飼養(yǎng)條件對人工飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲的影響

余 毅，程 英，周宇航，李鳳良

(1.貴州大學 昆蟲研究所/貴州省山地農(nóng)業(yè)病蟲害重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所，貴州 貴陽 550006)

七星瓢蟲(CoccinellaseptempunctataL.)屬鞘翅目Coleoptera、瓢蟲科Coccinellidae，具有食譜廣、繁殖力強、分布廣等特點，是一種重要的優(yōu)勢捕食性天敵昆蟲，對蚜蟲、木虱、薊馬、蚧殼蟲等多種農(nóng)林害蟲具有較好的防控效果，在國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中被作為生防天敵廣泛應用[1-4]。近年來，利用溫室大棚種植果蔬發(fā)展迅速，蚜蟲、粉虱等害蟲對大棚果蔬造成嚴重危害，給大棚農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)帶來了巨大損失[5]。大棚為七星瓢蟲生長發(fā)育提供了相對適宜的溫、濕度，為釋放七星瓢蟲防治果蔬害蟲創(chuàng)造了良好的外部條件，因此，利用七星瓢蟲進行生物防治具有很大的應用前景[6-7]。為了獲得大量七星瓢蟲用于田間生物防控，擺脫傳統(tǒng)獵物飼養(yǎng)帶來的成本高、效率低的缺點，利用人工飼料進行天敵昆蟲的規(guī)?；曫B(yǎng)成為如今的研究趨勢[8]。

利用天敵昆蟲進行田間生物防治的關(guān)鍵在于獲得大量目標昆蟲。在自然界中，很難在短期內(nèi)收集大量蟲態(tài)、生理指標一致的昆蟲群體用于田間大規(guī)模釋放，通過室內(nèi)人工飼養(yǎng)的方法可以獲得大量生物學特性穩(wěn)定且發(fā)育一致的目標昆蟲[8-9]，同時還為天敵昆蟲實現(xiàn)商品化提供了現(xiàn)實基礎(chǔ)[10]。國內(nèi)外生防學者用人工飼料飼養(yǎng)多種捕食性瓢蟲，如異色瓢蟲Harmoniaaxyridis[11]、七星瓢蟲C.septempunctata[12]、二星瓢蟲Adaliabipunctata[13]，這些人工飼料均對瓢蟲生長、發(fā)育、生殖等有一定影響，與自然界獵物飼養(yǎng)仍存在差距，研究重心在于人工飼料的優(yōu)化。然而，在昆蟲人工擴繁過程中不僅需要研制優(yōu)良的人工飼料，溫度、濕度、光周期等飼養(yǎng)環(huán)境條件也直接影響著昆蟲的生長發(fā)育，適宜的飼養(yǎng)條件能夠提升飼養(yǎng)效率，配合優(yōu)良的人工飼料共同推進天敵昆蟲人工擴繁發(fā)展與應用進程[14-17]。

鄭方毅等[18]發(fā)現(xiàn)隨著溫、濕度的升高會加快蟲草蝠蛾Cordycepssinensis卵的發(fā)育速度，同時卵的孵化率也升高，在極端低、高溫下，卵的孵化率降低甚至孵化失敗。前人對黃芪根瘤象甲Sitonasimillimus[19]和銅綠麗金龜Coelophorasaucia(Mulsant)[20]的研究中發(fā)現(xiàn)，不合適的濕度條件會明顯減少其卵的孵化率，同時造成卵的發(fā)育歷期延長。昆蟲的多種行為及生長發(fā)育還受到光周期的影響，美國白蛾Hyphantriacunea[21]交配時長受光照時間的延長而延長，枯葉蛺蝶Kallimainachus(Doubleday)[22]幼蟲發(fā)育歷期受光周期顯著影響。昆蟲進行產(chǎn)卵行為時受環(huán)境因子影響，對不同產(chǎn)卵介質(zhì)具偏好性[23]。利用七星瓢蟲防治大棚果蔬害蟲高效環(huán)保，但由于目前人工擴繁效率不高，產(chǎn)出不足和經(jīng)濟效益低的雙重制約使得七星瓢蟲商品化進程受阻。因此，研究溫度、濕度、光周期等對七星瓢蟲生長發(fā)育及繁殖的影響，旨在優(yōu)化飼養(yǎng)條件以期提高七星瓢蟲人工擴繁效率，為大規(guī)模擴繁提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

七星瓢蟲和豆蚜Aphiscraccivora采自貴州省農(nóng)業(yè)科學院試驗田。在室內(nèi)用50 L透明塑料箱(49 cm×35 cm×30 cm)種植蠶豆苗，待蠶豆苗出土1～2 cm后接種豆蚜，使豆蚜在箱內(nèi)蠶豆苗上大量繁殖，當苗上蚜蟲繁殖密集時，將采集的七星瓢蟲種群放入箱內(nèi)飼養(yǎng)，箱口用紗網(wǎng)封閉，擴繁4代后作為供試蟲源。

1.2 供試飼料

人工飼料各成分組成見表1，蚜蟲選用豆蚜。將各飼料成分稱重倒入1000 mL燒杯中，混合均勻，按各處理總成分重量(用G表示)的3%稱取瓊脂，放入燒瓶中，加1.8 G雙蒸水加熱融解，待溫度下降到40～50 ℃時，倒入混勻飼料燒杯中，迅速攪拌均勻，分裝到培養(yǎng)皿(d=9 cm，h=1.5 cm)中，待冷卻至室溫即可得到半固體態(tài)人工飼料，-4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 七星瓢蟲基礎(chǔ)人工飼料各組分含量Tab.1 Contents of components in basic artificial diet of C.septempunctata

1.3 試驗設計

試驗分別設置不同的溫度、濕度、光周期和不同產(chǎn)卵介質(zhì)，如下：

溫度：分別設置為22、25、28 ℃ 3個處理，光周期和濕度均設置為L16∶D8和70%。

濕度：分別設置為55%、70%、85% 3個處理，光周期和溫度均設置為L14∶D10和25 ℃。

光周期：分別設置為L14∶D10、L16∶D8、L18∶D6 3個處理，溫度和濕度均設置為25 ℃和70%。

產(chǎn)卵介質(zhì)：甘藍葉、油菜葉、紗網(wǎng)、報紙和保鮮膜剪成小塊(d=10 cm)，分別放入飼養(yǎng)七星瓢蟲成蟲的塑料瓶中供其產(chǎn)卵，每日收集卵塊并更換新的產(chǎn)卵介質(zhì)放入瓶中。設置溫度為25 ℃、濕度為70%、光周期為L16∶D8。

1.4 人工飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲方法

幼蟲孵化后用豆蚜飼養(yǎng)2 d至1齡后期(初孵化幼蟲體弱，用人工飼料飼養(yǎng)死亡率較高)，挑選幼蟲放入透明塑料培養(yǎng)皿(d=6 cm，h=1 cm)中飼養(yǎng)，每皿放置一頭幼蟲(避免幼蟲自殘)，加入濕潤海綿塊保濕，每天更換飼料，每處理20頭幼蟲為1個重復，共3個重復。按照1.3的試驗設計放入人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)。觀察記錄幼蟲發(fā)育歷期、存活率和化蛹率。

1.5 人工飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲成蟲方法

將羽化1 d的七星瓢蟲成蟲配對，每個處理10對，重復5次。每對七星瓢蟲分別放入500 mL(d=10 cm，h=8 cm)塑料瓶中，加濕潤棉球供七星瓢蟲吸水和保持濕度，瓶蓋打孔透氣，每天更換一次飼料。飼養(yǎng)1周后在飼養(yǎng)瓶內(nèi)放置甘藍葉供七星瓢蟲產(chǎn)卵，每天收集2～3次卵塊，收集的卵塊放于培養(yǎng)皿(d=6 cm，h=1 cm)內(nèi)用蒸餾水噴濕的濾紙上，每天向濾紙噴施1次蒸餾水以保持濕度。按照1.3的試驗設計放入人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)。記錄成蟲存活率、產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵量和孵化率，連續(xù)調(diào)查統(tǒng)計50 d。

1.6 七星瓢蟲產(chǎn)卵介質(zhì)研究

采用1.5的方法飼養(yǎng)七星瓢蟲1周后，分別把甘藍葉、油菜葉、紗網(wǎng)、保鮮膜和報紙剪成小塊(d=10 cm)放入飼養(yǎng)瓶供七星瓢蟲產(chǎn)卵，每天觀察收集2～3次卵塊，記錄數(shù)據(jù)。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計整理采用Excel進行統(tǒng)計，數(shù)據(jù)均以平均值±SE表示。統(tǒng)計分析均以DPS 17.10執(zhí)行，采用單因素方差分析(ANOVA)的Duncan's新復極差法分析各處理之間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對七星瓢蟲幼蟲和成蟲生物學特性的影響

七星瓢蟲在不同溫度下飼養(yǎng)結(jié)果表明(表2)，幼蟲歷期隨溫度升高而縮短，溫度為22 ℃時幼蟲歷期最長(20.23 d)，28 ℃時歷期最短(14.76 d)，差異達到顯著水平(P<0.05)；存活率隨溫度增加而升高，溫度為22 ℃時存活率最低(33.33%)，28 ℃時存活率最高(45.00%)。成蟲存活率隨溫度升高而升高，22 ℃時最低(42.00%)，28 ℃時最高(50.00%)；產(chǎn)卵前期隨溫度升高而縮短，22 ℃時的產(chǎn)卵前期最長(12.32 d)，28 ℃產(chǎn)卵前期最短(8.94 d)，差異性顯著；25 ℃時產(chǎn)卵量最高(291.24粒)，22 ℃時產(chǎn)卵量最低(161.74粒)顯著低于前者。綜合考慮各生物參數(shù)，幼蟲的適合飼養(yǎng)溫度為28 ℃，成蟲為25 ℃。

2.2 不同濕度對七星瓢蟲幼蟲和成蟲生物學特性的影響

濕度對七星瓢蟲生物學特性影響結(jié)果如表3所示。幼蟲在濕度為70%時歷期最短(15.80 d)，且存活率最高(36.67%)。成蟲在濕度為70%時存活率最高(48.00%)，85%時存活率最低(38.00%)；產(chǎn)卵量隨濕度的增加而增加，當濕度為55%時產(chǎn)卵量最低(181.84粒)，顯著低于70%(248.12粒)和85%(268.48粒)。因此，綜合考慮選擇70%作為七星瓢蟲幼蟲和成蟲飼養(yǎng)的最佳濕度。

2.3 不同光周期對七星瓢蟲幼蟲和成蟲生物學特性的影響

結(jié)果表明(表4)：幼蟲歷期隨光照時間延長而縮短，光周期為L18∶D6時，幼蟲期最短(14.63 d)；存活率隨光照時長的延長而升高，光周期為L18∶D6時存活率最高(40.00%)。成蟲存活率隨光照時間的延長而增高，光周期為L18∶D6時最高(46.00%)；產(chǎn)卵前期隨光照時間延長而縮短，光周期為L14∶D10時，產(chǎn)卵前期最長(11.44 d)，L18∶D6時，產(chǎn)卵前期最短(9.30 d)，差異顯著；L16∶D8時，產(chǎn)卵量最高(282.42粒)。綜合考慮各生物參數(shù)，幼蟲的適合飼養(yǎng)光周期為L18∶D6，成蟲為L16∶D8。

2.4 不同產(chǎn)卵介質(zhì)對七星瓢蟲產(chǎn)卵量的影響

由圖1得知，七星瓢蟲在甘藍葉上單雌產(chǎn)卵量最高(306.20粒)，其次為油菜葉286.18粒，顯著高于其它產(chǎn)卵介質(zhì)(P<0.05)。在紗網(wǎng)、報紙、保鮮膜上的產(chǎn)卵量由高到低分別為256.98、245.30、230.38粒，其中保鮮膜上的產(chǎn)卵效果最差。因此，在飼養(yǎng)七星瓢蟲時選擇甘藍葉作為產(chǎn)卵介質(zhì)最佳。

圖1 不同產(chǎn)卵介質(zhì)對七星瓢蟲產(chǎn)卵量的影響Fig.1 Effects of different spawning media on the spawning amount of C.septempunctata

表2 溫度對取食人工飼料的七星瓢蟲生物學特性的影響Tab.2 Effects of temperature on biological characteristics of C.septempunctata fed artificial diet

表3 濕度對人工飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲生物學特性的影響Tab.3 Effects of humidity on biological characteristics of C.septempunctata fed artificial diet

表4 光周期對人工飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲生物學特性的影響Tab.4 Effects of photoperiod on biological characteristics of C.septempunctata fed artificial diet

3 結(jié)論與討論

在以往農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中為了減少害蟲為害損失，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，化學農(nóng)藥被大量使用，這不僅帶來了農(nóng)業(yè)中嚴重的3R問題，同時也損害了人類身體健康和對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成了污染和破壞[24-25]。生物防治作為一種環(huán)保高效的手段彌補了傳統(tǒng)化學防治的不足，不斷發(fā)展成為現(xiàn)今農(nóng)業(yè)病蟲害防治的重要方法，其以蟲治蟲的理念獲得了普遍認可[26-27]。推廣應用天敵昆蟲的首要問題是獲取大量天敵昆蟲，昆蟲人工飼料的發(fā)展打破了天敵獵物作為季節(jié)性資源在數(shù)量和時間上的制約，為利用天敵昆蟲進行生物防治奠定了基礎(chǔ)[27]。程英等[7]用人工飼料飼養(yǎng)的七星瓢蟲進行捕食功能研究發(fā)現(xiàn)與蚜蟲飼養(yǎng)種群差異不顯著，驗證了人工飼料飼養(yǎng)種群用于田間防治的可行性。本研究中七星瓢蟲雌成蟲50 d內(nèi)在甘藍葉面上產(chǎn)卵量達到306.2粒，具有較高的生殖力，滿足大規(guī)模擴繁的基本要求，對后期大規(guī)模擴繁具有參考價值和意義。

在不同飼養(yǎng)條件下昆蟲的各項生物學特性都有所差異。溫、濕度是影響昆蟲生長發(fā)育的重要外部影響因子，景軍等[28]對9種鱗翅目昆蟲的研究發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高9種鱗翅目昆蟲的卵期和產(chǎn)卵前期都隨溫度升高呈縮短趨勢。周卓等[29]研究發(fā)現(xiàn)落葉松尺蠖Erannisankeraria溫度高于23 ℃時無法羽化，25 ℃以上不利于幼蟲化蛹。楊帥等[30]研究發(fā)現(xiàn)咖啡豆象Araecerusfasciculatus在30%～90%濕度范圍內(nèi)單雌產(chǎn)卵量逐漸增加，在濕度為90%時單雌產(chǎn)卵量最大。溫、濕度往往共同對昆蟲起著影響作用，許翔等[31]研究發(fā)現(xiàn)番茄刺皮癭螨Aculopslycopersici(Massee)在14～35 ℃范圍內(nèi)發(fā)育歷期隨著溫度升高而縮短，在濕度為30%～100%范圍內(nèi)，發(fā)育歷期隨濕度升高而延長。除溫、濕度條件外，不同的光周期對昆蟲生長發(fā)育也具有顯著影響。光周期是影響昆蟲生殖節(jié)律的重要因素，對昆蟲的發(fā)育、生殖以及生理代謝都具有調(diào)節(jié)作用[32]。赤星瓢蟲Coelophorasaucia在光周期為(14 L∶10 D)時，相對于在短光照(8 L∶16D)條件下產(chǎn)卵前期更短，產(chǎn)卵量和孵化率顯著提高[33]。不同光周期對二點委夜蛾Athetislepigone(M?schler)的生長發(fā)育影響顯著，當光照時長≥16 h時生長發(fā)育速度更快[32]。孫曉婷等[34]發(fā)現(xiàn)不同光周期對棉鈴蟲Helicoverpaarmigera(Hübner)的交配次數(shù)影響顯著，而對棉鈴蟲的單雌產(chǎn)卵量、交配率等特性無顯著影響。本研究結(jié)果顯示，溫度對七星瓢蟲幼蟲歷期和存活率影響顯著，歷期隨溫度升高而縮短，存活率隨溫度升高而升高；對成蟲產(chǎn)卵前期影響顯著，隨溫度升高而縮短，而產(chǎn)卵量在25 ℃時最高。濕度在70%時均適合七星瓢蟲幼蟲和成蟲的生長發(fā)育。光照時間越長，幼蟲歷期越短，存活率越高，成蟲存活率越高，產(chǎn)卵前期越短和孵化率越高，但產(chǎn)卵量在16L∶8D時最高。

侯崢嶸等[35]和蘇湘寧等[36]對異色瓢蟲Harmoniaaxyridis和草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda的產(chǎn)卵介質(zhì)篩選中發(fā)現(xiàn)植物葉片作為產(chǎn)卵介質(zhì)產(chǎn)卵量最高，在其它工業(yè)產(chǎn)品如尼龍網(wǎng)、塑料膜上產(chǎn)卵量較低。本研究發(fā)現(xiàn)，在用人工飼料室內(nèi)繁育七星瓢蟲時在不同產(chǎn)卵介質(zhì)上產(chǎn)卵量存在差異，單雌產(chǎn)卵量從大到小依次為甘藍葉>油菜葉>紗網(wǎng)>報紙>保鮮膜，表明七星瓢蟲對產(chǎn)卵介質(zhì)有明顯的選擇性。其中，在甘藍葉和油菜葉上產(chǎn)卵量最高且與其他介質(zhì)差異顯著，在尼龍網(wǎng)上產(chǎn)卵量最低，自然界中七星瓢蟲喜好在植物頁面上產(chǎn)卵與研究結(jié)果相似。同時植物葉片作為一種產(chǎn)卵介質(zhì)易獲得、成本低，用作七星瓢蟲產(chǎn)卵介質(zhì)比較適合。

本研究結(jié)果表明，人工飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲的適合條件為溫度28 ℃、濕度70%、光周期18L∶6D，成蟲的適合條件為溫度25 ℃、濕度70%、光周期16L∶8D。本研究中溫度、濕度和光周期設置跨度大，對其生物參數(shù)影響數(shù)據(jù)呈現(xiàn)不夠線性，后期將細化設置試驗組，以獲取更為精準的數(shù)據(jù)，為提升飼養(yǎng)技術(shù)提供指導依據(jù)。