人工饲养美国白蛾影响因素研究

赵正萍，颜学武，王 新，郭同斌，周晓宇，袁冬菊

(1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.徐州市林业技术推广服务中心，江苏 徐州 221009；3.湖南林科达农林技术服务有限公司，湖南 长沙 410004)

美国白蛾Hyphantriacunea(Drury)隶属鳞翅目Lepidoptera夜蛾总科Noctuoidea灯蛾科Arctiidae白蛾属Hyphantria，又名秋幕毛虫、美国灯蛾[1]。主要以幼虫为害多种林木、花卉、果树、农作物等多种植物，是一种世界性的植物检疫害虫，也是目前我国唯一一种被农业、林业部门同时列为检疫对象的外来有害生物[2-3]。该虫自1979年从朝鲜半岛传到我国辽宁丹东以来，迅速由东向西、由北向南朝我国内陆地区扩散，在我国适生范围为39°—132°E、26°—50°N[4-6]。根据国家林业和草原局2019年第7号公告，目前我国美国白蛾疫区包括北京、天津、河北、内蒙古、辽宁、吉林、上海、江苏、安徽、山东、河南、湖北、陕西等13个省市592个县市区[7]。美国白蛾具有传播速度快、繁殖能力强、取食量大、危害寄主植物多等特点[8]，同时缺乏原产地天敌的有效制约，因此常常在新传入地暴发成灾，对农林业生产安全、生态环境安全构成巨大威胁，给疫区造成巨大的经济损失[9]。及时有效控制美国白蛾的进一步蔓延和危害是目前亟待解决的重要难题。从目前美国白蛾的主要防治措施来看，生物防治无疑是长治久安的理想策略[10-12]。美国白蛾室内规模繁育体系的建立是开展优势天敌筛选、微生物制剂生产以及性信息素研究等生物防治技术研究的基础，尤其是美国白蛾核型多角体病毒(Hyphantriacuneanuclear polyhedrosis virus，HcNPV)生产应用的虫源保障[13]。目前，随着美国白蛾人工饲料的研制成功，其室内繁育技术研究也逐渐完善，但仍处于实验室饲养阶段，不能满足HcNPV大量生产应用所需。因此，本文在利用人工饲料饲养美国白蛾的基础上，研究饲养温度、密度以及容器等饲养条件和方式对规模繁育美国白蛾的影响，旨在优化美国白蛾规模化繁育流程，为HcNPV的工厂化生产以及美国白蛾的深入研究和防治奠定基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.2.1 供试昆虫 2019年5月中旬，在江苏省徐州市铜山区房村镇周边杨树林里，采集美国白蛾卵块带回室内备用。

1.2.2 供试饲料 人工饲料由湖南省林业科学院森林资源保护研究所和徐州市林业技术推广中心共同研制；天然饲料选用新鲜杨树叶片，采集于江苏省徐州市苏北林业有害生物天敌繁育场周边的杨树林，用无菌水洗净，自然晾干备用。

1.2.3 供试饲养容器 塑料养虫杯(φ 7.5 cm×7cm)、塑料养虫盒(15 cm×10 cm×8 cm)、塑料周转箱(55 cm×35 cm×8 cm)和木制周转箱(55 cm×35 cm×8 cm)。

1.2 试验方法

美国白蛾幼虫孵化后，用软毛笔将幼虫转移到经高温消毒的饲养容器，在相对湿度60%，光暗比14 h∶10 h的人工培养箱(RXZ2500B型，宁波江南仪器厂生产)里饲养。将人工饲料切成1.5cm×1.5 cm×0.2 cm大小，根据幼虫龄期及取食情况添加饲料。定期清理食物残渣和虫粪，更换新鲜饲料和经高温消毒的养虫盒。将即将化蛹的老熟幼虫转移到装有湿蛭石(含水量15%)的养虫盒中化蛹。幼虫化蛹后，待蛹表面硬化，将雌雄蛹分开放置待成虫羽化。成虫羽化后，按雌雄比1∶1的比例配对，放入养虫盒中，每盒2对成虫，放入沾有10%蜂蜜水的棉球供其补充营养，并放入白纸条供其产卵，待其交配产卵后收集卵块。

1.2.1 饲养温度对美国白蛾生长发育的影响 美国白蛾幼虫孵化后，挑选发育一致的初孵幼虫，用软毛笔转移到经高温消毒的塑料养虫盒(长×宽×高为15cm×10cm×8cm)中，饲养温度分别为24、26、28、30 ℃。1～3龄幼虫出生的饲养密度为1头·cm-2，即每盒幼虫数量为150头;3龄以上幼虫的饲养密度为0.2头·cm-2，即每盒幼虫数量为30头。每组150头，重复3次。观察记录美国白蛾发育历期、卵孵化率、幼虫存活率、化蛹率和羽化率等生理指标，分析不同温度条件对美国白蛾生长发育的影响。

1.2.2 饲养密度对美国白蛾幼虫存活率的影响 分别挑选刚刚蜕皮的美国白蛾1～6龄幼虫，用软毛笔将幼虫转移到经高温消毒的塑料养虫盒(长×宽×高为15cm×10cm×8cm)中。其中1～2龄幼虫饲养密度分别为0.5、1、2头·cm-2，即每盒幼虫数量分别为75、150、300头；3～4龄幼虫饲养密度分别为0.2、0.5、1头·cm-2,即每盒幼虫数量分别为30、75、150头；5～6龄幼虫饲养密度分别为0.1、0.2、0.5头·cm-2，即每盒幼虫数量分别为15、30、75头。每组3盒,重复3次。观察记录各组幼虫存活率，分析不同饲养密度对美国白蛾幼虫生长发育的影响。

1.2.3 饲养容器对美国白蛾幼虫存活率的影响 美国白蛾幼虫孵化后，用软毛笔将幼虫转移到经高温消毒的饲养容器中，饲养容器分别为塑料养虫杯(φ 7.5cm×7 cm)、塑料养虫盒(15 cm×10 cm×8 cm)、塑料周转箱(55 cm×35 cm×8 cm)和木制周转箱(55 cm×35 cm×8 cm)。置于温度26℃，相对湿度60%，光暗比14 h∶10 h的智能人工气候室(FYS-18，南京恒裕仪器设备制造有限公司)里饲养。1～3龄幼虫饲养密度为1头·cm-2，即4种饲养容器饲养幼虫数量分别为50、150、2000和2000头；3龄以上幼虫为0.2头·cm-2，即4种饲养容器饲养幼虫数量分别为10、30、400和400头。每组3盒，重复3次。观察记录各组幼虫存活率，分析不同饲养容器对美国白蛾幼虫生长发育的影响。

1.3 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 24.0软件对试验数据进行整理和统计分析，采用Duncan多重比较对数据进行显著性分析。

2 结果分析

2.1 不同温度饲养美国白蛾效果比较

由表1可知，温度对美国白蛾发育历期、存活率、化蛹率等生理指标具有较大影响，对幼虫孵化率和成虫羽化率无显著性差异。其发育历期随着温度升高而缩短，但当温度过高或过低时，其幼虫存活率和化蛹率呈现下降趋势。饲养温度为24、26和28 ℃时，美国白蛾存活率分别为85.3%、93.3%和90.7%，显著高于30 ℃饲养条件下美国白蛾的存活率73.3%；饲养温度为26 ℃和28 ℃时，美国白蛾化蛹率分别为88.6%和91.2%，无显著性差异，但显著高于24 ℃和30 ℃饲养条件下美国白蛾的化蛹率82.6%和79.3%。因此，美国白蛾室内最适饲养温度为26～28 ℃。

表1 不同温度条件下饲喂人工饲料的美国白蛾生长发育情况Tab.1 Growth and development status of Hyphantria cunea fed with artificial diet at different temperatures饲养温度/℃发育历期/d孵化率/%存活率/%化蛹率/%羽化率/%2471.5±0.3 a98.7±0.6 a85.3±5.9 a82.6±2.3 bc89.9±1.7 a2661.0±0.2 b97.6±1.2 a93.3±1.3 a88.6±0.8 ab90.3±0.2 a2854.0±0.3 c97.1±1.5 a90.7±0.7 a91.2±2.6 a91.9±2.1 a3048.1±0.2 d94.3±2.3 a73.3±4.1 b79.3±2.2 c89.9±3.7 a 注:表中数据为平均值±标准误(mean±SE),同组数据后相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.2 不同密度饲养美国白蛾效果比较

由表2可知，1、2龄幼虫在1头·cm-2和2头·cm-2饲养密度下存活率无显著性差异，但均显著高于0.5头·cm-2饲养密度下的存活率；3龄幼虫在0.5头·cm-2和1头·cm-2饲养密度下存活率分别为99.6%和99.3%，两者无显著性差异，但显著高于0.2头·cm-2处理组的幼虫存活率(93.3%)；4龄幼虫存活率在三个不同饲养密度处理组间差异均不显著，存活率分别为97.8%、96.9%和93.8%；5龄幼虫在0.1头·cm-2和0.2头·cm-2饲养密度下存活率均为95.6%，两者无显著性差异，但显著高于0.5头·cm-2处理组的幼虫存活率(85.6%)；6龄幼虫在0.1头·cm-2和0.2头·cm-2饲养密度下存活率分别为95.6%和94.4%，两者无显著性差异，但显著高于0.5头·cm-2处理组的幼虫存活率(78.3%)。因此，美国白蛾最适饲养密度：1～3龄幼虫1头·cm-2，3龄以上幼虫0.2·cm-2。

表2 不同饲养密度条件下美国白蛾幼虫存活率Tab.2 Survival rate of Hyphantria cunea larvae with different rearing densities饲养密度/(头·cm-2)平均存活率/%1龄幼虫2龄幼虫3龄幼虫4龄幼虫5龄幼虫6龄幼虫0.1————95.6±2.2 a95.6±2.2 a0.2——93.3±1.9 b97.8±1.1 a95.6±2.9 a94.4±1.1 a0.586.7±3.5 b91.6±2.7 b99.6±0.4 a96.9±1.2 a85.6±2.0 b78.3±1.9 b199.8±0.2 a99.6±0.2 a99.3±0.4 a93.8±1.4 a——298.1±0.6 a98.4±0.5 a————

2.3 不同饲养容器饲养美国白蛾效果比较

由表3可知，在1～3龄幼虫阶段，塑料养虫杯和塑料养虫盒中幼虫平均存活率分别为99.7%和98.8%，两者间无显著性差异，与塑料周转箱、木制周转箱中幼虫存活率存在显著差异，后者幼虫平均存活率分别为67.7%和53.0%。在3龄以上幼虫阶段，木制周转箱中幼虫平均存活率为95.5%，显著高于塑料养虫杯、塑料养虫盒以及塑料周转箱三种饲养容器中幼虫存活率，三者幼虫平均存活率分别为81.7%、84.0%和84.6%。因此，1～3龄幼虫宜选用塑料养虫杯和塑料养虫盒饲养，而3龄以上幼虫宜选用木制周转箱饲养。

表3 不同饲养容器条件下美国白蛾幼虫存活率Tab.3 Survival rate of Hyphantria cunea larvae with differ-ent rearing containers%饲养容器平均存活率1～3龄幼虫3龄以上幼虫塑料养虫杯99.7±0.3 a81.7±4.4 b塑料养虫盒98.8±0.3 a84.0±3.1 b塑料周转箱67.7±4.8 b84.6±2.7 b木制周转箱53.0±3.0 c95.5±1.2 a

3 结论与讨论

昆虫饲养最适条件的确定是其室内规模繁育体系建立的基础，也是开展进一步研究的重要保障[14]。尤其是以昆虫活体为基础的相关技术研究，人工饲料的研制成功可实现昆虫室内周年化饲养，使研究、生产不受季节和虫源等条件的制约[15-16]。除人工饲料外，饲养温度、密度以及容器等因素对昆虫生长发育以及室内种群建立也起着至关重要的作用[17]。本研究结果表明，美国白蛾室内饲养最适条件为：温度26～28 ℃；密度为1～3龄幼虫1头·cm-2，3龄以上幼虫0.2·cm-2；1～3龄幼虫宜选择塑料养虫杯和塑料养虫盒等较为封闭的小型饲养容器，3龄以上幼虫宜选择木制周转箱等透气性较好的大型饲养容器。

饲养温度影响着美国白蛾发育历期、存活率、化蛹率等生理指标。饲养温度越低，幼虫发育历期越长，虽对美国白蛾孵化率、存活率以及羽化率等生理指标影响不大，但因其饲养周期拉长，导致工作量、繁育成本等提高；而温度越高，虽其发育历期缩短，但对幼虫存活率和化蛹率等生理指标影响较大，一方面，高温对美国白蛾的生长发育有一定的抑制作用[18]，另一方面，温度也影响着人工饲料的新鲜程度，温度越高，人工饲料变质速度越快，若不及时更换，会降低美国白蛾的存活率。因此，美国白蛾室内饲养时，最适饲养温度为26～28 ℃。

饲养过程发现，1～3龄幼虫会沿着饲养盒壁结网幕并在其内生活，在一定程度上提高了空间利用率。但由于其取食量小，若饲养密度过低，取食不完的人工饲料易变质或失水，影响美国白蛾存活率；3龄以上幼虫对食物和空间等资源的需求逐渐增大，密度过高，幼虫因大量取食而产生大量排泄物，易污染饲料及生存环境；而密度过低，资源得不到充分利用而造成浪费，同时增加繁育成本。因此，综合美国白蛾幼虫存活率、空间利用率以及繁育成本等因素，美国白蛾最适饲养密度：1～3龄幼虫1头·cm-2，3龄以上幼虫0.2·cm-2。

在饲养容器选择时，要综合考虑对美国白蛾生长发育的影响、饲养工作量、饲养成本以及饲养场地大小等因素。1～3龄幼虫期，宜选择空间较小、较为封闭的饲养容器，这样易于小幼虫寻找食物，且能有效减少饲料水分散失，保持饲养容器中的湿度平衡，促进低龄幼虫生长；3龄以上幼虫期，食量逐渐加大，由于人工饲料含水量较高，温度高的情况下易蒸发，使饲养容器中湿度大大增加，透气性差的容器，水分难以散失，盒内湿度可达85%以上，甚至会在盒盖上形成水珠，影响美国白蛾存活率。因此，宜转移到透气性较好的饲养容器中，如木制周转箱由于透气性较好，便于水分散失，更利于高龄幼虫生长发育。在今后的研究中，应针对人工饲养美国白蛾各个生长阶段的特征，进一步完善各饲养因素，提高饲养效率，从而实现工厂化生产。