環(huán)境因子對(duì)云南蝠蛾羽化的影響

張德利 魯增輝 賀宗毅 游華建 涂永勤 陳仕江

摘要為明確環(huán)境因子對(duì)云南蝠蛾蛹發(fā)育羽化的影響，采用三元一次正交組合設(shè)計(jì)分析方法，研究了不同土壤溫度、土壤含水量、土層深度條件組合對(duì)云南蝠蛾蛹?xì)v期、羽化歷期、羽化率、羽化出土率的影響，并分別建立了回歸方程。結(jié)果表明，不同環(huán)境因子組合處理對(duì)云南蝠蛾蛹的發(fā)育羽化有顯著影響，其中以土壤溫度16℃、土壤含水量60%、土層深度5cm組合條件下蛹?xì)v期最短，為18.41d;羽化歷期最短，為17d;羽化最為集中;羽化率、羽化出土率結(jié)果最好，均達(dá)到了96.67%，在土壤溫度8℃、土壤含水量30%、土層深度15cm的組合條件下羽化率和羽化出土率均最低，均為33.33%;在土壤溫度8。C、土壤含水量60%、土層深度5cm的組合條件下蛹?xì)v期最長(zhǎng)，為36.75d。從回歸分析來(lái)看，土壤溫度對(duì)蛹的發(fā)育羽化起著主導(dǎo)主用，特別是對(duì)蛹?xì)v期、羽化歷期、羽化率的影響，在這三個(gè)回歸方程中，其偏回歸系數(shù)絕對(duì)值最高，分別16.2、9.70、5.94;土壤含水量對(duì)羽化出土率的影響起著主導(dǎo)作用，其偏回歸系數(shù)最高為75.42，對(duì)羽化率的影響僅次于土壤溫度，而對(duì)蛹?xì)v期、羽化歷期影響較小;土層深度對(duì)蛹?xì)v期、羽化出土率的影響分別次于土壤溫度、土壤含水量，其偏回歸系數(shù)絕對(duì)值分別為O.46、7.92，對(duì)羽化歷期和羽化率的影響最小。

關(guān)鍵詞環(huán)境因子;云南蝠蛾;羽化

中圖分類號(hào)：Q968文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16688/j.zwbh.2018174

冬蟲(chóng)夏草是線蟲(chóng)草科Ophiocordycipitaceae線蟲(chóng)草屬Ophiocordyceps真菌冬蟲(chóng)夏草菌Ophio-cordyceps sinensis（Berk.）寄生在鱗翅目蝙蝠蛾科昆蟲(chóng)蝙蝠蛾Hepialus armoricanus Oberthur幼蟲(chóng)蟲(chóng)體上形成的菌蟲(chóng)復(fù)合體。在我國(guó)分布于四川、西藏、青海等地海拔3000m以上的局部高寒草甸地帶。進(jìn)入21世紀(jì)以后，因全球氣候變化、生態(tài)環(huán)境破壞，以及掠奪式的采挖，加之其自身生長(zhǎng)緩慢，自然資源可更新能力低下，天然蘊(yùn)藏量迅速減少，目前冬蟲(chóng)夏草野生資源瀕于滅絕，被列為國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物（Ⅱ級(jí)）。人工培殖冬蟲(chóng)夏草是解決資源瀕危、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的最佳途徑，蝙蝠蛾幼蟲(chóng)是冬蟲(chóng)夏草的寄主，是人工培殖冬蟲(chóng)夏草研究的重要組成部分，為篩選出更多適合人工飼養(yǎng)的優(yōu)質(zhì)寄主昆蟲(chóng)，我們?cè)诟鞔螽a(chǎn)區(qū)收集了蝙蝠蛾蟲(chóng)種，云南蝠蛾是其中一個(gè)飼養(yǎng)效果較好的種群。

云南蝠蛾Hepialus yunnanensis Yang，Li etShen，無(wú)鉤蝠蛾屬昆蟲(chóng)，分布于云南劍川、麗江、蘭坪，是冬蟲(chóng)夏草寄主昆蟲(chóng)之一。目前對(duì)冬蟲(chóng)夏草寄主蝙蝠蛾生物學(xué)方面的報(bào)道較多，劉飛等對(duì)同產(chǎn)區(qū)劍川蝠蛾Hepialus jianchuanensis的生物學(xué)特性進(jìn)行了研究，引種的劍川蝠蛾與康定基地飼養(yǎng)的其他寄主生物學(xué)特性在生活歷期、卵粒重以及腹內(nèi)余卵數(shù)量等方面有一定的差異;尹定華等研究了比如蝠蛾Hepialus biruensis的生物學(xué)特性，對(duì)幼蟲(chóng)期、蛹期及羽化特點(diǎn)進(jìn)行了研究;涂永勤等研究了小金蝠蛾Hepialus xiaojinensis的生物學(xué)特性，對(duì)小金蝠蛾的生活史、產(chǎn)卵、發(fā)育歷期等進(jìn)行了詳細(xì)的報(bào)道。盡管有關(guān)蝙蝠蛾生物學(xué)的研究報(bào)道較多，但研究環(huán)境因子對(duì)各發(fā)育階段影響的文獻(xiàn)報(bào)道較少，沈發(fā)榮等研究了溫、濕度對(duì)德欽蝠蛾Hepialusdeqinensis繁殖力的影響，得出德欽蝠蛾的羽化、交配、產(chǎn)卵、孵化等與溫度密切相關(guān);涂永勤等報(bào)道了溫度對(duì)小金蝠蛾卵孵化的影響。這些研究從報(bào)道來(lái)看還不夠系統(tǒng)深入，而且不同產(chǎn)區(qū)的蝙蝠蛾生物學(xué)上有一定差異，如果要人工飼養(yǎng)蝙蝠蛾，則更需要深入了解影響各蟲(chóng)態(tài)生長(zhǎng)發(fā)育的因子。因此，我們對(duì)云南蝠蛾生物學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)研究。本文將從影響其蛹發(fā)育的主要環(huán)境因子土壤溫度、土壤含水量、土層深度進(jìn)行研究，為冬蟲(chóng)夏草產(chǎn)業(yè)化飼養(yǎng)寄主昆蟲(chóng)提供部分依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試蟲(chóng)源

云南蝠蛾來(lái)自康定冬蟲(chóng)夏草培育基地，于2015年6月8日，選取活力較好且化蛹1～2d的蛹作為供試蟲(chóng)源。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

環(huán)境因子對(duì)昆蟲(chóng)蛹羽化的影響是比較復(fù)雜的，本試驗(yàn)選擇土壤溫度（X1）、土壤含水量（x2）和土層深度（x3）3個(gè)對(duì)羽化可能影響較大的因素，每個(gè)因素設(shè)3個(gè)水平，按照三元一次正交組合設(shè)計(jì)處理試蛹。因素水平編碼值見(jiàn)表l，試驗(yàn)結(jié)構(gòu)矩陣見(jiàn)表2。每個(gè)編號(hào)處理蝙蝠蛾蛹10頭，重復(fù)3次。

1.3試驗(yàn)方法

土壤為從野外采集的有機(jī)質(zhì)土壤，將土壤碾碎、過(guò)篩后置于烘箱中，經(jīng)110℃烘干至恒重后，加滅菌水將土壤配制成含水量（絕對(duì)含水量）分別為30%、45%、60%的土壤備用，然后將配制好的土壤裝入塑料飼養(yǎng)盒（40cm×30cm×25cm）中，土壤厚度統(tǒng)一為20cm，用直徑為5mm的玻璃棒按試驗(yàn)設(shè)計(jì)鉆深度分別為5cm、10cm、15cm的孔穴，孔穴斜度為60。，將試蛹頭部朝上放人孔穴中，表面撒上一層1mm的對(duì)應(yīng)處理的細(xì)土，稱重記錄每個(gè)飼養(yǎng)盒的重量，然后再在盒子上蒙上保鮮膜，并在保鮮膜上用針扎上適量的小孔，最后，將裝有試蛹的飼養(yǎng)盒按試驗(yàn)設(shè)計(jì)置于溫度分別為8、12、16℃的人工氣候箱中。試驗(yàn)期間，每?jī)商旆Q量一次飼養(yǎng)盒的重量，補(bǔ)足水分，并跟蹤記錄蛹的羽化日期、羽化出土數(shù)量情況，最后將土壤全部倒出，統(tǒng)計(jì)死蛹、蛹?xì)?shù)及土中未出土面的羽化成蟲(chóng)。

1.4數(shù)據(jù)處理及說(shuō)明

描述蛹羽化特征包括蛹?xì)v期、羽化歷期、羽化率、羽化出土率，均采用三元一次回歸方程：y=a+b1x1+b2x2+b3x3（X1、x2、x3分別表示土壤溫度、土壤含水量、土層深度3個(gè)土壤因子）。數(shù)據(jù)的方差分析、回歸方程的建立和回歸系數(shù)的測(cè)驗(yàn)均采用SPSSl9.0軟件完成并選用Duncan法進(jìn)行處理問(wèn)多重比較。

蛹?xì)v期：成蟲(chóng)出土最早的日期，本次試驗(yàn)最早于2015年6月17日見(jiàn)蝙蝠蛾成蟲(chóng)出土，按6月17日=1轉(zhuǎn)換處理;羽化歷期：指蛹?xì)v期至羽化結(jié)束經(jīng)歷的天數(shù);羽化率：指全部羽化成蟲(chóng)數(shù)占供試蛹數(shù)的百分比;羽化出土率：是指爬出土面的羽化成蟲(chóng)數(shù)占全部羽化成蟲(chóng)數(shù)的百分比。

2結(jié)果與分析

本次試驗(yàn)蛹開(kāi)始羽化的日期為6月17日，羽化結(jié)束日期為8月15日，蛹平均歷期為28d，羽化歷期共計(jì)59d，供試蛹總數(shù)為390頭，羽化數(shù)為256頭，羽化率為65.61%，出土成蟲(chóng)數(shù)187頭，羽化出土率為73.38%。土壤溫度（x1）、土壤濕度（x2）、土層深度（z3）三因子不同水平組合下，對(duì)云南蝠蛾的蛹?xì)v期（y1）、羽化歷期（yz）、羽化率（y3）、羽化出土率（y4）的影響結(jié)果統(tǒng)計(jì)及多重比較結(jié)果見(jiàn)表2，方差分析結(jié)果表明處理問(wèn)有顯著性差異（表3）。

從方程（4）可以看出，其回歸模型經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)顯著水平，從方程偏回歸系數(shù)絕對(duì)值可知，土壤含水量的偏回歸系數(shù)絕對(duì)值為75.42，對(duì)羽化出土率的影響最大，與其呈正相關(guān)，即試驗(yàn)范圍內(nèi)土壤含水量越高則出土羽化率越高，其次是土壤深度，偏回歸系數(shù)為-7.92，與羽化出土率呈負(fù)相關(guān)，即在試驗(yàn)范圍內(nèi)土壤深度越淺羽化出土率越高，而土壤溫度對(duì)羽化出土率的影響最小，偏回歸系數(shù)為1.37，與其呈正相關(guān)，即土壤溫度越高則羽化出土率越高。兩因子交互作用的影響以土壤溫度×土壤含水量最大，偏回歸系數(shù)為3.44，其次是溫度×深度，偏回歸系數(shù)為1.39，這兩組因子互作與羽化出土率為正相關(guān)，說(shuō)明這兩個(gè)因子互作對(duì)羽化出土率具有疊加效應(yīng)，而土壤含水量×土壤深度的偏回歸系數(shù)最小，為-0.83，與羽化出土率為負(fù)相關(guān)，說(shuō)明這兩個(gè)單因子互作會(huì)降低單因子對(duì)羽化出土率的影響。

3討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤溫度、土壤含水量、土層深度三因子組合對(duì)云南蝠蛾的蛹?xì)v期、羽化歷期、羽化率、羽化出土率都有顯著的影響，但各因子對(duì)4個(gè)羽化特征指標(biāo)影響不同，所起的主導(dǎo)作用不同。從回歸分析來(lái)看，土壤溫度對(duì)蛹?xì)v期、羽化歷期、羽化率的影響起主要作用，而對(duì)羽化出土率的影響較小，即在8～16℃內(nèi)，土壤溫度越高，蛹?xì)v期越短，羽化歷期越短，羽化率越高，這符合溫度與昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的正常規(guī)律，與已有的同屬其他蝠蛾種的研究結(jié)果一致，尹定華等、涂永勤等報(bào)道，蛹期隨溫度的升高而縮短，溫度過(guò)低，成蟲(chóng)羽化率和交配率也降低;土壤含水量在30%～60%范圍內(nèi)對(duì)羽化率影響僅次于土壤溫度，而對(duì)羽化出土率的影響起主要作用，t檢驗(yàn)達(dá)到顯著水平，隨土壤含水量增加，羽化率提高，這與尹定華等的研究基本一致，將土壤濕度維持在50%左右，對(duì)提高羽化率有利，此外，在試驗(yàn)中觀察發(fā)現(xiàn)，土壤含水量較低的處理中，有的蛹已經(jīng)羽化出殼，但翅膀仍與蛹?xì)ぞo緊相連，很難分離，推測(cè)可能與土壤含水量較低有關(guān)，這也可能影響到羽化成蟲(chóng)的正常出土，可能是導(dǎo)致土壤含水量在三個(gè)因子中對(duì)羽化出土率發(fā)揮主導(dǎo)作用的原因;土壤含水量對(duì)蛹?xì)v期和羽化歷期影響不明顯，其t檢驗(yàn)也不顯著，也就是說(shuō)含水量的高低對(duì)蝠蛾蛹發(fā)育進(jìn)度的影響較小;土層深度根據(jù)野外蝙蝠蛾幼蟲(chóng)活動(dòng)情況的調(diào)查結(jié)果及有關(guān)研究報(bào)道設(shè)定在5～15cm，但云南蝠蛾在土壤中的活動(dòng)情況及蛹的分布情況并無(wú)相關(guān)報(bào)道，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土層深度對(duì)羽化出土率影響僅次于土壤含水量，隨著土層深度的增加羽化出土率有所降低，而對(duì)蛹?xì)v期、羽化歷期、羽化率的影響較小。從結(jié)果中也可以看到，土壤溫度、土壤含水量與土層深度的下水平組合對(duì)羽化率及羽化出土率具有明顯的疊加效應(yīng)，該處理下的羽化出土率最低，對(duì)蛹?xì)v期和羽化歷期的影響結(jié)果不是最大的，這可能與試驗(yàn)的供試蟲(chóng)蛹數(shù)量基數(shù)不夠大，導(dǎo)致蛹羽化的數(shù)量較少，再有就是溫度是影響這兩個(gè)指標(biāo)的主導(dǎo)因子，因而在該處理下蛹?xì)v期不是最長(zhǎng)，羽化歷期不是最久的。此外，因子互作對(duì)蛹?xì)v期、羽化歷期的影響較小，而對(duì)羽化率和羽化出土率的影響較大，特別是土壤溫度×土壤含水量的互作影響最大，這也說(shuō)明土壤溫度、土壤含水量在成蟲(chóng)羽化過(guò)程中具有主導(dǎo)作用。

通過(guò)研究不同土壤溫度、土壤含水量、土層深度三個(gè)環(huán)境因子對(duì)云南蝠蛾蛹羽化的影響，初步明確了不同環(huán)境條件下云南蝠蛾蛹生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律，云南蝙蝠蛾作為冬蟲(chóng)夏草寄主昆蟲(chóng)，在人工產(chǎn)業(yè)化飼養(yǎng)過(guò)程中，可以通過(guò)控制環(huán)境條件，提高蛹的羽化率及羽化出土率，還可為成蟲(chóng)發(fā)生期和發(fā)生量預(yù)測(cè)提供參考，以及為生產(chǎn)上其他如飼養(yǎng)飼料、土壤基質(zhì)、飼養(yǎng)盒等生產(chǎn)資料的準(zhǔn)備提供依據(jù)。但要應(yīng)用于云南蝙蝠蛾的規(guī)?；曫B(yǎng)，還需要更系統(tǒng)地研究三因子對(duì)羽化的影響，進(jìn)一步縮小各因子梯度及增加上限，以便明確極端條件對(duì)羽化的影響。