淡剑灰翅夜蛾在不同温度下的年龄-龄期生命表

王 凤, 徐 颖*, 路广亮

(1. 上海市园林科学规划研究院, 上海 200232; 2. 上海城市困难立地绿化工程技术研究中心, 上海 200232)

淡剑灰翅夜蛾在不同温度下的年龄-龄期生命表

王 凤1,2, 徐 颖1,2*, 路广亮1

(1. 上海市园林科学规划研究院, 上海 200232; 2. 上海城市困难立地绿化工程技术研究中心, 上海 200232)

采用年龄-龄期生命表的方法分析了19、22、26、30和33℃恒温条件对淡剑灰翅夜蛾种群发育的影响。结果表明:在19～33℃范围内,淡剑灰翅夜蛾各虫态的发育历期普遍随温度的升高而缩短,33℃下淡剑灰翅夜蛾的总发育历期最短,为22.5 d，其次为30℃下23.4 d;平均产卵量随温度升高先增加后减少,雌成虫在26℃下繁殖力最高,为550.2粒。世代平均周期在33℃下最短,其次为30℃和26℃下；内禀增长率、周限增长率在30℃下最大,其次为26℃下；22、26℃下净增殖率均在100以上,表明22～30℃是淡剑灰翅夜蛾种群生长繁殖最适宜的温度范围。

淡剑灰翅夜蛾; 温度; 年龄-龄期两性生命表; 发育; 繁殖

淡剑灰翅夜蛾Spodopteradepravata是近年来危害高羊茅Festucaarundinacea、狗牙根Cynodondactylon等多种禾本科草坪草的一种重要的鳞翅目害虫,该虫在我国多个省市被报道对草坪造成严重危害[1-2],虫口密度高时,可达每平方米数百头,对草坪造成毁灭性危害,是我国东部地区最为严重的草坪害虫。

温度是影响昆虫生长发育、繁殖及种群动态的重要非生物因素之一。利用昆虫生命表研究温度对昆虫种群动态的影响,有助于掌握昆虫的生物学、发生规律及生命参数等信息。已有的关于温度对淡剑灰翅夜蛾种群的报道仅从传统生命表的角度进行了研究[3-6]。但传统的生命表只考虑了雌虫繁殖率,忽略了雄虫对种群的贡献,也没有考虑个体间发育速率的差异,其分析结果难以如实反映该虫种群参数等信息[7]。因此,年龄-龄期两性生命表对传统生命表进行了补充和改进,综合地考虑了雌雄和个体发育速率差异,描述了雌雄两性的生命过程,其分析结果更接近客观事实[8-11]。本研究通过组建不同温度下淡剑灰翅夜蛾的年龄-龄期两性生命表,研究了温度对该虫生长发育和繁殖的影响,以期为更准确地制定该虫的综合治理技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料:2016年3月-4月,于上海辰山植物园狗牙根草坪上采集越冬幼虫,带回实验室,用狗牙根草繁殖后,以新产卵块供试。

仪器:Sanyo MLR-350H人工气候培养箱,日本三洋电机有限公司。

1.2 方法

1.2.1 温度对生长发育、存活和繁殖的影响

分别设置19、22、26、30和33℃ 5个温度梯度的人工气候培养箱,误差范围为±0.5℃,并模拟夏季白天和黑夜的时间比例设置L∥D=14 h∥10 h、(80±5)%相对湿度。

挑选发育良好的卵块放于底部垫有保湿滤纸的培养皿中开始饲养观察,每天定时观察并记录卵的孵化时间和孵化数、幼虫的发育历期及存活情况、幼虫化蛹时间和数量和成虫羽化时间数量、产卵时间、产卵量及死亡时间等。每温度下卵量100～200粒,重复3次。幼虫用狗牙根草单头饲养,成虫以雌雄比1∶1随机配对,单对饲养,保证每个温度下至少配成5对。

1.2.2 年龄-龄期生命表的组建与数据分析

参照Chi和Liu[8]、Chi[9]的方法,组建了不同温度下淡剑灰翅夜蛾的种群两性生命表(表略),并利用年龄-龄期两性生命表软件[10],对数据进行处理和分析,统计年龄-龄期存活率(Sxj)、繁殖率贡献值(vxj)、期望寿命(exj)[8-10]和内禀增长率(r)、净生殖率(R0)、周限增长率(λ)和平均世代周期(T)4个种群参数。试验所得数据均采用DPS7.05[12]单因素方差分析和Tukey法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 温度对淡剑灰翅夜蛾发育历期和繁殖力的影响

不同温度下淡剑灰翅夜蛾各虫态的发育历期、成虫寿命及繁殖力存在显著性差异(卵期:F4,13=90.4;幼虫期:F4,224=729.3;蛹期:F4,154=817.8;总发育历期:F4,154=1 494.7;雌成虫寿命:F4,82=17.3;雄成虫寿命:F4,54=12.5;单雌繁殖力:F4,51=4.4)。在19～33℃范围内,各虫态的发育历期、成虫寿命普遍随温度的升高而明显缩短,33℃下淡剑灰翅夜蛾的总发育历期最短,为22.5 d,其次为30℃下的23.4 d,两者均显著短于其他温度;雌、雄成虫在33℃下寿命最短,分别为1.9、2.2 d,与30℃下雌、雄成虫寿命无显著差异;雌成虫繁殖力随温度先升高后降低,26℃下平均产卵量最高,达到550.2粒,而33℃和19℃下平均产卵量显著低于26℃(表1)。

表1温度对淡剑灰翅夜蛾各虫态发育历期和繁殖力的影响1)

Table1EffectsoftemperatureondevelopmentaldurationandfecundityofSpodopteradepravata

温度/℃Temperature各虫态发育历期/dDevelopmentaldurationofdifferentstages卵期Egg幼虫期Larva蛹期Pupa总发育历期/dTotaldevelopmentalduration雌成虫寿命/dFemaleadultlongevity雄成虫寿命/dMaleadultlongevity平均产卵量/粒Numberofeggslaidperfemale19(8．8±0．4)a(37．1±3．3)a(19．4±1．5)a(64．5±3．6)a(7．7±3．2)a(8．9±3．3)a(273．5±167．7)b22(5．8±0．4)b(29．1±3．7)b(13．5±1．8)b(46．4±5．2)b(7．2±3．2)ab(7．7±1．9)ab(353．6±208．7)ab26(4．3±0．5)c(19．4±2．0)c(9．5±0．9)c(31．7±1．4)c(4．8±2．5)bc(5．1±2．3)b(550．2±197．9)a30(3．0±0．0)d(15．0±1．7)d(5．9±0．7)d(23．4±1．2)d(3．3±2．0)cd(2．4±1．5)c(321．3±307．3)ab33(3．3±0．5)cd(13．8±1．7)d(6．0±1．1)d(22．5±1．6)d(1．9±1．4)d(2．2±1．4)c(120．8±77．2)b

1) 表中数据为平均数±标准误。同列数据后不同字母表示经Tukey法检验差异显著(P<0.05)。

Data in the table are mean±SE.Different lowercase letters within the same column indicate significant differences atP<0.05 level by Tukey test.

2.2 温度对淡剑灰翅夜蛾存活率、期望寿命和繁殖率贡献值的影响

淡剑灰翅夜蛾在30℃下存活率最高,约82%的幼虫能完成生命周期,其余温度下幼虫存活率介于60%～70%。19、22℃下该虫分别发育至83 d和61 d即全部死亡,26℃下发育至41 d全部死亡,30℃和33℃下分别于发育213 d和83 d后全部死亡(图1)。

不同温度下,淡剑灰翅夜蛾期望寿命随年龄的增加逐渐下降。且随着温度上升,期望寿命逐渐缩短,其中19℃下期望寿命最长,初产卵的期望寿命达到66.58 d,33℃下期望寿命最短,为23.35 d(图2)。

不同温度下,淡剑灰翅夜蛾各虫态的繁殖率贡献值随着年龄增加而增加,直至成虫期达到最大值。成虫期的繁殖率贡献值随温度的上升呈先升高后降低的趋势,其中在22℃和26℃下均达到472头/雌,其他温度下的繁殖率贡献值均低于350头/雌。且随着温度的升高,繁殖率贡献值达到最高峰的年龄逐渐缩短,33℃下在25 d达到最高峰,而19℃下在61 d才达到贡献值最高峰(图3)。

图1 不同温度下淡剑灰翅夜蛾的年龄-龄期存活率(Sxj)Fig.1 Age-stage survival rate (Sxj) of Spodoptera depravata at different temperatures

图2 不同温度下淡剑灰翅夜蛾的期望寿命(exj)Fig.2 Life expectancy (exj) of Spodoptera depravata at different temperatures

2.3 温度对淡剑灰翅夜蛾种群参数的影响

不同温度下淡剑灰翅夜蛾的种群参数差异显著,其中内禀增长率、周限增长率在26～30℃下显著大于其他温度,分别为0.14、0.15和1.15、1.17;净增殖率在26℃下最大,达129.50,其次在22℃下,为100.17。世代平均周期在19℃下最长,为68.06 d(rm:F4,10=24.9;R0:F4,10=147.4;T:F4,10=34.0;λ:F4,10=35.3)(表2)。

3 讨论

生命表是研究昆虫种群动态和害虫预测预报的重要工具。年龄-龄期两性生命表在传统生命表的基础上,综合考虑了个体间发育的差异性和雌雄两性对种群的贡献值,准确统计了昆虫的存活率、生命期望、繁殖率贡献值、种群参数等信息。结果表明,不同温度下幼虫期存活率是影响种群动态的关键因素,30℃下淡剑灰翅夜蛾幼虫期的存活率最高。期望寿命随年龄的增加和温度的上升逐渐缩短。成虫期对种群的贡献值最大,并随温度的上升呈先升高后降低的趋势。因此,该结果可为野外淡剑灰翅夜蛾的综合治理提供科学指导:幼虫期和成虫期是该虫防治的关键节点,建议选择在幼虫高峰期开展药剂防治或在成虫期使用灯光诱杀。

图3 不同温度下淡剑灰翅夜蛾的繁殖率贡献值(vxj)Fig.3 Reproductive values (vxj) of Spodoptera depravata at different temperatures

表2 温度对淡剑灰翅夜蛾种群参数的影响1)

1) 表中数据为平均数±标准误。同列数据后不同字母表示经Tukey法检验差异显著(P<0.05)。

Data in the table are mean±SE.Different lowercase letters within the same column indicate significant differences atP<0.05 level by Tukey test.

研究结果表明,在19～33℃范围内,淡剑灰翅夜蛾都能完成整个世代,且不同温度下淡剑灰翅夜蛾各虫态的发育历期、成虫寿命、平均产卵量和种群参数存在显著差异。总发育历期在33℃下最短,为22.5 d,其次为30℃下；雌成虫在26℃下繁殖力最高,为550.2粒,其次为30、22℃,均在300粒以上；26℃下净增殖率最大,其次是22℃,均大于100。综合分析认为22～30℃是该虫发育繁殖的最适温度范围。这一结果与野外的调查基本吻合,该虫在上海地区7-11月份严重为害狗牙根草坪。结果还显示,淡剑灰翅夜蛾成虫在恒温33℃下单雌产卵量仅为120.8粒,表明高温不利于其种群的繁殖,这与野外调查情况稍有差异,究其原因,可能是野外昆虫的发育繁殖主要由自然变温决定,而本研究结果主要在恒温条件下饲养观察而得。目前大多数关于温度对昆虫种群影响的研究都是在恒温条件下开展的,然而昆虫在野外通常处于自然变温的大环境中,恒温条件下的数据只能反映昆虫种群动态的趋势,因此自然变温条件下的研究有助于更准确地指导该虫的科学防控。此外,本研究中不同温度下各虫态的发育历期明显比张宏等[6]的研究结果长,分析原因主要是饲喂寄主的不同。昆虫种群的发育繁殖还受到光周期、寄主营养等因素的影响,关于光照、寄主等其他因素对淡剑灰翅夜蛾生长发育繁殖的影响后续有必要进一步研究,以便全面了解不同因素对该虫种群动态的影响。

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(责任编辑： 田 喆)

Theage-stagelifetablesofSpodopteradepravataatdifferenttemperatures

Wang Feng1,2, Xu Ying1,2, Lu Guangliang1

(1.ShanghaiAcademyofLandscapeArchitectureScienceandPlanning,Shanghai200232,China; 2.ShanghaiEngineeringResearchCenterofLandscapingonChallengingUrbanSites,Shanghai200232,China)

The developmental duration and fecundity ofSpodopteradepravatawere investigated and the age-stage life tables were constructed at five constant temperatures (19, 22, 26, 30 and 33℃). The developmental duration ofS.depravatawere decreased with the temperature increasing from 19℃ to 33℃. The minimum of total developmental duration was 22.5 d at 33℃,followed by 23.4 d at 30℃, and the maximum of egg-laying per female adult was 550.2 eggs at 26℃. The mean generation time ofS.depravatawas the shortest at 33℃, followed by 30℃ and 26℃. The intrinsic increase rate and finite increase rate were the largest at 30℃, followed by 26℃, and the net reproductive rate at 26℃ and 22℃ were both more than 100. The results indicated that 22-30℃ is the optimal temperature range for development and reproduction ofS.depravata.

Spodopteradepravata; temperature; age-stage life table; development; reproduction

2017-03-07

2017-04-17

上海市科技人才计划(14YF1414100);上海市绿化和市容管理局攻关项目辰山科研专项(G142437)

* 通信作者 E-mail:xuying20002@163.com

S 433.4

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.06.017