大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲存活及生長發育的影響

郭明明，廖懷建，鄧 盼，李大維， 李俊領，張俊勤，樊繼偉，陳 鳳*

(1. 江蘇徐淮地區連云港農業科學研究所/連云港市農業科學院，江蘇連云港 222000；2.江蘇省農業科學院休閑農業研究所，南京 210000； 3. 江蘇省農墾農業發展股份有限公司云臺分公司，江蘇連云港 222063；4. 贛榆區城頭鎮農業技術服務中心，江蘇連云港 222131)

豆天蛾ClanisbilineatatsingtauicaMell，屬鱗翅目Lepidoptera天蛾科Sphingidae云紋天蛾亞科Ambulicinae豆天蛾屬Clanis(朱弘復等，1997)。豆天蛾幼蟲，俗稱豆丹，具有5個齡期，主要取食豆類葉片(王賀軍，1988；劉珍等，1991；馮雨艷，2014)，富含蛋白質、維生素、亞油酸、不飽和脂肪酸等營養物質(Cantrilletal.，1993；吳勝軍等，2000；吳福中等，2005；宋開霞，2006)，同時具有降壓、降脂、抗氧化作用(馬潤娣等，1993；楊天奎等，1995；田華等，2012)，是具有高營養、藥用和經濟價值的食用昆蟲。養殖豆丹，已經成為江蘇部分地區農民與農業經濟收入的主要產業。目前，豆丹市場已經輻射到了山東、南京、上海、廣州等地。豆丹生產能力要遠低于黃粉蟲(Loudon，1988；Weaveretal.，1990)，據統計，全國每年通過人工養殖的豆丹產量為3×104t，產值近45億元，而每年對豆丹的需求在10×104t左右，豆丹人工養殖產量遠遠無法滿足人們消費需求。因此，如何提高產量成為豆丹產業急需解決的難題。提高蟲卵質量、增加接蟲量和減少天敵危害，可以提高豆天蛾幼蟲存活率和產量。有研究通過分析豆天蛾幼蟲食葉量和理論養蟲量/m2的相關關系，認為理論養蟲量為24頭/m2時豆天蛾幼蟲產量和效益較好(汪西強等，2002)。溫度和幼蟲發育歷期間存在一定的相關關系(Prützetal.，2005)。還有研究指出，通過提高豆天蛾蟲卵質量、減少天敵、優化飼養環境等措施，可降低豆天蛾幼蟲損失，提高豆天蛾幼蟲存活率(閆茂華，2001)。然而，對于關系豆天蛾幼蟲直接存活與產量的適宜飼養大豆品種和種植密度，還未見相關報道。本研究在連151、H0589、H0592、淮豆9號、H0586、東辛3號、H0573、H165、1604、大青豆10個大豆品種(系)和40 cm×30 cm、40 cm×15 cm 2個種植密度飼養下，通過測定豆天蛾幼蟲存活與生長發育情況，明確適宜的大豆品種和種植密度，為規模化豆天蛾幼蟲人工飼養提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

初羽化豆天蛾成蟲購置于江蘇省農墾農業發展股份有限公司云臺分公司，將初羽化成蟲按照1 ∶1的性比進行配對，置于產卵籠(長1.5 m×寬1.5 m×高1.5 m)中，每籠放置100頭成蟲。待成蟲產卵后，每天16 ∶00收集蟲卵。收集的蟲卵，作為本研究實驗蟲源。

1.2 樣地

實驗于2019年6月-9月在連云港市農業科學院東辛試驗基地進行，實驗田前茬作物為小麥，土壤類型為潮鹽土，0～20 cm土層有機質15.0 g/kg，全氮1.1 g/kg，有效磷54.2 mg/kg，速效鉀314 mg/kg，土壤pH值為7.54。

1.3 實驗設計

實驗采用兩因素裂區設計，以供試大豆品種(系)為主區，種植密度(行距×株距)為裂區，詳見表1。實驗小區面積為10 m2(5 m×2 m)，大豆播種深度為2～3 cm，采用豆丹養殖中常規大豆種植密度，分別設置40 cm×30 cm和40 cm×15 cm兩個水平，每穴留2棵苗，實驗地施氮肥225 kg/ha，其中基追比為5 ∶5。實驗蟲源統一于大豆花芽分化期(播種后28 d左右)接蟲，接蟲方法為將實驗蟲源裝入孵化袋中，接蟲卵量與豆丹常規養殖保持一致，每個孵化袋接15粒蟲卵，將接有蟲卵的孵化袋訂于大豆上部葉片，待蟲卵全部孵化后將孵化袋取下，每小區接蟲量為180粒左右。各小區均設置防蟲網籠罩，同時小區之間用防蟲網隔離，各處理3次重復。實驗地大豆整個生育期未噴施農藥，其余管理措施同高產大田。

表1 大豆品種(系)和種植密度

1.4 測定項目和方法

待接蟲完畢后，于每天9 ∶00調查蟲卵孵化情況；當初孵幼蟲出現后，記錄初孵幼蟲數量，待全部孵化后于每天10 ∶00調查豆天蛾幼蟲生長情況，按照齡期記錄豆天蛾幼蟲存活數量(頭)。根據記錄的數據，統計孵化率、每齡期幼蟲存活率和每齡期發育歷期(d)。

當幼蟲長至5齡末時，采收幼蟲；將每個小區的幼蟲單獨置于長方形塑料盒(長0.71 m×寬0.45 m×高0.18 m)中，使用JH-T1電子秤對每個小區幼蟲質量進行測定，計算豆天蛾幼蟲產量和單頭蟲質量。記錄統計采收豆天蛾幼蟲蟲量(頭)和不同齡期蟲量(頭)，計算豆天蛾幼蟲各齡期比例。同時，每個小區選擇生長發育一致的豆天蛾幼蟲50頭，使用SF2000型電子卡尺對體軀長度進行測量。

1.5 數據分析

實驗數據利用Excel 2010進行整理并計算均值和標準誤差；不同處理間采用Duncan’s新復極差法進行差異顯著性檢驗；利用SPSS 18.0進行雙因素方差分析(Two-way ANOVA)

2 結果與分析

2.1 不同大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲存活的影響

不同大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲存活均有顯著影響(表2)。東辛3號、淮豆9號和H0573飼養條件下，豆天蛾幼蟲蟲量、產量和存活率最高，大青豆飼養的豆天蛾幼蟲蟲量和存活率最低，而豆天蛾幼蟲質量在不同品種(系)飼養下變化不一致。兩個種植密度下，豆天蛾幼蟲蟲量和存活率均表現為中熟大豆品種(系)優于早熟和晚熟品種(系)。大豆不同種植密度間，豆天蛾幼蟲產量差異達到極顯著。10個大豆品種(系)飼養豆天蛾幼蟲，均表現為在40 cm×15 cm種植密度下，豆天蛾幼蟲存活率、蟲量和質量顯著下降，其中淮豆9號和H0592下降幅度最為顯著。豆天蛾幼蟲蟲量和存活率在不同大豆品種(系)和種植密度處理下與豆天蛾幼蟲產量變化趨勢基本一致，表明種植密度在40 cm×30 cm條件下，東辛3號、淮豆9號和H0573飼養的豆天蛾幼蟲存活較好。

2.2 不同大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲蟲體長度的影響

不同種植密度下，10個不同大豆品種(系)飼養豆天蛾幼蟲均表現為隨著幼蟲齡期的增加，蟲體長度逐漸伸長(圖1)，尤其在4齡期之后，蟲體長度伸長較為顯著。連151、淮豆9號、東辛3號和H0573飼養豆天蛾幼蟲各齡期蟲體長度較長，其中東辛3號飼養豆天蛾幼蟲蟲體長度最長，達到92.15 mm。而1604和大青豆飼養豆天蛾幼蟲蟲體長度顯著低于其他品種飼養的豆天蛾幼蟲。綜合大豆品種(系)熟期特性，本實驗條件下，

表2 大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲存活的影響

圖1 大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲蟲體長度的影響Fig.1 Effects of soybean varieties (lines) and planting density on body length of larvae of Clanis bilineata tsingtauic 注：A，連151、H0589、H0592、淮豆9號和H0586等5個大豆品種(系)飼養豆天蛾幼蟲不同齡期蟲體長度；B，東辛3號、H0573、H165、1604和大青豆等5個大豆品種(系)飼養豆天蛾幼蟲不同齡期蟲體長度。Note：A, Body length of larvae at different instar under the raising condition of Lian 151, H0589, H0592, Huaidou 9 and H0586; B, Body length of larvae at different instar under the raising condition of Dongxin 3, H0573, H165, 1604 and Big green soybean.

中早熟大豆品種(系)飼養豆天蛾幼蟲蟲體長度要高于晚熟品種(系)。1齡期豆天蛾幼蟲蟲體長度在兩個種植密度下表現無明顯規律，2～5齡豆天蛾幼蟲蟲體長度均在40 cm×30 cm種植密度下顯著高于40 cm×15 cm種植密度，說明大豆種植密度對2～5齡幼蟲蟲體長度影響較大，對1齡幼蟲蟲體長度影響較小。在40 cm×15 cm種植密度下，5齡幼蟲蟲體長度在連151、H0586和東辛 3號大豆品種(系)飼養中下降較為明顯，說明在40 cm×15 cm種植密度下飼養對豆天蛾幼蟲蟲體長度有負效應。

2.3不同大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲發育歷期的影響

不同大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲發育歷期有顯著影響(表3)，晚熟大豆品種(系)飼養豆天蛾幼蟲發育歷期顯著高于中早熟品種(系)，以大青豆條件下發育歷期最長，達到30 d以上；連151條件下豆天蛾幼蟲發育歷期最短，僅為24.9 d，淮豆9號和東辛3號次之。大豆種植密度對豆天蛾幼蟲發育歷期的影響達到極顯著差異，除H0573外，在40 cm×15 cm種植密度下飼養豆天蛾幼蟲的發育歷期均顯著高于40 cm×30 cm種植密度條件，豆天蛾幼蟲發育歷期最長可延長至33.3 d。

不同大豆品種(系)和種植密度飼養條件下，采收期豆天蛾幼蟲生長發育情況不盡一致(圖2)。H0592、淮豆9號、H0586和東辛3號飼養下5齡幼蟲比例較高，所占比例高達90.42%～94.83%，其發育整齊度較好。在H0589、H165、1604和大青豆飼養下，采收期5齡幼蟲所占比例要低于其他大豆品種(系)，發育整齊度較差，以大青豆飼養的豆天蛾幼蟲整齊度最低。40 cm×30 cm種植密度飼養條件下，豆天蛾幼蟲整齊度較好；40 cm×15 cm種植密度飼養下，除H0592和H0586外，在其他大豆品種(系)條件下，5齡豆天蛾幼蟲比例均出現不同程度下降，下降幅度最高的大豆品種為大青豆，降幅達到12.82%。綜合以上結果，在40 cm×30 cm種植密度下，H0592、淮豆9號、H0586和東辛3號4個大豆品種(系)飼養豆天蛾幼蟲，其發育整齊度較好。

表3 大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲發育歷期的影響

圖2 不同大豆品種(系)在不同種植密度下的豆天蛾采收期5齡幼蟲比例Fig.2 Rate of 5th instar larvae of Clanis bilineata tsingtauica raised by different soybean varieties (lines) respectively under different planting density during harvesting time

3 結論與討論

豆天蛾幼蟲生長主要集中于每年的5～9月，持續時間較短。近年來隨著需求量的明顯升高，豆天蛾幼蟲產量和需求量的矛盾日漸突出(許云華等，2008)。要想獲得豆天蛾幼蟲高產和較高的經濟效益，解決優質種源，完善室內人工飼養技術是關鍵，篩選口感好、營養價值高、抗病能力強的種源，結合提高化蛹率、卵孵化率等技術，最終實現豆天蛾幼蟲高產優質(閆茂華等，2008)。還有研究認為，通過豆天蛾工廠化生產繁育技術可滿足較高的市場需求(呂飛等，2006)。選擇植株高大、葉片大而嫩綠的無限結莢習性的大豆品種，能夠保證豆天蛾的幼蟲有足夠的食料，以增加養蟲量，從而不斷提高單位面積的豆天蛾幼蟲產量(林華峰等，2005)。以上前人研究多為描述性結果，并未有實驗數據進行有力支撐，也未對適宜豆天蛾幼蟲飼養的大豆品種進行篩選。本實驗中，10個大豆品種(系)中，以淮豆9號、H0586和東辛3號3個中熟大豆品種(系)條件下豆天蛾幼蟲產量較高，大青豆條件下豆天蛾幼蟲產量最低。其中淮豆9號、H0586和東辛3號均為中熟大豆品種(系)，大青豆為極晚熟大豆品種，說明在本實驗條件下，中熟大豆品種(系)對提高豆天蛾幼蟲產量的作用較大，晚熟品種不利于豆天蛾幼蟲產量增加。同時，增加大豆種植密度會降低豆天蛾幼蟲產量。大豆種植密度過大，對幼蟲體長增加有負效應。東辛3號、淮豆9號和H0573條件下豆天蛾幼蟲存活率最高；發育歷期以連151、淮豆9號和東辛3號最短，大青豆最長，說明連151、淮豆9號和東辛3號飼養條件下，更加有利于提高豆天蛾幼蟲存活率，縮短豆天蛾幼蟲發育歷期。H0592、淮豆9號、H0586和東辛3號在兩種種植密度下豆天蛾幼蟲發育整齊度均較高，大青豆條件下整齊度最低。中熟大豆品種飼養條件下，增加大豆種植密度，有利于豆天蛾幼蟲發育整齊度，而大青豆不利于豆天蛾幼蟲生長發育及整齊度的提高。本實驗中的豆天蛾幼蟲接卵量相對單一，未能準確分析接卵量對豆天蛾幼蟲產量的調控效應，下一步擬增加更多的接卵量和種植密度處理，以準確分析二者間的相關性及其對豆天蛾幼蟲生長發育及產量的影響。另外，本實驗不同處理下豆天蛾幼蟲生長發育和產量均存在一定差異，而差異是否與大豆葉片營養成分及豆天蛾幼蟲取食喜好有一定關系，未進行深入分析，下一步將對不同大豆品種(系)間葉片的營養成分及在各品種(系)養殖條件下所取食的豆天蛾幼蟲體內營養物質是否存在差異進行研究；同時，該實驗結果是在單一環境下得出的結論，可能存在小氣候影響因素，下一步將設置多種環境條件進行處理，以準確分析環境對豆天蛾幼蟲取食的影響。本實驗初步研究了大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲生長發育和產量的影響，對不同大豆品種(系)間和不同種植密度間豆天蛾幼蟲生長發育和產量差異產生的生理生化機制及豆天蛾幼蟲與大豆葉片營養成分間的關系還有待于進一步研究。

本研究初步探討了不同大豆品種(系)和種植密度對豆天蛾幼蟲產量及生長發育的影響。綜合分析各處理下豆天蛾幼蟲存活和發育狀況，10個大豆品種(系)均表現為在40 cm×30 cm種植密度下豆天蛾幼蟲生長發育和產量最優。10個品種(系)中以連151、淮豆9號、東辛3號和H0573飼養條件下豆天蛾幼蟲產量較高，適宜豆天蛾幼蟲飼養，有利于提高豆丹產量和經濟效益。