张方平,朱俊洪,韩冬银,谭宏志,牛黎明,符悦冠*
(1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;2.海南大学环境与植物保护学院,海口 570228)
橡副珠蜡蚧Parasaissetia nigra是橡胶上的一种重要害虫。近年,该虫在海南、云南的橡胶上大面积暴发成灾,造成了严重损失(管志斌等,2005;温丽娜等,2009)。目前,国内外已观察了橡副珠蜡蚧生物学特性(吴忠华等,2008;段波等,2009),发现温度和寄主对橡副珠蜡蚧种群增长的影响明显(Shevale,1998;陈伟等,2009;陈伟等,2010)。同时,开展了全面系统的天敌调查,新发现副珠蜡蚧阔柄跳小蜂 Metaphycus parasaissetia为田间橡副珠蜡蚧成虫期的重要内寄生性天敌(Zhang et al.,2007),并进行了副珠蜡阔柄小跳小蜂的生物学观察及作效能评价,确定副珠蜡蚧阔柄跳小蜂是一种可以利用的寄生性天敌(温丽娜等,2009;张方平,2010)。
温度是影响昆虫生长发育以及许多生物活性的最主要因子(张孝羲,2002),对昆虫的发育及种群增长影响明显(周昌清,1995;唐超,2007;张治科,2007;曹美琳,2012),其中极端温度对其种群的发生和分布有重要影响,昆虫对温度逆境适应性的高低决定了其种群的保持和发展能力(Bale,2002;Barthell,2002;崔洪莹,2011)。温度对橡副珠蜡蚧和副珠蜡阔柄跳小蜂的影响方面的研究主要是针对15~33℃适温区范围内开展(Zhang,2007;温丽娜,2010),而逆境温度对其种群方面的研究未见报道。吕宝乾等(2011)对椰心叶甲及其寄生蜂的低温耐受力的研究表明,利用天敌持续控制害虫,应考虑害虫及其天敌与当地逆境温度的适应性。橡副珠蜡蚧及其寄生蜂副珠蜡蚧阔柄跳小蜂耐寒能力不仅关系到橡副珠蜡蚧种群数量及分布范围的扩张,也关系到副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的田间种群建立及其扩散、控害能力。过冷却点和冰点是界定昆虫抗(耐)寒性的重要指标(景晓红,2002)。本研究首次测定了橡副珠蜡蚧及其寄生蜂副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的过冷却点和冰点,以期明确橡副珠蜡蚧和副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的抗寒能力,为利用寄生蜂控制橡副珠蜡蚧提供理论依据。
橡副珠蜡蚧:采于云南省热带植物研究所试验场六队的橡胶上,在中国热带农业科学院环境与植物保护研究所内的养虫室(温度为26±1℃、湿度为70%~80%)里用南瓜繁殖卵、1 龄若虫、2 龄若虫、3 龄若虫、初期成虫(进入成虫期1~2 d)、褐色期成虫(体色为褐色,体背蜡壳未变硬)、初产卵期成虫(体色黑色,体壳刚变硬,产卵1~2 d)及少量幼虫出壳期成虫(有初孵幼虫爬出1~2 d)等几个阶段的橡副珠蜡蚧备用。
副珠蜡蚧阔柄跳小蜂:在云南热带作物科学研究所试验场橡副珠蜡蚧严重发生区的橡胶林段收集副珠蜡蚧阔柄跳小蜂褐蛹,待羽化后用橡胶上的橡副珠蜡蚧繁殖,形成数量较大的种群,然后将蜂转接在用南瓜饲养的橡副珠蜡蚧上,饲养出寄生蜂蛹(接蜂后10 d)、羽化1 d 的雄成蜂、雌成蜂以供试验所需。
采用热电偶方法进行过冷却点的测定,所用仪器是由江苏森意经济发展有限公司制造的过冷却点仪。在测定时,先将虫体用粘虫胶粘在热敏探头上,同时要保证虫体与探头充分接触,然后放入200μL 的一次性移液器枪头中,并用隔热材料如棉花包好后置于低温冰箱(-30℃~-40℃)中进行测定。虫体温度随着环境温度的下降而逐渐降低,当降到一定温度时,昆虫体液开始结冰,释放潜热,使过冷却点仪所记录的曲线上有一个较大的回折,根据回折点读出过冷却点值。由于体液结冰而释放出凝固热,致使样品温度迅速升高,此后温度又逐渐下降,在温度变化曲线图上出现一个明显的峰形,其峰值即为结冰点。
分别挑选30 头橡副珠蜡蚧的卵、1 龄若虫、2龄若虫、3 龄若虫、初期成虫、褐色期成虫、初产卵期成虫、少量幼虫出壳期成虫及副珠蜡蚧阔柄跳小蜂蛹、雌成虫、雄成虫进行过冷却点和体液结冰点测定。重复3 次。
本文数据SAS 进行统计分析,采用Duncan 法比较橡副珠蜡蚧及其寄生蜂副珠蜡蚧阔柄跳小蜂不同虫态间的过冷却点和结冰点的差异显著性。
橡副珠蜡蚧不同虫态的过冷却点和冰点存在差异(表1)。卵的过冷却点和冰点最低分别为-21.7±0.7℃和-16.7±0.7℃,均显著低于其他各虫态(P ﹤0.05);以少量幼虫出壳期成虫的过冷却点和冰点最高,为-5.7±0.5℃和-1.8±0.1℃。各虫态过冷却点和体液结冰点按从低到高的顺序排列均为:卵<1 龄若虫<3 龄若虫<2 龄若虫<初期成虫<褐色期成虫<初产卵期成虫<少量幼虫出壳期成虫。
表1 橡副珠蜡蚧的过冷却点和结冰点Table 1 Supercooling point and freezing point of Parasaissetia nigra
副珠蜡蚧阔柄跳小蜂蛹期及成虫的过冷却点和体液结冰点见表2。过冷点以蛹期的最低,为-21.3±0.4℃,雌成蜂的过冷却点最高,为-11.8±0.4℃,蛹与成蜂的过冷却点呈显著差异(P<0.05)。体液结冰点以雄成蜂的冰点最低,为-10.2±0.6℃,蛹的最高-8.4±1.1℃,雄成蜂的体液结冰点与雌成蜂、蛹差异显著(P<0.05)。
表2 副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的过冷却点和结冰点Table 2 Supercooling point and freezing point of Metaphycus parasaissetiae
过冷却点是衡量昆虫耐寒性的一个重要指标,并被认为是昆虫生存环境的低温极限值,在许多昆虫研究中都以过冷却点来界定其耐寒的强弱(景晓红,2002;刘奎,2005)。本试验中橡副珠蜡蚧不同虫态过的冷却点测定表明:橡副珠蜡蚧虫态对其耐寒性的影响明显,该虫卵的过冷却点最低,即可初步判断该虫卵的耐寒性较强,而成虫的过冷却点最高,说明成虫是最不耐寒阶段,由此可推断,在年低温低于11.8℃的地区,橡副珠蜡蚧主要以卵越冬。
由于副珠蜡蚧阔柄跳小蜂为内寄生性天敌,卵期和幼虫期的耐寒性不易测定,为此,本文仅对期蛹期及成蜂测定。结果表明:该蜂蛹的过冷却点可低至-21.3℃,说明该蜂的蛹有较好的耐寒能力;成蜂的过冷点较高(-9.1℃),表明成峰耐寒能力较差。但总体看来,该蜂的过冷却点和冰点均低于目前橡副珠蜡蚧严重发生的海南、云南西双版纳等橡胶种植区的最低气温,说明副珠蜡蚧阔柄跳小蜂可在橡副珠蜡蚧发生区能顺利越冬,该蜂可在海南、云南西双版纳等橡副珠蜡蚧发生区扩繁进行扩繁释放。
通常一些昆虫在高于平均过冷却点的温度条件下大量死亡,而另一些昆虫则在低于平均过冷却点的温度条件下仍有较高的存活率(Baust,1985)。因此,一些学者认为昆虫在低温暴露下的死亡率被是一种比过冷却点更可信赖的耐寒性评价指标(景晓红,2004;Ma et al.,2006)。自然条件下,昆虫受到的冷伤害是逐渐下降的低温环境(强度因子-温度)与暴露时间(数量因子-时间)交互作用的结果,一些学者提出可以与评价农药效果中常用致死中量(LD50)一样,采用致死中温度(LT50)或致死中时间(Lt50)来评价低温对昆虫的伤害(吕宝乾,2011)。另外,Nedved 以伤害性低温的累积包括时间和温度、低温伤害区域的上限等为参数的模型,对耐寒性进行定量的表达,其模型与多种昆虫在低温下存活率的数据相符(Nedved,1998)。如果通过“致死中温度”、“致死中时间”、“冷伤害上限温度”和“伤害低温总和”等参数来评价橡副珠蜡蚧及其寄生蜂副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的耐寒能力可能会更加系统、准确。另外,昆虫的过冷却点受发育阶段、寄主植物、季节等多种因素的影响(钟景辉,2009),本研究中仅对橡副珠蜡蚧及寄生蜂过冷却点进行测定,关于野外不同年度、季节、寄主及地理种群间的橡副珠蜡蚧及其寄生蜂副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的耐寒力情况尚待进一步研究。
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