不同溫度下綠豆象幼蟲的齡期劃分

崔小林，樊楠楠，白鵬華，王宏民，張仙紅，鄭海霞

（1.山西農業大學植物保護學院，山西太谷030801；2.天津市農業科學院植物保護研究所，天津300384；3.山西農業大學農業經濟管理學院，山西太谷030801）

綠豆象（Callosobruchus chinensis）屬鞘翅目（Coleoptera）豆象科（Bruchidae）瘤背豆象屬（Callosobruchus），是世界范圍內重要的倉儲害蟲，在我國多地均有發生，每年可發生多代[1-2]。其為害時，主要以幼蟲鉆蛀豆莢或豆粒，被蛀食過的豆粒中空或內部充滿粉末狀豆屑，豆質偏脆，營養價值大大降低，喪失發芽能力，同時造成巨大的經濟損失[3]，且成蟲羽化后會進行二次侵染，加大損失，在3～4個月時間內就可為害整倉綠豆[4-5]。

目前關于綠豆象的研究主要集中在成蟲的生物學特性[6-7]、產卵選擇性[7-8]、防治方法[9-10]及分子水平[11-12]上的研究，而有關綠豆象幼蟲的研究報道相對較少。昆蟲分齡研究在生產防治和科學研究中具有重要意義，為進一步研究其生物學特性及發生規律奠定基礎，也為預測預報及選擇合適的防治時機提供依據。許多學者對昆蟲幼蟲蟲齡進行了研究[13-17]。山西農業大學植物保護學院昆蟲分類與害蟲防治研究室在前期研究中，通過測量正常飼養條件（溫度（26±1）℃、濕度75%～80%）下綠豆象幼蟲的體長、頭殼寬以及上顎寬，明確了其在正常飼養條件下的齡期為4齡，最佳分齡指標為頭殼寬[18]，但是在其他溫度下綠豆象幼蟲的蟲齡還未有相關研究。

本研究以不同溫度下飼養的綠豆象幼蟲為研究對象，通過測量其體長、頭殼寬以及上顎寬對其進行分齡，旨在為進一步了解綠豆象的生物學特性并對其采取有效合理的防治策略奠定理論基礎。

1 材料和方法

1.1 供試蟲源

山西農業大學植物保護學院昆蟲分類與害蟲防治研究室所用綠豆象是從大田中收獲的綠豆中得到的，并在室內（溫度（26±1）℃、濕度75%～80%）飼養30代以上。本試驗所用綠豆象幼蟲為在溫度（20.0±1.5）、（25±1）、（30±1）、（35±1）℃，相對濕度60%～70%的室內人工氣候培養箱飼養的試蟲。

1.2 幼蟲樣本收集

在裝有新鮮綠豆的培養皿中放入新羽化的綠豆象雌雄蟲，然后將培養皿放置在不同溫度條件下觀察其產卵，待卵孵化后，每天挑取15粒綠豆，將綠豆中的幼蟲取出并測量，將測量過的幼蟲放在75%的酒精中進行保存，直到所挑幼蟲全部化蛹（測得的綠豆象幼蟲總數中不包括損壞的幼蟲）。

1.3 幼蟲測量方法

綠豆象幼蟲的形態分齡指標為體長、頭殼寬及上顎寬，測量設備為Nikon SMZ745T體視鏡，各測量指標如圖1所示，將測量數據整理記錄，同時對綠豆象幼蟲的蛻皮現象進行觀察（圖2）。

1.4 數據分析

采用Excel 2010對數據進行預處理，用IBMSPSS 24.0進行統計分析，用Origin 9.1制作幼蟲在不同溫度下各分齡指標的頻次分布直方圖，據此初步劃分蟲齡。采用LSD多重比較進行差異顯著分析（P＜0.05）。根據測量值分別計算各溫度不同齡期幼蟲3項分齡指標的變幅、平均值、標準誤和變異系數。

2 結果與分析

2.1 不同溫度下綠豆象幼蟲各形態指標的頻次分布

通過對不同溫度培養的綠豆象幼蟲的體長、頭殼寬及上顎寬的測量值進行頻次分析（圖3），發現20℃下幼蟲的體長、頭殼寬和上顎寬分為明顯的5個區域，表明在20℃下綠豆象幼蟲的齡期為5齡；在25℃下幼蟲的3項形態指標的頻次分布直方圖則分為4個明顯的區域，表明在25℃下綠豆象幼蟲齡期為4齡；30℃飼養的綠豆象幼蟲各形態指標則有3個集中區域，表明該溫度下綠豆象幼蟲齡期為3齡；而在35℃下飼養的綠豆象雖能在綠豆表面正常產卵，但在試驗過程中未發現卵成功孵化（圖4），故在35℃下未檢測到幼蟲齡期。

2.2 不同溫度下綠豆象幼蟲齡期的統計檢驗

不同溫度下綠豆象幼蟲各分齡指標的相鄰齡期之間存在交叉重疊現象（表1），根據測量值分別計算不同溫度下綠豆象各齡幼蟲3項分齡指標的變幅、平均值、標準誤、變異系數及各項統計參數。不同溫度下1齡幼蟲體長的變異系數均相對其他齡期及指標偏大，表明1齡幼蟲體長的數據離散程度較高，而頭殼寬和上顎寬的變異系數較小，表明離散程度較低，分齡結果較體長更可信，且在不同溫度下各指標在不同齡期間的平均值差異顯著，符合統計學的要求。

表1 不同溫度下綠豆象幼蟲3項分齡指標測量值及統計分析

2.3 不同溫度下綠豆象幼蟲各測量指標與齡期之 間的關系擬合

表2 不同溫度下綠豆象幼蟲3種形態指標測量值回歸方程及回歸系數

續表2

陳永年等[19]研究指出，昆蟲幼蟲骨化結構測量值的對數值與幼蟲齡期之間呈直線或修改指數曲線關系。本研究對不同溫度下的3項分齡指標與齡期的關系進行線性和指數擬合，結果表明，綠豆象幼蟲的3項分齡指標的線性關系和指數關系在不同溫度下均與齡期之間存在極顯著的相關關系（表2），表明在不同溫度下的蟲齡劃分是合理的；在同一溫度的同一分齡指標中，除25、30℃的頭殼寬指數模型的回歸系數大于線性回歸系數外，其他分齡指標均為三次線性擬合模型的回歸系數最大，指數擬合模型的回歸系數最小，而二次擬合模型的回歸系數又大于線性擬合模型的回歸系數，且頭殼寬測量值的對數值與幼蟲齡期的相關系數要優于體長和上顎寬測量值的對數值與幼蟲齡期的相關系數，即頭殼寬可作為不同溫度下綠豆象幼蟲齡期劃分的最佳指標。

3 結論與討論

本研究通過測定綠豆象幼蟲在不同溫度下的體長、頭殼寬及上顎寬，并對其皮蛻進行觀察，對各測量數據進行統計分析發現，溫度越低，幼蟲齡期越長，20℃下綠豆象幼蟲分為5齡，25℃下分為4齡，30℃下分為3齡，而在35℃下未觀察到綠豆象卵成功孵化。在25℃下測得的綠豆象幼蟲齡期與山西農業大學植物保護學院昆蟲分類與害蟲防治研究室前期在正常飼養條件下測得的幼蟲齡期相同，均為4齡，但本研究3項分齡指標各個齡期測得的結果明顯小于前期正常飼養的結果，這可能是由于不同時間受外界溫濕度影響，蟲體大小有所差異（前者在11月份培養測量，后者在4月份培養測量），也可能是由于測量方法有所差異（前者每日測量完放入酒精保存，后者先在酒精中保存后測量）造成的[18]；此外，陸惠生[20]在南寧室溫條件下觀察到綠豆象幼蟲齡期也為4齡，與本研究在25℃下觀察到的齡期相同。黃建國[21]在鄭州的室內常溫下發現綠豆象幼蟲經歷4次蛻皮，即5齡，這與本研究在20℃下觀察到的綠豆象齡期一致。35℃下未測到卵孵化，這可能與溫度過高有關。由于幼蟲齡數的不變性被認為是正常的，因此，只能找到少量的參考文獻[22]，ESPERK等[23]研究認為，幼蟲在種內間的變異是全變態昆蟲中廣泛存在的現象，溫度、濕度和密度等因素會影響幼蟲齡數。綠豆象是變溫動物，溫度僅是影響其生長發育的一個要素，濕度及密度對幼蟲齡期的影響趨勢還有待進一步研究。