玉米螟成虫羽化早期飞行能力研究

徐艳聆,于艳敏,张肖霞,崔建新

（1.河南科技学院,河南新乡453003；2.河南省通许县中等职业学校,河南开封475400）

玉米螟Ostrinia furnacalis（Guenée）隶属于鳞翅目螟蛾科,是我国玉米的主要害虫,严重影响着玉米产区的玉米产量和质量,一般年份春玉米受玉米螟为害而减产10%左右,夏玉米减产更多,大发生年可使玉米减产30%以上,造成巨大损失.玉米螟还为害谷子、高粱等作物[1-3].姚青等对鳞翅目20科71种蛾类昆虫进行聚类分析,发现粘虫、小地老虎较适合于利用气流进行远距离迁飞,而玉米螟则较弱[4].刘宁研究发现,亚洲玉米螟地理位置邻近的地区,种群间基因交流多,亲缘关系近,地理位置远的地方,种群间基因交流少,亲缘关系则远,表明亚洲玉米螟成虫的迁移主要为近距离的扩散[5].此外,亚洲玉米螟成虫还有远距离迁飞行为[6-7].迁飞性昆虫的飞行行为犹为重要,不仅是生存的需要,而且对其发育、繁殖等生理代谢活动具有重要影响.了解玉米螟的飞翔能力,对其发生危害的预测预报和综合治理策略的制订均有重要的意义[8].

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

试验所用玉米螟均来自河南科技学院昆虫实验室饲养,虫卵来自中国农业科学院植物保护研究所常年饲养种群.试验选用羽化早期的1～4日龄玉米螟进行吊飞研究.

1.2 环境参数及吊飞试验操作

将饲养后的玉米螟按不同龄期取出,乙醚轻微麻醉,用少量市售502胶粘在试虫前胸背板,小心悬吊于飞行磨吊臂上,放入飞行磨系统进行飞行能力测试.吊杆另一侧有适当重量平衡虫体.吊臂长0.10 m,试虫完成1圈飞行距离是0.63 m.实验室为开放条件,温度为30～31℃,湿度为46%～50%.光照随自然光变化,晚间施以补充光照,亮度为123.96 lx.

1.3 数据处理

吊飞以试虫消耗殆尽累死为结束或在开始飞行计20 h后人工干预停止.共有22头个体（雌虫15头,雄虫7头）有有效吊飞记录（飞行距离达到100 m以上）.根据飞行记录分析出试虫在测试时间内完成吊飞的飞行距离、飞行时间、平均飞行速度、最大飞行速度、最久单次起飞所飞行的时间、最远单次起飞所飞行的距离及最远单次起飞平均速度,并对其飞行参数进行分析.

2 结果与分析

22头羽化早期玉米螟的飞行能力参数表见表1.

表1 玉米螟羽化早期飞行能力参数表

2.1 飞行距离

22头羽化早期的玉米螟雌雄虫的飞行距离参数分布见图1.

图1 22头玉米螟吊飞飞行距离参数分布

由图1可见,22头羽化早期的玉米螟中,吊飞最大飞行距离为5 952.06 m,最短飞行距离为103.04 m,平均飞行距离为1 472.55 m.18.18%的个体飞行距离小于300 m,31.81%的个体飞行距离大于1 500 m,其余50%的个体飞行距离在300～1 500 m之间.统计分析结果表明,玉米螟羽化早期的雌雄虫在飞行距离上差异不显著（P=0.926 5）.

2.2 飞行时间

22头羽化早期的玉米螟雌雄虫的飞行时间参数分布见图2.

图222 头玉米螟吊飞飞行时间参数分布

由图2可见,22头羽化早期的玉米螟中,吊飞飞行时间最长为7 279.55 s,最短为205.30 s,平均飞行时间为3 186.22 s.9.09%的个体飞行时间小于500 s,31.81%的个体飞行时间在500～2 000 s之间,其中45.45%的个体飞行时间在2 000～7 000 s之间.统计分析结果表明：玉米螟羽化早期的雌雄虫飞行时间差异不显著（P=0.741 8）.

2.3 平均飞行速度

22头羽化早期的玉米螟雌雄虫的平均飞行速度参数分布见图3.

图3 22头玉米螟吊飞平均飞行速度参数分布

由图3可见,22头羽化早期玉米螟吊飞的平均飞行速度最大为1.23 m/s,最小值0.09 m/s,平均值为0.53 m/s.有45.45%的个体平均飞行速度小于0.50 m/s,40.09%的个体平均飞行速度在0.53～1.00 m/s之间,9.09%的个体平均飞行速度大于1.00 m/s.统计分析结果表明,玉米螟羽化早期的雌雄虫平均飞行速度差异不显著（P=0.900 6）.

2.4 最大飞行速度

22头羽化早期的玉米螟雌雄虫的最大飞行速度参数分布见图4.

图4 22头玉米螟吊飞最大飞行速度参数分布

由图4可见,22头羽化早期玉米螟吊飞的最大飞行速度最大值为1.55 m/s,最小值为0.47 m/s,平均值为0.93 m/s.59.09%的个体最大飞行速度小于1.00 m/s之间,18.18%的个体最大飞行速度值在0.93～1.00 m/s之间,31.81%的个体最大飞行速度大于1.00 m/s.统计分析结果表明,玉米螟羽化早期的雌雄虫最大飞行速度差异不显著（P=0.417 2）.

2.5 最久单次起飞所飞行的时间

22头羽化早期的玉米螟雌雄虫的最久单次起飞所飞行的时间参数分布见图5.

图5 22头玉米螟吊飞最久单次起飞所飞行的时间参数分布

由图5可见,22头羽化早期玉米螟吊飞的最久单次起飞所飞行的时间最大值为4 902.21 s,平均值为1 048.27 s.22.72%的个体最久单次起飞所飞行的时间少于500 s,31.81%的最久单次起飞所飞行的时间大于1 000 s,40.90%的个体最久单次起飞所飞行的时间在500～1 000 s之间.统计分析结果表明,玉米螟羽化早期的雌雄虫,最久单次起飞所飞行的时间差异不显著（P=0.132 7）.

2.6 最远单次起飞所飞行的距离

22头羽化早期的玉米螟雌雄虫的最远单次起飞所飞行的距离参数分布见图6.

图622 头玉米螟吊飞最远单次起飞所飞行的距离参数分布

由图6可见,22头羽化早期玉米螟吊飞的最远单次起飞所飞行的距离最大值为2 895.92 m,最小值为0.63 m,平均值为521.19 m.54.55%个体最远单次起飞所飞行的距离小于300 m,27.27%的个体最远单次起飞所飞行的距离在300～800 m之间,13.64%的个体最远单次起飞所飞行的距离在400～500 m之间.统计分析结果表明,玉米螟羽化早期的雌雄虫最久单次起飞所飞行的距离差异不显著（P=0.090 7）.

2.7 最远单次起飞平均速度

22头羽化早期的玉米螟雌雄虫最远单次起飞平均速度的参数分布见图7.

图7 22头玉米螟吊飞最远单次起飞平均速度参数分布图

由图7可见,22头羽化早期玉米螟最远单次起飞平均速度最大值为1.28 m/s,最小值为0.04 m/s,平均值为1.06 m/s.57.14%的个体最远单次起飞平均速度小于0.50 m/s,9.52%的个体最远单次起飞平均速度大于1.0 m/s,33%的个体最远单次起飞平均速度在0.5～1.0 m/s.统计分析结果表明,玉米螟羽化早期的雌雄虫最远单次起飞平均速度差异不显著（P=0.750 9）.

3 讨论

本研究利用昆虫飞行磨测试了玉米螟成虫羽化早期（1～4日龄）在室温条件下的飞行能力,结果显示,18.18%的个体飞行距离小于300 m,31.81%的个体飞行距离大于1 500 m,50%的个体飞行距离在300～1 500 m之间.9.09%的个体飞行时间小于500 s,31.81%的个体飞行时间在500～2 000 s之间,45.45%的个体飞行时间在2 000～7 000 s之间.平均飞行速度最大为1.23 m/s,最小值0.09 m/s,平均值为0.53 m/s.最大飞行速度,最大值为1.55 m/s,最小值为0.47 m/s,平均值为0.93 m/s.最久单次起飞所飞行的时间,最大值为4 902.21 s,平均值为1 048.27 s.22.72%的个体最久单次起飞所飞行的时间少于500 s,31.81%的最久单次起飞所飞行的时间大于1 000 s,40.90%的个体最久单次起飞所飞行的时间在500～1 000 s之间.

翟保平和陈瑞鹿研究表明,50%湿度下玉米螟飞行距离接近45 km,飞翔速度平均1.5 m/s,最高可达2.4 m/s,雄蛾飞翔力初期稍弱,但3日龄以后强于雌蛾.玉米螟的飞翔适温区为20～30℃,高温低湿不利其飞翔[6].这与我们的研究结果差异较大,可能原因有多个方面,如试验条件温度过高而湿度过低,吊臂长度和吊臂总重量、空气阻力等因素也会影响试虫的飞行,导致产生较大差异.另外,上述报道试验中试虫是当年采集的野外种群,活力较高,而我们的试验种群来自实验室常年繁育种群,如果加大样本量,改善玉米螟的饲养条件,极有可能得到有更有意义的结果.

吊飞试验只是在实验室条件下对昆虫的飞行能力进行测试,单凭吊飞飞行的参数来判断昆虫的迁飞势能并不科学,还需依据有关的生物学和生理学的指标进行综合判断.关于玉米螟的飞行能力问题和飞行磨数据的可靠性评价问题尚待深入研究.

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[2]刘宁,文丽萍,何康来,等.不同地理种群亚洲玉米螟抗寒能力研究[J].植物保护学报,2005,32（2）：164-168.

[3]李建平,王蕴生,谢为民,等.中国北部亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis（Guene）]生态型的初步研究[J].玉米科学,1992（C12）：69-72.

[4]姚青,张志涛,赖凤香,等.五种迁飞蛾类及非迁飞近似种前翅形状的数值分析[J].昆虫学报,2001,44（1）：72-78.

[5]刘宁.亚洲玉米螟不同地理种群生态适应性和种群遗传结构的RAPD分析[D].北京：中国农业科学院,2003：38-50.

[6]翟保平,陈瑞鹿.亚洲玉米螟飞翔能力的初步研究[J].吉林农业科学,1989,1（3）：40-46.

[7]王振营,周大荣,宋彦英,等.亚洲玉米螟越冬代成虫扩散行为与迁飞可能性研究[J].植物保护学报,1994,21（1）：26-31.