烟蚜茧蜂僵蚜产品低温储存方法研究

2019-12-25 01:23蔺忠龙谢永辉欧阳进吴道琴詹莜国
南方农业·中旬 2019年9期

蔺忠龙 谢永辉 欧阳进 吴道琴 詹莜国

摘 要 为提高冷藏后的僵蚜羽化率,延长僵蚜产品有效冷藏期,比较了不同保湿及冷藏处理方式对僵蚜羽化率的影响。结果表明,通过保湿处理能有效提高冷藏后僵蚜羽化率;综合生产成本和生态因素,采用蒸馏水+荞麦壳基质进行保湿,效果更好;变温冷藏(1~4 ℃、2~5 ℃)对提高僵蚜羽化率有明显增益作用;低温冷藏对僵蚜羽化率、产卵量无明显影响。

关键词 烟蚜茧蜂;僵蚜;羽化率;低温冷藏

中图分类号:S476.3 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.26.092

烟蚜茧蜂(Aphidius gifuensis Ashmead)隶属膜翅目(Hymenoptera)姬蜂总科(Ichneumonoidea)蚜茧蜂科(Aphidiidae)蚜茧蜂属(Aphidius),是蚜虫的专性内寄生蜂,其发育历期分为卵、幼虫、蛹和成虫4个时

期[1]。冷藏是一种低温长时胁迫,低温储存昆虫的耐寒性对冷藏效果有显著的影响,且同一昆虫不同发育期和虫态,对低温的适应性不同。对于寄生蜂而言,成蜂期与非成熟期相比,后者更适应低温的储存,其中蛹期被认为是最适合冷藏的虫态[2]。高效收集僵蚜,通过低温处理抑制烟蚜茧蜂发育,是目前冷藏烟蚜茧蜂的有效方法。

我国最早于1970年,王太忠等[3]在山东烟草上首次发现烟蚜茧蜂,并对其形态特征做了初步描述。20世纪70年代,国内学者对烟蚜茧蜂生态学、生物学特性做了大量研究,为烟蚜茧蜂人工大规模繁育奠定了理论基

础[1,4]。詹莜国等[5]对当前烟蚜茧蜂产品化研究与应用存在的问题进行了全面的归纳和总结,为我国烟蚜茧蜂产品开发指明了方向。目前由于僵蚜收集困难,烟蚜茧蜂的田间应用依然停留在散放僵蚜苗层面,因此如何高效、低损伤收集僵蚜成为烟蚜茧蜂产品化的一个瓶颈,同时也是相关学者研究的焦点[6]。阙劲松等[7]研发了电动僵蚜刷,每人每天(8 h)可收集僵蚜40 700头,收集后僵蚜羽化率为86.67%。截至目前,仍然没有高效收集烟蚜茧蜂僵蚜的方法。大多数寄生性天敌昆虫(松毛虫赤眼蜂、椰心叶甲啮小蜂等)对温度、湿度较为敏感[8-9]。烟蚜茧蜂在不同地区其生育周期亦有所不同,在南方和北方,烟蚜茧蜂的世代数截然不同,因此烟蚜茧蜂低温冷藏应因地制宜、有区别地进行[10-12]。在北方低温季节,烟蚜茧蜂田间滞育率在60%~80%[13];在福建,陈珍珍[14]

研究表明,Ⅳ龄烟蚜茧蜂在6 ℃低温条件下处于休眠状态,即停止发育;在云南,烟蚜茧蜂全年无越冬现象[15]。

关于烟蚜茧蜂低温冷藏,阙劲松等[16]对不同僵化天数的僵蚜进行了低温冷藏,结果表明僵化2~3 d的僵蚜在3 ℃低温条件下冷藏效果最好,冷藏30 d后,僵蚜羽化率均高于50%;方永祥[17]在研究中指出,以3日齡僵蚜在5 ℃条件下冷藏效果最好,冷藏20 d后僵蚜羽化率高达80.04%;二人研究均表明低温冷藏对烟蚜茧蜂寿命和产卵量无明显影响。

目前,关于僵蚜高效收集相关报道较少,基于此,利用僵蚜剥离机,在高效收集僵蚜的前提下进行相关实验。温湿度对烟蚜茧蜂生长发育影响的相关报道较多,陈华祥等[18]在研究中指出,湿度对烟蚜茧蜂僵蚜形成整齐度有明显影响,但关于湿度对僵蚜低温冷藏及冷藏后羽化率是否有影响,目前尚未有相关报道。

以变温刺激僵蚜休眠、增加僵蚜产品湿度为突破口,探索最佳冷藏方法,并测定其对烟蚜茧蜂成蜂寿命、产卵量的影响。以云南昆明地区烟蚜茧蜂为试验对象,通过比较不同冷藏方法的僵蚜羽化率,以及测试冷藏后成蜂寿命、产卵量,筛选最优冷藏方法,从而为云南地区烟蚜茧蜂僵蚜产品低温储存提供有效方法,解决目前烟蚜茧蜂僵蚜产品规模化低温储存货架期短、羽化率低等问题。

1 材料与方法

1.1 材料

供试虫源:烟蚜、烟蚜茧蜂及僵蚜在寻甸回族彝族自治县烟草公司技术推广站繁育。

供试寄主植物:云烟203。

指型管(5 mL)、塑料瓶(直径9 cm、高7 cm)、尼龙网(80目)、荞麦壳基质、脱脂棉、蒸馏水、毛笔。

1.2 方法

1.2.1 湿度对烟蚜茧蜂僵蚜产品羽化率的影响

规模化繁殖烟蚜茧蜂过程中当僵蚜集中形成时,利用僵蚜剥离机收集僵蚜,按每管100头进行分装。处理Ⅰ:蘸有蒸馏水的脱脂棉,置于指形管底部,将僵蚜(100头)转移至兜状尼龙网上,置于指型管中,瓶盖封口(脱脂棉保湿);处理Ⅱ:僵蚜直接放入管中,瓶盖封口(不保湿);处理Ⅲ:在100 mL烧杯中加入

50 mL荞麦壳基质,加蒸馏水1 mL搅拌均匀,取25 mL荞麦壳基质置于塑料瓶底部,将100头僵蚜放入,再将剩余25 mL基质覆盖其上,盖上瓶盖(荞麦壳保湿);处理Ⅳ:取25 mL未加水荞麦壳,置于塑料瓶底部,将100头僵蚜放入,再将25 mL基质覆盖其上,盖上瓶盖(荞麦壳不保湿)。将上述4个处理,置于恒温(3±1)℃、湿度80%~90%的冷柜中,分别储存15 d、20 d、25 d和30 d后取出,放入温度(25±1)℃、湿度85%~95%的恒温箱中任其自由羽化。另设对照组CK1:蘸有蒸馏水的脱脂棉,置于指形管底部,将僵蚜(100头)转移至兜状尼龙网上,置于指型管中,瓶盖封口(脱脂棉保湿)不冷藏,作为处理Ⅰ和处理Ⅲ对照;CK2:僵蚜直接装入指形管内,瓶盖封口不保湿不冷藏处理作为处理Ⅱ和处理Ⅳ对照。对照组放入温度(25±1)℃、湿度85%~95%恒温箱中任其自由羽化。

以上试验均重复3次,每天定时统计成蜂羽化数,连续5 d无成蜂羽化,结束试验。羽化率计算公式为:

1.2.2 烟蚜茧蜂僵蚜产品低温储存最适温度研究

僵蚜集中形成时期,采用僵蚜剥离机收集僵蚜,每管分装100头;5 mL指形管底部加入加湿的脱脂棉球,80目尼龙网剪成小块做成兜状,把僵蚜装入兜状内,瓶盖封口,分别置于冷柜进行恒温处理A(2 ℃)、处理B(4 ℃)和变温处理C(1~4 ℃)、处理D(2~5 ℃)(变温为周期化变温,即缓慢升温和降温,周期为12 h),并于湿度60%~85%条件下分别冷藏15 d、20 d、25 d、30 d后取出置于温度(25±1)℃、湿度85%~95%人工气候箱中任其自由羽化。软毛笔挑取僵蚜,按上述方法进行冷藏,分别为处理E、处理F、处理G、处理H;将冷藏后的僵蚜取出,放入温度(25±1)℃、湿度85%~95%人工气候箱中任其自由羽化,每天定时统计僵蚜羽化数,连续

5 d无羽化时,结束试验。以上试验均重复3次。

1.2.3 低温储存时间对烟蚜茧蜂寿命和产卵量的影响

寿命测试:将蘸有浓度10%蜜糖水的棉条放入指型管中,每管引入10头1.2.1中羽化的雌成蜂,瓶盖封口,每隔3 h记录一次雌蜂成活数,视棉条含蜜水情况,用滴管缓慢加蜜水,直至全部雌蜂死亡,实验结束。以上实验重复3次。

产卵量测试:在蚜量约2 000头/株的盆栽烟株上,接入已交配2 h且饲喂过10%蜜糖水的雌蜂1头,第5天開始收集形成的寄生蚜,在电镜下解剖,记录卵的数量,直到雌蜂死亡,若连续5 d无寄生蚜形成,则试验结束。以上试验重复10次。

以上试验在规模繁蜂大棚里进行,温度20~28 ℃、湿度50%~75%。

2 结果与分析

2.1 湿度对烟蚜茧蜂僵蚜产品羽化率的影响

如表1所示,从僵蚜羽化率与冷藏时间的关系来看,4个处理僵蚜羽化率均随冷藏时间的延长而降低,其中处理Ⅰ冷藏15 d和20 d僵蚜羽化率分别为93.00%和90.00%,与对照(CK1)僵蚜羽化率96.33%无明显差异

(P<0.05),冷藏至第25 d时羽化率仅为72.00%;处理Ⅱ冷藏至第15 d时僵蚜羽化率仅为80.00%,显著低于对照组(CK1)僵蚜羽化率(96.33%)(P<0.05);处理Ⅲ冷藏15 d和20 d后,僵蚜羽化率均大于90.00%,与对照组(CK2)僵蚜羽化率89.00%无明显差异

(P<0.05);处理Ⅳ冷藏效果较差,冷藏15 d、20 d、25 d和30 d的僵蚜羽化率分别为68.00%、54.67%、33.67%和24.00%,均显著低于对照组(CK2)僵蚜羽化率89.00%(P<0.05)。

从不同处理僵蚜羽化率来看,湿度对低温储存过的僵蚜及未被低温储存过的僵蚜羽化率均有显著的影响,即湿度充分有利于烟蚜茧蜂僵蚜的羽化,可能的原因是,适宜的湿度促进僵蚜体壁软化,更有利于成蜂破壳而出。冷藏15 d、20 d后,处理Ⅰ和处理Ⅲ僵蚜羽化率分别为93.00%、90.00%和91.33%、90.33%,二者低温冷藏相同时间后,羽化率无明显差异(P>0.05),但均显著高于处理Ⅱ(80.00%、73.33%)和处理Ⅳ(68.00%、54.67%)低温冷藏相同时间后的僵蚜羽化率(P<0.05)。

2.2 烟蚜茧蜂僵蚜产品低温储存最适温度研究

从表中可以看出,不同冷藏温度对僵蚜羽化率的影响较大,而变温冷藏更有利于僵蚜的羽化。变温低温冷藏处理C、处理D、处理G和处理H冷藏25 d后羽化率均高于80%,分别为83.33%、82.33%、88.67%和87.33%,均显著高于恒温低温冷藏处理A、处理B、处理E和处理F的羽化率,其羽化率分别为36.00%、52.67%、40.67%和57.00%。各处理均随着冷藏时间的延长,僵蚜羽化率逐渐降低,冷藏30 d后,处理A~H的羽化率分别为25.67%、32.00%、74.00%、72.33%、29.00%、34.33%、84.00%和83.00%。在冷藏时间、温度一定的情况下,与毛笔挑取僵蚜进行冷藏相比,僵蚜剥离机收集后,僵蚜羽化率略低。僵蚜剥离机收集僵蚜,在1~

4 ℃(处理C)条件下变温冷藏15 d、20 d、25 d后僵蚜羽化率分别为90.33%、86.00%、83.33%,与2~5 ℃(处理D)条件下冷藏相同时间后的僵蚜羽化率无显著差异

(P>0.05),两者冷藏相同时间后的羽化率均显著低于手工挑取僵蚜冷藏同等时间后的羽化率(P<0.05),但在2~5 ℃(处理D)条件下,储存期间少部分僵蚜会羽化,导致烟蚜茧蜂僵蚜产品利用率降低。从综合效率方面分析,僵蚜剥离机收集效率高、节省成本,更适合在僵蚜产品收集中推广应用。研究结果还表明,烟蚜茧蜂僵蚜产品的有效储存期为25 d。

2.3 低温储存时间对烟蚜茧蜂寿命和产卵量的影响

从表3可以看出,冷藏15 d、20 d、25 d和30 d后,雌蜂寿命分别为4.28 d、4.25 d、4.31 d和4.25 d,与对照组(未冷藏)烟蚜茧蜂雌蜂寿命4.28 d无显著差异(P<0.05)。

于产卵量而言,冷藏15 d、20 d、25 d和30 d后,雌蜂产卵量分别为100.67头、99.00头、101.33头、103.33头,与未冷藏雌蜂产卵量100.67头无显著差异(P<0.05)。

3 结论与讨论

3.1 湿度对烟蚜茧蜂僵蚜低温冷藏的影响

对烟蚜茧蜂而言,湿度的影响主要表现在繁蜂环节,刘琼等[19]研究指出,在僵蚜繁育过程中,以空气相对湿度为70%处理最优,在这个湿度条件下,25 d后每株僵蚜数量能达到11 231.7头。然而,在低温冷藏过程中,烟蚜茧蜂仍处于发育状态,适量的水分供给也是必不可少的[20]。研究表明,冷藏僵蚜时,加入蘸有蒸馏水的脱脂棉球能起到较好的保湿效果,冷藏20 d后僵蚜羽化率高达90.00%;冷藏25 d后,变温低温处理后的僵蚜羽化率在80.00%以上;通过荞麦壳加湿处理也能起到很好的保湿效果,冷藏20 d后僵蚜羽化率为90.33%,相关学者提出在僵蚜运输途中采取泡沫箱+冰袋密封储藏也可进行保湿,但该方法运输效率低、成本过高[16]具有成本低、运输途中能对僵蚜个体摩擦起到缓冲作用、在田间易分解等优势。综合考虑,在烟蚜茧蜂僵蚜低温冷藏时,根据僵蚜盒、僵蚜瓶或者其他释放装置大小加入适量荞麦壳基质进行保湿效果更好,羽化率更高。

3.2 烟蚜茧蜂僵蚜产品低温储存最适温度研究

我国早在70年代就有了对寄生蜂低温冷藏的研究[21]。

利用低温抑制寄生蜂生长的成功案例较多,鲁新等[8]通过低温冷藏松毛虫赤眼蜂幼虫,其有效冷藏期高达60 d;黄山春等[9]研究发现低温下,椰心叶甲啮小蜂冷藏14 d后仍可保持80%以上的羽化率。关于烟蚜茧蜂低温冷藏的研究,目前多以恒温冷藏为主,而长时的恒定低温影响了烟蚜茧蜂体内营养物质(糖类、脂肪、蛋白质)的含量,使其不能正常代谢,通过适度变温,可以有效提高烟蚜茧蜂冷藏后的羽化率和产卵能力[20,22]。冷藏时间的长短和冷藏温度的高低是衡量冷藏强度的两个重要指标,一般而言,冷藏温度越低、时间越长,死亡率越高[23-24]。因此,平衡冷藏时间和冷藏温度,找到最佳契合点,是提高冷藏效果的有效方法。研究表明,与恒温冷藏相比,适度变温对提高冷藏后僵蚜羽化率效果明显,通过僵蚜剥离机收集僵蚜,变温(1~4 ℃)冷藏25 d后僵蚜羽化率为83.33%,与变温(2~5 ℃)冷藏羽化率82.33%无显著差异(P<0.05),但后者在冷藏过程中有部分僵蚜已开始羽化,浪费了成蜂,从而降低了有效利用率,增加了烟蚜茧蜂僵蚜产品的使用成本。在同等冷藏条件下,毛笔挑取僵蚜冷藏后僵蚜羽化率显著高于剥离机收集僵蚜羽化率(P<0.05),但人工毛笔收集僵蚜效率低,难以在规模化生产中应用。综合烟蚜茧蜂僵蚜产品羽化率、收集效率和生产成本等因素,笔者认为通过僵蚜剥离机收集僵蚜,在1~4 ℃条件下变温冷藏,收集效率高、冷藏效果好,可在烟蚜茧蜂僵蚜产品的大规模应用中推广。

3.3 低温储存对烟蚜茧蜂寿命和产卵量的影响

如何使天敌昆虫长时间冷藏后仍保持较高的生命力和产卵能力,是评价冷藏效果的重要指标,也是天敌昆虫低温冷藏的最终目标[25-26]。陈茂华等[27]的研究表明,冷藏后烟蚜茧蜂寿命在5.20~6.23 d,低温冷藏对其寿命无明显影响,陈文龙等[28]的研究中也指出低温冷藏对烟蚜茧蜂寿命无显著影响。本研究表明,变温冷藏后,成蜂寿命在4.25~4.28 d,与未冷藏烟蚜茧蜂寿命4.28 d无显著差异(P>0.05),与前人研究的冷藏后羽化出的成蜂与未冷藏成蜂寿命一致,无显著差异。而恒温冷藏后的成蜂寿命长与前人研究的5.20~6.23 d有差异,可能的原因是统计方法有所不同。

冷藏后烟蚜茧蜂的产卵能力直接影响放蜂效果,相关研究表明,烟蚜茧蜂产卵能力在羽化后第4天达到高峰期[15];阙劲松等[16]指出低温冷藏对烟蚜茧蜂寄生力无明显影响,冷藏后1头雌蜂可寄生81.36~87.78头烟蚜。本研究表明,通过变温(1~4 ℃)冷藏处理后,1头雌蜂可寄生99.00~103.33头烟蚜,与未冷藏雌蜂寄生量100.67头无显著差异(P<0.05),与陈茂华等[27]和阙劲松等[16]研究结果有所差异,其原因在于实验方法、冷藏条件、地域等多重因素有关。本研究是模拟田间放蜂试验,试验条件相对较恶劣。

综上,研究表明低温冷藏对烟蚜茧蜂成蜂寿命和产卵能力无明显影响。

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(责任编辑:赵中正)