不同形态指标用于二化螟幼虫龄期划分的研究

杨 眉， 田春晖， 孙富余， 刘欣宇， 于凤泉

[1.辽宁省农业科学院植物保护研究所，辽宁沈阳 110161 ；2.中国农业大学有机循环研究院(苏州)，江苏苏州 215100]

二化螟[Chilosuppressalis(Walker)]是农业生产中的重要害虫之一，尤其对水稻及茭白的危害尤为严重。前人通过对水稻及茭白2种寄主二化螟种群的研究，发现两者在生物学、形态学特征上存在一定的差别[1]。针对二化螟形态学的研究表明，二化螟不同寄主种群在头壳宽度、个体大小、体长等指标上具有一定差异[2]。但以形态指标为依据对二化螟进行分龄的报道不多，且相关报道之间存在着较大的差异。宋慧英等于1958年针对二化螟幼虫进行分龄研究，认为在田间宜采用体长、体色、体线等指标对二化螟幼虫进行分龄[3]；危寅如于1980年利用幼虫背板作为指标对二化螟幼虫进行了分龄[4]；GB/T 15792—2009《水稻二化螟测报调查规范》 选取了二化螟幼虫的头壳宽度及体长作为分龄的指标[5]。除此之外，另有部分学者认为，幼虫体宽等指标对二化螟幼虫龄期的划分也具有一定的指导意义[6-7]。

由于二化螟是钻蛀性害虫，蛀入水稻茎秆之后，各项防治措施均难以生效，故精准掌握二化螟幼虫的龄期是化学防治的关键环节。Dyar测定了28种鳞翅目昆虫各龄期幼虫的头壳宽度，发现幼虫头壳宽度与龄期呈指数模型关系，可用于幼虫龄期的划分[8]。本研究通过室内饲养二化螟，获得各龄期幼虫，完成头壳宽度、体质量、体长及体宽等4项指标的测定，明确二化螟幼虫的龄期，探索划分二化螟幼虫虫龄的最佳形态指标，旨在为科学防治二化螟提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本研究于2021年在辽宁省农业科学院植物保护研究所进行。供试二化螟虫采集自辽宁省东港市新兴区土房北村水稻田，置于恒温光照培养箱中用水稻植株继代饲养，温度设定为28 ℃，每日光照时间16 h、黑暗时间8 h。始终保持饲养种群数不少于2 000头。2021年5月自新一代二化螟卵开始孵化直到幼虫化蛹，每日在水稻植株中收集不少于20头幼虫，进行各项形态指标测量。

1.2 试验方法

选取二化螟幼虫的头壳宽度、体长、体宽及体质量作为测定指标。其中，体质量采用梅特勒托利多ME204电子天平进行测量，其余指标采用Leica DVM6S型超景深显微镜进行拍照、测量。

1.3 数据处理与分析

根据Dyar法则对二化螟幼虫虫龄进行划分。利用DPS 18.1统计分析软件对测定的各项指标数值进行频数分析，并绘制相应的频次分布图，确定幼虫龄数。根据测定值，利用DPS 18.1统计分析软件根据各个指标的数据计算其相应的平均值、标准误差及变异系数。按照Crosby生长法则计算Brooks指数和Crosby指数，进而比较各个测量指标数值的合理性，当Crosby指数≤10%时，表明龄数划分合理，计算公式如下所示：

式中：xn和xn-1分别表示二化螟n龄与n-1龄幼虫各个待测指标的数值平均值；bn和bn-1分别表示第n和第n-1个Brooks指数。

2 结果与分析

2.1 二化螟幼虫龄数的确定

从2021年5月13日至2021年8月24日，共对室内饲养繁育的464头二化螟幼虫进行了头壳宽度、体质量、体长及体宽等4项指标的测量，并根据其测量值制作频次分布图。

2.1.1 二化螟幼虫头壳宽度分布 由二化螟幼虫头壳宽度的频次分布图(图1)可知，二化螟幼虫的头壳宽度出现了相对明显的7个分布区，其中的7个峰值分别出现在0.31、0.47、0.71、1.05、1.35、1.47、1.61 mm处。根据Dyar法则，二化螟幼虫的龄期依据头壳宽度可以被分为7龄。由表1可知，二化螟幼虫头壳宽度的Crosby指数绝对值均小于0.1，说明头壳宽度指标可以用作二化螟幼虫龄数的划分，将二化螟幼虫的龄期划分为7龄是合理的。同时，参照GB/T 15792—2009《水稻二化螟测报调查规范》中“二化螟幼虫发育进度分级指标”，印证了头壳宽度可作为二化螟龄期划分的指标。

将二化螟幼虫头壳宽度(y)与龄期(x)进行回归分析，二者呈指数模型，其拟合的回归方程为：

y=0.272 7e0.299 2x。

该回归方程的决定系数(r2)为0.931 4，说明二化螟幼虫头壳宽度与龄期具有较高的相关度，再次验证头壳宽度可用于二化螟幼虫龄期的确定。

2.1.2 二化螟幼虫体质量分布 对各个龄期二化螟幼虫的体质量进行测定，并绘制频次分布图(图2)。结果显示，各个龄期二化螟幼虫的体质量频次分布呈现出3个相对集中的区域，而非像头壳宽度呈现7个区域。由表2可知，1～7龄二化螟幼虫测得的体质量平均值分别是0.000 5、0.001 5、0.003 3、0.014 8、0.032 1、0.054 3、0.058 8 g，1～6龄期二化螟幼虫的体质量差异显著(P<0.05)。二化螟幼虫体质量的Crosby指数绝对值均大于0.1，说明体质量指标不适宜用作二化螟幼虫龄数的划分。

2.1.3 二化螟幼虫体长分布 对各个龄期二化螟幼虫的体长进行测定，并绘制频次分布图(图3)。结果显示，各个龄期二化螟幼虫的体长频次分布并未显示出明显的集中区域。由表3可知， 1～7龄二化螟幼虫测得的体长平均值分别是1.296、5.143、8.207、13.841、15.803、18.625、19.328 mm，1～6龄期二化螟幼虫体长差异显著。二化螟幼虫的Crosby指数存在大于0.1的现象，说明体长指标不适宜用作二化螟幼虫龄数的划分。

表1 二化螟幼虫头壳宽度测定值与Crosby指数

表2 二化螟幼虫体质量测定值与Crosby指数

2.1.4 二化螟幼虫体宽分布 对各个龄期二化螟幼虫的体宽进行测定，并绘制频次分布图(图4)。结果显示，各个龄期二化螟幼虫的体宽频次分布并未显示出明显的集中区域。由表4可知，1～7龄二化螟幼虫测得的体宽平均值分别是0.241、0.607、1.189、1.652、2.069、2.874、2.876 mm，1～6龄期的体宽差异显著。二化螟幼虫的Crosby指数存在大于0.1的现象，说明体宽指标同样不适宜用作二化螟幼虫龄数的划分。

2.3 田间二化螟幼虫龄期的判定

由图5可知，分别对在辽宁省盘锦市盘山县坝墙子镇姜家村水稻田采集的200头各龄幼虫进行头壳宽度的测定，并对相关数值进行线性拟合。结果表明，姜家村水稻田所采集的二化螟幼虫的头壳宽度测定结果与室内培养试验结果一致，显示二化螟幼虫共有7个龄期，姜家村水稻田二化螟1～7龄幼虫的头壳宽度平均值分别为0.299、0.494、0.755、1.040、1.327、1.524、1.729 mm。将田间二化螟幼虫头壳宽度与龄期进行拟合，二者呈指数模型，由此证明头壳宽度作为二化螟幼虫的分龄指标是可靠的。

表3 二化螟幼虫体长测定值与Crosby指数

表4 二化螟幼虫体宽测定值与Crosby指数

3 结论与讨论

二化螟严重危害我国水稻生产，明确其幼虫龄期划分是准确预测预报和科学防治二化螟的重要技术基础。本研究对二化螟各龄期幼虫的头壳宽度、体宽、体长及体质量进行了测定并分析，结果表明，二化螟幼虫头壳宽度随着龄数的增大而呈显著增加的趋势，且二者间存在指数相关关系，与Dyar的研究[8]一致。在二化螟的体质量、体长及体宽指标方面，虽然同样会随着龄数的增加而增大，但均存在Crosby指数绝对值>0.1的现象，因此并不能作为二化螟分龄的具体指标。二化螟幼虫的头壳宽度会随着每次蜕皮而呈现显著增长，而体长、体质量、体宽等不会因二化螟幼虫的蜕皮而导致蜕皮前后的相关指标呈现出显著的差异[9]。因此，将头壳宽度作为二化螟幼虫的分龄指标更为准确可靠。章金明等研究了甜菜夜蛾幼虫体质量、体长及头壳宽度用于甜菜夜蛾幼虫分龄的可行性，结果表明，头壳宽度可作为分龄指标[10]，本研究结论与之一致。贺春玲等同样研究发现，头壳宽度相对于体质量、体长更适合作为长木蜂幼虫龄期划分的生长指标[11]。

由于生长环境条件的不同，二化螟幼虫的龄数、龄期都会有所变化。本研究将供试的二化螟幼虫划分为7龄，而在已报道的其他研究中，常出现二化螟被划分为6龄的现象。危寅如于1980年将二化螟幼虫划分为6龄，而宋慧英于1958年则将其划分为7龄。陈建明等在研究二化螟取食茭白和水稻后的生物学特征表现时，发现少数二化螟存在着8龄甚至9龄的现象[12]。由此可见，不同研究者的调查方法或环境的不同对于二化螟龄数的鉴别均有着显著影响。本研究明确了辽宁地区二化螟的龄数及其分龄的最佳形态指标，为研究二化螟幼虫生长发育、预测预报虫害发生时间，从而进行科学有效的防治提供了技术支持。