不同环境因素对蚱蝉卵孵化影响研究

宋月芹 董钧锋 王锦锦等

摘要：为探索和掌握不同因素对蚱蝉卵室内人工孵化率的影响，优化蚱蝉卵室内孵化的技术参数，试验采用Ｌ９（３４）正交试验设计，以卵孵化率为指标，考察相对湿度、光周期和温度三因素对蚱蝉卵孵化的影响。结果表明，光周期是蚱蝉卵室内人工孵化的关键因素；三因素的优方案为Ａ１Ｂ２Ｃ２，即相对湿度３０％～３５％、光周期Ｌ１２∶Ｄ１２、温度３２ ℃，蚱蝉卵孵化率最高。试验结果可为实现蚱蝉卵的室内人工孵化、进行蚱蝉人工养殖提供参考。

关键词：蚱蝉；卵；影响因素；正交试验

中图分类号：Ｓ１８６；Ｓ８９９．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０11）16－3299-03

Study on the Effects of Enviromental Factors on Eggs Hatching Rate of

Cryptotympana atrata

ＳＯＮＧ Ｙｕｅ－ｑｉｎ，ＤＯＮＧ Ｊｕｎ－ｆｅｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉｎ－ｊｉｎ，ＪＩＮＧ Ｙａｎ－ｐｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｈｕｉ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ，Ｈｅｎａｎ Ｓｃｉ－Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ ４７１００３，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Tｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ａｎｄ ｍａｓｔｅｒ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ enviromental ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｅｇｇ ｈａｔｃｈｉｎｇ ｏｆ Ｃｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａ ａｔｒａｔａ，ａｎｄ ｔｏ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ，Ｌ９（３４） oｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ on eggs hatching rate of C. atrata． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄ ｗａｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｆａｃｔｏｒ affecting ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｈａｔｃｈａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｃ. ａｔｒａｔａ ｉｎｄｏｏｒ． Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ craft was Ａ１Ｂ２Ｃ２， ３０％~３５％ ｈｕｍｉｄｉｔｙ，ｐｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄ ｏｆ Ｌ１２∶Ｄ１２，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ３２ ℃ under which ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｈａｔｃｈｉｎｇ ｒａｔｅ could be obtained． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｓｏｍｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ ａｎｄ ｂｒｅｅｄ ｉｎｄｏｏｒ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａ ａｔｒａｔａ； eｇｇｓ； fａｃｔｏｒｓ； oｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｄｅｓｉｇｎ

蚱蝉（Ｃｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａ ａｔｒａｔａ Ｆａｂｒ）又名金蝉，成虫也叫黑蝉，俗称知了、知了龟、黑老哇哇等，属于同翅目（Ｈｏｍｏｐｔｅｒａ）蝉科（Ｃｉｃａｄｉｄａｅ）蚱蝉属（Ｃｒｙｐｔｏｔｙｍｐａｎａ）昆虫。成虫体长４０～４８ ｍｍ，通体黑色，有光亮，背具淡黄色绒毛，头前缘及额顶有一块黄褐色斑，中胸背板中央具黄褐色“Ｘ”形隆起，前足开掘式，前翅膜质，雄虫腹部第一节有发音器，雌性无发音器、有长矛形的产卵器［１］。幼虫共４龄，３龄及以下幼虫乳白色，虱形，４龄幼虫棕褐色，具翅芽［２］，老龄幼虫具傍晚特别是雨后傍晚集中爬出蜕壳的习性。蚱蝉越冬卵在产下的第二年５月中旬开始孵化，６月下旬孵化结束［３］。

蚱蝉具有较高营养价值和药用价值，蚱蝉幼虫的蛋白质含量高于猪肉、鸡肉，脂肪低，其钙、铁、锌含量也高于家畜、家禽，其中钙含量为猪肉的２２．１７倍，铁、锌的含量也分别是猪肉的１１．６９倍和６．０８倍［４］。蝉蜕可做药用，用于治疗惊风抽搐、癫痫、偏头痛、小儿发热夜啼等［５］。蚱蝉的市场需求量逐年增大，但关于蚱蝉养殖的针对性研究少见报道。作为值得开发的经济昆虫，蚱蝉的规模饲养日益受到重视［４－６］。在此背景下，试验采用正交试验设计对蚱蝉卵室内孵化的３个影响因素进行了研究，旨在了解蚱蝉的生物学特性，为规模饲养提供参考。

１材料和方法

１．１材料

蚱蝉卵于同一时间采自河南省洛阳市洛河沿岸杨树林。

１．２方法

研究相对湿度、光周期和温度对蚱蝉卵孵化的影响，用正交表Ｌ９（３４），实施三因素三水平正交试验，试验因素水平见表１。通过查阅正交表，獲得不同因素对蚱蝉卵室内孵化影响的试验方案表。试验按照表２的正交方案进行操作。

试验在ＺＰＱ－２８０Ｂ型智能人工气候箱中进行，以蚱蝉卵的孵化率为指标，从第一枚卵孵化（幼虫出现）开始，到卵停止孵化（不再出现幼虫）结束。试验设３个重复，每组采用同一批次卵１００枚。

孵化率＝孵化出幼虫个数／总卵个数×１００％。数据分析用Ｅｘｃｅｌ及其内置函数进行处理。

２结果与分析

２．１极差分析

通过极差分析可知（表3），在正交试验中，不同因素的极差Ｒ不相等，极差的不同则说明各因素的水平改变对试验的结果均有不同程度的影响，极差越大，表示该列因素对试验结果的影响越大。由于ＲＢ＞ＲＣ＞ＲＡ＞Ｒｅ，所以，光周期（因素Ｂ）是影响蚱蝉卵室内人工孵化率的主要因素，相对湿度和温度从主到次顺序为Ｃ（温度）＞Ａ（相对湿度）。其中，空列（ｅ）的极差最小，为４．１，这在一定程度上说明三因素之间的交互作用不明显，同时也说明正交试验因素及水平选择的合理性。

试验的目的是为了获得较高的孵化率，所以试验指标越大越好。由表3可看出，Ａ因素列：Ｋ１＞Ｋ２＞Ｋ３；Ｂ因素列Ｋ２＞Ｋ１＞Ｋ３；Ｃ因素列Ｋ２＞Ｋ３＞Ｋ１；空列Ｋ２＞Ｋ１＞Ｋ３，所以，蚱蝉卵室内孵化条件设置的优方案可确定为Ａ１Ｂ２Ｃ２，即相对湿度３０％～３５％，光周期Ｌ１２∶Ｄ１２，温度３２ ℃。

通过极差分析得到的优方案Ａ１Ｂ２Ｃ２正好是正交试验方案中的处理２，说明该试验方案比较真实地反映出了蚱蝉卵室内孵化的环境条件要求。从各因素水平与蚱蝉卵孵化率之间关系的趋势图（图１）可以看出，随相对湿度的增高，卵孵化率呈下降态势，当相对湿度介于３５％～８５％之间时，孵化率变化的幅度较小；光周期对蚱蝉卵孵化率的影响趋势则表现为陡峭的“单峰型”，可见全黑暗和全光照都对卵的孵化极为不利；对于温度来说，低温对孵化的不利影响要比高温更甚。从趋势图也可以看出，孵化条件为相对湿度为３０％～３５％，光周期为Ｌ１２∶Ｄ１２，温度为３２ ℃时，孵化率最高。

２．２方差分析

通过对正交试验结果的方差分析（表4）可知，ＦＢ＝２４８．９７６＞Ｆ０．０１（２，２）＝９９，说明因素Ｂ（光周期）对蚱蝉卵孵化率的影响达到高度显著水平，其水平的改变对试验指标影响较大； Ｆ０．１０（２，２）＝９＞ＦＡ＝７．８４０，Ｆ０．05（２，２）＝１９＞ＦＣ＝１４．８２０，所以因素Ａ、Ｃ影响未达到显著水平，说明因素A、C的不同水平对总体影响小，各因素对蚱蝉卵孵化率试验指标影响的主次顺序为Ｂ＞Ｃ＞Ａ，与极差分析结果一致。

３讨论

在正交试验设计的数据处理过程中，极差分析法具有直观、明了的特点，极差可以推断因素水平的变化对试验指标影响的主次顺序，但却不能精确估计误差的大小和各因素对试验结果影响的重要程度，而方差分析过程中的Ｆ值则可弥补直观分析的这些不足［７，８］。因此，研究同时采用了极差分析和方差分析２种方法。２种方法对三因素主次关系和优方案的分析结果是一致的，这进一步提高了试验结果的科学性和可信度。

研究结果表明，影响因素光周期对蚱蝉卵孵化率的影响达到了高度显著水平，所以在蚱蝉的实际人工规模化生产过程中，光周期的控制应该作为优先考虑因素。研究重点考察了全黑暗（Ｌ０∶Ｄ２４）、全光照（Ｌ２４∶Ｄ０）和光暗等长（Ｌ１２∶Ｄ１２）３个水平，确定了光照是蚱蝉卵孵化的必要条件，但光暗二者的消长变化可能对卵孵化有着不同的影响，所以，光周期的优方案仍然存在提升的可能。

不同因素变化与蚱蝉卵孵化率关系的趋势图表明，孵化率有随着相对湿度的降低而平缓升高的趋势，同时也应该注意到，方差分析中的ＦＡ＝７．８４０，是三因素F值中最低的，这也反映出相对湿度的水平变化对蚱蝉卵孵化率影响不显著。但当相对湿度高于８５％时，对卵孵化明显不利，所以在实际生产的操作过程中，要尽量防止高湿。

温度对蚱蝉卵孵化率的影响也未达显著水平，在一定程度上與客观情况是相符的，因为室外气象条件存在多样性，其中，昼夜温差的变化就是一个最普遍的情况，卵在孵化中对这种温度存在着特定的适应机制。

参考文献：

［１］ 袁锋． 农业昆虫学［Ｍ］． 北京：中国农业出版社，２００１．

［２］ 胡忠朗，韩崇选，施德祥，等． 蚱蝉生物学习性初步观察［Ｊ］． 陕西林业科技，１９９０（３）：４３－４８．

［３］ 邱强． 中国果树病虫原色图鉴［Ｍ］． 郑州：河南科学技术出版社，２００４．

［４］ 王灿楠，丛宁． 蚱蝉幼虫的营养成分研究［Ｊ］． 营养学报，２００２，２４（４）：４４７－４４８．

［５］ 樊瑛，丁自勉． 药用昆虫养殖与应用［Ｍ］． 北京：中国农业出版社，２００１．

［６］ 张秀江．蚱蝉的药用价值及养殖［Ｊ］．河南农业，２００３（６）：１３.

［７］ 李志西，杜双奎． 试验优化设计与统计分析［Ｍ］． 北京：科学技术出版社，２０１０．

［８］ 李云雁，胡传荣． 试验设计与数据处理［Ｍ］． 北京：化学工业出版社，２０１１．