溫度對草地貪夜蛾生長發(fā)育影響

吳文嵐，廖思雨，鄭麗霞，陳文勝

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 佛山 528231）

草地貪夜蛾（Spodopterafrugiperda）原分布于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū)，在聯(lián)合國糧農(nóng)組織的害蟲名單中被列為世界十大入侵農(nóng)業(yè)害蟲之一。草地貪夜蛾已經(jīng)在全球范圍內(nèi)入侵了46 個國家和地區(qū)[1]。在我國，草地貪夜蛾于2019 年1 月首次在云南發(fā)生為害[2]。3 月11 日，廣西也監(jiān)測到了草地貪夜蛾的成蟲[3]。隨后，草地貪夜蛾相繼侵入了廣東、貴州、湖南、海南等地[4]，并且有向黃淮海夏玉米產(chǎn)區(qū)和北方春玉米產(chǎn)區(qū)擴(kuò)散的趨勢[5]。草地貪夜蛾具有暴食性、繁殖力強(qiáng)、遷飛擴(kuò)散快、防治困難等特點[6]，給我國玉米和水稻生產(chǎn)帶來重大威脅。

本研究旨在探討溫度對草地貪夜蛾發(fā)育歷期的影響，進(jìn)一步研究環(huán)境因素對草地貪夜蛾生長發(fā)育的影響。通過采用不同的溫度處理，試驗了草地貪夜蛾的生長發(fā)育情況。

1 材料與方法

1.1 材料

供試蟲源：采自佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)顏峰村的甜玉米田間。

飼養(yǎng)方法：從玉米田間采集的草地貪夜蛾幼蟲被放置在一個尺寸為10.5 cm×7.8 cm×3 cm 的飼養(yǎng)盒內(nèi)，用新鮮的甜玉米葉片喂養(yǎng)，直到其蛹化。一旦形成蛹，將其轉(zhuǎn)移至尺寸為1 m×1 m×1 m 的昆蟲籠中。成蟲羽化后，用10%蜂蜜水喂養(yǎng)，并放置在盆栽玉米植株上產(chǎn)卵。續(xù)代幼蟲用新鮮葉片在室內(nèi)繼續(xù)飼養(yǎng)。

1.2 方法

本試驗使用上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司生產(chǎn)的QHX-250BS-Ⅱ型人工氣候箱，設(shè)置了5 個溫度梯度（22、25、28、31、34 ℃），溫度誤差不超過±0.5 ℃，相對濕度為70%，光照L:D=16 h:8 h。

將新產(chǎn)下的草地貪夜蛾卵塊放入玻璃培養(yǎng)皿中，每個處理觀察6個卵塊。然后放入人工氣候培養(yǎng)箱中，每天早晚觀察記錄卵的孵化情況，幼蟲孵化后，用新鮮的玉米葉片飼養(yǎng)，觀察草地貪夜蛾生長發(fā)育等情況，每個處理觀察30 頭幼蟲，并且記錄每個蟲態(tài)的發(fā)育歷期[7]。

1.3 數(shù)學(xué)模型

1.3.1 線性日度模型

線性日度模型見式1。

式中：R為發(fā)育速率；K為有效積溫；C為發(fā)育起點溫度；T為試驗溫度。

1.3.2 Logistic模型

Logistic 模型見式2。

式中：Y為發(fā)育速率；a、b為參數(shù)；K為最大發(fā)育速率；t為最大發(fā)育溫度。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度下草地貪夜蛾的發(fā)育歷期

不同溫度下草地貪夜蛾各蟲態(tài)的發(fā)育歷期結(jié)果見表1。

表1 不同溫度下草地貪夜蛾的發(fā)育歷期

草地貪夜蛾在22、25、28、31、34 ℃不同恒溫條件下世代發(fā)育歷期分別為50.93、30.90、25.58、20.63、19.13 d。在22～34 ℃溫度內(nèi)，草地貪夜蛾的各蟲態(tài)均可正常發(fā)育。觀察發(fā)現(xiàn)，隨著溫度升高，各蟲態(tài)的發(fā)育歷期呈現(xiàn)縮短的趨勢。具體來說，當(dāng)溫度為22 ℃時，卵孵化需要約3.13 d；而當(dāng)溫度升至25 ℃時，卵的歷期縮短至2.58 d。需要注意的是，在31 ℃和34 ℃的條件下，卵歷期均約為1.70 d，但這兩組數(shù)據(jù)差異不顯著。

不同溫度處理對草地貪夜蛾的世代發(fā)育歷期產(chǎn)生了顯著影響。具體而言，在22 ℃的條件下，草地貪夜蛾的世代發(fā)育歷期最長，達(dá)到了50.93 d；而當(dāng)溫度升至25 ℃時，世代發(fā)育歷期縮短至30.90 d。在34 ℃高溫條件下，草地貪夜蛾的世代歷期最短，僅為19.13 d，即大約20 d 即可完成一代。

2.2 模型擬合結(jié)果

根據(jù)表1 可以擬合出2 種模型的參數(shù)值，見表2和表3。線性日度模型和Logistic 模型都使用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)擬合。通過將Logistic 模型參數(shù)K值代入相應(yīng)的線性日度模型，可以計算出草地貪夜蛾在不同發(fā)育階段的最大發(fā)育速率溫度和相應(yīng)的最短發(fā)育歷期。草地貪夜蛾卵最大發(fā)育速率時溫度TU是36.99 ℃，在此溫度下，卵僅需要1.43 d 就可以孵化。草地貪夜蛾整個世代最短發(fā)育歷期需要20 d。

表2 線性日度模型擬合結(jié)果

表3 Logistic 模型擬合結(jié)果

佛山市2020 年各月份平均氣溫及全年有效積溫見表4。

表4 佛山市2020 年各月份平均氣溫及全年有效積溫

由表2 可以看出，本試驗中草地貪夜蛾世代的有效積溫為370.37 日度。同時，佛山市農(nóng)科所提供的2020 年氣溫數(shù)據(jù)顯示，通過計算月有效積溫公式，得出佛山市全年有效積溫為3 326.3 日度。

根據(jù)公式：世代數(shù)=全年有效積溫/世代有效積溫，可以推算出草地貪夜蛾在佛山市的世代數(shù)。具體計算為：3 326.3÷370.37≈8.98。可以推算出佛山市一年可發(fā)生8～9 代草地貪夜蛾。

3 討論與結(jié)論

溫度是對昆蟲生長發(fā)育、繁殖、行為以及生活史等生命活動具有重要影響的因素。當(dāng)外界溫度超出昆蟲適生的溫度范圍時，昆蟲的生命活動將會受到一定程度的影響[8-10]。Schlemmer 報道草地貪夜最佳發(fā)育溫度為26～32 ℃，最佳產(chǎn)卵溫度為18 ～26 ℃，與本試驗結(jié)果一致。草地貪夜蛾各蟲態(tài)發(fā)育歷期均隨著溫度的升高而縮短[11-13]。25 ℃時草地貪夜蛾世代歷期縮短為30.90 d，與Kebede 的研究結(jié)果28 ℃下草地貪夜蛾的世代發(fā)育歷期約為30 d 結(jié)果一致。31～34 ℃時，世代歷期最短，完成一代約20 d。當(dāng)溫度為22～34 ℃，一個世代歷期為19.13～50.93 d，與魯智慧等[14]的研究結(jié)果17～37 ℃一個世代發(fā)育歷期在22.57～58.73 d 基本一致。

本試驗是在室內(nèi)恒溫條件下研究了溫度對草地貪夜蛾生長發(fā)育的影響，構(gòu)建模型且測定了其不同發(fā)育階段的發(fā)育起點溫度和有效積溫，對草地貪夜蛾的預(yù)測預(yù)報具有參考價值。線性日度模型擬合結(jié)果得出，世代發(fā)育起點溫度為13.93 ℃，有效積溫為370.37 日度。佛山市的氣候資料研究得出，草地貪夜蛾在佛山市每年可以發(fā)生8～9 代。從1 月開始，平均溫度（13.75 ℃）低于草地貪夜蛾世代的發(fā)育起點溫度（13.93 ℃），這意味著草地貪夜蛾通常無法在1 月正常發(fā)育，大多數(shù)個體進(jìn)入越冬狀態(tài)。從2 月開始，平均溫度均高于草地貪夜蛾的發(fā)育起點溫度，草地貪夜蛾可以正常發(fā)育。

通過研究草地貪夜蛾在佛山市的發(fā)育與繁衍規(guī)律，可以在其發(fā)生高峰期以及為害程度加劇之前，有針對性地采取預(yù)防與控制措施。這種前瞻性的防治策略旨在實現(xiàn)草地貪夜蛾的早發(fā)現(xiàn)與早預(yù)防，從而有效地將其種群密度維持在較低水平，進(jìn)而減少其對生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的潛在威脅。

根據(jù)研究結(jié)果可以得出，佛山市是草地貪夜蛾的適宜發(fā)生區(qū)。因此，需要加強(qiáng)防控工作，以降低草地貪夜蛾對環(huán)境和農(nóng)作物的為害程度。在未來的草地貪夜蛾防治工作中，應(yīng)該堅持綠色植保理念，并結(jié)合我國各地的氣候、種植模式及害蟲為害規(guī)律，因地制宜地構(gòu)建以農(nóng)業(yè)和生態(tài)防控為基礎(chǔ)、生物防治為主導(dǎo)、化學(xué)農(nóng)藥應(yīng)急防控為輔助的綜合防治技術(shù)體系。