溫度、相對濕度對亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)越冬幼蟲化蛹及羽化的影響

丁新華，王小武，付開赟，賈尊尊，吐爾遜·阿合買提，郭文超

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物應(yīng)用研究所/新疆特殊環(huán)境微生物重點實驗室，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】玉米螟Ostriniafurnacalis是玉米上的主要害蟲[1-2]，在我國玉米主產(chǎn)區(qū)均有分布[3-4]，以老熟幼蟲在秸稈中滯育越冬[4]，滯育是玉米螟幼蟲種群的重要特性之一[5-6]，化蛹是玉米螟種群得以延續(xù)的基礎(chǔ)，成蛾始見期則是直接決定當(dāng)年成蛾的發(fā)生期和發(fā)生量[7-9]。玉米螟幼蟲以蛀稈危害為主[1-4]，其生活習(xí)性隱蔽，較難對該蟲(情)進行防治、預(yù)測預(yù)報。準(zhǔn)確的預(yù)測預(yù)報是及時有效防控玉米螟的前提，越冬代老熟幼蟲發(fā)育進程是該害蟲測報技術(shù)方案制定和實施所需基礎(chǔ)生物學(xué)數(shù)據(jù)[10-11]?！厩叭搜芯窟M展】昆蟲生長發(fā)育的進程因分布地區(qū)的不同、外界環(huán)境因子(溫度、相對濕度)的脅迫會發(fā)生一系列的變化[12]，光周期、溫度是影響化蛹和羽化的關(guān)鍵因子[8-9]。玉米螟對光周期[5，13-14]、越冬老熟幼蟲化蛹后的發(fā)育歷期[8，12，15-16]、化性[17]、幼蟲的抗逆境能力[18]、體重和體型[19]等特性均發(fā)生了一定的地理變異?！颈狙芯壳腥朦c】關(guān)于不同光周期、溫度對亞洲玉米螟羽化節(jié)律、生長周期和滯育強度影響的研究已有報道[8，20-21]，關(guān)于溫度、相對濕度協(xié)同作用下玉米螟化蛹及羽化進程的研究尚未見相關(guān)報道。近年來新疆南、北疆玉米產(chǎn)區(qū)春季氣溫增溫趨勢明顯，降水量也同比顯著增加，田間蟲口基數(shù)也逐年遞增。需研究溫濕度玉米螟越冬存活率及其之間的關(guān)系的影響，以及越冬代滯育幼蟲在不同溫度、相對濕度下的化蛹、發(fā)育進程、存活情況等?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究越冬代玉米螟滯育幼蟲對環(huán)境溫濕度協(xié)同作用的響應(yīng)，系統(tǒng)比較新疆綠洲灌溉玉米產(chǎn)區(qū)南北疆2個代表性地理種群在不同溫度、相對溫度對越冬滯育幼蟲的化蛹羽化，分析玉米螟發(fā)育歷期地理變異的特點，為研究化蛹羽化發(fā)育機制和準(zhǔn)確預(yù)測預(yù)報、生態(tài)防控亞洲玉米螟的發(fā)生提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試越冬代玉米螟幼蟲采自新疆南疆喀什地區(qū)疏勒縣庫木西力克鄉(xiāng)15村(E：76°22′32 "，N：39°13′11 ")和北疆伊犁哈薩克自治州伊寧縣吉里于孜鎮(zhèn)五道橋村(E：81°32′22 "，N：43°58′18 ")，使用1.5 mL離心管單頭放置。不同地理種群南疆種群、北疆種群帶回實驗后選擇齡期相同、健康無感染的亞洲玉米螟老熟幼蟲開展實驗[22-23]。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計(溫度)

①將蟲齡基本一致的玉米螟滯育老熟幼蟲放在Eppendorf管中，②參照阿依克孜等方法[22],選取飽和鹽溶液，制成RH為75%濕度小環(huán)境，槍頭盒。③將①置于②中，并將濕度記錄儀放入記錄盒內(nèi)記錄濕度情況。④將③裝置分6組，并編號，每組90頭，依次置于溫度為(16±0.5)℃、(20±0.5)℃、(24±0.5)℃、(28±0.5)℃和(32±0.5)℃5個溫度梯度，相對濕度(75%±5%)，光周期L∶D=16∶8 h氣候箱，每個溫度梯度設(shè)3個重復(fù)。

1.2.2 試驗設(shè)計(相對濕度)

①選擇蟲齡基本一致的玉米螟滯育老熟幼蟲90頭放在Eppendorf管中置于溫度為(28±0.5)℃、光周期L∶D=16∶8的人工氣候箱內(nèi)，②設(shè)置相對濕度分別為25%、50%、75%、100%的濕度梯度。每個濕度梯度設(shè)置參照阿依克孜等[22]方法，每個處理3個重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2010作圖，采用SPSS20.0統(tǒng)計軟件Tukey 檢驗法進行顯著檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度、相對濕度對玉米螟不同地理種群化蛹及化蛹率的影響

研究表明，不同溫度梯度下南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹總體特點為隨著溫度、相對濕度的升高化蛹?xì)v期呈縮短趨勢，且不同溫度相、對濕度都玉米螟化蛹影響差異顯著。

28℃環(huán)境下，蛹的發(fā)育速率相對較快, 化蛹?xì)v期最短，南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹?xì)v期依次為(15.24±3.02) d、(14.11±2.64) d，而經(jīng)16℃處理，南疆種群、北疆種群玉米螟蛹的發(fā)育速率相對最慢, 化蛹?xì)v期最長，分別為(26.02±4.14)℃、(23.45±4.04；28)℃環(huán)境下南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹率最高，分別為(90.12%±5.77%)和(96.33%±4.87%)；16℃環(huán)境下南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹率最低，依次為(47.35%±3.45%)和(53.24%±3.12%)。

75%環(huán)境下，蛹的發(fā)育速率相對較快, 化蛹?xì)v期最短，南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹?xì)v期依次為(21.45±2.54) d、(18.27%±1.96，25%)環(huán)境下，南疆種群、北疆種群玉米螟蛹的發(fā)育速率相對最慢, 化蛹?xì)v期最長，分別為(29.24±4.32) d、(25.32±3.14) d；75%環(huán)境下南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹率最高，分別為(89.28%±5.56%)、(92.13%±4.66%)；25%環(huán)境下南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹率最低，依次為(42.12%±3.25%)和(51.33%±3.22%)。表2

2.2 溫度、相對濕度對玉米螟不同地理種群羽化及羽化率的影響

研究表明，不同溫度梯度下南疆種群、北疆種群玉米螟羽化總體特點為，隨著溫度、相對濕度的升高玉米螟羽化率呈“先升高后降低”趨勢，且不同溫度相、對濕度都玉米螟化蛹影響差異顯著。

在28℃環(huán)境下, 南疆種群、北疆種群玉米螟羽化速率相對較快，第1 d蛹的羽化率為(12.56%±0.98%)和(14.24%±1.12%)，6 d后高達(74.12%±6.01%)和(76.22%±5.45%)。30℃玉米螟蛹的羽化率顯著低于28℃的羽化率(P<0.05)，且28℃第6 d的累計羽化率與16℃第6 d的累計羽化率無顯著差異性(P>0.05)。隨著溫度的升高，玉米螟蛹的羽化率隨之升高，且差異顯著(P<0.05)，20℃、24℃、28℃第6 d 南疆種群、北疆種群玉米螟累計羽化率依次為(53.48±3.12)%、(58.35±4.78)%，(62.19±5.22)%、(67.23±4.77)%，(74.12±6.01)%、(76.22±5.45)%。表3

表1 不同溫度下玉米螟兩地理種群化蛹?xì)v期及死亡率變化

表2 不同相對濕度下玉米螟兩地理種群化蛹?xì)v期及化蛹率變化

表3 不同溫度下玉米螟兩地理種群羽化率變化

相對濕度對玉米螟蛹的羽化有顯著影響(P<0.05)。將玉米螟蛹分別放入相對濕度為75%和100%的環(huán)境中，6 d后南疆種群、北疆種群玉米螟羽化率分別為(64.39±4.72)%，(68.13±3.77)%、(54.17±5.01)%，(56.12±4.45)%。

而當(dāng)相對濕度低于50%時，6 d 以內(nèi)玉米螟蛹羽化率低于49%，且相對濕度約低，羽化率越低。表4

表4 不同相對濕度下玉米螟兩地理種群羽化率變化

3 討 論

明確光周期、溫濕度、寄主植物等自然環(huán)境因子對玉米螟發(fā)生與危害的影響，對科學(xué)指定預(yù)測預(yù)報技術(shù)及防治策略具有重要意義[24]。溫度是影響害蟲發(fā)生與危害的關(guān)鍵因子之一，且對害蟲的影響因發(fā)育階段的不同而異[25-26]。阿依克孜等[27]研究表明，玉米螟發(fā)育歷期隨著溫度升高，發(fā)育所需時間逐漸縮短；羅妹等[28]研究表明，玉米螟發(fā)育速率與溫度呈現(xiàn)正相關(guān)，22～25℃和25～35℃玉米螟蛹?xì)v期、成蟲壽命依次隨著溫度的升高先延長后縮短。25℃玉米螟羽化率、卵孵化率、蛹重、雌雄性比和產(chǎn)卵量均最高，并隨著溫度的變化成正態(tài)分布。何海敏等[8]研究表明，玉米螟幼蟲的滯育強度受光周期和溫度的顯著影響。研究發(fā)現(xiàn)，兩地理種群在不同溫度下的化蛹和羽化呈“正態(tài)分布”，且化蛹率和羽化率均隨著溫度的升高呈縮短趨勢，溫度與玉米螟化蛹和羽化速率呈正相關(guān)，與前人研究一致[8，25-28]。

除溫度外，濕度亦是影響昆蟲種群發(fā)生與危害的一個重要環(huán)境因子[25-26]，在開展昆蟲的發(fā)生與危害、消長與擴散(遷移)、繁殖與發(fā)育、適生性與風(fēng)險評估等研究時，均需要借助環(huán)境因子來進行定性/定量評估[26]。昆蟲對濕度的適應(yīng)性(范圍)因種類/發(fā)育階段的不同而有所差異[25-26]。羅禮智等[25]認(rèn)為，草地螟Loxostegesticticalis幼蟲種群暴發(fā)成災(zāi)取決于成蟲盛發(fā)期的溫濕度條件以及成蟲發(fā)生量；孫麗娜等[26]認(rèn)為，蘋小卷葉蛾Adoxophyesorana各個蟲態(tài)發(fā)育所需的濕度不同，90%的相對濕度下卵、幼蟲、蛹的發(fā)育歷期最短；周福才等[29]認(rèn)為，濕度(土壤含水量)對小菜蛾P(guān)lutellaxylostella(L.)羽化影響顯著；郝樹廣等[30]認(rèn)為，濕度對美洲斑潛蠅Liriomyzasativae蛹期存活率影響顯著，且當(dāng)環(huán)境濕度< 50%時，其羽化率顯著降低；金翠霞[31]認(rèn)為，低濕可顯著延緩粘蟲Leucaniaseparate卵和幼蟲的發(fā)育；陳澤坦等[32]認(rèn)為，相對濕度為85%時，三角新小卷蛾OlethreutesleucaspisMeyrick的卵、幼蟲和蛹的歷期均顯著縮短。

不同相對濕度下玉米螟化蛹和羽化進程均呈“正態(tài)分布”，且化蛹率、羽化率隨著相對濕度的升高呈縮短趨勢，在25%～100%下，隨著相對濕度的增大化蛹、羽化率隨之增加。相對濕度濕度為75%羽化率達最大，之后玉米螟羽化率下降又逐漸趨于平穩(wěn)。符合濕度與昆蟲的一般生長發(fā)育規(guī)律[25-32]。較南疆地理種群，北疆地理種群化蛹和羽化發(fā)生期均“偏向前移”且化蛹和羽化持續(xù)時間亦短于南疆地理種群，可能與兩地理環(huán)境有效積溫有關(guān)，南疆地理種群早于北疆，并在何海敏等[8]研究中得以印證，其認(rèn)為越冬代玉米螟幼蟲滯育強度隨著冬季時間的進程而逐漸減弱。

4 結(jié) 論

玉米螟化蛹和繼后發(fā)育(羽化)對溫度、相對濕度具有較高的敏感性且發(fā)育進程隨著環(huán)境因子變化呈“正態(tài)分布”，種群化蛹?xì)v期和羽化率均隨著溫度、相對濕度的升高呈縮短趨勢，且溫度、相對濕度對玉米螟生長發(fā)育的影響因發(fā)育階段的不同而異。各溫度處理中，28℃時南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹?xì)v期最短，化蛹率和羽化率均最高，依次分別為(17.22±3.76)d、(14.11±2.64)d，(90.12±5.77)%、(96.33±4.87)%和(74.12±6.01)%、(76.22±5.45)%。各濕度處理中，75%RH時南疆種群、北疆種群玉米螟化蛹?xì)v期最短，依次為(21.45±2.54)d、(18.27±1.96)d，化蛹率和羽化率均最高，分別為(89.28±5.56)%、(92.13±4.66)%，(64.39±4.72)%、(68.13±3.77)%。新疆南疆種群、北疆種群越冬玉米螟幼蟲均隨著環(huán)境溫度、相對濕度的升高化蛹和羽化進程呈“前移”趨勢，且同一條件下北疆種群較南疆種群相比化蛹?xì)v期更短，化蛹率和羽化率更高。

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