点蜂缘蝽试验种群的室内饲养技术

2023-09-18 22:49郭江龙李耀发安静杰党志红魏洪亮高占林
天津农业科学 2023年13期

郭江龙 李耀发 安静杰 党志红 魏洪亮 高占林

摘    要:點蜂缘蝽是危害我国大豆生产的重要害虫,采用室内饲养技术提供大量发育一致的标准试虫是研究该虫生物学特性、综合防治、抗药性机制等的重要前提。为提高点蜂缘蝽室内饲养的水平,满足实验室用虫需求,采用新鲜芸豆荚和四季豆荚作为点蜂缘蝽的食料,以直径12 cm、高10 cm的塑料圆形养虫盒为容器,并在其中放置了弯曲纸条增加养虫盒内空间异质性,在室内可控条件下对点蜂缘蝽的生长发育进行研究。结果表明:在温度(25±1) ℃,湿度30%~50%,光暗比16 h∶8 h条件下,取食芸豆荚和四季豆荚的点蜂缘蝽若虫平均发育历期无显著差异,分别为29.85、31.48 d,并且若虫期平均存活率也无显著差异。然而,取食芸豆荚点蜂缘蝽成虫的产卵期、单雌产卵量、雌虫寿命显著高于取食四季豆荚的成虫,其参数分别为63.80 d、251.40粒、74.20 d。因此,采用新鲜芸豆荚饲养点蜂缘蝽,能够实现点蜂缘蝽的批量饲养。

关键词:点蜂缘蝽;饲养技术;芸豆荚;四季豆荚

中图分类号:S433.3           文献标志码:A           DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2023.S.023

The Laboratory Rearing Technique for the Experimental Population of Riptortus pedestris Fabricius

GUO Jianglong1, LI Yaofa1, AN Jingjie1, DANG Zhihong1, WEI Hongliang2, GAO Zhanlin1

(1. Plant Protection Institute, Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences / IPM Center of Hebei Province / Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Northern Region of North China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Baoding, Hebei 07100, China; 2. Plant Protection and Quarantine Station of Baoding, Baoding, Hebei 071051, China)

Abstract:Riptortus pedestris is an important pest of soybean in China. The use of laboratory rearing technique to provide a large number of uniformly developing insect is an important prerequisite for studying the biological characteristics, integrated management and resistance mechanisms and so on. In order to improve the laboratory rearing and meet the needs of R. pedestris, the growth and development of R. pedestris were studied under controlled indoor conditions using Phaseolus coccineus and Phaseolus vulgaris as food, and the plastic round box of 12 cm in diameter and 10 cm in heigh was used as a container, in which curved paper strips were placed to increase the heterogeneity of the box. The results showed that there was no significant difference in developmental period of nymph stage between P. coccineus (29.85 d) and P. vulgaris (31.48 d) groups under the condition of (25±1) ℃, 30%~50% RH, and 16 h∶8 h L∶D. There was also no significant difference in survival rate of nymph stage. However, the oviposition period, egg production and female longevity of R. pedestris feeding on P. coccineus were significantly higher than those of R. pedestris feeding on P. vulgaris, with parameters of 63.80 d, 251.40 and 74.20 d, respectively. Therefore, the use of P. coccineus as food enables the mass rearing of R. pedestris.

Key words: riptortus pedestris; rearing technique; phaseolus coccineus; phaseolus vulgaris

点蜂缘蝽(Riptortus pedestris Fabricius)隶属半翅目Hemiptera蛛缘蝽科Alydidae,是一种世界性重要的刺吸式害虫,广泛分布于中国、日本、韩国、印度、马来西亚等东亚和东南亚地区[1-2]。该虫主要分布在我国广东、福建、台湾、四川、江西、安徽、河南、河北、辽宁、吉林等地区,其最北采集地位于吉林省安图县二道白河镇[3]。点蜂缘蝽寄主十分广泛,能够危害多种豆科作物,包括大豆(Glycine max)、绿豆(Vigna radiata)、豇豆(Vigna unguiculata)菜豆(Phaseolus vulgaris)、赤小豆(Vigna angularis),以及柿子、苹果、柑桔等多种果树[4-7]。大豆受到点蜂缘蝽危害后主要表现为植株后期不能正常鼓粒或者不鼓粒,正常成熟期叶片、叶柄、豆荚、茎秆等仍保持浓绿色,甚至干枯也不变黄、落叶。我国点蜂缘蝽对大豆的危害也曾因这一症状被称为“症青”现象[8]。郭建秋等[8]和常丽丹等[9]研究发现,喷施菊酯类杀虫剂可以明显降低“症青”发病株率。至此,点蜂缘蝽才逐渐进入科研人员视野并与大豆“症青”现象联系到一起[6,10-11]。近年来,点蜂缘蝽在我国危害逐年加重,造成大豆严重减产,甚至绝收[6-7],而东亚地区包括日本群島和朝鲜半岛则更早就发现了该虫的危害[12-13]。该虫在我国1年发生2~3代不等,以成虫在田间残留秸秆、落叶和杂草中越冬,具有明显滞育现象。成虫和若虫均可刺吸植株汁液,在大豆结实早期,往往群集危害,致使花蕾凋落、籽粒不饱满、有荚无粒,严重时全株枯死,颗粒无收[14]。

采用室内饲养技术提供大量标准试虫,对于研究害虫行为变化、生理生化,以及筛选高效低毒化学药剂和生物源药剂等具有重要的作用,同时也是提高害虫综合治理水平不可或缺的手段之一。因此,室内人工饲养已成为了当前害虫研究的重要内容。多种害虫的室内饲养技术已经被报道,如陆宴辉等[15]利用四季豆对绿盲蝽和中黑盲蝽进行了室内饲养探索;金银利等[16]采用3因子2水平正交试验设计对绿盲蝽(Apolygus lucorum)人工饲料进行了优化;路子云等[17]在传统饲养粘虫(Mythimma separata)的方法基础上,改进了饲养技术,进一步提高了粘虫的卵孵化率和存活率;秦启联对[18]详细介绍了棉铃虫(Helicoverpa armigera)的室内饲养技术与流程。目前,我国对于点蜂缘蝽的研究内容仅限于生物学、形态特征、田间危害症状以及防治技术等方面[6,8,10-11]。对于室内饲养方面,陈菊红等[19]曾开展了温度对点蜂缘蝽生长发育和种群繁殖的研究;胡英露等[20]研究了大豆荚饲养对点蜂缘蝽生殖力和种群趋势的影响。此外,Mainali等[21]测定了豇豆、芸豆、无丝豆等6种豆类种子对点蜂缘蝽生长发育和繁殖力的影响,认为豇豆是最适宜的天然饲料。然而,关于规范化的点蜂缘蝽室内饲养技术与流程还未见报道。因此,考虑到点蜂缘蝽的危害性和室内饲养的重要性,本研究拟探索一套适用于国内点蜂缘蝽的室内饲养技术,筛选最佳的饲养方法,为该虫试验种群的建立、后期防治药剂筛选、生物学特性等方面的研究提供充足的虫源奠定坚实的基础。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

供试点蜂缘蝽于2019年7月,采自河北省石家庄市平山县近掌村,并在河北省农林科学院植物保护研究所杀虫剂研究室用新鲜豆荚饲养,饲养条件为(25±1)℃,湿度30%~50%,光暗比16 h∶8 h。以新鲜的芸豆荚(Phaseolus coccineus)和四季豆荚(Phaseolus vulgaris)作为点蜂缘蝽备选饲料。

1.2 豆荚对点蜂缘蝽生长发育和繁殖的影响

采集同一天孵化的200头1龄若虫供试。将初孵若虫用毛笔轻轻挑入底部放有滤纸的8 cm×8 cm ×5 cm养虫盒内,分别以芸豆荚和四季豆荚为饲料,用带孔盒盖盖住,每盒1头,于(25±1) ℃养虫室内进行饲养,成虫羽化后单对放入直径12 cm、高10 cm的塑料圆形养虫盒内,放入新鲜豆荚和3~5根1 cm宽、15 cm长的弯曲纸条,用50目细纱网封口,每天观察记录若虫蜕皮、死亡、羽化、成虫产卵前期、产卵期、产卵量、卵孵化、寿命等情况,并及时更换新鲜豆荚。

1.3 饲养方法

1.3.1 饲养条件 以直径12 cm、高10 cm的塑料圆形养虫盒为容器,采用50目细纱网封口,并确保通风透气。养虫室内温度(25±1) ℃,湿度30%~50%,光暗比16 h∶8 h。以新鲜豆荚(市售)为点蜂缘蝽饲料,饲喂前用含有洗洁精的清水和0.5%次氯酸钠溶液依次浸泡10 min后,以去除豆荚表面农药残留,用清水反复冲洗至无异味,放到吸水纸上,室温下自然晾干备用。

1.3.2 卵的收集 取点蜂缘蝽成虫24 h内产在纸条或豆荚上的卵,置于养虫盒内,盒底放1张吸水滤纸,避免因湿度过大,而造成若虫死亡。每盒卵量约为50粒左右,用50目细纱网封口待其孵化。盒内放入1 个直径3 cm的小型培养皿,皿内放入吸满蒸馏水的棉球1个,以保持养虫盒内湿度。培养8 d左右,放入消毒处理后的新鲜豆荚,每盒2根,豆荚每2 d更换1次。待点蜂缘蝽卵全部孵化后(约至卵后第12天),取出产卵纸条和豆荚,及时更换豆荚。

1.3.3 若虫的饲养 在装有点蜂缘蝽初孵若虫养虫盒内放入2~3根1 cm宽、15 cm长的纸条,并用手揉至弯曲,以增加养虫盒内的空间异质性[15],减少个体间的相互干扰,有利于若虫存活。每盒内保持初孵若虫约40~50头,每2 d观察1次,并及时更换豆荚。视若虫大小适当增加豆荚数量。

1.3.4 成虫的饲养 点蜂缘蝽若虫饲养约30 d左右,待若虫完成5次蜕皮、羽化为成虫后,将当天羽化的成虫配对并转入养虫盒中,每盒不超过15对成虫。养虫盒中放入3根新鲜豆荚和3~5根弯曲的纸条作为成虫产卵和活动空间,及时更换豆荚。接虫10 d左右,点蜂缘蝽开始产卵,并取卵进行下一个饲养周期,直至成虫全部死亡。

1.4 数据处理

本研究所有数据均用平均值±标准误来表示。采用Microsoft Excle 2013和SPSS 20.0软件对数据进行整理和统计分析。为了明确不同豆荚对点蜂缘蝽生长发育和繁殖能力的影响,若虫发育历期、存活率、成虫寿命、产卵期、单雌产卵量等各项参数的均值差异分析采用t-测验。数据分析前,先对原始数据进行正态性检验,分析的显著水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 豆荚对若虫发育历期的影响

由表1可知,点蜂缘蝽取食芸豆荚和四季豆均可完成若虫发育。1~5龄若虫的发育历期在2组处理间均无显著差异(P>0.05),取食芸豆荚点蜂缘蝽若虫的平均发育历期为29.85 d,四季豆荚饲养时,其若虫发育历期为31.48 d,2组处理间没有显著性差异(P>0.05)。

2.2 豆荚对若虫存活率的影响

从点蜂缘蝽若虫存活率(表2)来看,从1龄至5龄若虫,芸豆荚饲养点蜂缘蝽各龄若虫平均存活率为79.44%~93.33%,其中1龄平均存活率最高为93.33%,2龄最低为79.44%,若虫期平均存活率為45.44%;而四季豆荚饲养点蜂缘蝽各龄若虫平均存活率为80.95%~93.27%,其中4龄平均存活率最高为93.27%,2龄最低为79.44%,若虫期平均存活率为49.16%,2组处理间无显著差异(P>0.05)。

2.3 豆荚对成虫生殖发育和卵的影响

从点蜂缘蝽成虫繁殖力(表3)来看,取食2种豆荚后,其平均产卵前期、卵孵化率、雄虫寿命均无显著差异(P>0.05)。从产卵期、单雌产卵量、雌虫寿命来看,取食芸豆荚的点蜂缘蝽成虫明显高于取食四季豆荚的成虫(P<0.05),饲喂芸豆荚点蜂缘蝽成虫平均产卵期为63.80 d,平均单雌产卵量251.40粒(产卵量范围161~330粒),雌虫平均寿命为74.2 d,而饲喂四季豆荚成虫的平均产卵期为37.75 d,平均单雌产卵量80.75粒(产卵量范围43~113粒),雌虫平均寿命为47.2 d。而从卵历期来看,食用芸豆荚的平均历期稍长于食用四季豆荚的历期,分别为10.23、9.16 d,两者差异显著(P<0.05)。

3 讨论与结论

本研究为读者提供了一套规范化的点蜂缘蝽室内饲养技术流程,可为科学研究提供充足且发育一致的虫源。本研究针对点蜂缘蝽饲养食料、密度、光周期和种群退化进行讨论,便于科研工作者理解饲养方法中的几个关键技术环节,提高点蜂缘蝽室内饲养技术水平。

3.1 饲养食料

从本研究结果来看,芸豆荚为点蜂缘蝽成虫和若虫繁殖较适宜的食料选择,而Mainali等[20]在测定几种豆类对点蜂缘蝽种群繁殖力的研究中,芸豆荚饲养点蜂缘蝽若虫时,其死亡率达到了93%,其成虫寿命仅为18 d左右,明显低于本研究;同时,Mainali等[20]研究认为,豇豆是点蜂缘蝽最佳的饲料选择,其单雌产卵量为218.40粒卵,低于本研究芸豆荚饲养的251.40粒卵。陈菊红等[13]利用大豆苗和鲜芸豆荚进行点蜂缘蝽成虫饲养时,发现其最佳饲养条件(24 ℃)下,点蜂缘蝽单雌产卵量为87.39粒。胡英露等[19]用鼓粒期鲜豆荚饲养点蜂缘蝽,发现其平均单雌产卵量为116.32粒卵,雌雄虫的寿命分别为46.26、52.75 d,显著低于本研究所获得的数据。基于此,本研究认为,在适宜的饲料条件下,室内采用芸豆荚作为点蜂缘蝽食料,可以进行大规模饲养。然而,根据以往的经验,笔者发现市场采购的芸豆荚会有农药残留,可能导致点蜂缘蝽低龄若虫大批量死亡。因此,在饲喂之前,需将芸豆荚依次放入含有洗洁精的清水和0.5%次氯酸钠溶液中浸泡10 min,然后再用清水清洗5~7遍,晾干后方可使用。点蜂缘蝽在饲养过程中也会排放一些粪便,容易导致豆荚腐烂,应定期查看和更换豆荚。此外,操作时应避免豆荚在养虫盒内滚动致低龄若虫死亡的发生。

3.2 饲养密度

点蜂缘蝽若虫和成虫活动能力极强,其2~5龄若虫爬行距离为3.4~4.28 m·h-1,成虫飞行速度可达10.8 km·h-1,并且雄虫存在同性斗争行为[3]。同时,点蜂缘蝽若虫和成虫均会排泄大量液体粪便,导致豆荚易腐烂。因此,在饲养过程中,种群密度不易过大,若虫40~50头·盒-1,成虫不超过15对·盒-1为宜,并定期清理养虫盒、更换新纸条。

3.3 光周期

光周期是昆虫感受外界环境变化重要的信号,对昆虫生殖发育具有重要的影响,可引起昆虫滞育[3]。点蜂缘蝽作为一种兼性滞育昆虫,在短日照条件下(小于13.5 h)雌成虫即可进入其生殖滞育状态[22]。前期研究发现,室内饲养点蜂缘蝽,当光暗比为12 h∶12 h时,其雌虫经历30 d以上,也未发现交配和产卵行为(未发表数据)。因此,为了保证充足且整齐的虫源,在饲养过程中,每日光照时长应长于14 h,光暗比为16 h∶8 h是一个较合适的饲养条件。3.4 种群退化问题

在室内长期饲养昆虫过程中,无论使用植物自然食料还是人工饲料,昆虫种群的生活力都可能会出现不同程度的衰退现象,甚至出现饲养难以为继,其中病原菌或微孢子虫在体内积累和近缘繁殖是造成该现象的重要因素。针对病原菌或微孢子虫在体内积累问题,应对饲养的装置和空间进行定期杀菌消毒处理,如在饲养过程中发现虫体感染细菌、病毒或在虫体内发现微孢子虫,应立即丢弃,并对饲养空间进行彻底消毒,引入新的虫源;针对近缘繁殖的问题,可以定期采集一些野外亲本,或者选择来自不同地区的种群进行交配,增加种群遗传多样性,延缓生活力衰退[23],保证充足的虫源。

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收稿日期:2023-04-06

基金项目:河北省重点研发计划(22326513D);河北省大豆产业技术体系(HBCT2023030206)

作者简介:郭江龙(1989—),男,河北宁晋人,助理研究员,博士,主要从事农业昆虫与害虫防治研究。

通讯作者简介:高占林(1966—),男,河北乐亭人,研究员,主要从事农业昆虫与害虫防治研究。