不同因子對夜蛾黑卵蜂寄生能力的影響

楊文俊, 葛 毅, 周 婉, 盛龍玉, 毛 燕, 王增霞*, 黃保宏

(1.安徽科技學院 資源與環(huán)境學院,安徽 鳳陽 233100; 2.安徽科技學院 農(nóng)學院,安徽 鳳陽 233100)

草地貪夜蛾(SpodopterafrugiperdaSmith),屬鱗翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)灰翅夜蛾屬(Spodoptera),是一種世界性跨境遷飛的重大農(nóng)業(yè)害蟲,已給多國農(nóng)業(yè)造成巨大損失[1]。草地貪夜蛾自2019年1月入侵中國,目前已在國內完成定殖且周年常態(tài)化發(fā)生,嚴重威脅中國玉米生產(chǎn)[2]。面對防控草地貪夜蛾的嚴峻形勢,中國對其多采用化學防治和生物防治有機結合的策略。卵期是草地貪夜蛾防治的關鍵時期,夜蛾黑卵蜂作為草地貪夜蛾卵的優(yōu)勢寄生性天敵[3],已在非洲、拉丁美洲的多個國家的草地貪夜蛾的生物防治中得到廣泛應用,并取得顯著防治效果[4-6]。

夜蛾黑卵蜂(TelenomusremusNxion)屬膜翅目(Hymenoptera)緣腹細蜂科(Scelionidae)黑卵蜂屬(Telenomus),是多種鱗翅目夜蛾科害蟲卵期重要寄生性天敵[7]。隨著近年來草地貪夜蛾的入侵,中國多省市均發(fā)現(xiàn)夜蛾黑卵蜂寄生草地貪夜蛾卵的現(xiàn)象[8-12],由此可見夜蛾黑卵蜂在中國草地貪夜蛾的生物防治中具有巨大的應用價值。鑒于此,國內一些團隊也迅速開展了夜蛾黑卵蜂的多方面研究,并取得一定成效。朱凱輝等[13]對短管赤眼蜂和夜蛾黑卵蜂在田間防治草地貪夜蛾的競爭關系進行研究,發(fā)現(xiàn)夜蛾黑卵蜂在田間競爭中處于優(yōu)勢;楊帥等[14]建立了夜蛾黑卵蜂雌、雄蜂的鑒定方法;趙旭等[15]評價了夜蛾黑卵蜂對草地貪夜蛾的田間防效,結果顯示對草地貪夜蛾卵塊寄生率達100%;Xu等[16]對夜蛾黑卵蜂的全基因組進行測序。作為草地貪夜蛾卵期的高效寄生性天敵,建立該蜂的規(guī)?；庇夹g體系是實現(xiàn)其田間成功應用的關鍵。目前,關于夜蛾黑卵蜂替代寄主的研究已有報道,研究發(fā)現(xiàn)斜紋夜蛾卵可以作為夜蛾黑卵蜂規(guī)模化繁育的理想中間寄主[7,17]。為進一步優(yōu)化夜蛾黑卵蜂室內繁育條件,本研究探究夜蛾黑卵蜂不同寄生時間、寄生密度以及溫濕度等影響因子對夜蛾黑卵蜂寄生效能的影響。研究結果將對夜蛾黑卵蜂的規(guī)模化擴繁提供重要的技術參考,為草地貪夜蛾的綠色可持續(xù)控制起到積極的促進作用。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

本試驗所用的夜蛾黑卵蜂及其寄主草地貪夜蛾,于2019年10月采自安徽省滁州市鳳陽縣(117.56°E, 32.86°N)附近的玉米田,在室內繼代繁殖多代,建立試驗種群。草地貪夜蛾幼蟲在養(yǎng)蟲室內用新鮮玉米葉及人工飼料進行飼養(yǎng),室內溫度為(27±1) ℃,相對濕度為80%±10%,光周期為L∶D=14∶10。待幼蟲化蛹后,將蛹取出放置于養(yǎng)蟲籠中(直徑27 cm,高40 cm)進行羽化,羽化后飼喂10%蜂蜜水,每日收集新鮮卵塊用于試驗。夜蛾黑卵蜂飼養(yǎng)于玻璃試管(直徑2 cm,長8 cm)內,以草地貪夜蛾卵作為寄主,成蜂每日飼喂10%蜂蜜水,飼養(yǎng)條件為溫度(24±1 ℃)、相對濕度(70%±10%)、光周期(L∶D=14 h∶10 h),選取交配24 h未產(chǎn)卵的雌蜂供試驗使用。

1.2 不同寄生時間對夜蛾黑卵蜂寄生能力的影響

選取含200粒健康飽滿卵粒的草地貪夜蛾單層卵塊,置于玻璃試管中,分別向每支試管引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂,并在玻璃試管壁添加10%蜂蜜水供夜蛾黑卵蜂補充營養(yǎng)。夜蛾黑卵蜂寄生卵塊24和48 h后,將寄主卵塊取出放入新的玻璃試管中繼續(xù)培養(yǎng)直至子代出蜂。相同試驗條件下,設置200粒未被寄生的單層卵塊作為對照。每天觀察并記錄出蟲數(shù)、羽化率、雌雄蜂數(shù)及子代發(fā)育歷期。每組處理重復20次。

1.3 單蜂、多蜂寄生對夜蛾黑卵蜂寄生能力的影響

選用含200粒健康飽滿卵粒的草地貪夜蛾單層卵塊置于玻璃試管中,每支試管引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂(處理1),或每支試管引入20只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂(處理2),并在玻璃試管壁添加10%的蜂蜜水供其補充營養(yǎng),置于養(yǎng)蟲室飼養(yǎng)。試驗過程中未被寄生的寄主卵粒會孵化出幼蟲從而破壞其他卵粒,為防止該現(xiàn)象的發(fā)生,在玻璃試管中放入新鮮玉米葉且每日更換。夜蛾黑卵蜂寄生卵塊48 h后,將寄主卵塊取出放入新的玻璃試管中,繼續(xù)培養(yǎng)直至子代出蜂。相同試驗條件下,設置200粒未被寄生的單層卵塊作為對照。每天觀察并記錄出蟲數(shù)、羽化率、雌雄蜂數(shù)及子代發(fā)育歷期。每組處理重復20次。

1.4 溫度對夜蛾黑卵蜂寄生能力的影響

選用含200粒健康飽滿卵粒的草地貪夜蛾單層卵塊,置于玻璃試管中,分別引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂,在玻璃試管壁蘸有10%蜂蜜水供其補充營養(yǎng),分別置于16、24、32、40 ℃的人工氣候箱內,相對濕度均為70%±10%,光周期均為L∶D=14 h∶10 h。夜蛾黑卵蜂寄生卵塊48 h后,將寄主卵塊取出放入新的玻璃試管中,繼續(xù)培養(yǎng)直至子代出蜂。每天觀察并記錄出蟲數(shù)、羽化率、雌雄蜂數(shù)及子代發(fā)育歷期。每組重復20次。

1.5 濕度對夜蛾黑卵蜂寄生能力的影響

選用含200粒健康飽滿卵粒的草地貪夜蛾單層卵塊,置于玻璃試管中,分別引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂,在玻璃試管壁蘸有10%蜂蜜水供其補充營養(yǎng),分別置于相對濕度為40%、60%、80%的人工氣候箱內,溫度均為(24±1) ℃,光周期均為L∶D=14 h∶10 h。夜蛾黑卵蜂寄生卵塊48 h后,將寄主卵塊取出放入新的玻璃試管中,繼續(xù)培養(yǎng)直至子代出蜂。每天觀察并記錄出蟲數(shù)、羽化率、雌雄蜂數(shù)及子代發(fā)育歷期。每組重復20次。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

1.6.1 數(shù)據(jù)處理 對每天觀察記錄數(shù)據(jù)進行分析,依據(jù)對照組每天的出蟲數(shù)計算有效卵粒數(shù)、寄生率、子蜂羽化率、雌性比、子蜂生長發(fā)育歷期等參數(shù)。

1.6.2 數(shù)據(jù)分析 所有數(shù)據(jù)均用Excel 2019匯總并通過SPSS 22.0軟件進行分析,采用Duncan氏新復極差法(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±標準誤”表示。

2 結果與分析

2.1 不同寄生時間對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂發(fā)育歷期的影響

如表1所示,寄生不同時間對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率及子蜂發(fā)育歷期均有顯著影響(P<0.05),對子蜂雌性化無顯著影響(P>0.05)。夜蛾黑卵蜂寄生草地貪夜蛾卵48 h后其寄生效果顯著高于寄生24 h(P<0.05),寄生率、羽化率分別為91.92%、54.97%,夜蛾黑卵蜂單蜂能寄生150.65粒草地貪夜蛾卵。但隨著時間的延長,寄生時間對子蜂雌性比無顯著影響(P>0.05)。隨著寄生時間的增加,夜蛾黑卵蜂子蜂發(fā)育歷期會明顯縮短(P<0.05),寄生48 h的子蜂生長發(fā)育歷期為9.73 d。

表1 寄生不同時間對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂發(fā)育歷期的影響

2.2 單蜂、多蜂寄生對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂發(fā)育歷期的影響

寄生密度對夜蛾黑卵蜂的寄生能力有顯著影響,表2表明,夜蛾黑卵蜂單蜂和多蜂寄生對其寄生率、羽化率、雌性比及子蜂發(fā)育歷期均有顯著影響。夜蛾黑卵蜂多蜂寄生的寄生率、子蜂羽化率顯著高于單蜂寄生(P<0.05),寄生率達100%,羽化率也高達89.82%,且夜蛾黑卵蜂多蜂寄生48 h后子蜂發(fā)育歷期顯著短于單蜂寄生(P<0.05)。但夜蛾黑卵蜂單蜂寄生時雌性比顯著高于多蜂寄生(P<0.05),子蜂雌性比達84.13%。

表2 單蜂、多蜂寄生對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂發(fā)育歷期的影響

2.3 溫度對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比以及子蜂發(fā)育歷期的影響

不同溫度對夜蛾黑卵蜂的寄生能力有顯著影響。24 ℃時,夜蛾黑卵蜂寄生草地貪夜蛾卵效果最佳,其寄生率為96.41%,夜蛾黑卵蜂單蜂可寄生卵粒數(shù)158粒,顯著高于其他溫度(P>0.05)。溫度40 ℃已超過夜蛾黑卵蜂及其寄主生存溫度的上限,在此高溫下草地貪夜蛾卵不孵化,夜蛾黑卵蜂不能成功寄生。夜蛾黑卵蜂羽化率在24 ℃條件下顯著高于16 ℃和32 ℃(P<0.05),16與32 ℃之間夜蛾黑卵蜂羽化率不存在顯著差異(P>0.05)。在24 ℃下,夜蛾黑卵蜂子蜂雌性比顯著高于32 ℃(P<0.05),但與16 ℃相比不存在顯著差異(P>0.05)。研究表明,溫度對夜蛾黑卵蜂子蜂發(fā)育歷期有顯著影響,隨著溫度的升高,其子蜂發(fā)育歷期明顯縮短(P<0.05),當溫度為32 ℃時夜蛾黑卵蜂子蜂發(fā)育歷期最短(6.65 d),當溫度為16 ℃時,夜蛾黑卵蜂子蜂發(fā)育歷期可長達45.60 d(表3)。

表3 溫度對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂發(fā)育歷期的影響

2.4 濕度對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比以及子蜂發(fā)育歷期的影響

相同溫度條件下,不同濕度也會對夜蛾黑卵蜂的寄生能力產(chǎn)生一定影響。相對濕度為40%和80%時,夜蛾黑卵蜂寄生草地貪夜蛾效果顯著高于濕度60%(P<0.05),寄生率分別為92.56%和96.41%。但是在不同濕度條件下,夜蛾黑卵蜂羽化率及子蜂雌性比均無顯著性差異(P>0.05)。同時隨著濕度的升高,夜蛾黑卵蜂子蜂發(fā)育歷期會有明顯縮短(P<0.05),當相對濕度達到80%時,夜蛾黑卵蜂子蜂生長發(fā)育歷期為9.87 d(表4)。

表4 濕度對夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂發(fā)育歷期的影響

3 結論與討論

寄生蜂在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中對害蟲的發(fā)生起著重要的控制作用。本研究團隊在前期安徽省草地貪夜蛾天敵資源調查工作中發(fā)現(xiàn),夜蛾黑卵蜂是草地貪夜蛾卵期的優(yōu)勢寄生性天敵[12]。基于夜蛾黑卵蜂在草地貪夜蛾防治中較好的防治效果,該蜂的研究引起了國內外學者的廣泛關注。但目前國內尚未實現(xiàn)夜蛾黑卵蜂的大規(guī)模擴繁,建立規(guī)模化擴繁夜蛾黑卵蜂的技術體系是發(fā)揮該蜂在草地貪夜蛾生物防治中作用的基礎。已有研究團隊開展了關于夜蛾黑卵蜂替代寄主的研究,并篩選出比較理想的夜蛾黑卵蜂擴繁中間寄主[7,17]。寄生蜂的寄生能力是評價其控害能力的重要依據(jù),目前尚未見到關于其他影響因子對該蜂寄生效果的研究。

本研究分析了寄生時間、寄生密度、溫度及濕度對夜蛾黑卵蜂寄生能力的影響。結果表明,隨著夜蛾黑卵蜂寄生時間的延長,其寄生能力增加,且寄生48 h后子代羽化率顯著高于寄生24 h,研究表明夜蛾黑卵蜂要實現(xiàn)對寄主的充分寄生需要一定時間,且寄生較長時間更有利于子代成蜂的羽化。該結果與楊瑩等[18]研究結果一致,但寄生時間也不宜過長,因此在大規(guī)模擴繁夜蛾黑卵蜂的過程中,推薦夜蛾黑卵蜂寄生48 h為最佳寄生時間。

空間大小是影響寄生蜂寄生能力的一個重要因子,當寄生蜂的密度較低時,單頭雌蜂不易受到其他寄生蜂個體干擾,子代雌性比較高;但隨著寄生蜂密度的增加,個體之間會相互影響,從而影響其寄生效率。對于夜蛾黑卵蜂的田間應用效果來說,雌性比是寄生蜂發(fā)揮寄生作用的關鍵因子,研究發(fā)現(xiàn),多蜂寄生時寄生率和羽化率顯著高于單蜂寄生,但雌性比顯著低于單蜂寄生,綜合權衡經(jīng)濟效益,在夜蛾黑卵蜂規(guī)模化擴繁中要選擇合適密度寄生蜂進行寄生。

溫度和濕度會影響寄生蜂的生長發(fā)育過程,在一定溫度范圍內,寄生蜂生長發(fā)育速率與溫度成正相關,與壽命長短成反比,溫度越高,生長速率越快。研究發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高,夜蛾黑卵蜂的發(fā)育歷期逐漸縮短,綜合考慮寄生率和羽化率等因素,推薦夜蛾黑卵蜂規(guī)?；瘮U繁的最適溫度為24 ℃、最佳相對濕度為40%或80%。

夜蛾黑卵蜂在草地貪夜蛾的生物防治中具有巨大的應用前景,該研究摸索了夜蛾黑卵蜂飼養(yǎng)過程中的不同影響因子對其寄生能力的影響,并明確了夜蛾黑卵蜂子代雌性比的影響因素,本研究可為夜蛾黑卵蜂的大規(guī)模擴繁提供技術指導。