草地貪夜蛾在安徽地區(qū)越冬能力初探

謝明惠 鐘永志 陳浩梁 林璐璐 張光玲 徐麗娜 王振營 張金平 張峰 蘇衛(wèi)華

摘要 草地貪夜蛾的生長發(fā)育、繁殖和分布與環(huán)境溫度密切相關(guān)，為探明該蟲在安徽地區(qū)的越冬能力，本研究利用人工接蟲的方式模擬草地貪夜蛾冬季的田間存活狀態(tài)，調(diào)查幼蟲存活率、齡期、植株被害率，并利用線性模型預(yù)測草地貪夜蛾田間發(fā)育歷期。結(jié)果表明：草地貪夜蛾在田間平均氣溫低于10℃并持續(xù)8～10 d時死亡率達到100%;10月15日接入的草地貪夜蛾幼蟲無法完成完整世代周期，但仍能為害玉米幼苗，接蟲后30 d玉米植株的被害率均達100%;根據(jù)模型公式，采用10月15日至11月18日期間的溫度預(yù)測發(fā)育歷期，得到卵、幼蟲、蛹以及整個世代的發(fā)育歷期分別為9.23、46.86、40.70、69.38 d。本研究初步探明了草地貪夜蛾在安徽地區(qū)的越冬規(guī)律，研究結(jié)果為蟲情監(jiān)測和防控提供科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞 草地貪夜蛾; 越冬能力; 發(fā)育歷期; 被害率

中圖分類號： S431.2

文獻標識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019707

Potential overwintering ability of fall armyworm Spodoptera frugiperda （J.E. Smith） in Anhui province

XIE Minghui1#， ZHONG Yongzhi1#， CHEN Haoliang1， LIN Lulu1， ZHANG Guangling1， XU Lina1，

WANG Zhenying2， ZHANG Jinping3， ZHANG Feng3， SU Weihua1

（1. Institute of Plant Protection and Agro-products Safety， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031， China;

2. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China;

3. MARA-CABI Joint Laboratory for Bio-safety， Beijing 100193， China）

Abstract

The growth， development， reproduction and distribution of Spodoptera frugiperda are closely related to environmental temperature. In order to clarify the overwintering ability of the insect in Anhui， artificial inoculation was used to simulate the survival status of S.frugiperda in winter. The larval survival rate， age and damage rate to plant were investigated， and the linear development model was used to predict the field development duration of different instars. The results showed that the mortality was 100% when the average temperature was below 10℃ for 810 days. The larvae inoculated on October 15 could not complete the full generation cycle. However， they could still damage corn， and the damage rate was 100% 30 d post inoculation. According to the temperatures between October 15 and November 18， the predicted developmental duration of eggs， larvae， pupae and the entire generation was 9.23 d， 46.86 d， 40.70 d and 69.38 d， respectively. The results provided scientific basis for monitoring and control of insect pests.

Key words

Spodoptera frugiperda; overwintering ability; developmental duration; damage rate

草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda （J.E.Smith）屬于鱗翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae灰翅夜蛾屬Spodoptera，俗稱秋黏蟲（fall armyworm）[12]，原產(chǎn)于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū)，分別于2016年和2018年入侵非洲和亞洲并迅速蔓延[35]。2019年1月草地貪夜蛾由緬甸入侵我國云南省并大規(guī)模擴散[6]，截至2019年9月已在安徽省16市89區(qū)（縣）發(fā)現(xiàn)該蟲為害[78]。草地貪夜蛾具有遠距離遷飛、寄主范圍廣、繁殖能力強等特點，在玉米、小麥、甘蔗、高粱等糧食作物上造成嚴重的經(jīng)濟損失[910]。目前，草地貪夜蛾已經(jīng)擴散至我國20余個省（區(qū)、市），并繼續(xù)向我國北部擴散，嚴重威脅我國玉米生產(chǎn)安全。

草地貪夜蛾的生長發(fā)育與外界環(huán)境溫度密切相關(guān)，低溫會導(dǎo)致其生長速率降低，世代周期延長[1112]。安徽地區(qū)作為草地貪夜蛾的重點防范區(qū)，其為害周期和越冬能力關(guān)系到該蟲在安徽地區(qū)的為害時期和寄主范圍。已有調(diào)查發(fā)現(xiàn)，草地貪夜蛾在安徽地區(qū)為害早播小麥，苗株被害率達77.51%[13]，但該蟲在安徽地區(qū)冬季的越冬情況還未知。因此，本研究通過人工接蟲的方式研究草地貪夜蛾在安徽地區(qū)的越冬情況，進而為該蟲的監(jiān)測和防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

草地貪夜蛾幼蟲于2019年7月-8月采自安徽省池州市東至縣勝利鎮(zhèn)阜康村（116.92°E， 30.35°N）玉米田，在人工氣候室內(nèi)飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件為溫度（25±1）℃，相對濕度（70±5）%，光周期L∥D=16 h∥8 h。待飼養(yǎng)至成蟲交配產(chǎn)卵后，用玉米葉和人工飼料完成室內(nèi)繼代飼養(yǎng)，人工飼料配方參照李子園等[14]的飼料Ⅱ并改進。

1.2 玉米種植和調(diào)查方法

調(diào)查地點位于安徽省農(nóng)業(yè)科學院院內(nèi)試驗田（117.25°E， 31.89°N）。玉米于9月5日播種，種植

密度約10～15株/m2，10月15日接入草地貪夜蛾幼蟲。每小區(qū)面積為4 m2，用紗網(wǎng)罩住整個小區(qū)以防幼蟲逃逸，每小區(qū)接4頭1齡幼蟲、2頭2齡幼蟲、1頭3齡幼蟲，重復(fù)5次。每天記錄草地貪夜蛾幼蟲的存活、死亡數(shù)量和齡期，每3天調(diào)查玉米的受害情況。

1.3 氣象數(shù)據(jù)

氣象數(shù)據(jù)由小型氣象站監(jiān)測，并由Campbell Scientific公司的CR300系列測量和控制數(shù)據(jù)記錄儀實時記錄田間環(huán)境溫度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)的平均值和標準誤用 SPSS 16.0軟件計算，使用Excel 2007繪圖。草地貪夜蛾各發(fā)育階段的發(fā)育速率與溫度關(guān)系的數(shù)學模型參考何莉梅等的線性模型：V（T）=a+bT計算[15]。其中，a、b為模型參數(shù)，V（T）為各發(fā)育階段的發(fā)育速率，T為溫度。

2 結(jié)果與分析

2.1 草地貪夜蛾幼蟲存活率與環(huán)境溫度的關(guān)系

草地貪夜蛾幼蟲存活率和日均溫度的關(guān)系見圖1。草地貪夜蛾的田間存活率大幅度下降出現(xiàn)在10月30日和11月26日兩個時間點。

10月25日-28日環(huán)境氣溫小幅度波動（氣溫下降5℃左右），之后幼蟲的平均存活率由91.43%（10月29日）降至68.57%（10月30日）。

死亡幼蟲均為接種時的1齡幼蟲;11月26日環(huán)境平均溫度由13.19℃降至3.88℃，且11月26日至12月4日平均氣溫均不足8℃，幼蟲存活率由54.29%逐漸降至0;11月18日至19日，氣溫由14.48℃降至7.64℃，但是溫度又快速回升至10℃以上，此時草地貪夜蛾的田間存活率未出現(xiàn)明顯變化。由此我們得出：1齡幼蟲的抗寒能力低于2齡和3齡幼蟲;環(huán)境平均溫度高于12℃時，田間草地貪夜蛾幼蟲可以取食為害玉米植株;當日均溫度低于10℃，并持續(xù)8～10 d，草地貪夜蛾幼蟲不能存活。

2.2 草地貪夜蛾在田間的發(fā)育歷期

根據(jù)田間調(diào)查的幼蟲齡期統(tǒng)計得到試蟲的發(fā)育歷期（圖2）。在所有接入的幼蟲中，僅有3頭發(fā)育至5齡，1頭發(fā)育至6齡且未有幼蟲化蛹。1～5齡平均發(fā)育歷期分別為12.97、16.80、18.20、18.33 d和13.00 d。由此可見，當環(huán)境溫度遠低于生長發(fā)育適宜溫度時，草地貪夜蛾的發(fā)育歷期延長，生長速率明顯下降。田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2019年10月上旬仍存在少量草地貪夜蛾的卵，且能正常孵化，由此推測10月以后孵化的幼蟲在安徽地區(qū)將不能完成整個世代。

2.3 玉米田植株被害情況

從圖3可以看出，玉米植株的被害率隨著時間的推移逐漸增加，接蟲后18 d被害率超過50%，接蟲后30 d被害率達到100%。田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，草地貪夜蛾幼蟲鉆入玉米喇叭口內(nèi)取食最幼嫩的葉片，待中心葉片被取食完后轉(zhuǎn)移到其他植株繼續(xù)為害。因而，10月以后孵化的幼蟲在安徽地區(qū)雖然不能完成整個世代，但是對田間作物的為害依然不能忽視。草地貪夜蛾幼蟲取食量大，仍然需要加強監(jiān)測，及時防治。

2.4 草地貪夜蛾田間發(fā)育歷期預(yù)測值分析

根據(jù)何莉梅等得出的草地貪夜蛾各發(fā)育階段的發(fā)育速率與溫度關(guān)系的數(shù)學模型V（T）=a+bT預(yù)測草地貪夜蛾在田間發(fā)育歷期（圖4）[15]。根據(jù)模型公式，將11月19日以后的田間實際測量溫度代入模型計算出來發(fā)育歷期預(yù)測值多為負值，故我們采用10月15日至11月18日期間的溫度來預(yù)測發(fā)育歷期，得出卵的發(fā)育歷期為9.23 d，幼蟲的發(fā)育歷期為46.86 d，蛹的發(fā)育歷期為40.70 d，整個世代的發(fā)育歷期為69.38 d。

3 討論

草地貪夜蛾的生長發(fā)育、繁殖和分布與環(huán)境溫度密切相關(guān)，外界環(huán)境溫度的變化會直接影響昆蟲的新陳代謝速度[1618]。草地貪夜蛾生長發(fā)育的最適宜溫度為26～32℃，在28℃下的世代發(fā)育歷期約為30 d，在15℃和35℃條件下不能完成生活史[15， 1721]。根據(jù)安徽地區(qū)的平均氣溫，草地貪夜蛾于2019年5月從南方入侵安徽起到10月份之前均可完成整個生活史。本研究通過田間人工接蟲的方式調(diào)查草地貪夜蛾在安徽地區(qū)的越冬能力，發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾在田間平均氣溫低于10℃并持續(xù)8～10 d時死亡率達到100%，同時低齡幼蟲的抗寒能力低于高齡幼蟲，1～2 d的短暫低溫（6～8℃）不能造成草地貪夜蛾死亡率明顯增加。已有研究發(fā)現(xiàn)低溫對草地貪夜蛾的耐寒能力具有一定的馴化作用，并認為蛹和成蟲可能是其越冬蟲態(tài)[2223]。本研究中接入的幼蟲為室內(nèi)人工飼養(yǎng)的草地貪夜蛾幼蟲，推斷其抗寒能力低于野外繁殖的幼蟲，因此還需要監(jiān)測安徽地區(qū)冬季草地貪夜蛾在玉米、小麥等寄主的實際發(fā)生動態(tài)，最終確定該蟲在安徽地區(qū)的實際越冬情況。

[15]何莉梅， 葛世帥， 陳玉超， 等. 草地貪夜蛾的發(fā)育起點溫度、有效積溫和發(fā)育歷期預(yù)測模型[J]. 植物保護， 2019， 45（5）： 1826.

[16]趙琳超， 廖用信， 陳壯美， 等. 不同溫度對草地貪夜蛾幼蟲和蛹生長發(fā)育的影響[J].湖南師范大學自然科學學報， 2020，43（11）：4147.

[17]FLORES-MEJIA S， FOURNIER V， CLOUTIER C. Temperature responses of a plant-insect system using a food-web performance approach [J]. Entomologia Experimentalis et Applicata， 2014， 153（2）： 142155.

[18]BROUFAS G D， PAPPAS M L， KOVEOS D S. Effect of relative humidity on longevity， ovarian maturation， and egg production in the olive fruit fly （Diptera： Tephritidae） [J]. Annals of the Entomological Society of America， 2009， 102（1）： 7075.

[19]SPARKS A N. A review of the biology of the fall armyworm [J].Florida Entomologist， 1979， 62（2）： 8287.

[20]ALI A， GAYLOR M J. Effects of temperature and larval diet on development of the beet armyworm （Lepidoptera： Noctuidae） [J]. Annals of the Entomological Society of America， 1990， 83（4）： 725733.

[21]SCHLEMMER M. Effect of temperature on development and reproduction of Spodoptera frugiperda （Lepidoptera： Noctuidae） [D]. Evanston： NorthWest University， 2018.

[22]謝殿杰， 張蕾， 程云霞， 等. 不同飼養(yǎng)溫度對草地貪夜蛾過冷卻點和體液冰點的影響[J]. 植物保護， 2020，46（2）：6271.

[23]張智， 鄭喬， 張云慧， 等. 草地貪夜蛾室內(nèi)種群抗寒能力測定[J]. 植物保護， 2019， 45（6）： 4349.

[24]張磊， 柳貝， 姜玉英， 等. 中國不同地區(qū)草地貪夜蛾種群生物型分子特征分析[J]. 植物保護， 2019， 45（4）： 2027.

[25]劉杰， 姜玉英， 李虎， 等. 草地貪夜蛾為害甘蔗初報[J]. 中國植保導(dǎo)刊， 2019（6）： 3536.

[26]顧偌鋮， 唐運林， 吳燕燕， 等. 重慶地區(qū)取食高粱的草地貪夜蛾與玉米粘蟲腸道細菌比較[J]. 西南大學學報（自然科學版）， 2019， 41（8）： 613.

[27]搜狐網(wǎng). 廣東首次發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害花生， 35萬公頃遭威脅！ [EB/OL]. [20190919]. http：∥www.sohu.com/a/342007603_658625.

[28]趙猛， 楊建國， 王振營， 等. 山東發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾為害馬鈴薯[J]. 植物保護， 2019，45（6）： 8486.

[29]劉銀泉， 王雪倩， 鐘宇巍. 草地貪夜蛾在浙江為害甘藍[J]. 植物保護， 2019，45（6）： 9091.

[30]楊普云， 朱曉明， 郭井菲， 等. 我國草地貪夜蛾的防控對策與建議[J].植物保護， 2019， 45（4）： 16.

[31]郭井菲， 何康來， 王振營. 草地貪夜蛾的生物學特性、發(fā)展趨勢及防控對策[J].應(yīng)用昆蟲學報， 2019， 56（3）： 361369.

[32]王磊， 陳科偉， 鐘國華， 等. 重大入侵害蟲草地貪夜蛾發(fā)生危害、防控研究進展及防控策略探討[J]. 環(huán)境昆蟲學報， 2019， 41（3）： 479487.

（責任編輯：楊明麗）

收稿日期： 20191223?? 修訂日期： 20191230

基金項目：安徽省重大科技項目（201903a06020027）;中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（Y2019YJ06）

致? 謝： 參加本試驗部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀燁斌等同學，特此一并致謝。

通信作者E-mail：suweihua@aaas.org.cn

#為并列第一作者