光誘殺。

圖3 不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的繁殖率貢獻值(vxj)Fig.3 Reproductive values (vxj) of Spodoptera depravata at different temperatures

表2 溫度對淡劍灰翅夜蛾種群參數(shù)的影響1)

1) 表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列數(shù)據(jù)后不同字母表示經(jīng)Tukey法檢驗差異顯著(P<0.05)。

Data in the table are mean±SE.Different lowercase letters within the same column indicate significant differences atP<0.05 level by Tukey test.

研究結(jié)果表明,在19～33℃范圍內(nèi),淡劍灰翅夜蛾都能完成整個世代,且不同溫度下淡劍灰翅夜蛾各蟲態(tài)的發(fā)育歷期、成蟲壽命、平均產(chǎn)卵量和種群參數(shù)存在顯著差異?？偘l(fā)育歷期在33℃下最短,為22.5 d,其次為30℃下；雌成蟲在26℃下繁殖力最高,為550.2粒,其次為30、22℃,均在300粒以上；26℃下凈增殖率最大,其次是22℃,均大于100。綜合分析認為22～30℃是該蟲發(fā)育繁殖的最適溫度范圍。這一結(jié)果與野外的調(diào)查基本吻合,該蟲在上海地區(qū)7-11月份嚴重為害狗牙根草坪。結(jié)果還顯示,淡劍灰翅夜蛾成蟲在恒溫33℃下單雌產(chǎn)卵量僅為120.8粒,表明高溫不利于其種群的繁殖,這與野外調(diào)查情況稍有差異,究其原因,可能是野外昆蟲的發(fā)育繁殖主要由自然變溫決定,而本研究結(jié)果主要在恒溫條件下飼養(yǎng)觀察而得。目前大多數(shù)關(guān)于溫度對昆蟲種群影響的研究都是在恒溫條件下開展的,然而昆蟲在野外通常處于自然變溫的大環(huán)境中,恒溫條件下的數(shù)據(jù)只能反映昆蟲種群動態(tài)的趨勢,因此自然變溫條件下的研究有助于更準(zhǔn)確地指導(dǎo)該蟲的科學(xué)防控。此外,本研究中不同溫度下各蟲態(tài)的發(fā)育歷期明顯比張宏等[6]的研究結(jié)果長,分析原因主要是飼喂寄主的不同。昆蟲種群的發(fā)育繁殖還受到光周期、寄主營養(yǎng)等因素的影響,關(guān)于光照、寄主等其他因素對淡劍灰翅夜蛾生長發(fā)育繁殖的影響后續(xù)有必要進一步研究,以便全面了解不同因素對該蟲種群動態(tài)的影響。

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(責(zé)任編輯： 田 喆)

Theage-stagelifetablesofSpodopteradepravataatdifferenttemperatures

Wang Feng1,2, Xu Ying1,2, Lu Guangliang1

(1.ShanghaiAcademyofLandscapeArchitectureScienceandPlanning,Shanghai200232,China; 2.ShanghaiEngineeringResearchCenterofLandscapingonChallengingUrbanSites,Shanghai200232,China)

The developmental duration and fecundity ofSpodopteradepravatawere investigated and the age-stage life tables were constructed at five constant temperatures (19, 22, 26, 30 and 33℃). The developmental duration ofS.depravatawere decreased with the temperature increasing from 19℃ to 33℃. The minimum of total developmental duration was 22.5 d at 33℃,followed by 23.4 d at 30℃, and the maximum of egg-laying per female adult was 550.2 eggs at 26℃. The mean generation time ofS.depravatawas the shortest at 33℃, followed by 30℃ and 26℃. The intrinsic increase rate and finite increase rate were the largest at 30℃, followed by 26℃, and the net reproductive rate at 26℃ and 22℃ were both more than 100. The results indicated that 22-30℃ is the optimal temperature range for development and reproduction ofS.depravata.

Spodopteradepravata; temperature; age-stage life table; development; reproduction

2017-03-07

2017-04-17

上海市科技人才計劃(14YF1414100);上海市綠化和市容管理局攻關(guān)項目辰山科研專項(G142437)

* 通信作者 E-mail:xuying20002@163.com

S 433.4

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.017