不同因子对夜蛾黑卵蜂寄生能力的影响

杨文俊, 葛 毅, 周 婉, 盛龙玉, 毛 燕, 王增霞*, 黄保宏

(1.安徽科技学院 资源与环境学院,安徽 凤阳 233100; 2.安徽科技学院 农学院,安徽 凤阳 233100)

草地贪夜蛾(SpodopterafrugiperdaSmith),属鳞翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)灰翅夜蛾属(Spodoptera),是一种世界性跨境迁飞的重大农业害虫,已给多国农业造成巨大损失[1]。草地贪夜蛾自2019年1月入侵中国,目前已在国内完成定殖且周年常态化发生,严重威胁中国玉米生产[2]。面对防控草地贪夜蛾的严峻形势,中国对其多采用化学防治和生物防治有机结合的策略。卵期是草地贪夜蛾防治的关键时期,夜蛾黑卵蜂作为草地贪夜蛾卵的优势寄生性天敌[3],已在非洲、拉丁美洲的多个国家的草地贪夜蛾的生物防治中得到广泛应用,并取得显著防治效果[4-6]。

夜蛾黑卵蜂(TelenomusremusNxion)属膜翅目(Hymenoptera)缘腹细蜂科(Scelionidae)黑卵蜂属(Telenomus),是多种鳞翅目夜蛾科害虫卵期重要寄生性天敌[7]。随着近年来草地贪夜蛾的入侵,中国多省市均发现夜蛾黑卵蜂寄生草地贪夜蛾卵的现象[8-12],由此可见夜蛾黑卵蜂在中国草地贪夜蛾的生物防治中具有巨大的应用价值。鉴于此,国内一些团队也迅速开展了夜蛾黑卵蜂的多方面研究,并取得一定成效。朱凯辉等[13]对短管赤眼蜂和夜蛾黑卵蜂在田间防治草地贪夜蛾的竞争关系进行研究,发现夜蛾黑卵蜂在田间竞争中处于优势;杨帅等[14]建立了夜蛾黑卵蜂雌、雄蜂的鉴定方法;赵旭等[15]评价了夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾的田间防效,结果显示对草地贪夜蛾卵块寄生率达100%;Xu等[16]对夜蛾黑卵蜂的全基因组进行测序。作为草地贪夜蛾卵期的高效寄生性天敌,建立该蜂的规模化繁育技术体系是实现其田间成功应用的关键。目前,关于夜蛾黑卵蜂替代寄主的研究已有报道,研究发现斜纹夜蛾卵可以作为夜蛾黑卵蜂规模化繁育的理想中间寄主[7,17]。为进一步优化夜蛾黑卵蜂室内繁育条件,本研究探究夜蛾黑卵蜂不同寄生时间、寄生密度以及温湿度等影响因子对夜蛾黑卵蜂寄生效能的影响。研究结果将对夜蛾黑卵蜂的规模化扩繁提供重要的技术参考,为草地贪夜蛾的绿色可持续控制起到积极的促进作用。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

本试验所用的夜蛾黑卵蜂及其寄主草地贪夜蛾,于2019年10月采自安徽省滁州市凤阳县(117.56°E, 32.86°N)附近的玉米田,在室内继代繁殖多代,建立试验种群。草地贪夜蛾幼虫在养虫室内用新鲜玉米叶及人工饲料进行饲养,室内温度为(27±1) ℃,相对湿度为80%±10%,光周期为L∶D=14∶10。待幼虫化蛹后,将蛹取出放置于养虫笼中(直径27 cm,高40 cm)进行羽化,羽化后饲喂10%蜂蜜水,每日收集新鲜卵块用于试验。夜蛾黑卵蜂饲养于玻璃试管(直径2 cm,长8 cm)内,以草地贪夜蛾卵作为寄主,成蜂每日饲喂10%蜂蜜水,饲养条件为温度(24±1 ℃)、相对湿度(70%±10%)、光周期(L∶D=14 h∶10 h),选取交配24 h未产卵的雌蜂供试验使用。

1.2 不同寄生时间对夜蛾黑卵蜂寄生能力的影响

选取含200粒健康饱满卵粒的草地贪夜蛾单层卵块,置于玻璃试管中,分别向每支试管引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂,并在玻璃试管壁添加10%蜂蜜水供夜蛾黑卵蜂补充营养。夜蛾黑卵蜂寄生卵块24和48 h后,将寄主卵块取出放入新的玻璃试管中继续培养直至子代出蜂。相同试验条件下,设置200粒未被寄生的单层卵块作为对照。每天观察并记录出虫数、羽化率、雌雄蜂数及子代发育历期。每组处理重复20次。

1.3 单蜂、多蜂寄生对夜蛾黑卵蜂寄生能力的影响

选用含200粒健康饱满卵粒的草地贪夜蛾单层卵块置于玻璃试管中,每支试管引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂(处理1),或每支试管引入20只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂(处理2),并在玻璃试管壁添加10%的蜂蜜水供其补充营养,置于养虫室饲养。试验过程中未被寄生的寄主卵粒会孵化出幼虫从而破坏其他卵粒,为防止该现象的发生,在玻璃试管中放入新鲜玉米叶且每日更换。夜蛾黑卵蜂寄生卵块48 h后,将寄主卵块取出放入新的玻璃试管中,继续培养直至子代出蜂。相同试验条件下,设置200粒未被寄生的单层卵块作为对照。每天观察并记录出虫数、羽化率、雌雄蜂数及子代发育历期。每组处理重复20次。

1.4 温度对夜蛾黑卵蜂寄生能力的影响

选用含200粒健康饱满卵粒的草地贪夜蛾单层卵块,置于玻璃试管中,分别引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂,在玻璃试管壁蘸有10%蜂蜜水供其补充营养,分别置于16、24、32、40 ℃的人工气候箱内,相对湿度均为70%±10%,光周期均为L∶D=14 h∶10 h。夜蛾黑卵蜂寄生卵块48 h后,将寄主卵块取出放入新的玻璃试管中,继续培养直至子代出蜂。每天观察并记录出虫数、羽化率、雌雄蜂数及子代发育历期。每组重复20次。

1.5 湿度对夜蛾黑卵蜂寄生能力的影响

选用含200粒健康饱满卵粒的草地贪夜蛾单层卵块,置于玻璃试管中,分别引入1只已交配的夜蛾黑卵蜂雌蜂,在玻璃试管壁蘸有10%蜂蜜水供其补充营养,分别置于相对湿度为40%、60%、80%的人工气候箱内,温度均为(24±1) ℃,光周期均为L∶D=14 h∶10 h。夜蛾黑卵蜂寄生卵块48 h后,将寄主卵块取出放入新的玻璃试管中,继续培养直至子代出蜂。每天观察并记录出虫数、羽化率、雌雄蜂数及子代发育历期。每组重复20次。

1.6 数据统计与分析

1.6.1 数据处理 对每天观察记录数据进行分析,依据对照组每天的出虫数计算有效卵粒数、寄生率、子蜂羽化率、雌性比、子蜂生长发育历期等参数。

1.6.2 数据分析 所有数据均用Excel 2019汇总并通过SPSS 22.0软件进行分析,采用Duncan氏新复极差法(P≤0.05)比较数据均值的差异显著性。所有数据均采用“平均值±标准误”表示。

2 结果与分析

2.1 不同寄生时间对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂发育历期的影响

如表1所示,寄生不同时间对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率及子蜂发育历期均有显著影响(P<0.05),对子蜂雌性化无显著影响(P>0.05)。夜蛾黑卵蜂寄生草地贪夜蛾卵48 h后其寄生效果显著高于寄生24 h(P<0.05),寄生率、羽化率分别为91.92%、54.97%,夜蛾黑卵蜂单蜂能寄生150.65粒草地贪夜蛾卵。但随着时间的延长,寄生时间对子蜂雌性比无显著影响(P>0.05)。随着寄生时间的增加,夜蛾黑卵蜂子蜂发育历期会明显缩短(P<0.05),寄生48 h的子蜂生长发育历期为9.73 d。

表1 寄生不同时间对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂发育历期的影响

2.2 单蜂、多蜂寄生对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂发育历期的影响

寄生密度对夜蛾黑卵蜂的寄生能力有显著影响,表2表明,夜蛾黑卵蜂单蜂和多蜂寄生对其寄生率、羽化率、雌性比及子蜂发育历期均有显著影响。夜蛾黑卵蜂多蜂寄生的寄生率、子蜂羽化率显著高于单蜂寄生(P<0.05),寄生率达100%,羽化率也高达89.82%,且夜蛾黑卵蜂多蜂寄生48 h后子蜂发育历期显著短于单蜂寄生(P<0.05)。但夜蛾黑卵蜂单蜂寄生时雌性比显著高于多蜂寄生(P<0.05),子蜂雌性比达84.13%。

表2 单蜂、多蜂寄生对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂发育历期的影响

2.3 温度对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比以及子蜂发育历期的影响

不同温度对夜蛾黑卵蜂的寄生能力有显著影响。24 ℃时,夜蛾黑卵蜂寄生草地贪夜蛾卵效果最佳,其寄生率为96.41%,夜蛾黑卵蜂单蜂可寄生卵粒数158粒,显著高于其他温度(P>0.05)。温度40 ℃已超过夜蛾黑卵蜂及其寄主生存温度的上限,在此高温下草地贪夜蛾卵不孵化,夜蛾黑卵蜂不能成功寄生。夜蛾黑卵蜂羽化率在24 ℃条件下显著高于16 ℃和32 ℃(P<0.05),16与32 ℃之间夜蛾黑卵蜂羽化率不存在显著差异(P>0.05)。在24 ℃下,夜蛾黑卵蜂子蜂雌性比显著高于32 ℃(P<0.05),但与16 ℃相比不存在显著差异(P>0.05)。研究表明,温度对夜蛾黑卵蜂子蜂发育历期有显著影响,随着温度的升高,其子蜂发育历期明显缩短(P<0.05),当温度为32 ℃时夜蛾黑卵蜂子蜂发育历期最短(6.65 d),当温度为16 ℃时,夜蛾黑卵蜂子蜂发育历期可长达45.60 d(表3)。

表3 温度对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂发育历期的影响

2.4 湿度对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比以及子蜂发育历期的影响

相同温度条件下,不同湿度也会对夜蛾黑卵蜂的寄生能力产生一定影响。相对湿度为40%和80%时,夜蛾黑卵蜂寄生草地贪夜蛾效果显著高于湿度60%(P<0.05),寄生率分别为92.56%和96.41%。但是在不同湿度条件下,夜蛾黑卵蜂羽化率及子蜂雌性比均无显著性差异(P>0.05)。同时随着湿度的升高,夜蛾黑卵蜂子蜂发育历期会有明显缩短(P<0.05),当相对湿度达到80%时,夜蛾黑卵蜂子蜂生长发育历期为9.87 d(表4)。

表4 湿度对夜蛾黑卵蜂寄生率、羽化率、雌性比及子蜂发育历期的影响

3 结论与讨论

寄生蜂在农业生态系统中对害虫的发生起着重要的控制作用。本研究团队在前期安徽省草地贪夜蛾天敌资源调查工作中发现,夜蛾黑卵蜂是草地贪夜蛾卵期的优势寄生性天敌[12]。基于夜蛾黑卵蜂在草地贪夜蛾防治中较好的防治效果,该蜂的研究引起了国内外学者的广泛关注。但目前国内尚未实现夜蛾黑卵蜂的大规模扩繁,建立规模化扩繁夜蛾黑卵蜂的技术体系是发挥该蜂在草地贪夜蛾生物防治中作用的基础。已有研究团队开展了关于夜蛾黑卵蜂替代寄主的研究,并筛选出比较理想的夜蛾黑卵蜂扩繁中间寄主[7,17]。寄生蜂的寄生能力是评价其控害能力的重要依据,目前尚未见到关于其他影响因子对该蜂寄生效果的研究。

本研究分析了寄生时间、寄生密度、温度及湿度对夜蛾黑卵蜂寄生能力的影响。结果表明,随着夜蛾黑卵蜂寄生时间的延长,其寄生能力增加,且寄生48 h后子代羽化率显著高于寄生24 h,研究表明夜蛾黑卵蜂要实现对寄主的充分寄生需要一定时间,且寄生较长时间更有利于子代成蜂的羽化。该结果与杨莹等[18]研究结果一致,但寄生时间也不宜过长,因此在大规模扩繁夜蛾黑卵蜂的过程中,推荐夜蛾黑卵蜂寄生48 h为最佳寄生时间。

空间大小是影响寄生蜂寄生能力的一个重要因子,当寄生蜂的密度较低时,单头雌蜂不易受到其他寄生蜂个体干扰,子代雌性比较高;但随着寄生蜂密度的增加,个体之间会相互影响,从而影响其寄生效率。对于夜蛾黑卵蜂的田间应用效果来说,雌性比是寄生蜂发挥寄生作用的关键因子,研究发现,多蜂寄生时寄生率和羽化率显著高于单蜂寄生,但雌性比显著低于单蜂寄生,综合权衡经济效益,在夜蛾黑卵蜂规模化扩繁中要选择合适密度寄生蜂进行寄生。

温度和湿度会影响寄生蜂的生长发育过程,在一定温度范围内,寄生蜂生长发育速率与温度成正相关,与寿命长短成反比,温度越高,生长速率越快。研究发现随着温度的升高,夜蛾黑卵蜂的发育历期逐渐缩短,综合考虑寄生率和羽化率等因素,推荐夜蛾黑卵蜂规模化扩繁的最适温度为24 ℃、最佳相对湿度为40%或80%。

夜蛾黑卵蜂在草地贪夜蛾的生物防治中具有巨大的应用前景,该研究摸索了夜蛾黑卵蜂饲养过程中的不同影响因子对其寄生能力的影响,并明确了夜蛾黑卵蜂子代雌性比的影响因素,本研究可为夜蛾黑卵蜂的大规模扩繁提供技术指导。