淡劍灰翅夜蛾在不同溫度下的年齡-齡期生命表

王 鳳, 徐 穎*, 路廣亮

(1. 上海市園林科學規劃研究院, 上海 200232; 2. 上海城市困難立地綠化工程技術研究中心, 上海 200232)

淡劍灰翅夜蛾在不同溫度下的年齡-齡期生命表

王 鳳1,2, 徐 穎1,2*, 路廣亮1

(1. 上海市園林科學規劃研究院, 上海 200232; 2. 上海城市困難立地綠化工程技術研究中心, 上海 200232)

采用年齡-齡期生命表的方法分析了19、22、26、30和33℃恒溫條件對淡劍灰翅夜蛾種群發育的影響。結果表明:在19～33℃范圍內,淡劍灰翅夜蛾各蟲態的發育歷期普遍隨溫度的升高而縮短,33℃下淡劍灰翅夜蛾的總發育歷期最短,為22.5 d，其次為30℃下23.4 d;平均產卵量隨溫度升高先增加后減少,雌成蟲在26℃下繁殖力最高,為550.2粒。世代平均周期在33℃下最短,其次為30℃和26℃下；內稟增長率、周限增長率在30℃下最大,其次為26℃下；22、26℃下凈增殖率均在100以上,表明22～30℃是淡劍灰翅夜蛾種群生長繁殖最適宜的溫度范圍。

淡劍灰翅夜蛾; 溫度; 年齡-齡期兩性生命表; 發育; 繁殖

淡劍灰翅夜蛾Spodopteradepravata是近年來危害高羊茅Festucaarundinacea、狗牙根Cynodondactylon等多種禾本科草坪草的一種重要的鱗翅目害蟲,該蟲在我國多個省市被報道對草坪造成嚴重危害[1-2],蟲口密度高時,可達每平方米數百頭,對草坪造成毀滅性危害,是我國東部地區最為嚴重的草坪害蟲。

溫度是影響昆蟲生長發育、繁殖及種群動態的重要非生物因素之一。利用昆蟲生命表研究溫度對昆蟲種群動態的影響,有助于掌握昆蟲的生物學、發生規律及生命參數等信息。已有的關于溫度對淡劍灰翅夜蛾種群的報道僅從傳統生命表的角度進行了研究[3-6]。但傳統的生命表只考慮了雌蟲繁殖率,忽略了雄蟲對種群的貢獻,也沒有考慮個體間發育速率的差異,其分析結果難以如實反映該蟲種群參數等信息[7]。因此,年齡-齡期兩性生命表對傳統生命表進行了補充和改進,綜合地考慮了雌雄和個體發育速率差異,描述了雌雄兩性的生命過程,其分析結果更接近客觀事實[8-11]。本研究通過組建不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的年齡-齡期兩性生命表,研究了溫度對該蟲生長發育和繁殖的影響,以期為更準確地制定該蟲的綜合治理技術提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料:2016年3月-4月,于上海辰山植物園狗牙根草坪上采集越冬幼蟲,帶回實驗室,用狗牙根草繁殖后,以新產卵塊供試。

儀器:Sanyo MLR-350H人工氣候培養箱,日本三洋電機有限公司。

1.2 方法

1.2.1 溫度對生長發育、存活和繁殖的影響

分別設置19、22、26、30和33℃ 5個溫度梯度的人工氣候培養箱,誤差范圍為±0.5℃,并模擬夏季白天和黑夜的時間比例設置L∥D=14 h∥10 h、(80±5)%相對濕度。

挑選發育良好的卵塊放于底部墊有保濕濾紙的培養皿中開始飼養觀察,每天定時觀察并記錄卵的孵化時間和孵化數、幼蟲的發育歷期及存活情況、幼蟲化蛹時間和數量和成蟲羽化時間數量、產卵時間、產卵量及死亡時間等。每溫度下卵量100～200粒,重復3次。幼蟲用狗牙根草單頭飼養,成蟲以雌雄比1∶1隨機配對,單對飼養,保證每個溫度下至少配成5對。

1.2.2 年齡-齡期生命表的組建與數據分析

參照Chi和Liu[8]、Chi[9]的方法,組建了不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的種群兩性生命表(表略),并利用年齡-齡期兩性生命表軟件[10],對數據進行處理和分析,統計年齡-齡期存活率(Sxj)、繁殖率貢獻值(vxj)、期望壽命(exj)[8-10]和內稟增長率(r)、凈生殖率(R0)、周限增長率(λ)和平均世代周期(T)4個種群參數。試驗所得數據均采用DPS7.05[12]單因素方差分析和Tukey法進行差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 溫度對淡劍灰翅夜蛾發育歷期和繁殖力的影響

不同溫度下淡劍灰翅夜蛾各蟲態的發育歷期、成蟲壽命及繁殖力存在顯著性差異(卵期:F4,13=90.4;幼蟲期:F4,224=729.3;蛹期:F4,154=817.8;總發育歷期:F4,154=1 494.7;雌成蟲壽命:F4,82=17.3;雄成蟲壽命:F4,54=12.5;單雌繁殖力:F4,51=4.4)。在19～33℃范圍內,各蟲態的發育歷期、成蟲壽命普遍隨溫度的升高而明顯縮短,33℃下淡劍灰翅夜蛾的總發育歷期最短,為22.5 d,其次為30℃下的23.4 d,兩者均顯著短于其他溫度;雌、雄成蟲在33℃下壽命最短,分別為1.9、2.2 d,與30℃下雌、雄成蟲壽命無顯著差異;雌成蟲繁殖力隨溫度先升高后降低,26℃下平均產卵量最高,達到550.2粒,而33℃和19℃下平均產卵量顯著低于26℃(表1)。

表1溫度對淡劍灰翅夜蛾各蟲態發育歷期和繁殖力的影響1)

Table1EffectsoftemperatureondevelopmentaldurationandfecundityofSpodopteradepravata

溫度/℃Temperature各蟲態發育歷期/dDevelopmentaldurationofdifferentstages卵期Egg幼蟲期Larva蛹期Pupa總發育歷期/dTotaldevelopmentalduration雌成蟲壽命/dFemaleadultlongevity雄成蟲壽命/dMaleadultlongevity平均產卵量/粒Numberofeggslaidperfemale19(8．8±0．4)a(37．1±3．3)a(19．4±1．5)a(64．5±3．6)a(7．7±3．2)a(8．9±3．3)a(273．5±167．7)b22(5．8±0．4)b(29．1±3．7)b(13．5±1．8)b(46．4±5．2)b(7．2±3．2)ab(7．7±1．9)ab(353．6±208．7)ab26(4．3±0．5)c(19．4±2．0)c(9．5±0．9)c(31．7±1．4)c(4．8±2．5)bc(5．1±2．3)b(550．2±197．9)a30(3．0±0．0)d(15．0±1．7)d(5．9±0．7)d(23．4±1．2)d(3．3±2．0)cd(2．4±1．5)c(321．3±307．3)ab33(3．3±0．5)cd(13．8±1．7)d(6．0±1．1)d(22．5±1．6)d(1．9±1．4)d(2．2±1．4)c(120．8±77．2)b

1) 表中數據為平均數±標準誤。同列數據后不同字母表示經Tukey法檢驗差異顯著(P<0.05)。

Data in the table are mean±SE.Different lowercase letters within the same column indicate significant differences atP<0.05 level by Tukey test.

2.2 溫度對淡劍灰翅夜蛾存活率、期望壽命和繁殖率貢獻值的影響

淡劍灰翅夜蛾在30℃下存活率最高,約82%的幼蟲能完成生命周期,其余溫度下幼蟲存活率介于60%～70%。19、22℃下該蟲分別發育至83 d和61 d即全部死亡,26℃下發育至41 d全部死亡,30℃和33℃下分別于發育213 d和83 d后全部死亡(圖1)。

不同溫度下,淡劍灰翅夜蛾期望壽命隨年齡的增加逐漸下降。且隨著溫度上升,期望壽命逐漸縮短,其中19℃下期望壽命最長,初產卵的期望壽命達到66.58 d,33℃下期望壽命最短,為23.35 d(圖2)。

不同溫度下,淡劍灰翅夜蛾各蟲態的繁殖率貢獻值隨著年齡增加而增加,直至成蟲期達到最大值。成蟲期的繁殖率貢獻值隨溫度的上升呈先升高后降低的趨勢,其中在22℃和26℃下均達到472頭/雌,其他溫度下的繁殖率貢獻值均低于350頭/雌。且隨著溫度的升高,繁殖率貢獻值達到最高峰的年齡逐漸縮短,33℃下在25 d達到最高峰,而19℃下在61 d才達到貢獻值最高峰(圖3)。

圖1 不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的年齡-齡期存活率(Sxj)Fig.1 Age-stage survival rate (Sxj) of Spodoptera depravata at different temperatures

圖2 不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的期望壽命(exj)Fig.2 Life expectancy (exj) of Spodoptera depravata at different temperatures

2.3 溫度對淡劍灰翅夜蛾種群參數的影響

不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的種群參數差異顯著,其中內稟增長率、周限增長率在26～30℃下顯著大于其他溫度,分別為0.14、0.15和1.15、1.17;凈增殖率在26℃下最大,達129.50,其次在22℃下,為100.17。世代平均周期在19℃下最長,為68.06 d(rm:F4,10=24.9;R0:F4,10=147.4;T:F4,10=34.0;λ:F4,10=35.3)(表2)。

3 討論

生命表是研究昆蟲種群動態和害蟲預測預報的重要工具。年齡-齡期兩性生命表在傳統生命表的基礎上,綜合考慮了個體間發育的差異性和雌雄兩性對種群的貢獻值,準確統計了昆蟲的存活率、生命期望、繁殖率貢獻值、種群參數等信息。結果表明,不同溫度下幼蟲期存活率是影響種群動態的關鍵因素,30℃下淡劍灰翅夜蛾幼蟲期的存活率最高。期望壽命隨年齡的增加和溫度的上升逐漸縮短。成蟲期對種群的貢獻值最大,并隨溫度的上升呈先升高后降低的趨勢。因此,該結果可為野外淡劍灰翅夜蛾的綜合治理提供科學指導:幼蟲期和成蟲期是該蟲防治的關鍵節點,建議選擇在幼蟲高峰期開展藥劑防治或在成蟲期使用燈光誘殺。

圖3 不同溫度下淡劍灰翅夜蛾的繁殖率貢獻值(vxj)Fig.3 Reproductive values (vxj) of Spodoptera depravata at different temperatures

表2 溫度對淡劍灰翅夜蛾種群參數的影響1)

1) 表中數據為平均數±標準誤。同列數據后不同字母表示經Tukey法檢驗差異顯著(P<0.05)。

Data in the table are mean±SE.Different lowercase letters within the same column indicate significant differences atP<0.05 level by Tukey test.

研究結果表明,在19～33℃范圍內,淡劍灰翅夜蛾都能完成整個世代,且不同溫度下淡劍灰翅夜蛾各蟲態的發育歷期、成蟲壽命、平均產卵量和種群參數存在顯著差異。總發育歷期在33℃下最短,為22.5 d,其次為30℃下；雌成蟲在26℃下繁殖力最高,為550.2粒,其次為30、22℃,均在300粒以上；26℃下凈增殖率最大,其次是22℃,均大于100。綜合分析認為22～30℃是該蟲發育繁殖的最適溫度范圍。這一結果與野外的調查基本吻合,該蟲在上海地區7-11月份嚴重為害狗牙根草坪。結果還顯示,淡劍灰翅夜蛾成蟲在恒溫33℃下單雌產卵量僅為120.8粒,表明高溫不利于其種群的繁殖,這與野外調查情況稍有差異,究其原因,可能是野外昆蟲的發育繁殖主要由自然變溫決定,而本研究結果主要在恒溫條件下飼養觀察而得。目前大多數關于溫度對昆蟲種群影響的研究都是在恒溫條件下開展的,然而昆蟲在野外通常處于自然變溫的大環境中,恒溫條件下的數據只能反映昆蟲種群動態的趨勢,因此自然變溫條件下的研究有助于更準確地指導該蟲的科學防控。此外,本研究中不同溫度下各蟲態的發育歷期明顯比張宏等[6]的研究結果長,分析原因主要是飼喂寄主的不同。昆蟲種群的發育繁殖還受到光周期、寄主營養等因素的影響,關于光照、寄主等其他因素對淡劍灰翅夜蛾生長發育繁殖的影響后續有必要進一步研究,以便全面了解不同因素對該蟲種群動態的影響。

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(責任編輯： 田 喆)

Theage-stagelifetablesofSpodopteradepravataatdifferenttemperatures

Wang Feng1,2, Xu Ying1,2, Lu Guangliang1

(1.ShanghaiAcademyofLandscapeArchitectureScienceandPlanning,Shanghai200232,China; 2.ShanghaiEngineeringResearchCenterofLandscapingonChallengingUrbanSites,Shanghai200232,China)

The developmental duration and fecundity ofSpodopteradepravatawere investigated and the age-stage life tables were constructed at five constant temperatures (19, 22, 26, 30 and 33℃). The developmental duration ofS.depravatawere decreased with the temperature increasing from 19℃ to 33℃. The minimum of total developmental duration was 22.5 d at 33℃,followed by 23.4 d at 30℃, and the maximum of egg-laying per female adult was 550.2 eggs at 26℃. The mean generation time ofS.depravatawas the shortest at 33℃, followed by 30℃ and 26℃. The intrinsic increase rate and finite increase rate were the largest at 30℃, followed by 26℃, and the net reproductive rate at 26℃ and 22℃ were both more than 100. The results indicated that 22-30℃ is the optimal temperature range for development and reproduction ofS.depravata.

Spodopteradepravata; temperature; age-stage life table; development; reproduction

2017-03-07

2017-04-17

上海市科技人才計劃(14YF1414100);上海市綠化和市容管理局攻關項目辰山科研專項(G142437)

* 通信作者 E-mail:xuying20002@163.com

S 433.4

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.017