溫度和光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾效果的影響

徐子英，路子云，楊小凡，冉紅凡，李建成*，李文香*

（1. 河北北方學(xué)院，張家口 075000；2. 河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所，保定 071000）

草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda，屬鱗翅目Lepidoptera，夜蛾科Noctuidae，灰翅夜蛾屬Spodoptera[1]，又稱偽黏蟲、秋行軍、秋黏蟲等。該蟲具有較強(qiáng)的適生范圍，遷飛性強(qiáng)、食性雜、寄主范圍超過76科350多種植物，以禾本科、菊科和豆科為主[3]，是全世界重點(diǎn)防治的重要農(nóng)業(yè)害蟲[2]。自2019年入侵我國(guó)云南后，在全國(guó)迅速擴(kuò)散蔓延，對(duì)我國(guó)的玉米、小麥、高粱、花生和大豆等作物的安全生產(chǎn)構(gòu)成了重大威脅[4]。

管側(cè)溝繭蜂Microplitis tuberculifer (Wesmael)屬膜翅目Hymenoptera，繭蜂科Braconidae，小腹繭蜂亞科，側(cè)溝繭蜂屬，是一種優(yōu)良的本土寄生性天敵昆蟲，羽化當(dāng)天就可以完成交配、寄生，偏愛寄生夜蛾科低齡幼蟲，如甜菜夜蛾Spodoptera exigua、黏蟲Mythimna separata (Walker)和斜紋夜蛾Spodoptera litura Fabricius等[5]，寄主范圍廣。管側(cè)溝繭蜂最適寄生溫度為23 ℃，最適發(fā)育溫度為23 ℃～27 ℃。在19 ℃～25 ℃條件下，單頭雌性管側(cè)溝繭蜂平均產(chǎn)繭30個(gè)，最多產(chǎn)繭89個(gè)，平均壽命最長(zhǎng)13 d。管側(cè)溝繭蜂在25 ℃條件下，完成1個(gè)世代發(fā)育歷期為14.64 d[6-8]。

在自然條件下，影響寄生蜂寄生效果的因素有很多，如溫度、光周期等。昆蟲是變溫動(dòng)物，其生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)受到外界的環(huán)境變化影響[9]，從而影響著昆蟲的發(fā)生分布[10,11]。而光周期對(duì)昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育、體色變化、性別比例、溫度的耐受性及對(duì)昆蟲滯育的誘導(dǎo)及解除等多種生理活動(dòng)可進(jìn)行調(diào)控[12-17]。利用寄生蜂與寄主互作關(guān)系來防治害蟲，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)害蟲生物防治的熱點(diǎn)。目前，草地貪夜蛾是嚴(yán)重威脅我國(guó)農(nóng)業(yè)安全生產(chǎn)的重大農(nóng)業(yè)害蟲，因此亟需研究草地貪夜蛾的適宜天敵及天敵昆蟲寄生的最佳環(huán)境條件，路子云等[18,19]研究表明管側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾低齡幼蟲寄生效果顯著。但是關(guān)于溫度和光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾效果的影響，目前鮮有報(bào)道。因此，本研究為明確不同溫度和光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾效果的影響，為利用管側(cè)溝繭蜂防治草地貪夜蛾提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

1.1.1 供試寄主 草地貪夜蛾 Spodoptera frugiperda種群于 2019年采自云南省安寧市（24°91′65′ N，102°46′97′ E）的玉米田，在人工氣候培養(yǎng)箱（溫度27 ℃±1 ℃、濕度70%±10%、光周期14L:10D）連續(xù)飼養(yǎng)多代，建立穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)種群。本試驗(yàn)采用6日齡草地貪夜蛾幼蟲作為試蟲，飼喂以新鮮的玉米幼苗。

1.1.2 供試寄生蜂 管側(cè)溝繭蜂Microplitis tuberculifer由河北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所天敵昆蟲實(shí)驗(yàn)室提供，是實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期保留的穩(wěn)定種群，以黏蟲幼蟲為寄主經(jīng)室內(nèi)擴(kuò)繁多代的實(shí)驗(yàn)室種群。

1.2 溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂結(jié)繭率、畸形率和羽化率的影響

試驗(yàn)設(shè)置16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃和32 ℃共5個(gè)溫度處理，分別在2個(gè)光周期10L:14D及14L:10D條件下，研究溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾效果的影響。

試驗(yàn)方法：挑選體型大小一致、健壯的草地貪夜蛾6日齡幼蟲，將其放入直徑為10 cm的玻璃瓶中，玻璃瓶底部加入適量新鮮的玉米嫩苗，供其取食，每個(gè)玻璃瓶中放入50頭幼蟲，并接入已充分交配24 h的管側(cè)溝繭蜂5對(duì)（雌:雄＝1:1），在罐頭瓶側(cè)壁吊放蘸有10%蜂蜜水的棉球供寄生蜂取食，在罐頭瓶上覆蓋黑布，并用塑料繩纏緊，放入上述試驗(yàn)條件的培養(yǎng)箱中，在上部再覆蓋黑布。寄生24 h后將草地貪夜蛾幼蟲單頭轉(zhuǎn)移至50 mL的塑料管中（塑料瓶中加入玉米葉），使用白布封口，將其放在上述溫度條件下的光照培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)。每天定時(shí)觀察并清除蟲糞，更換玉米苗，直至寄生蜂結(jié)繭或草地貪夜蛾死亡為止。及時(shí)記錄草地貪夜蛾存活情況及寄生蜂結(jié)繭情況，羽化情況，統(tǒng)計(jì)結(jié)繭率、羽化率和繭畸形率，對(duì)滯育繭進(jìn)行解剖。結(jié)繭率（%）＝（出繭蟲數(shù)/供試蟲數(shù)）×100；羽化率（%）＝（羽化繭數(shù)/出繭數(shù)）×100；繭畸形率（%）＝（畸形繭數(shù)/出繭數(shù)）×100。每個(gè)處理50頭幼蟲，重復(fù)3次。

1.3 溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲、羽化歷期、成蟲壽命及繭重的影響

試驗(yàn)設(shè)置同1.2。

幼蟲結(jié)繭后，取出蜂繭裝入新的玻璃試管中，用白布封口后放入白色四方體硬塑料盒（35 cm×25 cm×10 cm）中，盒子上部用濕毛巾覆蓋，每天更換濕毛巾，放入上述條件培養(yǎng)箱中，24 h后，用天平稱量單頭蜂繭的繭重。待繭羽化，在試管中吊放沾有10%蜂蜜水的脫脂棉球飼喂成蜂，每天定時(shí)飼喂，直至成蜂死亡，記錄死亡日期，統(tǒng)計(jì)子代管側(cè)溝繭蜂成蜂壽命。每個(gè)處理50個(gè)幼蟲，重復(fù)3次。在試驗(yàn)過程中死亡的個(gè)體不計(jì)入統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

1.4 光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂結(jié)繭率、畸形率和羽化率的影響

試驗(yàn)設(shè)置光周期8L:16D、10L:14D、12L:12D、14L:10D和16L:8D共5個(gè)光周期處理。分別在16 ℃和28 ℃共2個(gè)溫度條件下，研究比較光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生效果的影響。

試驗(yàn)方法同1.2。

1.5 光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲、羽化歷期、成蟲壽命及繭重的影響

試驗(yàn)設(shè)置同1.4。試驗(yàn)方法同1.3。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析用Excel 2003和SPSS 16.0軟件進(jìn)行方差分析，采用Duncan氏新復(fù)極差法（P≤0.05）比較數(shù)據(jù)均值的差異顯著性。所有數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（Mean±SE）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂結(jié)繭率、繭重、繭畸形率和羽化率的影響

溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾效果有顯著影響。在光周期10L:14D條件下，20 ℃、24 ℃和28 ℃時(shí)管側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的寄生效果均較好，其中結(jié)繭率分別為71.33%、76.67%和75.33%，畸形率分別為5.33%、2.67%和3.33%，羽化率分別為61.33%、62.00%和62.00%（P＜0.05）。16 ℃和32 ℃下寄生能力降低，結(jié)繭率分別為 38.67%和 57.33%，且 16 ℃能誘導(dǎo)管側(cè)溝繭蜂進(jìn)入滯育。繭重隨溫度升高顯著降低，其中24 ℃、28 ℃、32 ℃時(shí)差異不顯著（P＞0.05）。

在光周期14L:10D條件下，20 ℃、24 ℃和28 ℃時(shí)結(jié)繭率分別為92.67%、75.33%和76.00%，顯著高于16 ℃（47.33%）和32 ℃（62.00%）（P＜0.05）。16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃和32 ℃下的繭畸形率無顯著差異（P＞0.05）。20 ℃時(shí)羽化率顯著最高，為85.33%，其次為24 ℃和28 ℃，羽化率分別為62.27%和64.00%，16 ℃和32 ℃羽化率較低。繭重在16 ℃～32 ℃隨著溫度升高逐漸顯著降低（P＜0.05）（表1）。

表1 溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂結(jié)繭率、繭重、繭畸形率和羽化率的影響Table 1 Effect of temperature on parasitism rate, cocoon weight, deformity rate and eclosion rate of M. tuberculifer

2.2 溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲、蛹期和成蟲壽命的影響

溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾后的子代蜂發(fā)育有顯著影響。在光周期10L:14D和14L:10D條件下，管側(cè)溝繭蜂的發(fā)育歷期隨著溫度的升高明顯縮短，32 ℃時(shí)卵-幼蟲期、蛹期和成蟲期分別為6.49 d、5.04 d、6.65 d和6.23 d、4.9 d、3.93 d（P＜0.05）（表2）。

表2 溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲歷期、蛹期和成蟲壽命的影響Table 2 Influence of temperature on egg-larvae stage, pupae and adult longevity of M. tuberculifer

2.3 光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂結(jié)繭率、畸形率和羽化率的影響

光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾效果無顯著影響。28 ℃條件下，光周期 8L:16D、10L:14D、12L:12D、4L:10D和 16L:8D條件下，管側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的寄生效果均較好，其中結(jié)繭率分別為84.00%、75.33%、76.00%、72.00%和71.33%，無顯著性差異（P＞0.05）。不同光周期下，繭重、繭畸形率和羽化率均無顯著性差異（P＞0.05）。

16 ℃條件下，不同光周期下管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾后的結(jié)繭率均較低，均小于50%且無顯著性差異（P＞0.05）。光周期10L:14D和16L:8D下，繭重為0.0042 g，顯著高于光周期8L:16D、12L:12D和14L:10D的0.0040 g。光周期從8L:16D到14L:10D，繭畸形率隨著光照時(shí)間增加整體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中在光周期14L:10D時(shí)達(dá)到最高值6.67%，從14L:10D到16L:8D顯著降低（P＜0.05）。在光周期 8L:16D、10L:14D和 12L:12D條件下進(jìn)入滯育，羽化率在其他光周期條件下沒有顯著性變化（表3）。

表3 光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂結(jié)繭率、繭重、畸形率和羽化率的影響Table 3 Effect of photoperiod on cocoon formation rate, cocoon weight, abnormal rate and eclosion rate of M. tuberculifer

2.4 光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲、蛹期和成蟲壽命的影響

在28 ℃條件下，光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾后的卵-幼蟲發(fā)育歷期無顯著性差異，均為7 d左右，蛹期均為5 d左右，其中光周期12L:12D時(shí)的蛹期最長(zhǎng)（5.48 d），光周期14L:10D時(shí)的蛹期最短（4.90 d）。光周期對(duì)其成蟲壽命有影響，當(dāng)光周期為14L:10D時(shí)成蟲壽命為8.82 d，顯著高于其他光周期條件下的成蟲壽命（P＜0.05）。當(dāng)溫度為16 ℃時(shí)，在光周期8L:16D、10L:14D和12L:12D條件下，管側(cè)溝繭蜂進(jìn)入滯育。光周期從8L:16D到10L:14D，卵-幼蟲歷期顯著增加（P＜0.05）。光周期從10L:14D到14L:10D，卵-幼蟲歷期略微降低（P＜0.05）。光周期從14L:10D到16L:8D，蛹期顯著降低（P＜0.05）。在16 ℃條件下，光周期對(duì)成蟲壽命沒有顯著性變化（P＜0.05）（表4）。

表4 光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲、蛹期和成蟲壽命的影響Table 4 Influence of photoperiod on egg-larvae stage, pupae and adult longevity of M. tuberculifer

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，在光照時(shí)間10 h和14 h分別與16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃和32 ℃共5個(gè)溫度處理下，管側(cè)溝繭蜂均能寄生草地貪夜蛾幼蟲，其中20 ℃、24 ℃和 28 ℃條件下，管側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的寄生效果較好，結(jié)繭率＞70%，16 ℃和32 ℃下寄生能力降低。這與季香云等[20]研究的淡足側(cè)溝繭蜂結(jié)果相一致，淡足側(cè)溝繭蜂與本研究使用的管側(cè)溝繭蜂均屬于側(cè)溝繭蜂屬。淡足側(cè)溝繭蜂在不同的溫度條件下對(duì)寄主昆蟲的結(jié)繭率明顯不同，研究14 ℃～32 ℃溫度內(nèi)淡足側(cè)溝繭蜂結(jié)繭率，在20 ℃與26 ℃時(shí)結(jié)繭率均為最高，29 ℃結(jié)繭率最低。而本研究中管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾幼蟲后，在光照時(shí)間10 h時(shí)，24 ℃下結(jié)繭率最高，16 ℃時(shí)結(jié)繭率最低。當(dāng)光照時(shí)間為14 h時(shí)，20 ℃下結(jié)繭率最高，16℃下結(jié)繭率最低。分析發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是16 ℃低溫條件下，管側(cè)溝繭蜂活動(dòng)能力減弱，結(jié)繭率降低。

溫度能夠顯著影響管測(cè)溝繭蜂的滯育，路子云等[21]對(duì)管側(cè)溝繭蜂的研究結(jié)果表明，在17 ℃，光照時(shí)間平均低于12 h時(shí)，有5%左右的蜂繭會(huì)進(jìn)入滯育；而當(dāng)光照時(shí)間平均低于11.5 h時(shí)，99.70%的蜂繭會(huì)進(jìn)入滯育；當(dāng)溫度大于22 ℃時(shí)，無論增加或者降低光照時(shí)間，蜂繭均不進(jìn)入滯育。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，溫度大于20 ℃，無論增加或者降低光照時(shí)間，蜂繭均不進(jìn)入滯育，分析原因可能是因?yàn)轱曃辜闹魇澄锊煌?，本試?yàn)采用新鮮的玉米幼葉，路子云等[7]研究采用的是人工配方飼料。

溫度對(duì)管側(cè)溝繭蜂的畸形率也有影響，利用管側(cè)溝繭蜂寄生4日齡、6日齡、8日齡的草地貪夜蛾，其繭畸形率分別為 47.80%、55.19%、58.59%[21]。本試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，繭畸形率均小于 15.00%。分析原因可能是由于試驗(yàn)過程中飼喂草地貪夜蛾幼蟲的食物不同，導(dǎo)致草地貪夜蛾幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育不同，從而導(dǎo)致繭畸形率存在差異，本試驗(yàn)采用新鮮的玉米幼葉，路子云等[7]研究采用的是人工配方飼料。

溫度能夠顯著影響管側(cè)溝繭蜂的繭重，隨著溫度的升高繭重下降。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是在16 ℃條件下，管側(cè)溝繭蜂結(jié)繭歷期長(zhǎng)，積累的干物質(zhì)較多。

溫度能夠顯著影響管側(cè)溝繭蜂的發(fā)育歷期（卵-幼蟲期、蛹期和成蟲期），本試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度的升高，管側(cè)溝繭蜂的發(fā)育歷期明顯縮短。這與前人對(duì)其他寄生蜂的研究結(jié)果較一致，麗蚜小蜂Encarsia formosa在寄生煙粉虱Bemisia tabaci時(shí)，當(dāng)溫度為22 ℃，蛹期及成蟲壽命分別為35.3 d和15.2 d，當(dāng)溫度為28 ℃時(shí)蛹期及成蟲壽命為14 d和9.2 d[22]。不同溫度下，斑翅食蚧蚜小蜂Coccophagus ceroplastae寄生橡副珠蠟蚧Parasaissetia nigra，在18 ℃～27 ℃，隨著溫度的升高蛹期減少，最長(zhǎng)在18 ℃（54.00 d），最短在 27 ℃（22.8 d）[23]。

光周期對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾無顯著影響。28 ℃條件下，光周期8L:16D至16L:8D結(jié)繭率均＞70%，16 ℃條件下結(jié)繭率較低。本試驗(yàn)設(shè)置的試驗(yàn)條件并未涵蓋管側(cè)溝繭蜂及草地貪夜蛾的極限發(fā)育溫度，因此，其他溫度處理與光照時(shí)間8 h、10 h、12 h、14 h和16 h組合條件下，管側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的寄生效果仍需進(jìn)一步研究。

本文初步驗(yàn)證了不同溫度和光周期條件，對(duì)管側(cè)溝繭蜂寄生草地貪夜蛾幼蟲的影響，以期為田間利用該寄生蜂防治草地貪夜蛾提供科學(xué)依據(jù)。本試驗(yàn)是在室內(nèi)培養(yǎng)箱中進(jìn)行的，由于培養(yǎng)箱內(nèi)溫度、光周期與田間實(shí)際不斷變化的溫度、光周期有差異，所以在田間利用管側(cè)溝繭蜂防治草地貪夜蛾還需要進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。