张李香, 范锦胜, 王贵强*

(1.黑龙江大学农业资源与环境学院,哈尔滨 150080; 2.中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨 150080)

草地螟成虫期补充营养与其生殖力的关系

张李香1,2, 范锦胜1, 王贵强1*

(1.黑龙江大学农业资源与环境学院,哈尔滨 150080; 2.中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨 150080)

[目的]明确草地螟成虫期营养质量与生殖力之间的关系,为探索草地螟综合治理的新途径提供理论依据。[方法]应用实验生物学技术室内研究了草地螟成虫羽化后逐日取食10%蜂蜜水(Ⅰ组)、5%蜂蜜水(Ⅱ组)、羽化后当日取食10%蜂蜜水,而后逐日取食清水(Ⅲ组)和羽化后逐日取食清水(Ⅳ组)4种营养液对成虫寿命和生殖力的影响。[结果]成虫期饲喂不同的营养物质对其产卵前期、产卵量与雌蛾平均寿命影响显著,但对雄蛾的平均寿命及卵的孵化率无显著影响。取食试验Ⅰ组的雌蛾其产卵前期(5.71 d)、产卵量(359.14粒/头)及平均寿命(21.0 d)高于Ⅱ组、Ⅲ组及Ⅳ组的;取食试验Ⅰ组、Ⅱ组的雌蛾,其产卵历期分别为 10.57、8.0 d,两处理间差异不显著;取食试验Ⅲ组、Ⅳ组的雌蛾,其产卵历期分别为4.0、3.14 d,两处理间虽无显著差异,却显著短于取食Ⅰ组、Ⅱ组的产卵历期。[结论]草地螟雌成虫期营养质量是影响草地螟种群变动的重要因素。

草地螟; 成虫期营养; 生殖能力

草地螟(LoxostegesticticalisL.)隶属鳞翅目螟蛾科,为一世界广布、突发性害虫[1],其幼虫具群集性、转主为害性及杂食性等特点[1-3],往往造成农牧业生产上的巨大损失[3-4]。中国东北地区是草地螟的重发区[5],黑龙江省又是草地螟主要迁入危害区,其中黑龙江中西部的齐齐哈尔、大庆、绥化、黑河、哈尔滨等常年干旱农牧区更是常发区,大暴发年也会波及东部的佳木斯、牡丹江市部分市县及北部大兴安岭地区[6]。草地螟在黑龙江省主要为害大豆、苜蓿、甜菜、向日葵等作物[7]。近年来随着农田耕作栽培制度的改变,农田生态环境相应亦发生了较大的变化,致使草地螟的为害呈现加重趋势。因此,及时有效地防控草地螟已成为当前植保工作的热点课题。以往在昆虫种群发生与密度波动研究中,认为生殖力是维持其种群密度的关键因素,而营养因素又是影响昆虫生殖力的最重要的生态学因素之一[8-9]。现有研究表明,草地螟成虫期需要补充营养,有取食花蜜的习性[10],成虫取食花蜜可明显提高其产卵数量[11],显见自然界中蜜源植物的种类及分布对其补充营养具有重要意义。然而,目前国内外关于草地螟成虫期营养与其产卵量关系的报道甚少[11-12]。因此,本研究选择不同质量的营养液饲喂新羽化的草地螟成虫,观测营养质量与生殖力之间的关系,为探索草地螟综合治理的新途径提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 虫源及幼虫饲养

草地螟成虫采自黑龙江大学校园的草坪绿地,卵孵化后幼虫用藜(Chenopodium albumL.俗名灰菜)饲养。成虫和幼虫的饲养条件为(26±1)℃,L∥D=16 h∥8 h,RH70%～80%。

1.2 成虫生殖力的观测

将当日羽化的成虫配对,分别置于320 mL塑料养虫杯内(杯口罩有200目的尼龙纱)。成虫期补充营养试验,按羽化后逐日饲喂10%蜂蜜水(Ⅰ组)、羽化后逐日饲喂5%蜂蜜水(Ⅱ组)、羽化后当日饲喂10%蜂蜜水,而后逐日饲喂清水(Ⅲ组)和羽化后逐日饲喂清水(Ⅳ组)。每天更换成虫期营养液及养虫杯,记录成虫产卵量和存活情况,直至成虫死亡。每个处理分别观测20对成虫。成虫生殖力主要用平均产卵量、产卵前期、产卵历期、成虫寿命以及卵孵化率来表示。

1.3 数据的统计分析

各试验处理间的不同参数经方差分析统计差异显著后,用 Duncan多重比较法进行差异显著性测定。

2 结果与分析

2.1 成虫的繁殖力和寿命

草地螟成虫羽化后补充不同营养物质对成虫生殖力各项指标影响的观测结果如表1所示。草地螟成虫期补充营养对雌蛾产卵前期、产卵量及寿命的影响显著(p＜0.05)。成虫羽化后逐日取食Ⅳ组营养物质的雌蛾其产卵前期缩至最短,而成虫期逐日取食Ⅰ组营养物质的雌蛾其产卵前期明显延长,两处理之间的产卵前期时间相差1.71 d(p＜0.05),表明草地螟成虫羽化后逐日取食清水对成虫的生殖具有促熟作用,导致草地螟雌蛾卵巢发育加速,卵发育成熟提前,产卵前期显著缩短。对比试验中,取食Ⅰ组营养物质的雌蛾其平均产卵量最多,取食Ⅲ组营养物质的雌蛾平均产卵量最少,两处理之间相差196.14粒/头。尽管逐日取食Ⅰ组营养物质的雌蛾的产卵历期比取食Ⅱ组营养物质的长2.57 d,但方差分析结果表明其差异并不显著(p＞0.05);成虫羽化后逐日取食Ⅳ组营养物质的雌蛾,其产卵历期最短,比羽化后取食Ⅲ组营养物质的雌蛾的产卵历期虽然平均缩短约0.86 d,但是两处理之间的差异并未达到显著水平(p＞0.05)。成虫期逐日取食Ⅰ组营养物质的雌蛾,其存活时间最长,平均寿命比逐日取食Ⅳ组营养物质的雌蛾寿命长10.86 d。然而,成虫期补充营养对草地螟雄蛾的寿命并无显著影响(p＞0.05)。

表1 成虫期营养对草地螟生殖的影响1)

2.2 成虫逐日产卵概率和逐日存活率

草地螟雌成虫羽化后取食4种不同营养物质后的逐日产卵概率和逐日存活率见图1～4。草地螟雌成虫羽化后取食4种不同营养物质的产卵量呈现明显的动态变化。统计分析不同营养物质对供试雌蛾逐日产卵概率的结果表明:取食Ⅰ组营养物质的雌蛾,其产卵高峰日发生在羽化后的第8天,至第11天后产卵量开始下降,第25天产卵终止(图1);取食Ⅱ组营养物质的雌蛾,其产卵高峰日发生在羽化后的第11天,随后产卵量急剧下降,并于第20天产卵终止(图2);羽化后逐日取食Ⅲ组营养物质的雌蛾,其产卵高峰发生在羽化后的第8天,第9天始产卵量骤降,至第15天产卵终止(图3);逐日取食Ⅳ组营养物质的雌蛾,其产卵高峰发生在羽化后第4天,第6天后产卵量骤减,至第9天产卵终止(图4)。取食Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组营养的雌蛾,分别在羽化后第9、7、7天和第6天开始出现死亡。比较4种不同营养物质饲喂供试成虫的逐日产卵概率和逐日存活率的试验结果还表明:草地螟雌性成虫在产卵结束后,仍会继续存活取食一段时间,取食Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组和Ⅳ组营养物质的雌性成虫,分别于羽化后的27、25、17 d和18 d全部死亡。

2.3 卵孵化率

试验结果经方差分析表明:草地螟成虫期补充营养对卵的孵化率并无影响(图5),4种处理中卵的孵化率均超过89%。即使是取食清水的草地螟雌蛾,其卵的孵化率也达到96.76%。由此可见,草地螟雌蛾即便取食清水也不影响其卵巢发育,并可产出成熟可孵化的卵,此特性对其种群延续繁衍具有重要的生物学意义。虽然取食Ⅰ组营养物质雌蛾产的卵孵化率(89.85%)低于取食另外3组处理雌蛾的卵孵化率,但由于其产卵数量大(359.14粒/头),显著高于取食Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组营养物质雌蛾的产卵数量,因此,草地螟种群数量的增长仍以取食Ⅰ组营养物质的居高。

图5 成虫期营养对草地螟卵孵化率的影响

3 讨论

关于昆虫成虫期营养在其生殖生物学中的作用已有报道,尤其是直翅目、半翅目、鞘翅目、鳞翅目等昆虫,其成虫羽化后需要继续取食一段时间,以补充营养促进性细胞的发育成熟。例如:某些吸血类昆虫成虫期取食富含蛋白质的血液,可为卵黄发生和卵巢发育所需蛋白质的合成提供丰富的氨基酸[13];七星瓢虫成虫期取食的食料与其产卵量存在显著的相关性[14];某些鳞翅目昆虫成虫期取食富含碳水化合物的蜜源植物后,其卵巢发育程度与成虫期营养质量呈现显著相关特性[13]。本文试验研究结果证实:草地螟成虫期补充营养的成分及取食营养物质所持续的时间是影响其生殖力的重要因子。成虫羽化后逐日取食Ⅰ组营养物质的草地螟雌蛾,其产卵历期、产卵量及寿命均高于取食其他营养物质的雌蛾,表明草地螟雌蛾羽化后取食10%的蜂蜜水有利于提高其生殖力;但取食Ⅰ组营养物质的草地螟雌蛾其产卵前期延长,显示蜜源质量对雌蛾的卵巢发育具有重要的调控作用,但却不能促进雌蛾卵巢的发育速度。羽化后取食Ⅲ组营养物质的草地螟雌蛾,其产卵数量显著低于取食Ⅰ组营养物质雌蛾的产卵量,表明雌蛾取食10%蜂蜜水的持续时间能够显著影响其生殖能力。而羽化后取食Ⅲ组营养物质的草地螟雌蛾,其产卵量低于取食Ⅳ组营养物质的卵量,究其产生这一现象之原因,涉及碳水化合物调控雌蛾生殖生理机制,关于碳水化合物如何影响草地螟雌蛾生殖力的作用机理,还有待进一步的研究和探索。

草地螟成虫羽化后获取营养物质的质和量是影响其种群数量变动的重要因素之一。在自然生态系统中,草地螟羽化后其栖息地附近蜜源的有无和多寡是决定其种群增长的主要因子。而在农田生态系统农业生产实践中,值草地螟成虫羽化盛期适时开展中耕除草,灭杀田间、地埂和农田周围环境的杂草,可减少草地螟成虫期的营养来源;或适时播种农作物,避免草地螟成虫补充营养期与作物盛花期相遇,有效减低草地螟成虫的产卵量,既可有效保护农作物,还可收到良好的生态控制效果。

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[4]张学哲.草地螟的识别与综合防治[J].大豆通报,2007(1):14-16.

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Relationships between the nutritional contents and the fecundity of Loxostege sticticalis L.adults

Zhang Lixiang1,2, Fan Jinsheng1, Wang Guiqiang1
(1.College of Agricultural Resources and Environment,Heilongjiang University,Harbin150080,China;2.Research Institute of Sugarbeet,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Harbin150080,China)

[Objective]It is aimed to understand the relationships between the compensatory nutrition and the fecundity ofLoxostege sticticalisL.,so as to find a new way to control the pest.[Method]The newly emerged moths ofL.sticticalisL.were fed individually with four levels of compensatory nutrition,10%honey dilution every day(I),5%honey dilution every day(Ⅱ),10%honey dilution the first day and then water the rest days(Ⅲ),or water every day in the laboratory(Ⅳ).[Result]The mean pre-oviposition,fecundity and longevity of female moths fed by different nutritions were significantly different;the average in the treatmentⅠwas higher than those of the treatmentsⅡ,ⅢorⅣ,and the mean pre-oviposition,fecundity and longevity of female adults in the treatmentⅠwere 5.71 d,359.14 eggs and 21.0 d,respectively.There were no obvious effects of compensatory nutrition conditions on male adult longevity and egg hatching rate.Furthermore,there were no significant differences on the ovipositional period of female adults between the treatmentⅠandⅡ,or the treatmentⅢandⅣ;their ovipositional period were 10.57 d and 8.0 d,4.0 d and 3.14 d,respectively;but the differences between the treatmentⅠandⅡand the treatmentⅢandⅣwere significant.The female adult age-specific oviposition probability were affected by the compensatory nutrition.[Conclusion]The compensatory nutrition was a key factor affecting the population dynamics.

Loxostege sticticalisL.; compensatory nutrition; fecundity

Q 965

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2011.02.012

2010-03-08

2010-04-11

黑龙江省博士后基金(LBH-Z07031);黑龙江省教育厅科学技术研究面上项目(11531293);国家甜菜产业技术体系建设经费(NYCYTX-25);国家牧草产业技术体系建设经费(NYCYTX-37);黑龙江省国际间合作交流项目(WJ09B03)

*通信作者E-mail:gqwang53@126.com