雙叉犀金龜成蟲最佳食料篩選

杜文梅,孫 勇,蔡 茁,趙士臣,王樂奇,阮長春*,張俊杰*

(1. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物防治研究所/天敵昆蟲應(yīng)用工程技術(shù)研究中心,長春 130118;2. 磐石市森林病蟲防治檢疫站,吉林磐石 132300)

資源昆蟲是一類具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值和科學(xué)意義的昆蟲類群,研究、開發(fā)和利用其潛在價(jià)值,可以為人類提供豐富的物質(zhì)基礎(chǔ),符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求,而大多數(shù)資源昆蟲需人工飼養(yǎng),形成資源后才可體現(xiàn)其價(jià)值(陳曉鳴和馮潁, 2009)。食物為昆蟲提供存活和繁殖所需要的糖類、蛋白質(zhì)、脂肪等營養(yǎng)物質(zhì),人工飼料的開發(fā)不僅可以提高昆蟲的繁殖能力,同時(shí)也對昆蟲的開發(fā)利用與深入研究有著重大意義(丁巖欽, 1980)。

雙叉犀金龜Allomyrinadichotoma屬鞘翅目Coleoptera犀金龜科Dynastidae雙叉犀金龜屬Allomyrina,是一類具有觀賞、環(huán)保、食用、藥用及科學(xué)實(shí)驗(yàn)等用途的資源昆蟲(Baeetal., 2020; Parketal., 2020; Zhouetal., 2021)。成蟲喜食多汁的水果和榆Ulmuspumila、桑Morusalba、無花果Ficuscarica等植物的嫩枝(顧國華等, 1995; 徐成剛等, 2011; 王道澤等, 2014),食物充足時(shí)成蟲壽命一般可達(dá)1～3個(gè)月,若食物短缺則幾天內(nèi)死亡(顧國華等, 1995)。目前人工飼養(yǎng)雙叉犀金龜時(shí),成蟲均以新鮮水果為食,平均產(chǎn)卵量僅為5.34 粒/頭,繁殖效率較低,而雙叉犀金龜取食商品甲蟲果凍產(chǎn)卵可到達(dá)30～40 粒/頭,但成本較高,且不適于大規(guī)模飼養(yǎng)(劉瑋等, 2012; 王婕姝等, 2018; 彭中和顧家瑞, 2019)?；诖?本研究對雙叉犀金龜成蟲的最佳食料進(jìn)行了篩選,為雙叉犀金龜?shù)娜斯わ曫B(yǎng)技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

雙叉犀金龜幼蟲采自吉林省黃松甸鎮(zhèn),利用自然發(fā)酵后的木耳菌糠人工飼養(yǎng),飼料含水量55%～60%;老熟幼蟲單頭飼養(yǎng),每天觀察,待成蟲羽化24 h后備用。

飼養(yǎng)室條件:溫度:26℃±1℃,RH 70%±5%,光周期L∶D=14 h∶10 h。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1不同水果飼喂對雙叉犀金龜成蟲壽命及繁殖的影響

選取6種水果作為供試食物,商品果凍(甲蟲果凍)為對照,詳見表1。選取同日羽化的雙叉犀金龜雌雄成蟲各1頭配對,將500 g發(fā)酵好的木耳菌糠烘干粉碎并倒入養(yǎng)蟲盒(長25 cm×寬17 cm×高10 cm),加水611 mL,攪拌均勻(含水量55%),以此作為產(chǎn)卵基質(zhì)。各處理每天10∶00,分別飼喂固定大小的各種水果(體積大小約:長3 cm×寬3 cm×高3 cm),觀察并記錄雌雄成蟲死亡時(shí)間,15 d后每10 d調(diào)查1次每對雙叉犀金龜子代數(shù)量,直到雌蟲全部死亡。每個(gè)處理12對成蟲,隨機(jī)分組,每組4對成蟲,取平均值作為1個(gè)重復(fù),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

表1 試驗(yàn)所用水果品種及對照信息

1.2.2人工飼料對雙叉犀金龜成蟲繁殖的影響

在1.2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,選擇成蟲子代數(shù)量最多的前3種水果制作果凍,實(shí)驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理,詳見表2。選取同日羽化的雙叉犀金龜雌雄成蟲各1頭配對,用不同果凍飼喂,每4對成蟲作為1個(gè)重復(fù),每個(gè)處理重復(fù)3次,飼養(yǎng)方法同1.2.1相同,在15 d和35 d分別調(diào)查每對雙叉犀金龜子代數(shù)量。每個(gè)處理12對成蟲,隨機(jī)分組,每組4對成蟲,取平均值作為1個(gè)重復(fù),進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

以上試驗(yàn)均在氣候條件為溫度26℃±1℃,RH 70%±5%,光周期L∶ D=14h∶10 h的智能人工氣室內(nèi)進(jìn)行。

表2 雙叉犀金龜成蟲人工飼料配方

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及Microsoft Excel 2019軟件進(jìn)行處理、分析,方差分析均采用Tukey多重比較法。

2 結(jié)果與分析

2.1 6種水果飼喂對成蟲壽命的影響

對6種水果飼喂的雌雄成蟲壽命進(jìn)行方差分析,雌蟲壽命46.67～55.08 d,雄蟲壽命23.78～33.33 d,處理間無顯著差異(雌蟲:F6,20=0.68,P>0.05;雄蟲:F6,20=1.82,P>0.05),但各處理雌蟲壽命均顯著長于雄蟲壽命(蘋果:F1,5=141.81,P<0.05;葡萄:F1,5=20.54,P<0.05;西瓜:F1,5=40.61,P<0.05;香蕉:F1,5=53.30,P<0.05;香瓜:F1,5=10.13,P<0.05;桃:F1,5=51.79,P<0.05;商品果凍:F1,5=12.98,P<0.05)(圖1)。

圖1 6種水果飼喂對雙叉犀金龜成蟲壽命的影響Fig.1 Effects of 6 kinds of fruit feeding on adult longevity of Allomyrina dichotoma 注:大寫字母表示處理間同一種性別成蟲的方差比較結(jié)果(P<0.05),小寫字母表示各處理內(nèi)雌雄成蟲的方差比較結(jié)果(P<0.05)。Note: Capital letters represented the variance comparison results of adults of the same sex between treatments (P<0.05), and small letters represented the variance comparison results of male and female adults in each treatment (P<0.05).

2.2 6種水果飼喂對雙叉犀金龜子代數(shù)量的影響

雙叉犀金龜成蟲飼喂不同水果后,其子代數(shù)量存在顯著差異(F6,20=5.95,P<0.05)(圖2);成蟲飼喂西瓜子代數(shù)最多,達(dá)38.75 頭/雌,其次為香蕉(30.11 頭/雌)、商品果凍(23.11 頭/雌)和蘋果(24.58 頭/雌),4個(gè)處理差異不顯著;飼喂葡萄、香瓜和桃處理的雙叉犀金龜子代數(shù)量顯著低于西瓜處理,子代數(shù)平均只有17.87 頭/雌。

圖2 不同水果飼喂對雙叉犀金龜成蟲子代數(shù)量的影響Fig.2 Effects of different fruit feeding on the offspring numbers of Allomyrina dichotoma 注:小寫字母表示處理間成蟲子代數(shù)量的方差比較結(jié)果(P<0.05),下同。Note: Lowercase letters indicated the comparison results of variance of adult insect algebra between treatments (P<0.05), the same below.

2.3 不同果凍飼喂對雙叉犀金龜子代數(shù)量的影響

在2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上,選擇子代數(shù)量較多的西瓜、香蕉和蘋果制成3種水果果凍和3種水果的混合果凍,以商品果凍作為對照,調(diào)查每對成蟲35 d的子代數(shù)量,結(jié)果見圖3。飼喂混合果凍子代數(shù)量最多,達(dá)35.29 頭/雌,其次為商品果凍(35.02 頭/雌)、蘋果果凍(33.27 頭/雌)、西瓜果凍(31.33 頭/雌),4個(gè)處理差異不顯著,飼喂香蕉果凍的成蟲子代數(shù)量為16.46 頭/雌,顯著低于其它處理(F4,14=44.69,P<0.05)。

圖3 飼喂不同人工飼料對雙叉犀金龜子代數(shù)量的影響Fig 3 Effects of different artificial diets on the offspring numbers of Allomyrina dichotoma

飼喂不同果凍后,其子代數(shù)量隨時(shí)間變化趨勢存在顯著差異(圖4)。處理0～15 d時(shí),雙叉犀金龜子代數(shù)存在顯著差異(F4,14=10.78,P<0.05),飼喂西瓜果凍處理的子代數(shù)最高,為16.42 頭/雌,與混合果凍(13.38 頭/雌)、商品果凍(11.33 頭/雌)、蘋果果凍處理(11.26 頭/雌)無顯著差異,但顯著高于香蕉果凍處理(6.07 頭/雌);16～35 d時(shí),飼喂商品果凍處理的子代數(shù)最高,為23.69 頭/雌,與蘋果果凍(22.01 頭/雌)和混合果凍(21.92 頭/雌)無顯著差異,但顯著高于西瓜果凍(14.92 頭/雌)和香蕉果凍(10.39 頭/雌),且西瓜果凍顯著高于香蕉果凍(F4,14=42.73,P<0.05)。

圖4 不同果凍飼喂子代數(shù)量隨時(shí)間的變化趨勢Fig.4 Trend of the number of Allomyrina dichotoma progeny with different jelly under different time注:大寫字母表示每種飼喂方式下0～15 d和16～35 d子代數(shù)量方差比較結(jié)果,小寫字母表示0～15 d和16～35 d下不同飼喂方式間子代數(shù)量的方差比較結(jié)果(P<0.05)。Note: Capital letters represented the comparison results of the variance of the number of offspring at 0～15 d and 16～35 d under each feeding mode, and small letters represented the comparison results of the variance of the number of offspring between different feeding modes at 0～15 d and 16～35 d (P<0.05).

比較雙叉犀金龜飼喂每種果凍0～15 d和16～35 d的子代數(shù),結(jié)果顯示飼喂商品果凍、混合果凍、香蕉果凍和蘋果果凍4個(gè)處理均是16～35 d的子代數(shù)顯著高于0～15 d的子代數(shù)(商品果凍:F1,5=70.84,P<0.05;混合果凍:F1,5=83.89,P<0.05;香蕉果凍:F1,5=36.14,P<0.05;蘋果果凍:F1,5=298.47,P<0.05);飼喂西瓜果凍處理的0～15 d和16～35 d的子代數(shù)無顯著差異(F1,5=1.01,P>0.05)。

2.4 飼喂水果和果凍對雙叉犀金龜子代數(shù)量的影響

飼喂水果和果凍對雙叉犀金龜子代數(shù)量有顯著影響(F7,23=83.19,P<0.05)(圖5)。飼喂混合果凍、商品果凍、西瓜果凍和蘋果果凍4個(gè)處理的子代數(shù)量最高,平均達(dá)33.73 頭/雌,顯著高于3種水果和香蕉果凍飼喂處理的子代數(shù)量,飼喂香蕉處理的子代數(shù)量只有12.92 頭/雌,顯著低于其它處理。綜合2020年不同水果飼喂和2021年果凍飼喂結(jié)果,人工飼養(yǎng)雙叉犀金龜時(shí),建議用果凍飼養(yǎng)。

圖5 飼喂水果和果凍對雙叉犀金龜子代數(shù)量的影響Fig.5 Effects of fruit and jelly on the number of Allomyrina dichotoma progeny注:小寫字母表示處理間成蟲子代數(shù)量的方差比較結(jié)果(P<0.05)。Note: Lowercase letters indicated the variance comparison results of adult insect algebra between treatments (P<0.05).

3 結(jié)論與討論

食物鏈?zhǔn)切纬衫ハx生物群落的基礎(chǔ),昆蟲均是以食物為中心而建立關(guān)系的。食物對昆蟲為害、生長發(fā)育、種群生殖和壽命等均有重要影響(丁巖欽, 1980; 吳孔明和郭予元, 1996; 王進(jìn)軍和趙志模, 1999)。利用黏蟲卵Mythimnaseparata繁育的稻螟赤眼蜂Trichogrammajaponicum的種群凈繁殖率R0為31.9176,而米蛾CorcyracephalonicaStainton卵繁育的種群R0僅為25.2593(杜文梅等, 2020);劉小宇組建了取食不同食物的草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda的兩性生命表,結(jié)果表明取食鮮玉米粒種群凈繁殖率R0高于取食玉米葉片的種群(劉小宇, 2021)。本試驗(yàn)研究了6種水果飼喂對雙叉犀金龜成蟲存活及繁殖的影響,飼喂西瓜、香蕉和蘋果的子代數(shù)量明顯增多,顯著高于其他處理;在此基礎(chǔ)上,選用這3種水果制作果凍,蘋果和西瓜制作果凍后子代數(shù)均顯著提高,香蕉制作果凍后子代數(shù)量最低,可能是由于香蕉本身并不滿足雙叉犀金龜正常的生長營養(yǎng)需求?，F(xiàn)有研究結(jié)果表明,雙叉犀金龜成蟲壽命和產(chǎn)卵量與成蟲食料有較大關(guān)系,取食甲蟲果凍45 d的產(chǎn)卵量為45 粒/雌,卵孵化率按照85.00%計(jì)算,子代數(shù)約為38.25 頭/雌(彭中和顧家瑞, 2019),本試驗(yàn)取食混合水果果凍的雌蟲35 d的子代數(shù)量為35.29 頭/雌,與取食甲蟲果凍結(jié)果相近。劉瑋等人研究發(fā)現(xiàn)取食發(fā)酵木屑和發(fā)酵菌糠的雙叉犀金龜成蟲的產(chǎn)卵能力基本一致,每對成蟲20 d的產(chǎn)卵量為14～16 粒/雌,折合子代數(shù)約為11.5～11.9 頭/雌(劉瑋等, 2012),與本試驗(yàn)0～15 d的子代數(shù)結(jié)果比較,高于香蕉果凍(6.07 頭/雌),但低于西瓜果凍(16.42 頭/雌),與商品果凍、蘋果果凍結(jié)果接近(11.33～13.38 頭/雌)。飼喂西瓜果凍0～15 d和16～35 d處理子代數(shù)無顯著差異,其余處理均為0～15 d子代數(shù)顯著低于16～35 d,可能是由于西瓜的某些營養(yǎng)成分能顯著縮短雙叉犀金龜?shù)漠a(chǎn)卵前期,但不能增加其繁殖能力所致。建議人工飼養(yǎng)雙叉犀金龜時(shí),選用西瓜、蘋果等水果制作混合水果果凍飼養(yǎng)成蟲。

利用本試驗(yàn)篩選出的食料可顯著提高雙叉犀金龜?shù)姆敝沉?分析原因:(1)制作果凍后解決了水果腐敗問題,食料新鮮,雙叉犀金龜喜食;(2)果凍制作過程中添加的蔗糖、淀粉等物質(zhì)有助于雙叉犀金龜繁殖?，F(xiàn)有研究結(jié)果表明,昆蟲不同發(fā)育時(shí)期的成蟲對營養(yǎng)素的需求也不同,例如龜紋瓢蟲Propyleajaponica成蟲在剛羽化后一段時(shí)間內(nèi),攝取適量脂類物質(zhì)對縮短產(chǎn)卵前期具有重要作用,在產(chǎn)卵高峰期,添加蔗糖能提高產(chǎn)卵量(張麗莉等, 2007)。本研究只調(diào)查了取食果凍處理35 d的子代數(shù)量,未調(diào)查其壽命和全部子代數(shù)量,對食料中的糖脂蛋白等營養(yǎng)成分,也未做詳細(xì)的檢測,需在今后的試驗(yàn)中繼續(xù)深入研究,明確人工飼料對其產(chǎn)卵前期、子代數(shù)量及性比等生物學(xué)因素的影響,進(jìn)一步優(yōu)化人工飼料配方。