花絨寄甲有效積溫測(cè)定方法比較

李萬明

(安康學(xué)院， 陜西 安康 725000)

花絨寄甲DastarcushelophoroidesFairmaire是林木蛀干害蟲天牛的重要天敵，飼養(yǎng)花絨寄甲的技術(shù)能夠在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)繁育出該天敵、以滿足防治天牛的需要。要在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)經(jīng)過花絨寄甲卵、幼蟲和蛹繁殖出成蟲，必須利用各發(fā)育階段的有效積溫控制發(fā)育溫度和時(shí)間，但花絨寄甲的有效積溫研究很不充分，各種方法計(jì)算的有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度差別較大，為能相對(duì)準(zhǔn)確的計(jì)算花絨寄甲有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度[1]，筆者對(duì)恒溫條件下和自然變溫條件下測(cè)定數(shù)據(jù)用四種方法進(jìn)行比較[2]，現(xiàn)將研究結(jié)果總結(jié)如下。

1 材料與方法

1.1 飼養(yǎng)與測(cè)定

1.1.1 飼料寄主[3][9]2018年9-12月，采集松墨天牛伐除木蛀道中3～5齡松墨天牛幼蟲，飼養(yǎng)在馬尾松人工蛀道中做為飼料寄主。寄主蠶蛹采集自陜西省蠶桑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室健康的制種蠶蛹。花絨寄甲成蟲：由西北農(nóng)林科技大學(xué)森林昆蟲實(shí)驗(yàn)室提供。

花絨寄甲飼養(yǎng)[4]：收集花絨寄甲成蟲，在設(shè)定的恒溫條件下進(jìn)行飼養(yǎng)。將恒溫光照培養(yǎng)箱溫度設(shè)置為溫度間隔2-3℃多個(gè)溫度梯度，光照周期設(shè)置為光/暗=11h/13h條件恒溫飼養(yǎng)。

1.1.2 恒溫發(fā)育歷期的測(cè)定[5]

卵：將花絨寄甲成蟲同日齡卵制成卵卡，每組卡按 100粒卵，共8組，置于保濕的特制飼養(yǎng)盒內(nèi)，置18℃、 20℃、22℃、24℃、26℃、28℃和30℃七個(gè)溫度梯度下培養(yǎng)。每日定時(shí)觀察、記錄孵化出的幼蟲數(shù)量。歷期數(shù)據(jù)測(cè)定單位為小時(shí)，折合成天數(shù)，以保證歷期數(shù)據(jù)精確。

幼蟲：借助解剖鏡獲得的花絨寄甲同日齡卵。選取同日齡初孵幼蟲接種在寄主蠶蛹上，每頭蠶蛹接種花絨寄甲幼蟲4頭左右。然后，將接種了花絨寄甲的蠶蛹(天牛蛹)置于U形試管中，用滅菌棉球塞口，放回原設(shè)定溫度下繼續(xù)飼養(yǎng)。每日分六個(gè)時(shí)段間隔四小時(shí)觀察記錄歷期時(shí)數(shù)，記錄幼蟲開始結(jié)繭的幼蟲數(shù)量。

寧波東亞儀器有限公司智能型DNR-1型人工氣候室參數(shù)為：光照強(qiáng)度500～700k；培養(yǎng)箱溫度變化幅度±0.5℃。將成蟲置于用鈍器擠壓馬尾松刨花片后形成的刻槽內(nèi)，待成蟲產(chǎn)卵后，每天置放在解剖鏡下觀察孵化情況。記載卵的數(shù)量及歷期，歷期精確到小時(shí)，后折合成天數(shù)；

蛹：幼蟲結(jié)繭后將蛹繭從U形管中取出，采集同齡期繭蛹80頭左右，置于刻有人工刻槽模擬隧道內(nèi)，放在人工氣候箱和恒溫箱內(nèi)。放回原設(shè)定溫度下繼續(xù)飼養(yǎng)，使其發(fā)育。每日定時(shí)觀察繭蛹，記錄羽化成蟲的數(shù)量和蛹的發(fā)育歷期。

成蟲：將適量馬尾松木屑置于玻璃養(yǎng)蟲缸內(nèi)，每缸配對(duì)飼養(yǎng)不同齡期松褐天牛幼蟲15頭及花絨堅(jiān)甲雌雄成蟲2頭。觀察并記錄成蟲產(chǎn)卵前期發(fā)育歷期，每個(gè)溫度處理飼養(yǎng)45頭各蟲態(tài)個(gè)體數(shù)為一樣本單位。記錄花絨堅(jiān)甲成蟲產(chǎn)卵時(shí)間及死亡時(shí)間，統(tǒng)計(jì)100頭成蟲產(chǎn)卵數(shù)及成蟲壽命。

1.2 四種測(cè)定方法[6]比較

2019年4月10日開始，逐日統(tǒng)計(jì)日均溫。待日均溫16℃以上時(shí)，將經(jīng)提前冷藏好的花絨寄甲卵卡取出，以恒溫測(cè)定數(shù)據(jù)做參考，設(shè)定自然變溫測(cè)定試驗(yàn)溫度。依次測(cè)定花絨寄甲卵、幼蟲、繭蛹和成蟲(產(chǎn)卵前期)的歷期?？紤]測(cè)定過程中各蟲態(tài)的自然死亡情況，各蟲態(tài)蟲數(shù)只統(tǒng)計(jì)完成該蟲態(tài)昆蟲數(shù)量。由于成蟲產(chǎn)卵后的壽命差異很大，因此未測(cè)定花絨寄甲產(chǎn)卵后的發(fā)育歷期。歷期數(shù)據(jù)測(cè)定單位為小時(shí)，折合成天數(shù)，以保證歷期數(shù)據(jù)精確.變溫測(cè)定數(shù)據(jù)分別用4種方法算出發(fā)育起點(diǎn)溫度、有效積溫和標(biāo)準(zhǔn)差。

1.2.1 最小二乘方法測(cè)定 根據(jù)有效積溫法則K=N(T—C)，將自然變溫條件下獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)代人積溫法則公式，得起點(diǎn)溫度C、有效積溫和標(biāo)準(zhǔn)誤差[7]。

1.2.2 最小變異系數(shù)法測(cè)定[8]把最小二乘方法算得的發(fā)育起點(diǎn)溫度做參考，結(jié)合恒溫條件下的測(cè)定結(jié)果設(shè)定，用下列公式計(jì)算花絨寄甲各蟲態(tài)在自然變溫條件下的變異系數(shù)c．

1.2.3 直線回歸法測(cè)定 根據(jù)有效積溫法則可知T=C+K/N，令V=1/N，將試驗(yàn)數(shù)據(jù)所得的V和T做主從變量，用直線回歸法求出發(fā)育起點(diǎn)溫度C、有效積溫K和樣本標(biāo)準(zhǔn)差s2，并求出相關(guān)系數(shù)。

1.2.4 直接最優(yōu)法 建立目標(biāo)函數(shù)[8]，以恒溫測(cè)定數(shù)據(jù)為理論值，以變溫測(cè)定數(shù)據(jù)為實(shí)際值。比較有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度理論值與實(shí)際值的誤差并使差異最小，用下列公式計(jì)算有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度：

1.2.5 年發(fā)生代數(shù)預(yù)測(cè) 用自然變溫條件測(cè)定的數(shù)據(jù)和結(jié)果驗(yàn)證恒溫條件下根據(jù)K=N(T—c)方法求得的發(fā)育起點(diǎn)溫度c和有效積溫K。根據(jù)花絨寄甲的全世代發(fā)育起點(diǎn)溫度C和有效積溫K數(shù)據(jù)，結(jié)合安康市歷史氣象資料，推算花絨寄甲在安康的理論年發(fā)生代數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)育歷期

花絨寄甲各蟲態(tài)發(fā)育歷期 測(cè)定結(jié)果表明:溫度間隔2℃，設(shè)置8個(gè)不同溫度下飼養(yǎng)花絨寄甲，各發(fā)育階段的歷期如表1所示。

表1 恒溫條件下花絨寄甲發(fā)育歷期 (陜西安康 2018)

2．2 有效積溫模型[2]

經(jīng)計(jì)算，不同恒溫條件下花絨寄甲發(fā)育起點(diǎn)溫度與有效積溫的模型如表2所示。

表2 花絨寄甲各蟲態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫及其歷期預(yù)測(cè)模型 (2018)

為確定各種方法的計(jì)算結(jié)果是否一致以及各算法之間誤差的大小，必須在自然變溫條件下對(duì)每個(gè)蟲態(tài)進(jìn)行測(cè)算。一方面可對(duì)四種算法獲得的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫的參數(shù)進(jìn)行比較。另一方面，自然變溫條件下獲得的各蟲態(tài)發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫?cái)?shù)據(jù)還可驗(yàn)證恒溫測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，各計(jì)算方法所得結(jié)果有所不同，但試驗(yàn)結(jié)果無顯著性差異。這表明用這幾種方法計(jì)算所得發(fā)育起點(diǎn)和有效積溫均在誤差允許的范圍內(nèi)。

2.3 自然變溫條件下歷期測(cè)定

將在自然變溫條件下獲得的各蟲態(tài)發(fā)育歷期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總。發(fā)育歷期全部精確到小時(shí)后折算成天數(shù)進(jìn)行計(jì)算[1][10]。自然變溫測(cè)定見表3。花絨寄甲各蟲態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度(℃)和有效積溫(日度)分別用四種方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表4所示。

表3 自然變溫條件下花絨寄甲各蟲態(tài)發(fā)育歷期 (陜西安康 2019)

表4 四種算法測(cè)定的花絨寄甲發(fā)育起點(diǎn)(C)和有效積溫(K) (陜西安康 2019)

2.4 預(yù)測(cè)與世代推定

由恒溫法測(cè)定的花絨寄甲全世代發(fā)育起點(diǎn)溫度為12.38℃，全世代有效積溫867.75日度。安康地區(qū)歷史資料顯示陜南安康地區(qū)全年日均溫為15～17℃，全年大于16℃的有效溫度積累為1 320日度，由此推斷花絨寄甲在安康地區(qū)年可發(fā)生1.52代。這一理論值與自然變溫條件的測(cè)定結(jié)果完全吻合。也與安康地區(qū)松墨天牛的發(fā)生世代數(shù)同步，即花絨寄甲與松墨天牛在陜南安康地區(qū)均是一年一代和一年兩代的相互重疊混合世代[1][12]。

3 問題與討論

(1)研究發(fā)現(xiàn):自然變溫條件下花絨寄甲卵期平均6.6d;幼蟲歷期平均12.3d;繭蛹期歷期平均20.8d;成蟲產(chǎn)卵前期歷期平均12.4d.花絨寄甲卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度為14.31℃，有效積溫61.61日度。幼蟲發(fā)育起點(diǎn)溫度13.46℃，有效積溫73.88日度。繭蛹發(fā)育起點(diǎn)溫度9.18℃，有效積溫307.3日度。成蟲產(chǎn)卵前期發(fā)育起點(diǎn)溫度9.98℃，有效積溫118.8日度。

(2)將花絨寄甲自然變溫條件下的測(cè)定結(jié)果用四種方法分析比較[11],發(fā)現(xiàn)直線回歸法的測(cè)算誤差最大，這是由于直線回歸對(duì)數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單直接，或者兩者之間并非簡(jiǎn)單的直線關(guān)系，因而造成樣本標(biāo)準(zhǔn)差加大。由于在進(jìn)行最小變異系數(shù)法測(cè)算時(shí)，部分蟲態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度未采用組內(nèi)均值，而是昆蟲個(gè)體的發(fā)育歷期和日均溫。所以最小變異系數(shù)法標(biāo)準(zhǔn)差略低于直線回歸法測(cè)定結(jié)果。最優(yōu)法和最小二乘法兩種方法測(cè)定結(jié)果最為接近，各蟲態(tài)發(fā)育起點(diǎn)溫度與有效積溫與不同恒溫條件下的測(cè)定基本吻合。如果整個(gè)昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育符合邏輯斯蒂曲線時(shí)，卵期和成蟲產(chǎn)卵后期似乎不應(yīng)呈現(xiàn)簡(jiǎn)單的直線關(guān)系，而應(yīng)該呈現(xiàn)某種可轉(zhuǎn)化為直線回歸關(guān)系的曲線關(guān)系[12]。因此卵期與成蟲期有效積溫與發(fā)育起點(diǎn)溫度之間的關(guān)系應(yīng)通過曲線的擬合做進(jìn)一步研究探討。

(3)在昆蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫測(cè)定中，由于自然變溫條件下環(huán)境溫度對(duì)昆蟲的生長(zhǎng)發(fā)育速率影響變化大[13]，本測(cè)定中為了減少誤差，將昆蟲的自然變溫條件下歷期精確到小時(shí)，在折算成天數(shù)，較少了系統(tǒng)誤差。因此應(yīng)該在測(cè)定有效積溫時(shí)繼續(xù)探索昆蟲單養(yǎng)、群組多養(yǎng)及標(biāo)記的方法，以獲得更為精確的測(cè)定數(shù)據(jù)。