蚱蟬卵的發(fā)育起始溫度、有效積溫與生物學(xué)特性研究

聶磊，李梅，姜鵬，胡延和，呂召云，孫猛，婁齊年

（1.山東省蠶業(yè)研究所，山東煙臺(tái) 264002；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院，山東煙臺(tái) 264670；3.山東廣播電視臺(tái)，山東 濟(jì)南 250014；4.山東共鳴農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，山東濱州 256600）

蚱蟬（Cryptotympana atrata），又名“金蟬”“知了”“嘛嘰嘹”“黑老哇哇”等，隸屬于同翅目（Homoptera）蟬科（Cicadidae）蚱蟬屬（Cryptotympanad），分布于遼寧、河北、河南、山東、江蘇、安徽、浙江、江西、山西、福建、臺(tái)灣、廣東等省區(qū)。蚱蟬是不完全變態(tài)昆蟲(chóng)，個(gè)體發(fā)育經(jīng)歷卵、若蟲(chóng)、成蟲(chóng)三個(gè)階段，以植物地上當(dāng)年生和兩年生幼小枝條中的卵及地下根系上的不同大小若蟲(chóng)越冬，一般3 ～5年完成一代。若蟲(chóng)生活在土里，吸食植物根部汁液，成蟲(chóng)在楊、柳、槐、桃、蘋(píng)果、梨等多種木本植物上用刺吸口器吸食樹(shù)木汁液［1-4］。蚱蟬具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其幼蟲(chóng)蛋白含量分別為豬肉、雞蛋的1.62倍和1.61倍［5］，蟲(chóng)體中鈣、鐵、鋅等人體必需微量元素含量較高。同時(shí)也是重要的藥用昆蟲(chóng)，在《神農(nóng)本草經(jīng)》《本草綱目》中就有入藥記載。成蟲(chóng)羽化后蛻除的外殼俗稱“蟬蛻”，具有抗驚厥、促鎮(zhèn)靜的作用［6］。蚱蟬的若蟲(chóng)和成蟲(chóng)，特別是老熟若蟲(chóng)對(duì)促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、補(bǔ)充機(jī)體代謝消耗、體虛患者康復(fù)等均有極佳的輔助治療作用，是難得的天然、無(wú)公害高營(yíng)養(yǎng)藥膳食品［7，8］。

當(dāng)前針對(duì)蚱蟬人工養(yǎng)殖技術(shù)的系統(tǒng)研究較少，尚缺乏精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的調(diào)查與分析，尤其在卵的孵化環(huán)節(jié)。一齡若蟲(chóng)孵化的整齊度低，孵化歷期過(guò)長(zhǎng)，往往遷延20～30 d，甚至達(dá)60 d，給人工養(yǎng)殖帶來(lái)極大的不穩(wěn)定性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。本研究旨在探索卵孵化的發(fā)育起始溫度、孵化到出蟲(chóng)階段的有效積溫，以及標(biāo)志性的生物學(xué)特性，為調(diào)整卵孵化整齊度的可行性提供依據(jù)，以滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

于紗網(wǎng)內(nèi)放置成蟲(chóng)產(chǎn)卵的白蠟枝條，每日定時(shí)觀察，發(fā)現(xiàn)有含卵枝條時(shí)及時(shí)采下，隨即置于冰箱保鮮格內(nèi)（溫度5℃左右，濕度85%左右），以減少卵的自然積溫。

1.2 試驗(yàn)方法

前期試驗(yàn)結(jié)果表明，蚱蟬卵在26～34℃時(shí)可正常孵化，低于24℃或高于36℃時(shí)均不能孵化。將采集的含卵枝條修剪成兩端各距卵穴約5 cm的光條，每20支扎成一捆，將枝條分為3組，分別放置在溫度為28、30、32℃的溫室內(nèi)，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)。含卵枝條放于鋪墊消毒沙土的大燒杯內(nèi)，在沙土與卵枝之間墊一片濾紙，以便于觀察。光周期設(shè)為12 L∶12 D，光照強(qiáng)度為自然光照的40%，濕度80% ～85%。每隔2 h觀察溫室中溫濕度控制情況并記錄，每隔2 d觀察含卵枝條干濕情況，每隔5 d對(duì)卵的形態(tài)變化進(jìn)行觀察并記錄，至不見(jiàn)幼蟲(chóng)孵出為止，統(tǒng)計(jì)卵孵化天數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

有效積溫K＝N（T-C），其中K為卵發(fā)育的有效積溫，N為卵從孵化開(kāi)始至出若蟲(chóng)的歷期，T為卵孵化時(shí)的環(huán)境溫度，C為發(fā)育起始溫度。

2 結(jié)果與分析

2.1 卵在孵化期間的形態(tài)變化

孵化前的卵呈白色，細(xì)長(zhǎng)，紡錘形，稍彎曲，長(zhǎng)約2.5 mm，寬約0.5 mm（圖1，標(biāo)尺刻度為0.5 mm），表面光滑，有象牙光澤，一端橢圓，一端稍尖，在橢圓形一端側(cè)面有一條淺黃色細(xì)帶。

圖1 卵的外觀圖

卵發(fā)育一定時(shí)間后表面開(kāi)始變?yōu)槲ⅫS色，然后出現(xiàn)眼點(diǎn)。眼點(diǎn)呈鮮亮紅色、六瓣梅花狀，稍尖一端呈透明液泡狀（圖2）。28℃下第33 d開(kāi)始出現(xiàn)眼點(diǎn)，30℃下第28 d開(kāi)始出現(xiàn)眼點(diǎn)，32℃下第20 d左右開(kāi)始變?yōu)槲ⅫS色，25 d后出現(xiàn)眼點(diǎn)。

圖2 卵的眼點(diǎn)圖

一齡若蟲(chóng)從卵稍尖的一端破殼而出，頭部首先頂出（圖3），然后不停扭動(dòng)身體，逐漸整個(gè)蟲(chóng)體脫出，大小與卵相差無(wú)幾（圖4），后停留在原地靜止約1 min鉆入土中。

2.2 不同溫度對(duì)卵孵化天數(shù)的影響

由圖5可知，卵在28℃時(shí)從45 d開(kāi)始孵化，持續(xù)至51 d；30℃時(shí)從38 d開(kāi)始孵化，持續(xù)至43 d；32℃時(shí)從33 d開(kāi)始孵化，持續(xù)至37 d。因此，28℃下全部樣品若蟲(chóng)出殼時(shí)間持續(xù)7 d，30℃下持續(xù)6 d，32℃下持續(xù)5 d。

圖3 若蟲(chóng)的孵化圖

圖4 若蟲(chóng)與卵的對(duì)比圖

圖5 不同溫度下卵孵化天數(shù)變化分析

2.3 卵孵化的有效積溫

根據(jù)K ＝N（T-C），卵的發(fā)育起始溫度（C）相同，有效積溫（K）相同，依據(jù) 28、30、32℃時(shí)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出，33×（32-C）＝38×（30-C）；33×（32-C）＝45×（28-C），因此卵發(fā)育的起始溫度（C）為16.9℃左右。這與在自然環(huán)境下越冬卵在第二年5月中旬開(kāi)始孵化，5月下旬和6月上旬為孵化盛期相吻合。

32℃卵持續(xù)孵化歷期是33～37 d，因此32℃下卵有效積溫的最低值為K＝33×（32-16.9）；K＝498.3℃·d，最高值為 K＝37×（32-16.9）；K＝558.7℃·d。

3 討論與結(jié)論

卵的孵化發(fā)育需要適宜條件，影響因素主要有溫度、濕度、光照強(qiáng)度等，其中溫度是最重要的因素之一，在濕度、光照等其他因素具備的條件下，溫度升高可以相應(yīng)地縮短孵化時(shí)間。本試驗(yàn)對(duì)蚱蟬卵在恒溫環(huán)境中的發(fā)育起始溫度和有效積溫進(jìn)行了探索，結(jié)果與自然狀態(tài)下的發(fā)育期相吻合。蚱蟬卵的發(fā)育起始溫度為16.9℃，在32℃恒溫條件下發(fā)育有效積溫為498.3～558.7℃·d。本試驗(yàn)首次獲得了蚱蟬卵在恒溫環(huán)境中的發(fā)育起始溫度和有效積溫，該結(jié)果可為蚱蟬養(yǎng)殖過(guò)程中卵孵化環(huán)節(jié)的人為控制、若蟲(chóng)出殼時(shí)間的預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)參數(shù)，對(duì)于促進(jìn)人工養(yǎng)殖蚱蟬的規(guī)模化發(fā)展具有重要意義。

一般而言，動(dòng)物在恒溫和變溫環(huán)境狀態(tài)下的發(fā)育速度不同，多數(shù)動(dòng)物在變溫環(huán)境中的發(fā)育速度快于恒溫環(huán)境。本試驗(yàn)分析了恒溫條件下蚱蟬卵的發(fā)育起始溫度和有效積溫，結(jié)果與自然環(huán)境中的情況是否完全一致，有待于進(jìn)一步驗(yàn)證；另外，所采用的卵為山東省區(qū)的種群，結(jié)果是否也符合其他地區(qū)的種群，也有待于驗(yàn)證。