虫口密度对莲草直胸跳甲生殖力和存活能力的影响

冀佳悦，赵龙龙，贾少华，刘杨林，王森，赵捷，郭艳琼，马瑞燕

(山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

虫口密度对莲草直胸跳甲生殖力和存活能力的影响

冀佳悦，赵龙龙，贾少华，刘杨林，王森，赵捷，郭艳琼，马瑞燕

(山西农业大学 农学院，山西 太谷 030801)

莲草直胸跳甲Agasicleshygrophila是全球恶性杂草喜旱莲子草Alternantheraphiloxeroides的专食性天敌。以莲草直胸跳甲成虫为研究对象，探究其在不同密度下的死亡率及生殖情况。在限定体积的饲养瓶中(250 cm3)，放置不同密度的成虫，结果表明成虫初期死亡率以雌雄比为4∶4时最低，单雌平均产卵量随密度的增高而下降，而卵的孵化率在雌雄比2∶2、4∶4、8∶8时高于在1∶1和16∶16时的孵化率。在限定的空间和食物资源条件下，虫口密度对莲草直胸跳甲死亡率与生殖力有一定影响，经试验证明每头成虫所需最适空间约为31.25 cm3。

莲草直胸跳甲；虫口密度；死亡率；生殖力

莲草直胸跳甲(Agasicleshygrophila)属鞘翅目，叶甲科，跳甲亚科，是喜旱莲子草的专食性天敌。 喜旱莲子草(Alternantheraphiloxeroides)属苋科，莲子草属，原产南美洲[1]，20世纪50年代后，喜旱莲子草作为猪饲料被广泛引种到我国南方地区，由于喜旱莲子草的适生范围广，抗逆性强，且在我国缺乏天敌种群的控制迅速恶性扩散，给我国带来严重的生态、经济损失，2003年中国国家环保总局将其列入“中国第一批外来入侵物种名单”[2]。

根据国外对喜旱莲子草生物防治的研究进展，1986年中国农科院从美国佛罗里达引进了莲草直胸跳甲，在对其进行了科学的风险评估后投入喜旱莲子草的生物防治中[3～6]，经定点示范后推广，在我国南方的大部分地区取得了良好的效果。因莲草直胸跳甲自身的耐受能力相对较弱，如夏季高温或者冬季低温易造成跳甲种群的大量死亡。在实际生防工作中，需人工保种或人工助迁，主要采用集中释放成虫，使其自主扩散的方法。由于莲草直胸跳甲的飞行扩散能力不强，活动能力相对有限，即在一定时空范围内，跳甲种群密度相对较大，易造成投放初期成虫的死亡现象。另因莲草直胸跳甲属于高繁殖性昆虫，在短时间内种群数目增速过快，易发生种群密度过大的现象。这种特定时空中，虫口密度大小对莲草直胸跳甲的影响未知。因此，本研究通过设置莲草直胸跳甲成虫不同虫口密度，分析自身密度对其死亡率、产卵量和孵化率等指标的影响，探讨密度因子对莲草直胸跳甲定殖能力和种群稳定性的影响，以期确定其生存的最佳密度，并为莲草直胸跳甲在对喜旱莲子草恶性扩散防治中的饲养和合理施用提供更多参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

供试昆虫莲草直胸跳甲为2011年采自广州市华南农业大学郊区的野生虫源，在温度25～28℃，L∶D=14∶10，相对湿度85%的光照培养箱中培养多代后用于试验。

1.2 虫源的饲养

用于饲喂的喜旱莲子草为山西农业大学农学院温室中培养的旱生种群。每日在莲草直胸跳甲产卵高峰期后对饲喂的喜旱莲子草进行更换[7]，并取出带卵块的叶片，在同样条件设置的培养箱中进行繁育，待其孵化后培育至3龄，3龄后接虫于适量、粗壮的喜旱莲子草茎一同放入养虫瓶中待其化蛹而后羽化。

1.3 试验方法

1.3.1 密度对莲草直胸跳甲成虫死亡率的影响

因莲草直胸跳甲在自然条件下羽化成虫的雌雄比接近于1∶1，并参考前期研究[8～15]，本试验将成虫性比设置为1∶1。

选取同期羽化的莲草直胸跳甲成虫，采用250 cm3饲养瓶的有限空间，共设置5种不同的虫口密度，分别为雌雄比1∶1、2∶2、4∶4、8∶8、16∶16，每处理3次重复。每日从温室选取长势良好、叶色均匀、大小相近的喜旱莲子草植株，摘取主茎上端保留3对叶片的植体(约53 cm2)，并用湿润的棉花缠绕茎折断处保证植物叶片不萎蔫，每日18时集中更换塑料瓶内的喜旱莲子草，观察记录莲草直胸跳甲的存活状态，取出死亡的成虫并记录死亡虫数，直至成虫全部死亡。

1.3.2 密度对莲草直胸跳甲成虫生殖力的影响

通过对莲草直胸跳甲在不同密度下产卵量与所产卵孵化率的影响分析其生殖力的变化。每日取1.3.1中各组莲草直胸跳甲成虫所产的卵块，用显微镜观察并分别记录各组的产卵量。将不同试验组的卵块分别放于垫有湿润试纸的培养皿中，每24 h观察一次并适当喷水保证湿度。

在每一批卵培养的3d，于培养皿中加入新鲜叶片以诱集孵化出的幼虫爬离卵块，防止其取食着卵的叶片影响实验记录。4d至8d陆续将孵化出的幼虫取出，由于幼虫个体微小，需在显微镜下记录空卵数及未成功脱卵的虫数(卵已发黑虫未脱出或幼虫部分脱出死亡)，计算实验组的卵孵化数。

1.4 数据分析

试验结果利用SPSS 16.0和Microsoft Excel 2003进行统计分析。图中所用数据均为平均值±标准误。

2 结果与分析

2.1 虫口密度对死亡率的影响

不同密度下莲草直胸跳甲成虫的死亡率见图1。在观察的80 d中，前15 d内成虫的死亡量最为集中，后期由于虫数减少各组成虫寿命受密度影响降低。对15 d的数据进行处理可得在250 cm3的空间内雌雄比为4∶4时死亡率最低，为25%，生存情况最好，在雌雄比16∶16时死亡率最高，为67%。雌雄比1∶1和2∶2时虫数较少，受人为及环境因素影响大，因而变化无明显规律。4∶4、8∶8和16∶16时死亡率随密度增大而升高。经方差分析其死亡率随密度的变化差异不显著(F=0.626，df=(4,14)，Pgt;0.05)。

图1 莲草直胸跳甲成虫在不同密度下的初期死亡率

2.2 虫口密度对产卵量的影响

随着密度的增大，每只雌虫一生的平均产卵量逐渐降低(图2)。在250 cm3空间内雌雄比1∶1时单雌平均产卵量最高，为904±135粒，在16∶16时的单雌平均产卵量最少，为73±29.22粒。经方差分析5组不同密度下生存的莲草直胸跳甲成虫的产卵量有显著差异(F=18.46，df=(4,14)，Plt;0.05)。

图2 莲草直胸跳甲成虫在不同密度下的单雌平均产卵量

2.3 虫口密度对孵化率的影响

随着密度的增加，莲草直胸跳甲成虫所产卵的孵化率总体呈先上升后降低的趋势，250 cm3空间内雌雄比2∶2、4∶4、8∶8时卵的孵化率分别为86%、80%、84%,较稳定。雌雄比1∶1时，孵化率较低,为38%。16∶16时，卵的孵化率最低，为26%。经方差分析，在不同密度下卵的孵化率无显著性差异，雌雄比为16∶16时和雌雄比为2∶2、8∶8时的孵化率存在显著差异(F=3.450，df=(4,14),Pgt;0.05)。

3 小结与讨论

利用天敌莲草直胸跳甲防治入侵杂草喜旱莲子草是当前的最佳选择，在实施过程中，合适的虫口密度是饲养及释放中需考虑的重要因素。本试验通过对莲草直胸跳甲进行不同密度下死亡率及生殖力等的研究和分析，结果表明，不同虫口密度下莲草直胸跳甲成虫的死亡率和生殖力均有所不同，在250 cm3的空间内雌雄比为4∶4时，莲草直胸跳甲成虫的存活情况及生殖力最佳。

图3 莲草直胸跳甲成虫在不同密度下产卵的孵化率

低密度时，各数值受环境及人为因素影响较大，成虫个体的死亡对种群的数量影响较大，另因个体的死亡导致的种群性比的改变影响成虫交配，进而卵的孵化率明显降低。

当虫口密度增大时，由于供应的喜旱莲子草有限，种内竞争加剧，食物资源匮乏直接导致虫体死亡，死亡率增高明显。莲草直胸跳甲成虫产卵具有一定选择性[4]，由于大量取食，可供雌虫产卵的适宜部位减少及雌虫营养摄取量的降低甚至不足都是导致单雌平均产卵量随密度的增大而降低的原因，高密度的虫体活动对卵的机械损坏也导致了卵孵化率的下降。

喜旱莲子草为泛滥成灾的外来入侵杂草，在我国缺乏种群依赖型天敌的自然控制是其得以迅速扩散的重要因素。而温度是制约昆虫种群扩散的重要因素,其田间种群构建和动态变化受季节影响明显[16]，因此需通过人工饲养的方式对莲草直胸跳甲进行大量繁育并释放。通过对试验数据的统计分析发现不同虫口密度对莲草直胸跳甲的死亡率影响不显著，可能由于莲草直胸跳甲个体小受密度因素制约不明显，试验中重复数不够多、所设置的密度范围不够广也可能是造成数据不显著的因素，但也说明在不同的密度下，莲草直胸跳甲对密度的变化有一定适应能力，是一种适合人工繁育的天敌昆虫。然而喜旱莲子草的分布范围远大于莲草直胸跳甲，因此对天敌资源的进一步开发仍是研究的重要方向。

[1]刁正俗.中国水生杂草[M].重庆：重庆出版社,1990:129-130.

[2]中国国家环境保护总局,中国科学院.关于发布中国第一批外来入侵物种名单的通知[Z].环发,2003,第11号.

[3]王韧,王远,张格成,等.空心莲子草叶甲寄主专一性测验[J].生物防治通报,1987,4(1):14-17.

[4]马瑞燕,王韧.喜旱莲子草在中国的入侵机理及其生物防治[J].应用与环境生物学报,2005,11(2):246-250.

[5]来小龙,王慧,马瑞燕.入侵种喜旱莲子草——主要天敌昆虫[J].昆虫天敌,2007,03:129-132,137.

[6]陈磊,蔡笃程,陈青,等.莲草直胸跳甲生殖系统与繁殖特性的研究[J].昆虫学报,2009,52(11):1255-1260.

[7]陈磊,袁笃程,陈青,等.莲草直胸跳甲成虫产卵选择性及叶位与幼虫发育适合度的关系[J].热带作物学报,2009,30(3):353-356.

[8]傅建炜,史梦竹,郭建英,等.莲草直胸跳甲的空间选择与性别分化[J].生物安全学报,2011(4):270-274.

[9]傅建炜,郭建英,李赞斌,等.温度对莲草直胸跳甲成虫繁殖特性和卵孵化的影响[J].生物安全学报,2011(2):119-123.

[10]傅建炜,马明勇,郭建英,等.水流对莲草直胸跳甲种群存活和扩散的影响[J].生物安全学报,2011(4):281-284.

[11]傅建炜,马明勇,郭建英,等.除草剂对莲草直胸跳甲存活与繁殖的影响[J].生物安全学报,2011(4):285-290.

[12]赵鑫,傅建炜,万方浩,等.短时高温暴露对莲草直胸跳甲生殖特性的影响[J].昆虫学报,2009(10):1110-1114.

[13]陈磊,蔡笃程,陈青,等.短时高温对莲草直胸跳甲成虫存活及繁殖的影响[J].昆虫知识,2010(2):308-312.

[14]李建宇,史梦竹,郑丽祯,等.温度对2个地理种群莲草直胸跳甲成虫产卵量及存活率的影响[J].生物安全学报,2013(1):57-60.

[15]赵龙龙,陆俊姣,胡书琴,等.莲草直胸跳甲在几种非靶标植物上的适合度比较[J].植物保护学报,2013(4):350-354.

[16]李彦宁,傅建炜,郭建英,等.莲草直胸跳甲释放量对其种群构建的影响[J].生物安全学报,2011,20(4):275-280.

EffectsofPopulationDensityontheFecundityandSurvivalAbilityofAgasiclesHygrophila

Ji Jiayue,Zhao Longlong,Jia Shaohua,Liu Yanglin,Wang Sen,Zhao Jie,Guo Yanqiong,Ma ruiyan

(CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China)

Agasicleshygrophilaan alligator weed flea beetle, is a natural enemy of the global malignant weedsAlternantheraphiloxeroides. The object of this study was to investigate the adults mortality and reproductive ability under the different density. The results showed that mortality of adult is the most lowest in the situation of female and male ratio 4∶4 in the volume of 250 cm3, the average fecundity of single declines with density,but the egg hatchability under the ratio of female and male (2∶2,4∶4,8∶8) was higher than in 1∶1 and 16∶16. To sum up, the density of alligator weed flea beetle population plays an important role in their mortality and fecundity under the limited space and food resoourse.The test proved that the optimal space per head of the adult needed about 31.25 cm3.

Agasicleshygrophila;Population density;Mortality;Fecundity

2014-01-10

2014-03-18

冀佳悦(1991-)，女(汉)，河北邢台人，在读硕士，研究方向：农业昆虫与害虫防治。

郭艳琼，副教授，硕士生导师。Tel:0354-6288344，E-mail: guoyq1979@163.com

2013年山西省普通高校大学生创新创业训练项目(2013089)；山西农业大学科技创新基金(11-015)；国家自然科学基金(31070480，31301723)；中国博士后科学基金(2013M541204)；教育部博导类项目(20111403110004)；山西省研究生优秀创新项目(20123046)

S451；S476

A

1671-8151(2014)05-0400-03

(编辑：马荣博)