消毒与除沙不同频次组合对五龄大蚕期家蚕生长的影响

张智勇,刘俊凤,粟思源,胡春梅,向文丽,吴建梅,刘彬斌*

(1.四川省农业科学院 蚕业研究所,四川 南充 637000;2.四川省宁南县南丝路集团公司,四川 宁南 615400)

0 引言

【研究意义】大蚕期省力化饲育技术研究进展较慢,加之需要继代保育蚕种质资源繁多、实验室面积较小,因而普遍采用传统精工细作、劳动密集型的家蚕饲育模式,这种饲育模式与农村劳动力结构和现代农业轻简化发展方向不相符[1]。大蚕期省力化饲育技术的研究,能够大幅度降低养蚕的用工时长,同时五龄蚕期除沙与消毒不同频次组合处理的研究对家蚕饲育提质增效具有重要意义。【前人研究进展】20世纪90年代四川省蚕业制种公司编著的《蚕种繁育技术手册》家原蚕饲育参考标准:五龄起除1次+每日除沙1～2次,起蚕、始熟蚕各1次,食桑中2～3次;原种原原种五龄除沙方式为起除1次、每日除1～2次[2]。2020版《中国养蚕学》中原蚕五龄饲育技术描述为五龄每天除沙1次,并加强蚕座消毒排湿[3]。近年来,适用于农村大面积生产的省力化养殖技术得到较快发展,如大蚕蚕台养殖技术、大蚕养殖技术、地蚕养殖技术、条桑育技术、自动升降蚕台养殖技术等[4-10],但大蚕期省力化饲育技术方面的研究进展缓慢,且其省力化研究多倾向于给桑次数方面的研究[11-15]。在进行消毒、加网、除沙等操作时,不仅耗费人力和时间,同时也会增大蚕体机械损伤、丢蚕、蚕病交叉感染及品种混杂等的概率,在五龄大蚕期特别明显[3,16-18]。【研究切入点】目前养蚕省力化研究多倾向于给桑次数的研究,针大蚕期除沙次数与消毒次数的研究鲜见报道。随着大量农村青壮年劳动力外出务工,农业劳动人口逐渐减少并趋于老龄化,对家蚕种质资源研究单位而言,大蚕期省力化饲育技术的研究就显得尤为重要。【拟解决的关键问题】课题组于2020-2021年春秋蚕期对五龄大蚕期消毒次数和除沙次数进行组合处理比较试验,筛选出最优组合,以期解决蚕箔育五龄蚕期因为消毒、加网、除沙等人工操作费时费力的问题,为家蚕新品种选育、品种资源保护及生产应用提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供式家蚕品种为天然彩色茧蚕品种蜀黄1号,由四川省农业科学院蚕业研究所提供。

1.2 方法

1.2.1 材料预处理 按照家蚕常规催青方法进行催青,蚕卵正常孵化后,称量6 g蚁蚕。家蚕幼虫按《中国养蚕学》[3]中标准方法饲育,在饲育过程中,每龄眠起处理时及时提青、扩座和分箔处理,淘汰迟眠蚕和病弱小蚕,保证幼蚕强健,共育至四龄饷食36～48 h后备用。

1.2.2 试验设计 五龄蚕期根据除沙与消毒的次数设置9个处理:T1,不除沙+每天消毒;T2,不除沙+隔天消毒;T3,不除沙+仅眠起时消毒;T4,隔天除沙+每天消毒;T5,隔天除沙+隔天消毒;T6,隔天除沙+仅眠起时消毒;T7,每天除沙+每天消毒;T8,每天除沙+隔天消毒;T9,每天除沙+仅眠起时消毒。每个处理3次重复,共计27个试验区,每区雌雄各200头,标准饲育至5龄饷食。各处理在同一条件下进行,给桑一致,消毒与除沙均在早上给桑前进行,及时淘汰病弱小蚕,做好记录,见熟蚕停止消毒和除沙。塑料折簇上簇,上簇密度适中,上簇完毕及时处理蚕沙。注意调节簇中温湿度,上蔟后7 d采茧、8 d调查。调查结束后及时对蚕茧进行烘干处理(烘茧先采用100℃ 2 h,再转80℃ 2 h,然后60℃烘至恒重)。干茧送至四川省农业科学院蚕业研究所蚕茧质量检测中心进行丝质检测。

1.2.3 调查项目

1) 蚕期。调查五龄病蚕率和五龄饲育人工耗时情况。

2) 蚕茧。调查各处理簇中病蚕率、普茧率、结茧率、对四龄健蛹率、全茧量、茧层率及万蚕产茧量。

3) 蚕茧丝质。调查蚕茧的纤度、纤度均方差、茧丝长、解舒率、干茧出丝率、清洁及洁净。

4) 农村5龄大蚕期人工耗时。农村大面积生产时,大蚕期1个养蚕工人管理5盒蚕种,每盒蚕种2.8万粒蚕种[19-21]。养蚕每箔400头蚕,5盒蚕种对应350箔。

5盒蚕种平均每天耗时(h)=350×每箔平均每天耗时/3 600

5) 主成分分析。依据国家与四川省家蚕品种室内鉴定指标,从春秋两季饲育及茧丝质成绩选取7个主要性状指标(对四龄健蛹率、茧层率、万蚕产茧量、解舒率、茧丝长、干茧出丝率和洁净),对其进行主成分分析。参照文献[22-24]的方法运用SPSS 23.0计算7个主要指标的主成分特征值、主成分贡献率、入选特征根和特征向量,进而分析得出主成分得分因子;并计算主成分得分(F)和主成分综合得分的K值;K值有正有负,为方便查看,将K值缩放到0～100,得到主成分综合得分(F综)。

F综=80+10K

式中,F为主成分得分,A为主成分得分因子(FAC)得分,Q为特征值,K为各主成分的特征值作为权重。

1.3 数据统计与分析

采用WPS 2022进行数据统计。运用SPSS 23.0进行单因素方差分析,多重比较采用LSD法,P≤0.05表示差异显著,结果用平均数±标准差(x±s)表示。运用SPSS 23.0进行主成分分析,得到各处理饲育及茧丝质成绩的综合评分。

2 结果与分析

2.1 不同处理五龄大蚕期的人工耗时

从表1看出,各处理五龄大蚕期每箔平均每天人工耗时存在显著差异。春季每箔平均每天耗时68.76～176.67 s/d,5盒蚕种平均每天耗时6.69～17.18 h/d,秋季每箔平均每天耗时55.81～149.95 s/d,5盒蚕种平均每天耗时5.43～14.58 h/d,无论在春季还是秋季,人工耗时均表现为T3(不除沙+仅起蚕消毒)

表1 不同处理五龄大蚕期的人工耗时Table 1 Labor time-consuming of grown silkworm at 5th instar under different treatments

2.2 不同处理的饲育及茧丝质成绩

2.2.1 饲育成绩 从表2看出,不同季节各处理五龄蚕期的饲育成绩(簇中死笼率、五龄病蚕率、万蚕产茧量、全茧量等8个指标)的变化。

1) 春季。万蚕产茧量:各处理为17.06～19.08 kg,其中,T3最高,显著高于T8和T4;T2其次,显著高于T4;T4最低,与除T1、T5和T8外的其余处理间差异显著。相同消毒处理时,每天消毒处理的万蚕产茧量随着除沙次数增加呈先降后升趋势,而隔天消毒和仅眠起时消毒处理的则随消毒次数增加呈下降趋势;相同除沙处理时,不除沙和隔天除沙处理的随消毒次数增加呈下降趋势,而每天除沙处理的则随消毒次数增加呈先降后升趋势。五龄病蚕率:各处理为1.64%～6.44%,其中,T7最高,T8其次,二者均显著高于T6;T6最低,与其余处理差异不显著。相同除沙处理时,不除沙处理的五龄病蚕率随消毒次数增加呈先升后降趋势,隔天除沙和每天除沙处理的随消毒次数增加呈上升趋势;同时,同一消毒处理每天除沙处理的五龄病蚕率均较隔天除沙和每天除沙处理的高。簇中死笼率:各处理为0.25%～0.90%,处理间差异不显著,但每天除沙处理的普遍偏高。全茧量、对四龄健蛹率、普茧率、结茧率和茧层率各处理为1.86～2.00 g、92.92%～97.35%、90.93%～94.52%、93.06%～97.48%和21.44%～21.85%,对四龄健蛹率、全茧量、普茧率、结茧率及茧层率处理间差异不显著。其中,相同消毒处理时,每天消毒处理的对四龄健蛹率随除沙次数增加呈下降趋势,隔天消毒和仅眠起时消毒处理的则呈先升后降趋势;相同除沙处理时,不除沙处理的随消毒次数增加呈先降后升趋势。相同消毒处理时,每天消毒和隔天消毒处理的全茧量随除沙次数增加呈下降趋势,仅眠起时消毒处理的呈先降后升趋势;相同除沙处理时,全茧量随消毒次数增加呈下降趋势。

表2 不同季节各处理五龄蚕期的饲育成绩Table 2 Rearing results of silkworm at 5th instar in different seasons under different treatments

2) 秋季。万蚕产茧量:各处理为15.81～17.37 kg,其中,T6最高,T1和T2其次,T9最低且显著低于除T4和T7外的其余处理,其余处理间差异不显著。相同消毒处理时,每天消毒处理的万蚕产茧量随除沙次数增加呈先降后升趋势,隔天消毒处理的随除沙次数增加呈下降趋势,仅眠起时消毒处理的则随除沙次数增加呈先升后降趋势;相同除沙处理时,不除沙处理的万蚕产茧量随消毒次数增加呈上升趋势,隔天除沙处理的随消毒次数增加呈下降趋势,而每天除沙处理的则随消毒次数增加呈先升后降趋势。簇中死笼率:各处理为0.00%～1.35%,其中,T8最高,显著高于T3和T5;T9其次,T5最低,但均与其余处理差异不显著。相同消毒处理时,每天消毒和仅眠起时消毒处理的簇中死笼率随除沙次数增加呈上升趋势,隔天消毒处理的随除沙次数增加呈先降后升趋势;相同除沙处理时,不除沙处理的随消毒次数增加呈下降趋势,隔天除沙处理的随消毒次数增加呈先降后升趋势,每天除沙处理的则随消毒次数增加呈先升后降趋势;每天除沙处理簇中死笼率均较高。全茧量:各处理为1.71～1.83 g,T2和T3最高,T6其次,三者差异不显著,但均显著高于T8;T8最低,与其余处理间差异不显著。相同消毒处理时,每天消毒处理的全茧量随除沙次数增加呈先降后升趋势,隔天消毒和仅眠起时消毒处理的随除沙次数增加呈下降趋势;相同除沙处理时,不除沙和隔天除沙处理的随消毒次数增加呈下降趋势,每天除沙处理的均随消毒次数增加先降后升趋势。五龄病蚕率、普茧率、结茧率、对四龄健蛹率及茧层率为2.78%～7.22%、91.96%～96.52%、92.45%～95.89%、92.09%～95.66%和21.57%～22.18%,5个指标各处理间差异均不显著。

2.2.2 茧丝质成绩 从表3看出,不同季节各处理茧丝质成绩(纤度、纤度均方差、解舒率、茧丝长等7个指标)的变化。

1) 春季。纤度:各处理为3.13～3.30 D,其中,T9最高,显著高于降T3外的其余处理;T7最低,显著低于除T1和T4外的其余处理。相同除沙处理时,不同处理的纤度随着消毒次数增加呈下降趋势;相同消毒处理时,每天消毒处理的随着除沙次数增加呈先升后降趋势,隔天消毒处理的随消毒次数增加呈下降趋势,仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈先降后升趋势。纤度均方差:各处理为0.39～0.65 D,其中,T7最高,T2最低,各处理间差异显著。相同除沙处理时,不除沙处理的纤度均方差随着消毒次数增加呈先降后升趋势,隔天除沙处理的随着消毒次数增加呈下降趋势,每天除沙处理的随着消毒次数增加呈上升趋势;相同消毒处理时,每天消毒处理的随着除沙次数增加呈先降后升趋势,隔天消毒处理的随消毒次数增加呈上升趋势,仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈先升后降趋势。解舒率:各处理为84.12%～86.28%,其中,T5最高,T7最低,T7显著低于除T9外的其余处理。在相同除沙处理下,不同处理的解舒率均呈先升后降趋势;相同消毒处理时,每天消毒和仅眠起时消毒处理的随着除沙次数增加呈下降趋势,隔天消毒处理的随消毒次数增加呈先升后降趋势。茧丝长:各处理为1 011.00～1 169.00 m,其中,T3最高,显著高于其余处理,T7最低,显著低于除T5外的其余处理。相同除沙处理时,不除沙和每天除沙处理的茧丝长随着消毒次数增加呈下降趋势,隔天除沙处理的随着消毒次数增加呈先降后升趋势;相同消毒处理时,每天消毒处理的随着除沙次数增加呈先升后降趋势,隔天消毒和仅眠起消毒处理的随消毒次数增加呈先降后升趋势。干茧出丝率:各处理为42.78%～45.21%,其中,T5最高,显著高于其余处理;T7最低,显著低于除T3外的其余处理。相同除沙处理时,不同处理的干茧出丝率随着消毒次数增加呈先升后降趋势;相同消毒处理时,每天消毒和隔天消毒处理的随着除沙次数增加呈先升后降趋势,仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈上升趋。洁净:各处理为93.54～95.40分,其中,T8最高,T7最低。相同除沙处理时,不同处理的洁净均随着消毒次数增加呈先升后降趋势;相同消毒处理时,每天消毒处理的随着除沙次数增加呈下降趋势,隔天消处理的随消毒次数增加呈上升趋,仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈先降后升趋势。清洁:各处理为99.60～99.90分,其中T1、T4和T9最高,T3、T7最低,各处理间无明显差异;不同的除沙+消毒组合之间无明显变化趋势。

表3 不同季节各处理的茧丝质成绩Table 3 Quality of cocoons and silk of the fifth instar silkworm in different seasons under different treatment

2) 秋季。纤度:各处理为2.70～2.94 D,其中,T1最高,T2其次,显著高于其余处理;T6最低,显著低于其余处理。相同消毒处理时,每天消毒处理的纤度随着除沙次数增加呈下降趋势,而隔天消毒和仅眠起时消毒处理的纤度随消毒次数增加呈先降后升趋势;相同除沙处理时,不除沙和隔天除沙处理的纤度随着消毒次数增加呈上升趋势,每天除沙处理的纤度随着消毒次数增加呈先升后降趋势。纤度均方差:各处理为0.47～0.81 D,其中,T1最高,显著高于其余处理,T4最低,显著低于其余处理。相同消毒处理时,每天消毒和隔天消毒处理的随着除沙次数增加呈先降后升趋势,仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈先升后降趋势;相同除沙处理时,不除沙处理的随着消毒次数增加呈上升趋势,隔天除沙处理的随着消毒次数增加呈下降趋势,每天除沙处理的随着消毒次数增加呈先降后升趋势。解舒率:各处理为85.45%～87.67%,其中,T8最高;T7最低,显著低于除T4外其余处理。相同消毒处理时,每天消毒处理的解舒率随着除沙次数增加呈下降趋势,隔天消毒处理的随着除沙次数增加君呈上升趋势,仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈先降后升趋势;在相同除沙处理下,不同处理的均呈先升后降趋势。茧丝长:各处理为923.00～1 021.00 m,其中,T6最高,显著高于其余处理,T9最低。相同消毒处理时,每天消毒处理的茧丝长随着除沙次数增加呈上升趋势,隔天消毒和仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈先升后降趋势;相同除沙处理时,不除沙和隔天除沙处理的随着消毒次数增加呈下降趋势,每天除沙处理的随着消毒次数增加呈上升趋势。干茧出丝率:各处理为40.45%～42.00%,其中,T8最高;T9最低,显著低于其余处理。相同消毒处理时,每天消毒处理的干茧出丝率随着除沙次数增加呈先升后降趋势,隔天消毒处理的随消毒次数增加呈上升趋势,仅眠起时消毒处理的随消毒次数增加呈下降趋势;相同除沙处理时,不除沙处理的随着消毒次数增加呈先降后升趋势,隔天除沙处理的随着消毒次数增加呈上升趋势,每天除沙处理的随着消毒次数增加呈先升后降趋势。洁净:各处理为93.75～94.75分,其中,T2最高,T7与T8其次,显著高于其余处理,T6最低。相同消毒处理时,不同处理的洁净随着除沙次数增加先降后升趋势;相同除沙处理时,不除沙和隔天除沙处理的随着消毒次数增加呈先升后降趋势,每天除沙处理的随着消毒次数增加呈上升趋势。清洁:各处理为99.60～100.00分,其中T4、T6和T9最高,T3最低,各处理间无明显差异;不同的除沙+消毒组合之间无明显变化趋势。

2.3 春季和秋季主要性状指标的主成分分析

从表4看出,前3个主成分的特征值大于0.80,分别为3.56、1.20和0.84,其方差百分比分别为50.83%、17.09%和11.98%,且累计贡献率为79.90%,接近80.00%。因此,选择此3个主成分能够全面反应7个性状指标的主要信息。由表5可知,第1主成分主要包含万蚕产茧量、茧丝长和出丝率3个性状指标的信息,其特征向量(载荷量)分别为0.88、0.87和0.81,与蚕品种的茧丝产量相关;第2主成分主要包含性状指标对四龄健蛹率的信息,其特征向量(载荷量)为0.83,与蚕品种的健康性相关;第3主成分主要包含性状指标洁净的信息,其特征向量(载荷量)为0.75,与蚕品种茧丝质相关。由表6可知,春季各处理的主成分综合得分普遍高于秋季,春季主成分综合得分为83.90～97.40分,依次为T6>T3>T9>T2>T5>T1>T4>T7>T8。春季消毒/除沙方式的最优组合为T6,即隔天除沙+仅眠起时消毒,而最差的组合是T8,即每天除沙+隔天消毒。秋季主成分综合得分为61.50～75.90分,依次为T7>T6>T8>T1>T3>T5>T2>T4>T9。其中,秋季消毒/除沙方式最好的组合为T7,即每天除沙+每天消毒;最差的组合为T9,即每天除沙+仅起蚕消毒。

表4 不同季节主要性状指标的主成分特征值与其贡献率Table 4 Eigenvalue and contribution rate of principal components of main traits indexes in different seasons

表5 7个主要指标入选的特征向量Table 5 Eigenvectors of 7 main trait indexes

表6 不同季节主要性状指标的综合评价Table 6 Comprehensive evaluation on main trait indexes in different seasons

3 讨论

大蚕期的消毒/除沙方式一直都是研究省力化养蚕的一个重要环节。对大蚕期的除沙/消毒次数进行组合处理比较试验,结果表明,相同消毒处理下,除沙次数越多,五龄病蚕率和簇中死笼率越高,全茧量和万蚕产茧量越低。与《中国养蚕学》中关于创伤传染对家蚕健康性与蚕茧产量影响的描述一致,家蚕幼蚕胸足和腹足长有许多锐利的钩爪,除沙处理会增加蚕体相互抓伤体壁的机会,造成蚕体创伤的增加,进而影响家蚕健康性和产茧量;同时除沙次数越多,养蚕人工耗时就越多。相同除沙处理下,消毒次数越多,全茧量及纤度越低;解舒率以每天消毒的最低,这些成绩指标直接影响蚕茧的质量。可见,因此健康的蚕儿才能营制出优质的蚕茧,蚕体健康是蚕茧优质高产的保证。在家蚕饲育过程中,统防统消的消毒防病意识和技术必须贯穿始终。在蚕体发育正常情况下,注重桑叶和环境的消毒;一旦发现蚕病应及时处理,减少损失。但消毒效果受多种因素影响,如温度、光照、湿度、消毒剂浓度、蚕病发生时间、蚕病类型等。因此,养蚕过程中应加强观察,发现蚕病及时防治,切忌盲目消毒[25-27]。主成分分析表明,春季消毒/除沙方式的最优组合为隔天除沙+仅起蚕消毒,而最差的组合是每天除沙+隔天消毒。说明,春季气候、饲料条件较好,除沙/消毒次数越少越易获得较好的饲育效果。秋季消毒/除沙方式最好的组合为每天除沙+每天消毒,最差的组合为每天除沙+仅眠起时消毒。说明,秋季高温多湿、饲料差应勤除沙,且多用石灰消毒排湿才能获得较好的饲育效果,与四川省蚕业制种公司1993年印发的《家蚕良种繁育技术要点》关于多湿环境状蚕饲育需要勤除沙、多用石灰消毒排湿的观点一致。从综合分析结果可知,无论在春季还是秋季,隔天除沙+仅眠起时消毒的除沙/消毒方式均能获得较好的饲育效果。本研究结果可为家蚕新品种的选育、品种资源保护及生产应用提供科学依据。

整个试验过程,春季(1～5龄标准化的饲育,五龄蚕期平均饲育温度为23.7℃)、秋季(1～5龄自然温度饲育,五龄蚕期平均饲育温度25.0℃),两季均未遇到低温和高温多湿极端天气情况,其结果具有很大的饲育环境局限性。然而四川各地春季、夏季、秋季蚕期,家蚕的饲育受环境影响较大,尤其是农村大面积生产。同一蚕品种在不同饲育环境下表现存在差异。因此,应在不同饲育环境如人工设置不良环境条件(高温多湿)或在夏秋蚕期进行除沙/消毒组合模式研究,调查其性状指标的变化,为生产实际提供更完善的试验依据。同时,除沙/消毒组合模式应该根据实际环境情况以及蚕体健康状况灵活安排。

4 结论

五龄大蚕春季消毒/除沙频次的最优组合为隔天除沙+仅起蚕消毒,最差的组合是每天除沙+隔天消毒;秋季的最优组合为每天除沙+每天消毒,最差的组合为每天除沙+仅起蚕消毒。春季气候、饲料条件较好,除沙、消毒次数越少越好;秋季高温多湿、饲料差,应勤除沙且多用石灰消毒排湿。