草地貪夜蛾室內(nèi)種群過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的測定

牛 浩, 蘭珍珍, 牛 通, 王新譜*

(1.寧夏大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,寧夏 銀川 750021; 2.西吉縣馬鈴薯產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心,寧夏 西吉 756200)

草地貪夜蛾,又稱秋黏蟲,隸屬于鱗翅目、夜蛾科、灰翅夜蛾屬,原產(chǎn)于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū),是主要的農(nóng)業(yè)害蟲[1-2].2018年年底，草地貪夜蛾在我國快速入侵定殖[3-5],至次年10月，在我國26個省(市、區(qū))監(jiān)測到草地貪夜蛾成蟲,其中發(fā)現(xiàn)幼蟲為害的有22個省[6].嚴(yán)重威脅我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn).寧夏于2019-07-31在彭陽縣首次監(jiān)測到草地貪夜蛾成蟲[7],于2020-07-09和2021-07-22在原州區(qū)發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾成蟲.目前,在寧夏16個縣市監(jiān)測到草地貪夜蛾成蟲.草地貪夜蛾的入侵定殖,將給我區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來重大威脅.探明草地貪夜蛾的抗寒能力,對于掌握其發(fā)生動態(tài)以及綜合防治至關(guān)重要[8-9].昆蟲是變溫動物,受環(huán)境溫度的影響較大,溫度變化直接影響昆蟲的生長發(fā)育、生活習(xí)性和分布等.對低溫的耐受能力是種群生存發(fā)展的重要因素[10].昆蟲的過冷卻點(diǎn)表示其能夠存活的低溫下限,可作為研究昆蟲越冬及抗寒性的指標(biāo).一般,過冷卻點(diǎn)越低,對低溫的耐受能力越強(qiáng),昆蟲的生存與分布范圍就可能越廣,反之,其生存與分布范圍就越小[11].筆者測定草地貪夜蛾不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn),旨在為草地貪夜蛾的抗寒性、越冬區(qū)的劃分和綜合防治等研究提供參考.

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

將草地貪夜蛾卵塊(河南省科云生物農(nóng)藥有限公司),放置在溫度為26℃、濕度為60%、光照周期為t(光照)∶t(黑暗)=14 ∶10 的培養(yǎng)箱中.采摘新鮮的玉米葉片,擦除葉片表面的灰塵，飼喂幼蟲至成蟲階段.配制w=5%蜂蜜水飼喂,飼養(yǎng)一個世代.以草地貪夜蛾室內(nèi)種群F1代的3～6齡幼蟲、預(yù)蛹、3日齡蛹和3日齡雌成蟲與雄成蟲作為測試蟲源.

1.2 供試寄主

供試寄主植物為玉米,品種為寧單41號(寧夏大學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)基地溫室大棚內(nèi)種植盆栽玉米幼苗).

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

超低溫冰箱,溫度設(shè)置為-70 ℃;冷藏柜,溫度設(shè)置為-4 ℃;SUN-V型智能昆蟲過冷卻點(diǎn)測定儀(北京鵬程電子科技中心).

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

通過智能昆蟲過冷卻點(diǎn)測定儀,測定草地貪夜蛾室內(nèi)種群F1代的3～6齡幼蟲、預(yù)蛹、3日齡蛹和3日齡雌成蟲與雄成蟲的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn),每個蟲態(tài)及蟲齡測定30頭.首先,將待測活蟲放入-4 ℃冰柜10 h,取出在室溫下放置2 h.然后,將待測蟲體放入離心管.將過冷卻點(diǎn)測定儀的熱敏探頭緊貼活蟲體,并用棉花固定,放入-70 ℃冰箱.將熱敏探頭連接智能昆蟲過冷卻點(diǎn)測定儀,通過電腦記錄蟲體的溫度.當(dāng)溫度下降一定時間后,蟲體開始放熱,溫度突然回升,此刻的溫度即為草地貪夜蛾的過冷卻點(diǎn).當(dāng)溫度升高后又開始平穩(wěn)下降,此時呈現(xiàn)降低趨勢的溫度為草地貪夜蛾的結(jié)冰點(diǎn),即蟲體的體液開始結(jié)冰[12].

1.5 數(shù)據(jù)處理

通過IBM SPSS Statistics 21.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)算草地貪夜蛾部分蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差.對草地貪夜蛾部分蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的測定數(shù)據(jù),用單因素方差分析,并用新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析和多重比較,設(shè)顯著性水平α=0.05.分析成蟲性別對過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的影響時采用t檢驗(yàn).通過Origin 2018 對不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)頻次分布進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 草地貪夜蛾的過冷卻點(diǎn)(T1)和結(jié)冰點(diǎn)(T2)

草地貪夜蛾不同蟲態(tài)的T1和T2存在顯著差異(P<0.05)(表1),部分蟲態(tài)的T1由高到低的順序?yàn)?齡幼蟲、5齡幼蟲、3日齡雄成蟲、3日齡雌成蟲、4齡幼蟲、預(yù)蛹、3齡幼蟲、3日齡蛹；部分蟲態(tài)的T2由高到低的順序?yàn)?齡幼蟲、5齡幼蟲、預(yù)蛹、3日齡雄成蟲、4齡幼蟲、3齡幼蟲、3日齡雌成蟲、3日齡蛹.3日齡蛹的測定數(shù)值最低,T1=(-18.46±0.55)℃,T2=(-13.11±0.64)℃.3～6齡幼蟲,隨著齡期的增大,T1,T2增大,其中，3齡幼蟲的數(shù)值最低,T1=(-11.94±0.35)℃,T2=(-8.55±0.57)℃；6齡幼蟲的數(shù)值最高,T1=(-6.26±0.30)℃,T2=(-4.02±0.25)℃.預(yù)蛹的T1=(-11.35±0.48)℃,T2=(-6.46±0.55)℃.

表1 草地貪夜蛾室內(nèi)種群部分蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)

草地貪夜蛾3日齡雌、雄成蟲的測定結(jié)果表明：雌成蟲的T1=(-10.87±0.55)℃,雄成蟲的T1=(-10.07±0.49)℃,兩者之間差異性不顯著(df=38,t=1.091,P=0.282)；雌成蟲的T2=(-8.78±0.64)℃,雄成蟲的T2=(-6.94±0.48)℃,兩者之間的差異性顯著(df=38,t=2.306,P=0.027).

2.2 草地貪夜蛾T1,T2的頻次分布

草地貪夜蛾各蟲態(tài)T1的分布范圍及頻次存在不同程度差異(圖1),其中T1最低值出現(xiàn)在蛹期,為-24.96 ℃,最高值出現(xiàn)在6齡幼蟲,為-3.5 ℃.3日齡蛹的T1分布范圍最寬,為-14.82～-24.96 ℃.5齡幼蟲的T1分布范圍最小,為-6.13～-11.82 ℃.T1分布寬度由小到大依次為5齡幼蟲(5.69 ℃)、4齡幼蟲(6.16 ℃)、3齡幼蟲(6.25 ℃)、6齡幼蟲(6.74 ℃)、3日齡雄成蟲(7.96 ℃)、預(yù)蛹(8.87 ℃)、3日齡雌成蟲(9.49 ℃)、3日齡蛹(10.14 ℃).

圖1 草地貪夜蛾部分蟲態(tài)過冷卻點(diǎn)的頻次分布

草地貪夜蛾各蟲態(tài)的T1,T2相似,也存在不同程度差異(圖2).T2最低值在蛹期,為-18.79 ℃,最高值出現(xiàn)在5齡幼蟲期,為-1.12 ℃.蛹的T2分布范圍較寬,為-6.93～-18.79 ℃.6齡幼蟲的T2分布范圍最小,為-1.2～-5.95 ℃.T2由小到大為6齡幼蟲(4.75 ℃)、3日齡雄成蟲(7.66 ℃)、4齡幼蟲(7.71 ℃)、5齡幼蟲(7.78 ℃)、3齡幼蟲(8.6 ℃)、3日齡雌成蟲(9.46 ℃)、預(yù)蛹(11.04 ℃)、3日齡蛹(11.86 ℃).除5齡幼蟲的T2不屬于正態(tài)分布外,其他蟲態(tài)的T1,T2均服從正態(tài)分布(P>0.05).

圖2 草地貪夜蛾部分蟲態(tài)結(jié)冰點(diǎn)的頻次分布

3 結(jié)論與討論

草地貪夜蛾入侵定殖我國以來,學(xué)者展開了大量關(guān)于草地貪夜蛾抗寒性的研究.張智等的研究結(jié)果顯示，卵的過冷卻點(diǎn)為-25.45 ℃,結(jié)冰點(diǎn)為-24.7 ℃,所測定卵的數(shù)值顯著低于其他蟲態(tài)[13].文中草地貪夜蛾不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)存在顯著性差異(P<0.05);不同蟲態(tài)的結(jié)冰點(diǎn)和過冷卻點(diǎn)存在不同程度的差異.3日齡雌、雄成蟲之間,過冷卻點(diǎn)差異不顯著(df=38,t=1.091,P=0.282),但結(jié)冰點(diǎn)差異顯著(df=38,t=2.306,P=0.027).6齡幼蟲的過冷卻點(diǎn)為(-6.26±0.30)℃,在測定的部分齡期幼蟲中最高.羅舉等的研究結(jié)果顯示，蛹的抗寒性最強(qiáng),過冷卻點(diǎn)為-19.0 ℃,結(jié)冰點(diǎn)為-18.5 ℃,卵和1齡幼蟲的抗寒性最差[14].文中草地貪夜蛾蛹的測定數(shù)值最低,過冷卻點(diǎn)為(-18.46±0.55)℃,結(jié)冰點(diǎn)為(-13.11±0.64)℃,與羅舉等研究中蛹的過冷卻點(diǎn)接近,表明蛹的抗寒能力最強(qiáng).張悅等的研究表明,3～6齡幼蟲隨著齡期的增大,幼蟲的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)也增大.3齡幼蟲的測定數(shù)值最低,6齡幼蟲的數(shù)值最高;蛹的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)分布范圍與本文研究結(jié)果一致[15].文中草地貪夜蛾蛹的結(jié)冰點(diǎn)與羅舉等有較大差異,與張智測定的預(yù)蛹和成蟲的過冷卻點(diǎn)以及各蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)有較大差異,這可能是飼養(yǎng)條件不同導(dǎo)致.在張智等的研究中，飼養(yǎng)溫度為24 ℃,濕度為70%;在羅舉等的研究中，飼養(yǎng)溫度為29 ℃、濕度為70%,而文中飼養(yǎng)溫度為26 ℃、濕度為60%.

影響草地貪夜蛾抗寒能力的因素很多,如不同地域的種群、不同季節(jié)的蟲源、取食不同寄主植物、不同的生長溫度以及個體間差異等.張悅等的研究結(jié)果顯示,取食不同的寄主植物,草地貪夜蛾獲取的營養(yǎng)物質(zhì)的種類及質(zhì)量不同,影響草地貪夜蛾的抗寒能力[15].謝殿杰等設(shè)置6種溫度條件飼養(yǎng)草地貪夜蛾,測定的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)存在顯著差異，結(jié)果表明，在低溫馴化下,草地貪夜蛾的耐寒能力提高[16].除測定草地貪夜蛾的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)外,學(xué)者研究草地貪夜蛾的耐寒性以及在低溫條件下的存活率.常向前等將草地貪夜蛾的幼蟲、蛹和成蟲放置在7 ℃下35 d,結(jié)果各蟲態(tài)的草地貪夜蛾均死亡[17].邱良妙等有關(guān)草地貪夜蛾的耐寒性研究結(jié)果表明,卵的耐寒性最弱、蛹的最強(qiáng)[18].張同強(qiáng)等研究低溫處理下草地貪夜蛾各蟲態(tài)的存活率,結(jié)果表明,卵的存活率最低、蛹的存活率最高[19].

該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,3～5齡幼蟲、預(yù)蛹、蛹和成蟲的過冷卻點(diǎn)都低于-9 ℃,尤其是蛹的過冷卻點(diǎn)為(-18.46±0.55)℃,表明草地貪夜蛾3～5齡幼蟲、預(yù)蛹、蛹和成蟲的抗寒能力較強(qiáng),且所測蟲態(tài)中蛹的抗寒能力最強(qiáng),這與羅舉等[14,18-20]的研究結(jié)論一致.文中的草地貪夜蛾室內(nèi)種群是在單一的條件下飼養(yǎng)的.為了進(jìn)一步研究草地貪夜蛾的抗寒性和在寧夏的越冬區(qū)域,還要探索草地貪夜蛾不同蟲態(tài)的抗寒機(jī)理，研究低溫環(huán)境下的存活率.