涂小云, 陳元生
(1.江西師范大學生命科學學院,南昌 330022;2.江西環(huán)境工程職業(yè)學院,贛州 341000)
地球的公轉產(chǎn)生了周而復始的季節(jié)變換,其自轉則導致了晝夜更替,致使生物體所處的環(huán)境中的溫度、濕度和光照也出現(xiàn)了相應的周期性變化。為適應之,生物體內(nèi)的生理活動和外在行為也表現(xiàn)出同樣的周期節(jié)律特征,形成了生物鐘[1-3]。20世紀以來,人們對生物節(jié)律進行了比較廣泛的了解和研究[4]。大量的資料表明,動物(包括昆蟲)的各種行為都表現(xiàn)出晝夜節(jié)律性[5-7]。鱗翅目蛾類昆蟲行為節(jié)律的研究主要涉及化蛹、羽化、交配、產(chǎn)卵、孵化、取食及活動節(jié)律等。
夜蛾科昆蟲晝夜節(jié)律行為有些報道,如棉鈴蟲[Helicoverpaarmigera(Hübner)]在暗期化蛹率為80%,羽化率為98%,具有明顯的晝夜節(jié)律,且當暗期與光期反轉安排時,化蛹和羽化行為節(jié)律也隨之 顛 倒[8]。 又 如 甜 菜 夜 蛾 [Spodopteraexigua(Hübner)]夜間羽化數(shù)占總數(shù)的80%左右,其中0:00-8:00之間羽化數(shù)達一半以上,其成蟲產(chǎn)卵主要發(fā)生在夜間(暗期),而交配主要發(fā)生在夜間(暗期)的后半夜[9]。了解昆蟲的行為節(jié)律,有助于掌握昆蟲種群的活動規(guī)律,為有益昆蟲的利用和有害昆蟲的防治提供重要依據(jù)。
毛健夜蛾[Brithyscrini(Fabricius)]主要為害石蒜科植物如蔥蓮[Zephyranthescandida(Lindl.)Herb.]、文 殊 蘭 [Crinumasiaticumvar.sinicum(Roxb.ex Herb.)Baker]、朱 頂 紅 [Hippeastrumrutilum(Ker-Gawl.)Herb.]、石蒜[Lycorisradiata(L′Hér.)Herb.]、君子蘭(CliviaminiataRegel)等[10],隨著城市綠化植物蔥蘭栽種面積的擴大,毛健夜蛾已成為了蔥蘭的主要害蟲,不僅導致經(jīng)濟損失,還影響植物景觀。毛健夜蛾成蟲白天蟄伏,夜晚活動[10-11],成蟲羽化通常在清晨或傍晚進行[10-12],但有關該蟲的行為節(jié)律還未見詳細報道。了解其化蛹、羽化、交配、產(chǎn)卵及卵孵化等行為節(jié)律,將有助于深入了解其生物學特性,并為綜合防治該害蟲提供重要依據(jù)和技術指導。
采集蔥蘭上的毛健夜蛾幼蟲,室內(nèi)用蔥蘭飼養(yǎng),第2代繁殖的幼蟲供試驗用。
幼蟲老熟后轉入6孔塑料板內(nèi)用蔥蘭單個飼養(yǎng),見第1個蛹后,每隔1 h觀察并記錄化蛹、羽化、交配、產(chǎn)卵及孵化時間,蛹期判別雌雄,各種行為節(jié)律均連續(xù)觀察5 d。
試驗均在溫度(28±0.5)℃、光周期L∥D=12 h∥12 h、光強度500~700 lx條件下進行,暗期內(nèi)行為觀察除孵化在日光燈下外,其他均在微弱紅光燈下進行。
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行分析。
試驗中觀察到雌雄化蛹數(shù)分別為196頭和221頭,其化蛹情況表明,一天中的各個時段均見化蛹,但化蛹主要發(fā)生在光期。光期雌蟲化蛹百分率(76.53%)顯 著 高 于 暗 期 (33.47%)(t=5.172,df=11,P=0.000),光 期 雄 蟲 化 蛹 百 分 率(68.33%)亦顯著高于暗期(31.67%)(t=4.461,df=11,P=0.000)(圖1)。
試驗中觀察到雌雄成蟲羽化數(shù)分別為179頭和197頭,結果表明,雌、雄成蟲羽化主要發(fā)生在光期(87.15%),暗期僅見少量羽化(16.75%)。羽化高峰期出現(xiàn)在光期的第4~5 h,即在白天10:00-11:00(圖2)。
本試驗共觀察了150對成蟲的交配,由于每小時觀察、記錄1次,那些交配持續(xù)時間超過1 h的被記錄多次,因此總觀察的交配對數(shù)為256對。圖3顯示,交配主要發(fā)生在暗期,暗期交配百分率高達98.05%,顯著高于光期(t=5.009,df=11,P=0.000);交配高峰期分別出現(xiàn)在暗期第2 h和第7 h,即晚上19:00-20:00和凌晨0:00-1:00。
試驗期間內(nèi),共觀察到產(chǎn)卵數(shù)為36 185粒,卵主要產(chǎn)于暗期,暗期產(chǎn)卵占81.73%,顯著高于光期(t=3.932,df=11,P=0.002),其中在斷光后第1~3 h內(nèi)產(chǎn)卵數(shù)最多,占總數(shù)的38.15%,其次是光開啟前的第1~4 h,占總數(shù)的31.20%(圖4)。
試驗期間內(nèi),共觀察到3 186頭幼蟲的孵出,結果表明,毛健夜蛾卵孵化主要發(fā)生在0:00-12:00,此期間孵化率為88.92%,顯著高于12:00-0:00孵化百分率 (11.08%)(t=4.378,df=11,P=0.001),其中孵化的高峰期在光期第3~4 h,即白天8:00-10:00。光期與暗期孵化百分率差異不顯著(t=2.096,df=11,P=0.060)(圖5)。
圖5 毛健夜蛾孵化節(jié)律Fig.5 Circadian rhythm of hatching in B.crini
昆蟲生存環(huán)境因素的變化包括季節(jié)變化和晝夜變化。即使在適宜的季節(jié)里,昆蟲的孵化、蛻皮、化蛹、羽化和產(chǎn)卵等行為也大都呈現(xiàn)一定的晝夜節(jié)律性。在一天中適當?shù)臅r間內(nèi)安排相應的活動對昆蟲種群的生長和繁衍十分重要[13]。本研究結果表明,毛健夜蛾的化蛹、羽化、交配、產(chǎn)卵和卵的孵化均具有節(jié)律性?;贾饕l(fā)生在光期,雌、雄化蛹百分率分別為76.53%和68.33%,這與另一種夜蛾棉鈴蟲不同,棉鈴蟲在光期化蛹率僅為20%[8]。試驗結果還表明,雌、雄均無明顯的化蛹高峰期(圖1)。
羽化試驗結果表明,毛健夜蛾成蟲羽化也主要發(fā)生在光期,雌、雄成蟲羽化百分率分別為87.15%和83.25%(圖2),而棉鈴蟲[8]和甜菜夜蛾[9]的羽化主要發(fā)生在暗期。試驗結果還表明,毛健夜蛾雌、雄成蟲的羽化均有明顯的高峰期,且兩者主高峰期均在上午10:00-11:00。
對成蟲交配觀察結果表明,毛健夜蛾成蟲交配主要發(fā)生在暗期,暗期交配百分率高達98.05%,與甜菜夜蛾交配集中發(fā)生時間較為類似[9]。毛健夜蛾成蟲交配有兩個明顯的主高峰期即晚上19:00-20:00和凌晨0:00-1:00(圖3)。結果提示,如欲通過干擾此蟲的交配而達到降低其繁殖力的目的,則應在夜間進行干擾。
本試驗結果還表明,毛健夜蛾雌蟲產(chǎn)卵也主要發(fā)生在暗期,暗期產(chǎn)卵百分率為81.73%,暗期產(chǎn)卵的比例與甜菜夜蛾暗期產(chǎn)卵比例較為接近[9]。但毛健夜蛾雌蟲產(chǎn)卵量較高的時期在熄燈后的4 h內(nèi)和光開啟前的4 h內(nèi)(圖4),而甜菜夜蛾產(chǎn)卵量較高的時期為0:00-5:00[9]。
卵孵化觀察結果表明,毛健夜蛾幼蟲孵化主要發(fā)生在0:00-12:00,在此期間孵化百分率達88.92%,且孵化的高峰期為上午8:00-10:00(圖5),鑒于毛健夜蛾初孵幼蟲有鉆蛀習性[10],且孵化主要發(fā)生在0:00-12:00,提示施藥應安排在黎明,否則孵化出的幼蟲鉆入寄主植物體內(nèi),則藥效將大大降低。
昆蟲的發(fā)育和某些行為發(fā)生時間受內(nèi)在的生物鐘控制[3],但也會受到外界環(huán)境條件的干擾[14],如光周期[15]、光強度[16]和溫度[17-18]等。至于溫度、光因子(包括光周期、光強度和光波長)等對毛健夜蛾行為節(jié)律有何影響還有待于進一步研究。此外,昆蟲的行為節(jié)律還存在地理變異現(xiàn)象[19-21],毛健夜蛾的行為節(jié)律是否有地理變異現(xiàn)象也有待于進一步研究。
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