赤擬谷盜和玉米象的相互關(guān)系研究

呂建華，古成才，郭亞飛

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院糧食儲藏與安全教育部工程研究中心，河南 鄭州 450001）

儲藏物害蟲種類多，危害較廣，與人們生活密切相關(guān)[1]。世界每年由儲糧害蟲造成的儲糧損耗占總產(chǎn)量大約10%，有些國家甚至達到30%[2]。據(jù)相關(guān)部門調(diào)查，儲藏物害蟲的危害是引起我國儲糧損失的主要因素[3]。

玉米象Sitophilus zeamais（Motschulsky）屬鞘翅目象甲科，是一種危害較大的世界性儲藏物害蟲。國內(nèi)外已經(jīng)對玉米象的生態(tài)特征、生物學(xué)習(xí)性和防治等方面進行了大量研究[4-5]。據(jù)報道，在6個月的儲藏期間內(nèi)，玉米象蛀食糧食造成的損失可以高達35%～40%[6-8]。小麥和玉米經(jīng)過13個月的儲藏期，蟲蛀率分別達到 45.6%和 70%，重量損失率可達到16.5%和18.5%[9-10]。赤擬谷盜Tribolium castanum（Herbst）屬鞘翅目擬步甲科，分布于世界熱帶與較溫暖地區(qū)，也是一種重要的世界性儲藏物害蟲。赤擬谷盜分布廣泛，尤其在糧食儲藏及加工場所附近經(jīng)常大量發(fā)生，造成嚴重的經(jīng)濟損失[11]。赤擬谷盜成蟲體表上的臭腺還能分泌含有致癌物質(zhì)苯醒的臭液，使被害物發(fā)生腥霉臭氣，面粉結(jié)塊，導(dǎo)致變色發(fā)臭不能食用[12-14]。玉米象和赤擬谷盜均為小麥、玉米等多種谷物儲藏期間的重要害蟲，兩者常常共同存在，造成嚴重損失[15-16]。

研究在相同生活環(huán)境中不同儲藏物害蟲之間的相互關(guān)系有助于科學(xué)高效實施害蟲綜合防治。目前國內(nèi)外對儲藏物害蟲的種間競爭關(guān)系已有少量研究。崔晉波等參照 Giga的方法在 28 ℃和33 ℃下研究了玉米象與谷蠹的種內(nèi)和種間競爭[17]；鄧永學(xué)等在30 ℃、75% RH條件下研究了赤擬谷盜與銹赤扁谷盜的種間競爭，并采用 Votka-Volterra種間競爭模型進行擬合[18]；呂建華等研究了儲藏物害蟲玉米象和鋸谷盜在小麥粉中單獨飼養(yǎng)和混合飼養(yǎng)情況下的生長發(fā)育狀況[19]；Giga等研究了大谷蠹和玉米象的種內(nèi)和種間競爭，采用替代方法定性預(yù)測了大谷蠹和玉米象在 25 ℃和30 ℃下相互競爭的作用結(jié)果[20]。目前尚未見關(guān)于赤擬谷盜和玉米象在儲藏小麥中的相互關(guān)系研究報道。本文以玉米象和赤擬谷盜為研究對象，探討赤擬谷盜和玉米象相互間的行為選擇性及其種群數(shù)量動態(tài)變化，以期為儲糧害蟲種群動態(tài)的預(yù)測預(yù)報及科學(xué)實施儲糧害蟲綜合治理提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

實驗所用赤擬谷盜和玉米象從鄭州附近糧庫采集，已在河南工業(yè)大學(xué)養(yǎng)蟲室人工培養(yǎng)繁殖多代。用全麥粉與酵母按9∶1（重量比）混合作為培養(yǎng)赤擬谷盜飼料，用12%～13%水分小麥作為培養(yǎng)玉米象飼料，赤擬谷盜和玉米象培養(yǎng)環(huán)境溫度為（28±2）℃、相對濕度為75%±5%。

1.2 實驗儀器與材料

生化培養(yǎng)箱，型號為250B：金壇市華峰儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，型號為101B：北京市永光明醫(yī)療儀器；電子天平，型號為AUY120：深圳市科恒儀器電子有限公司；聚四氟乙烯：上海三愛富新材料股份有限公司生產(chǎn)；食鹽：河南省鹽業(yè)總公司出品；濾紙、培養(yǎng)皿等。

1.3 實驗方法

1.3.1 赤擬谷盜成蟲與玉米象成蟲的行為選擇實驗

取洗凈烘干的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)皿的兩側(cè)各放入一支離心管（2.0 mL，含0.70 g小麥），其中一側(cè)離心管中分別含有0、30、50頭赤擬谷盜成蟲（或玉米象成蟲），另一側(cè)離心管不含任何試蟲，然后在培養(yǎng)皿中心放入 20頭與離心管中試蟲不同（或相同）種的成蟲，分別于0.25、0.5、1、2、4、24 h后觀察記錄其在培養(yǎng)皿內(nèi)部兩側(cè)的分布情況。重復(fù)4次。

1.3.2 昆蟲種群數(shù)量變化關(guān)系實驗

實驗設(shè)置兩種處理。處理1為單獨飼養(yǎng)：在養(yǎng)蟲瓶（500 mL玻璃瓶）內(nèi)放入100 g小麥，然后將隨機挑選的8、16、24、32頭玉米象成蟲（或赤擬谷盜成蟲）分別放入養(yǎng)蟲瓶內(nèi)，用粗白布封口，置于培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)。處理2為混合飼養(yǎng)：將32頭玉米象和赤擬谷盜成蟲按表1中的比例分別放入養(yǎng)蟲瓶（500 mL玻璃瓶，含有100 g小麥）中，用粗白布封口，置于培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)。兩種處理的培養(yǎng)箱內(nèi)環(huán)境溫度為（28±2）℃、相對濕度為75%±5%。每種處理設(shè)置4個重復(fù)，28 d后每隔7 d統(tǒng)計1次各養(yǎng)蟲瓶內(nèi)的成蟲種群數(shù)量，記錄成蟲的活蟲數(shù)和死蟲數(shù)，然后除去死蟲，并將活蟲放回原來的養(yǎng)蟲瓶中繼續(xù)培養(yǎng)。各種群數(shù)量的統(tǒng)計均以成蟲為依據(jù)，觀察至60 d左右。

表1 赤擬谷盜和玉米象混合飼養(yǎng)起始蟲數(shù)

1.4 數(shù)據(jù)處理

對赤擬谷盜成蟲與玉米象成蟲的行為選擇實驗結(jié)果，計算試蟲的選擇系數(shù)。

選擇系數(shù)（%）=（A – B）／（A + B）×100%

A：含蟲離心管一側(cè)的試蟲數(shù)；B：不含蟲離心管一側(cè)的試蟲數(shù)。選擇系數(shù)大于 0，表示含蟲離心管對試蟲有引誘性，數(shù)值越大，表示引誘性越強；選擇系數(shù)若小于 0，則表示含蟲離心管對試蟲有驅(qū)避性，其絕對值越大，表示驅(qū)避性越強。

種群增長倍數(shù)=C／D

C：實驗觀察時的種群數(shù)量；D：初始種群數(shù)量。

先用Microsoft Excel對不同處理的實驗數(shù)據(jù)求平均值與標準差，然后用 SPSS軟件對實驗數(shù)據(jù)進行方差分析，采用Duncan法檢驗各處理間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 赤擬谷盜和玉米象間的相互選擇行為

從表2和表3可知，從整體上看，在培養(yǎng)皿中心釋放赤擬谷盜成蟲起始階段，赤擬谷盜成蟲對培養(yǎng)皿兩側(cè)的選擇行為沒有差異；僅在處理時間延長到 2 h和 24 h時，其分別對含有 50頭和 30頭玉米象成蟲離心管一側(cè)選擇偏好性顯著提高。

表2 赤擬谷盜成蟲在玉米象成蟲存在時的選擇系數(shù) %

從表4和表5可知，從整體上看，當在培養(yǎng)皿中心釋放玉米象成蟲時，其對培養(yǎng)皿兩側(cè)的選擇行為一直沒有顯著差異。

表5 玉米象成蟲在同種害蟲存在時的選擇系數(shù) %

2.2 赤擬谷盜和玉米象在小麥中單獨飼養(yǎng)的數(shù)量變化

從表6～10可知，在小麥中單獨飼養(yǎng)赤擬谷盜和玉米象時，隨著處理時間的增加，赤擬谷盜成蟲種群數(shù)量先減少后增加，處理28 d后種群數(shù)量總體一直呈增長趨勢；而玉米象種群數(shù)量則一直呈明顯上升趨勢，初始蟲量為8、16、24和32頭的處理在第56 d時種群數(shù)量分別達到了431、596、1 005和 1 283頭，分別增長為起始成蟲數(shù)量的53.9、37.2、41.9和40.1倍。

2.3 赤擬谷盜和玉米象在小麥中混合飼養(yǎng)的數(shù)量變化

從表 8可知，當赤擬谷盜和玉米象混合飼養(yǎng)時，28 d后赤擬谷盜的成蟲數(shù)量都有所下降，但到35 d后，赤擬谷盜成蟲數(shù)量都有所增加。從整體上看，赤擬谷盜成蟲種群數(shù)量亦隨著處理時間的延長先減少后增加，處理28 d后種群成蟲數(shù)量總體一直呈增長趨勢；而玉米象種群成蟲數(shù)量則一直呈明顯上升趨勢。與二者單獨飼養(yǎng)相比，二者的種群數(shù)量均增加更快。當赤擬谷盜：玉米象為1∶1混合飼養(yǎng)56 d后，赤擬谷盜和玉米象成蟲種群數(shù)量分別為起始蟲量的10.2和93.4倍。

表6 在小麥中單獨飼養(yǎng)下玉米象數(shù)量變化 頭

表7 在小麥中單獨飼養(yǎng)下赤擬谷盜數(shù)量變化 頭

表8 在小麥中混合飼養(yǎng)下赤擬谷盜和玉米象數(shù)量變化 頭

表9 赤擬谷盜和玉米象在單獨飼養(yǎng)56 d后種群增長倍數(shù)

表10 赤擬谷盜和玉米象在混合飼養(yǎng)56 d后種群增長倍數(shù)

3 結(jié)論

在實際生產(chǎn)當中，時常有多種害蟲出現(xiàn)在同一儲糧環(huán)境中。研究兩種儲糧害蟲在相同生態(tài)環(huán)境中的相互關(guān)系對于安全儲糧具有重要意義[21]。本文研究結(jié)果表明：赤擬谷盜和玉米象之間沒有明顯的相互選擇偏好性，兩者對同種害蟲選擇性也無明顯偏好性。在小麥中單獨飼養(yǎng)時，赤擬谷盜可以生存，種群總數(shù)量隨處理時間延長先減少后增加，且增長緩慢；而玉米象總體數(shù)量隨處理時間顯著增加。與單獨飼養(yǎng)相比，在小麥中混合飼養(yǎng)時，玉米象對小麥的危害促進了赤擬谷盜種群增長。赤擬谷盜種群增長會通過呼吸代謝增加共同生存小環(huán)境的溫度和濕度，進而促進玉米象種群增長。因此，玉米象在小麥中繁殖較快，是小麥儲藏中應(yīng)重點防治的對象；赤擬谷盜為后期性害蟲，但仍然可以危害小麥，在小麥儲藏過程中仍需要加強防治。與崔晉波等的實驗結(jié)果有所不同，他們所用試蟲為玉米象和谷蠹，實驗結(jié)論為混合飼養(yǎng)的增長速度沒有單獨飼養(yǎng)時增長速度快[17]?？赡芤驗樗麄冄芯克玫膬煞N試蟲都是蛀食性害蟲，他們之間存在競爭關(guān)系，而玉米象與赤擬谷盜則分別為蛀食性害蟲和粉食性害蟲，他們之間不存在競爭關(guān)系。呂建華等研究了儲藏物害蟲玉米象和鋸谷盜在小麥粉中單獨飼養(yǎng)和混合飼養(yǎng)情況下的生長發(fā)育狀況。單獨飼養(yǎng)時玉米象的總數(shù)量在不斷減少，鋸谷盜的總數(shù)量顯著增加，可能因為玉米象是蛀食性害蟲，而鋸谷盜屬于粉食性害蟲[19]。與本實驗有所不同的是他們實驗材料為小麥粉，而本實驗為小麥。因此，結(jié)合本研究結(jié)果可知，一般情況下，當蛀食性害蟲和粉食性害蟲同時在原糧小麥中發(fā)生時，二者均可生存，且蛀食性害蟲的危害對粉食性害蟲種群增長有明顯的促進作用；而當蛀食性害蟲和粉食性害蟲同時在成品糧小麥粉中發(fā)生時，蛀食性害蟲不宜生存。