双叉犀金龟成虫最佳食料筛选

杜文梅,孙 勇,蔡 茁,赵士臣,王乐奇,阮长春*,张俊杰*

(1. 吉林农业大学生物防治研究所/天敌昆虫应用工程技术研究中心,长春 130118;2. 磐石市森林病虫防治检疫站,吉林磐石 132300)

资源昆虫是一类具有重要经济价值、生态价值和科学意义的昆虫类群,研究、开发和利用其潜在价值,可以为人类提供丰富的物质基础,符合我国可持续发展战略的要求,而大多数资源昆虫需人工饲养,形成资源后才可体现其价值(陈晓鸣和冯颍, 2009)。食物为昆虫提供存活和繁殖所需要的糖类、蛋白质、脂肪等营养物质,人工饲料的开发不仅可以提高昆虫的繁殖能力,同时也对昆虫的开发利用与深入研究有着重大意义(丁岩钦, 1980)。

双叉犀金龟Allomyrinadichotoma属鞘翅目Coleoptera犀金龟科Dynastidae双叉犀金龟属Allomyrina,是一类具有观赏、环保、食用、药用及科学实验等用途的资源昆虫(Baeetal., 2020; Parketal., 2020; Zhouetal., 2021)。成虫喜食多汁的水果和榆Ulmuspumila、桑Morusalba、无花果Ficuscarica等植物的嫩枝(顾国华等, 1995; 徐成刚等, 2011; 王道泽等, 2014),食物充足时成虫寿命一般可达1～3个月,若食物短缺则几天内死亡(顾国华等, 1995)。目前人工饲养双叉犀金龟时,成虫均以新鲜水果为食,平均产卵量仅为5.34 粒/头,繁殖效率较低,而双叉犀金龟取食商品甲虫果冻产卵可到达30～40 粒/头,但成本较高,且不适于大规模饲养(刘玮等, 2012; 王婕姝等, 2018; 彭中和顾家瑞, 2019)。基于此,本研究对双叉犀金龟成虫的最佳食料进行了筛选,为双叉犀金龟的人工饲养技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

双叉犀金龟幼虫采自吉林省黄松甸镇,利用自然发酵后的木耳菌糠人工饲养,饲料含水量55%～60%;老熟幼虫单头饲养,每天观察,待成虫羽化24 h后备用。

饲养室条件:温度:26℃±1℃,RH 70%±5%,光周期L∶D=14 h∶10 h。

1.2 试验方法

1.2.1不同水果饲喂对双叉犀金龟成虫寿命及繁殖的影响

选取6种水果作为供试食物,商品果冻(甲虫果冻)为对照,详见表1。选取同日羽化的双叉犀金龟雌雄成虫各1头配对,将500 g发酵好的木耳菌糠烘干粉碎并倒入养虫盒(长25 cm×宽17 cm×高10 cm),加水611 mL,搅拌均匀(含水量55%),以此作为产卵基质。各处理每天10∶00,分别饲喂固定大小的各种水果(体积大小约:长3 cm×宽3 cm×高3 cm),观察并记录雌雄成虫死亡时间,15 d后每10 d调查1次每对双叉犀金龟子代数量,直到雌虫全部死亡。每个处理12对成虫,随机分组,每组4对成虫,取平均值作为1个重复,进行数据分析。

表1 试验所用水果品种及对照信息

1.2.2人工饲料对双叉犀金龟成虫繁殖的影响

在1.2.1实验结果的基础上,选择成虫子代数量最多的前3种水果制作果冻,实验设4个处理,详见表2。选取同日羽化的双叉犀金龟雌雄成虫各1头配对,用不同果冻饲喂,每4对成虫作为1个重复,每个处理重复3次,饲养方法同1.2.1相同,在15 d和35 d分别调查每对双叉犀金龟子代数量。每个处理12对成虫,随机分组,每组4对成虫,取平均值作为1个重复,进行数据分析。

以上试验均在气候条件为温度26℃±1℃,RH 70%±5%,光周期L∶ D=14h∶10 h的智能人工气室内进行。

表2 双叉犀金龟成虫人工饲料配方

1.3 数据分析

试验数据利用DPS数据处理系统及Microsoft Excel 2019软件进行处理、分析,方差分析均采用Tukey多重比较法。

2 结果与分析

2.1 6种水果饲喂对成虫寿命的影响

对6种水果饲喂的雌雄成虫寿命进行方差分析,雌虫寿命46.67～55.08 d,雄虫寿命23.78～33.33 d,处理间无显著差异(雌虫:F6,20=0.68,P>0.05;雄虫:F6,20=1.82,P>0.05),但各处理雌虫寿命均显著长于雄虫寿命(苹果:F1,5=141.81,P<0.05;葡萄:F1,5=20.54,P<0.05;西瓜:F1,5=40.61,P<0.05;香蕉:F1,5=53.30,P<0.05;香瓜:F1,5=10.13,P<0.05;桃:F1,5=51.79,P<0.05;商品果冻:F1,5=12.98,P<0.05)(图1)。

图1 6种水果饲喂对双叉犀金龟成虫寿命的影响Fig.1 Effects of 6 kinds of fruit feeding on adult longevity of Allomyrina dichotoma 注:大写字母表示处理间同一种性别成虫的方差比较结果(P<0.05),小写字母表示各处理内雌雄成虫的方差比较结果(P<0.05)。Note: Capital letters represented the variance comparison results of adults of the same sex between treatments (P<0.05), and small letters represented the variance comparison results of male and female adults in each treatment (P<0.05).

2.2 6种水果饲喂对双叉犀金龟子代数量的影响

双叉犀金龟成虫饲喂不同水果后,其子代数量存在显著差异(F6,20=5.95,P<0.05)(图2);成虫饲喂西瓜子代数最多,达38.75 头/雌,其次为香蕉(30.11 头/雌)、商品果冻(23.11 头/雌)和苹果(24.58 头/雌),4个处理差异不显著;饲喂葡萄、香瓜和桃处理的双叉犀金龟子代数量显著低于西瓜处理,子代数平均只有17.87 头/雌。

图2 不同水果饲喂对双叉犀金龟成虫子代数量的影响Fig.2 Effects of different fruit feeding on the offspring numbers of Allomyrina dichotoma 注:小写字母表示处理间成虫子代数量的方差比较结果(P<0.05),下同。Note: Lowercase letters indicated the comparison results of variance of adult insect algebra between treatments (P<0.05), the same below.

2.3 不同果冻饲喂对双叉犀金龟子代数量的影响

在2.2实验结果基础上,选择子代数量较多的西瓜、香蕉和苹果制成3种水果果冻和3种水果的混合果冻,以商品果冻作为对照,调查每对成虫35 d的子代数量,结果见图3。饲喂混合果冻子代数量最多,达35.29 头/雌,其次为商品果冻(35.02 头/雌)、苹果果冻(33.27 头/雌)、西瓜果冻(31.33 头/雌),4个处理差异不显著,饲喂香蕉果冻的成虫子代数量为16.46 头/雌,显著低于其它处理(F4,14=44.69,P<0.05)。

图3 饲喂不同人工饲料对双叉犀金龟子代数量的影响Fig 3 Effects of different artificial diets on the offspring numbers of Allomyrina dichotoma

饲喂不同果冻后,其子代数量随时间变化趋势存在显著差异(图4)。处理0～15 d时,双叉犀金龟子代数存在显著差异(F4,14=10.78,P<0.05),饲喂西瓜果冻处理的子代数最高,为16.42 头/雌,与混合果冻(13.38 头/雌)、商品果冻(11.33 头/雌)、苹果果冻处理(11.26 头/雌)无显著差异,但显著高于香蕉果冻处理(6.07 头/雌);16～35 d时,饲喂商品果冻处理的子代数最高,为23.69 头/雌,与苹果果冻(22.01 头/雌)和混合果冻(21.92 头/雌)无显著差异,但显著高于西瓜果冻(14.92 头/雌)和香蕉果冻(10.39 头/雌),且西瓜果冻显著高于香蕉果冻(F4,14=42.73,P<0.05)。

图4 不同果冻饲喂子代数量随时间的变化趋势Fig.4 Trend of the number of Allomyrina dichotoma progeny with different jelly under different time注:大写字母表示每种饲喂方式下0～15 d和16～35 d子代数量方差比较结果,小写字母表示0～15 d和16～35 d下不同饲喂方式间子代数量的方差比较结果(P<0.05)。Note: Capital letters represented the comparison results of the variance of the number of offspring at 0～15 d and 16～35 d under each feeding mode, and small letters represented the comparison results of the variance of the number of offspring between different feeding modes at 0～15 d and 16～35 d (P<0.05).

比较双叉犀金龟饲喂每种果冻0～15 d和16～35 d的子代数,结果显示饲喂商品果冻、混合果冻、香蕉果冻和苹果果冻4个处理均是16～35 d的子代数显著高于0～15 d的子代数(商品果冻:F1,5=70.84,P<0.05;混合果冻:F1,5=83.89,P<0.05;香蕉果冻:F1,5=36.14,P<0.05;苹果果冻:F1,5=298.47,P<0.05);饲喂西瓜果冻处理的0～15 d和16～35 d的子代数无显著差异(F1,5=1.01,P>0.05)。

2.4 饲喂水果和果冻对双叉犀金龟子代数量的影响

饲喂水果和果冻对双叉犀金龟子代数量有显著影响(F7,23=83.19,P<0.05)(图5)。饲喂混合果冻、商品果冻、西瓜果冻和苹果果冻4个处理的子代数量最高,平均达33.73 头/雌,显著高于3种水果和香蕉果冻饲喂处理的子代数量,饲喂香蕉处理的子代数量只有12.92 头/雌,显著低于其它处理。综合2020年不同水果饲喂和2021年果冻饲喂结果,人工饲养双叉犀金龟时,建议用果冻饲养。

图5 饲喂水果和果冻对双叉犀金龟子代数量的影响Fig.5 Effects of fruit and jelly on the number of Allomyrina dichotoma progeny注:小写字母表示处理间成虫子代数量的方差比较结果(P<0.05)。Note: Lowercase letters indicated the variance comparison results of adult insect algebra between treatments (P<0.05).

3 结论与讨论

食物链是形成昆虫生物群落的基础,昆虫均是以食物为中心而建立关系的。食物对昆虫为害、生长发育、种群生殖和寿命等均有重要影响(丁岩钦, 1980; 吴孔明和郭予元, 1996; 王进军和赵志模, 1999)。利用黏虫卵Mythimnaseparata繁育的稻螟赤眼蜂Trichogrammajaponicum的种群净繁殖率R0为31.9176,而米蛾CorcyracephalonicaStainton卵繁育的种群R0仅为25.2593(杜文梅等, 2020);刘小宇组建了取食不同食物的草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda的两性生命表,结果表明取食鲜玉米粒种群净繁殖率R0高于取食玉米叶片的种群(刘小宇, 2021)。本试验研究了6种水果饲喂对双叉犀金龟成虫存活及繁殖的影响,饲喂西瓜、香蕉和苹果的子代数量明显增多,显著高于其他处理;在此基础上,选用这3种水果制作果冻,苹果和西瓜制作果冻后子代数均显著提高,香蕉制作果冻后子代数量最低,可能是由于香蕉本身并不满足双叉犀金龟正常的生长营养需求。现有研究结果表明,双叉犀金龟成虫寿命和产卵量与成虫食料有较大关系,取食甲虫果冻45 d的产卵量为45 粒/雌,卵孵化率按照85.00%计算,子代数约为38.25 头/雌(彭中和顾家瑞, 2019),本试验取食混合水果果冻的雌虫35 d的子代数量为35.29 头/雌,与取食甲虫果冻结果相近。刘玮等人研究发现取食发酵木屑和发酵菌糠的双叉犀金龟成虫的产卵能力基本一致,每对成虫20 d的产卵量为14～16 粒/雌,折合子代数约为11.5～11.9 头/雌(刘玮等, 2012),与本试验0～15 d的子代数结果比较,高于香蕉果冻(6.07 头/雌),但低于西瓜果冻(16.42 头/雌),与商品果冻、苹果果冻结果接近(11.33～13.38 头/雌)。饲喂西瓜果冻0～15 d和16～35 d处理子代数无显著差异,其余处理均为0～15 d子代数显著低于16～35 d,可能是由于西瓜的某些营养成分能显著缩短双叉犀金龟的产卵前期,但不能增加其繁殖能力所致。建议人工饲养双叉犀金龟时,选用西瓜、苹果等水果制作混合水果果冻饲养成虫。

利用本试验筛选出的食料可显著提高双叉犀金龟的繁殖力,分析原因:(1)制作果冻后解决了水果腐败问题,食料新鲜,双叉犀金龟喜食;(2)果冻制作过程中添加的蔗糖、淀粉等物质有助于双叉犀金龟繁殖。现有研究结果表明,昆虫不同发育时期的成虫对营养素的需求也不同,例如龟纹瓢虫Propyleajaponica成虫在刚羽化后一段时间内,摄取适量脂类物质对缩短产卵前期具有重要作用,在产卵高峰期,添加蔗糖能提高产卵量(张丽莉等, 2007)。本研究只调查了取食果冻处理35 d的子代数量,未调查其寿命和全部子代数量,对食料中的糖脂蛋白等营养成分,也未做详细的检测,需在今后的试验中继续深入研究,明确人工饲料对其产卵前期、子代数量及性比等生物学因素的影响,进一步优化人工饲料配方。