保護地甜菜夜蛾蛹的存活及抗寒力測定

鄭霞林，叢曉平，王攀，雷朝亮，王小平

（華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術(shù)學院，湖北省昆蟲資源利用與害蟲可持續(xù)治理重點實驗室，武漢，430070）

保護地甜菜夜蛾蛹的存活及抗寒力測定

鄭霞林，叢曉平，王攀，雷朝亮，王小平

（華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術(shù)學院，湖北省昆蟲資源利用與害蟲可持續(xù)治理重點實驗室，武漢，430070）

通過在保護地和田間埋蛹研究了武漢地區(qū)保護地中甜菜夜蛾蛹的存活及抗寒力。結(jié)果表明，所埋的甜菜夜蛾蛹在保護地中能存活30 d左右（不超過60 d）。觀察發(fā)現(xiàn)保護地中的蛹大部分出現(xiàn)失水干癟的現(xiàn)象，而大田中的蛹多出現(xiàn)發(fā)黑、腐爛的現(xiàn)象。在保護地中處理15 d，存活率為67%；處理30 d，存活率下降至29%。處理60 d，90 d和120 d的蛹均全部死亡。通過比較保護地中處理15 d和30 d的蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量可知，處理30 d的蛹比處理 15 d 的蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹的含水量分別低 1.72℃（P＜0.05），3.93℃（P＜0.05）和 0.26%（P＞0.05）。在大田中處理15 d，存活率為78%，處理30 d，60 d，90 d和120 d的蛹均全部死亡。比較保護地和大田中處理15 d蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量可知，大田所埋的蛹比保護地中的蛹的過冷卻點高0.35℃，結(jié)冰點低2.04℃，蛹體含水量高0.25%，彼此之間均不存在顯著性差異。推測保護地中蛹的大量死亡可能與沒有完整蛹室的保護有關(guān)，而大田中蛹的大量死亡則與降雨量突增相關(guān)。甜菜夜蛾能否在武漢地區(qū)保護地越冬有待進一步重復試驗和田間調(diào)查進行驗證。

甜菜夜蛾；保護地；越冬；過冷卻點；結(jié)冰點；蛹體含水量

甜菜夜蛾 （Spodoptera exiguaHübner）（鱗翅目Lepidoptera， 夜蛾科 Noctuidae， 灰翅夜蛾屬Spodoptera）是一種世界性農(nóng)業(yè)害蟲，在世界五大洲均有為害的記載[1]。該蟲為雜食性害蟲，可為害蔥、甘藍、豇豆、辣椒、甘薯、四季豆、萵筍、蘿卜、白菜等多種蔬菜以及棉花、玉米、煙草、苜蓿、花卉類、果樹類等作物[2～4]，共計35科108屬170多種植物。甜菜夜蛾曾于 1977、1980、1981、1988、1990、1993 和 1995年在美國阿拉巴馬州、喬治亞州、密西西比州、德克薩斯州和路易斯安那州大面積暴發(fā)為害[5～6]。自20世紀90年代以來，甜菜夜蛾在我國開始大面積為害，涉及深圳[7]、廈門[8]、江西[9]、湖南[10]、安徽[11～12]、浙江[13]、河北[14]、山西[15]、山東[16]、北京[17]等地。 前人研究發(fā)現(xiàn)甜菜夜蛾無滯育現(xiàn)象[18]，能在我國浙江溫州[19～20]和江蘇沿海[21]地區(qū)的保護地內(nèi)越冬。在武漢地區(qū)的保護地內(nèi)，甜菜夜蛾蛹能否正常越冬還未見報道。鑒于此，研究了武漢地區(qū)保護地中甜菜夜蛾蛹的存活及抗寒力，旨在探討甜菜夜蛾能否在武漢地區(qū)保護地中越冬，為進一步弄清武漢地區(qū)的甜菜夜蛾蟲源和及時地預測預報提供科學依據(jù)，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 材料與方法

1.1 土樣及供試蟲源

①土樣制備及土壤含水量的測定 選取華中農(nóng)業(yè)大學試驗基地3.1～6 cm深的園土為土樣。于室內(nèi)稱取鮮質(zhì)量100 g在105℃烘箱中烘24 h，然后稱其干質(zhì)量。土壤含水量的計算公式為：土壤含水量 （%）=（鮮質(zhì)量-干質(zhì)量）/鮮質(zhì)量×100%，經(jīng)計算，土壤含水量分別為13%（2008年）和18%（2009年）。

②供試蟲源 2008年7月于武漢市東西湖慈惠農(nóng)場采集甜菜夜蛾幼蟲，帶回室內(nèi)于溫度（25±1）℃，相對濕度60%～80%和光周期 L∶D為 16 h∶8 h條件下用人工飼料飼養(yǎng)。

1.2 試驗方法

①保護地對甜菜夜蛾蛹越冬存活率的影響。2008年12月8日將土樣裝滿塑料花盆 （半徑8 cm，高14 cm），10頭蛹/盆，共15盆。然后在保護地（華中農(nóng)業(yè)大學溫室大棚）內(nèi)挖長×寬×高=170 cm×80 cm×20 cm的條形溝，將已接蛹的花盆埋入其中，表面覆土3～5 cm，且與地表平齊。各盆相鄰間的空隙均填滿細土，盡量減少大空間的存在，避免引起較大試驗誤差。 分別隔 15 d，30 d，60 d，90 d和 120 d取樣觀察，每次3盆，現(xiàn)場檢查并記錄有腐爛等癥狀的非正常蛹。將正常蛹帶回室內(nèi)作為能否羽化的試蟲，以能在溫度（25±1）℃，濕度 60%～80%和光周期L∶D為14 h∶10 h的條件下，成功羽化的為活蛹[22]。在大田蔬菜地 （無任何遮蓋物和人工保護措施）埋蛹為對照，埋蛹方法、取樣時間和檢查方法同前。

2009年12月6日將預蛹期幼蟲放入帶土的塑料花盆中，每盆30頭，共15盆，讓其在室內(nèi)（25±1）℃條件下自然化蛹。待其自然蛹室形成（入土后第3天）后，埋入保護地的條形溝中，以大田埋蛹為對照。埋蛹方法、取樣時間和檢查方法同上，但不測定過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量，僅觀察其存活率。

②保護地不同處理時間甜菜夜蛾蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量的比較。將從保護地中收集的正常蛹帶回室內(nèi)，先編號并稱其鮮質(zhì)量，然后利用昆蟲過冷卻點測量系統(tǒng)（江蘇森意經(jīng)濟發(fā)展有限公司生產(chǎn)）測定其過冷卻點和結(jié)冰點。最后將蛹放置在80℃烘箱中烘24 h，然后稱其干質(zhì)量，計算并記錄各蛹體含水量。

③保護地中甜菜夜蛾蛹與大田所埋蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量的比較將從大田中收集的正常蛹帶回室內(nèi)，先編號并稱其鮮質(zhì)量，利用昆蟲過冷卻點測量系統(tǒng)測定其過冷卻點和結(jié)冰點。并與保護地中甜菜夜蛾蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量進行比較。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用 SPSS 軟件 （SPSS Inc.,Chicago,I11inois,U.S.A.）對甜菜夜蛾蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和含水量進行分析 （PAIRED-SIMPLES），顯著水平 p=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 保護地甜菜夜蛾蛹越冬存活率情況

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，處理15 d，蛹的存活率為67%，土壤含水量也由最初的13%降至10%?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)一些蛹體有明顯的失水干癟現(xiàn)象（圖1）。帶回室內(nèi)的蛹，在溫度（25±1）℃，相對濕度 60%～80%和光周期L∶D為14 h∶10 h的條件下，第7天開始羽化，而羽化的成蟲均不能完全展翅，但能正常交配和產(chǎn)卵。處理30 d，蛹的存活率降至29%，土壤含水量也略有下降，降至7%?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)了一些蛹體有發(fā)黑、失水、干癟等現(xiàn)象。帶回室內(nèi)的蛹，第3天開始羽化，而羽化的成蟲均不能完全展翅，但能正常交配和產(chǎn)卵。處理60 d，現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)了一些蛹體有發(fā)黑、發(fā)霉的現(xiàn)象，但以失水干癟居多。帶回室內(nèi)的蛹均沒有羽化，死亡率為100%。處理90 d和120 d，仍能發(fā)現(xiàn)蛹體有失水干癟、發(fā)黑、發(fā)霉的現(xiàn)象。帶回室內(nèi)的蛹均沒有羽化，死亡率均為100%。對整個處理階段的蛹出現(xiàn)蟲體嚴重失水、部分發(fā)黑及腐爛和發(fā)霉現(xiàn)象進行了統(tǒng)計，其所占的比例分別為61%、22%和17%。具體結(jié)果見表1。

大田埋蛹處理15 d，蛹的存活率為78%，土壤含水量上升至14.5%；少數(shù)蛹有發(fā)黑的現(xiàn)象（圖1），帶回室內(nèi)的蛹在溫度（25±1）℃，濕度 60%～80%和光周期L∶D為14 h∶10 h的條件下，第 5天開始羽化，羽化的成蟲均能展翅，也能正常交配和產(chǎn)卵。處理30 d，60 d，90 d和120 d的蛹均死亡。處理30 d的蛹死亡特征主要是發(fā)黑、腫脹，占22%。處理60 d的蛹死亡特征主要是發(fā)黑，占80%；腐爛，占20%。處理90 d的蛹死亡特征主要是發(fā)黑、腐爛，占64%；少數(shù)只剩下部分軀體，占36%。處理120 d的蛹主要是蛹體殘缺不全，占87%；少數(shù)只剩下部分軀體，占13%。

表1 甜菜夜蛾蛹在保護地和大田中的存活率

圖1 保護地和大田中調(diào)查到的正常蛹和非正常蛹的特征

2009年12月至2010年4月的埋蛹試驗結(jié)果與前一年的結(jié)果相似。保護地和大田中的蛹處理至60 d，90 d和120 d時死亡率均達到100%。與前一年略有不同的是2009年至2010年所埋的蛹被真菌寄生的比例較大。處理15 d時，保護地和大田中的蛹均沒有被感染的跡象。處理30 d時，保護地和大田中蛹被真菌寄生的寄生率為42%和15.5%。處理60 d時，分別為100%和85%。處理90 d和120 d時均達到100%。

2.2 保護地處理不同時間蛹的過冷卻點、結(jié)冰點及蛹體含水量

根據(jù)表1的結(jié)果，測定了在保護地中處理15 d和30 d時蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量。測定處理15 d蛹可知，最大過冷卻點為-12.5℃，最小過冷卻點為-21.5℃，平均過冷卻點為-19.2℃；蛹的最大結(jié)冰點為-7.5℃，最小結(jié)冰點為-14.4℃，平均結(jié)冰點為-10.7℃；蛹的最大含水量為81.6%，最小含水量為63.8%，平均含水量為58.31%。測定處理30 d蛹可知，最大過冷卻點為-18.8℃，最小過冷卻點為-23.9℃，平均過冷卻點為-20.9℃；蛹的最大結(jié)冰點為-10.6℃，最小結(jié)冰點為-20.9℃，平均結(jié)冰點為-14.7℃；蛹的最大含水量為76.1%，最小含水量為63.8%，平均含水量為58.05%。對處理15 d和30 d蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和含水量進行了數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)過冷卻點（t=2.91，df=33，p=0.006）和結(jié)冰點間（t=5.09,df=33,p=0.000）間均存在顯著性差異（圖2），而蛹體含水量間不存在顯著性差異 （t=0.275，df=33,p=0.785）（圖 3）。

2.3 保護地和大田中所埋蛹的過冷卻點、結(jié)冰點及含水量

根據(jù)表1的存活情況，測定了在大田中處理15 d蛹的過冷卻點、結(jié)冰點和蛹體含水量。測定結(jié)果表明，蛹的最大過冷卻點為-9.0℃，最小過冷卻點為-23.2℃，平均過冷卻點為-18.9℃；蛹的最大結(jié)冰點為-7.4℃，最小結(jié)冰點為-16.9℃，平均結(jié)冰點為-12.8℃；蛹的最大含水量為74.8%，最小含水量為66.2%，平均含水量為58.05%。

由于大田中所埋的蛹在處理15 d后均全部死亡，所以對保護地和大田中所埋蛹的過冷卻點、結(jié)冰點及含水量的比較僅限于處理15 d的結(jié)果。結(jié)果表明：過冷卻點（t=0.316，df=33，p=0.754）、結(jié)冰點（t=2.69,df=33,p=0.011）（圖 2） 和蛹體含水量 （t=0.458,df=37,p=0.65）（圖 3）間均不存在顯著性差異。

圖2 甜菜夜蛾蛹在保護地中處理15 d、30 d和大田中處理15 d時過冷卻點和結(jié)冰點間的比較

圖3 甜菜夜蛾蛹在保護地中處理15 d、30 d和大田中處理15 d時蛹體含水量的比較

3 小結(jié)與討論

通過埋蛹的方法，研究了武漢地區(qū)保護地對甜菜夜蛾蛹越冬的影響。結(jié)果表明，所埋的甜菜夜蛾蛹在保護地和大田中均能存活30 d以上 （但不超過60 d）。韓蘭芝等[23]在江蘇南京的埋蛹試驗結(jié)果表明， 處理 15 d，30 d，45 d，60 d和 75 d的死亡率分別為 88%，96.67%，98.32%，100%和 100%。 處理第60天及更長時間的死亡率均達到100%，本研究結(jié)果與其相似。中央氣象局提供的氣象資料顯示，2008年12月至2009年3月，武漢地區(qū)的月平均溫度分別為 5.5℃，4.5℃，9℃，12.1℃；南京地區(qū)分別為 5.8℃，2.2℃，7.3℃和 9.8℃。 盡管南京比武漢地區(qū)冬季溫度略偏低，但相差不大。所以，在武漢地區(qū)埋蛹的試驗結(jié)果在南京也有一定的價值。江幸福等[22]于北京的埋蛹試驗結(jié)果表明，處理10 d，20 d，30 d和60 d的死亡率均達到100%。北京較武漢和南京的緯度高，氣象資料顯示2008年12月至2009年3月北京地區(qū)的月平均溫度分別為-0.97℃，-2.9℃，1℃和7℃，明顯低于武漢和南京冬季同時間段的氣溫。雖然甜菜夜蛾蛹的過冷卻點可達-15℃以下[22～23]，但不耐長期低溫，0℃時可存活 38.06 d，-5℃時可存活24.84 d[22]。但氣象資料顯示北京地區(qū)持續(xù)-4℃低溫的時間較長 （2008年12月2日至2009年2月10日，共67 d），可見高緯度地區(qū)更不利于甜菜夜蛾蛹越冬。

調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，保護地中的蛹大部分出現(xiàn)失水干癟的現(xiàn)象，而大田中的蛹多出現(xiàn)發(fā)黑、腐爛的現(xiàn)象。田間發(fā)現(xiàn)的情況與山東省牡丹區(qū)1995年4月田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)不完整殘蛹的情況相似[24]。我們推測在保護地和大田中發(fā)現(xiàn)蛹的干癟和腐爛現(xiàn)象可能與蛹沒有完整蛹室的保護有關(guān)。在保護地中由于蛹沒有蛹室的保護，高溫可能導致蛹失水，致使蛹體失水、干癟。大田中蛹出現(xiàn)腐爛的現(xiàn)象，極有可能是由于降雨量過多，導致蛹死亡后隨之腐爛。中央氣象局氣象資料顯示，2008年12月至2009年4月武漢地區(qū) 的月 平均溫度 分 別 為 5.5℃，4.5℃，9℃，12.1℃和18.2℃，而甜菜夜蛾蛹的過冷卻點可達-15℃以下，所以溫度并不是導致其死亡的主要原因。同時間段的月均降雨量分別為 3 mm、18.5 mm、124.7 mm、67.6 mm和197.6 mm，推測 2月份調(diào)查時發(fā)現(xiàn)蛹的死亡率達到100%且大部分出現(xiàn)發(fā)黑、腫脹和腐爛現(xiàn)象可能與降雨量突增有極大關(guān)系。鑒于此，有必要進一步研究土壤含水量的最低和最高臨界值。

鑒于2008-2009年埋蛹時未考慮蛹室的作用，所以2009-2010年為其提供了自然化蛹的機會，但由于遭受大量真菌的感染，導致蛹均于第60天調(diào)查時全部死亡。雖然武漢地區(qū)2 a的試驗結(jié)果相同，且與同緯度南京地區(qū)埋蛹的試驗結(jié)果相似。但也不能完全斷定在武漢地區(qū)的保護地和大田中甜菜夜蛾蛹不能越冬。具有自然蛹室的甜菜夜蛾在保護地和大田中能否越冬有待通過進一步的重復和更完善的試驗以及田間大面積調(diào)查進行驗證。

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Determination of Survival Rate and Cold Resistance ofSpodoptera exiguaHübner(Lepidoptera:Noctuidae)in Protected Field

ZHENG Xia1in,CONG Xiaoping,WANG Pan,LEI Chao1iang,WANG Xiaoping
(Co11ege of P1ant Science and Techno1ogy,Huazhong Agricu1tura1 University/Hubei Insect Resource Uti1ization and Sustainab1e Pest Management Key 1aboratory,Wuhan 430070)

Determination of surviva1 rate and co1d resistance ofSpodoptera exiguaHübner in protected fie1d were conducted by burying pupae in Wuhan.The resu1ts showed that pupae buried in protected fie1d cou1d survive 30 days(no more than 60 days).In the process of investigation,we observed that the pupae were dehydrted and mummified in protected fie1d whi1e pupae were b1acked and decayed in open fie1d.Pupa1 surviva1 rate decreased to 67%and 29%when pupae treated 15 days and 30 days in protected fie1d.A11 the pupae were died in other treatment time.Furthermore,supercoo1ing point(SCP),freezing point(FP)and water content(WC)of pupae treated 30 days were 1.72℃ (P＜0.05),3.93℃ (P＜0.05)and 0.26% (P＞0.05)1ower than that of pupae treated 15 days respective1y.Pupa1 surviva1 rate decreased to 78%when pupae treated 15 days in open fie1d.A11 the pupae were died in other treatment time.The SCP,FP and WC of pupae were compared with each other and didn't have a significant difference when pupae treated 15 days in protected and open fie1d.The mass morta1ity of pupae buried in protected fie1d may re1ative to no intact pupa1 chamber,whi1e pupae buried in open fie1d may re1ative to rainfa11.It needs further study and investigation to confirm whether pupae ofS.exiguacan overwinter in protected fie1d in Wuhan District.

Spodoptera exigua;Protected fie1d;Overwintering;Supercoo1ing point;Freezing point;Water content of pupae

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.18.015

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項經(jīng)費項目（200803007）

鄭霞林（1984-），男，在讀博士，研究方向為甜菜夜蛾生理生態(tài)學，電話：13277053968，E-mai1：zx1329624@yahoo.com.cn

王小平，通信作者，電話：027-87287207，E-mai1:xpwang@mai1.hzau.edu.cn

2010-06-22