彭应力 余佳敏 王勇 刘东阳 刘挺 江连强 龙岗 李斌 谢云波 伍兴隆 郭仕平 蔡鹏 蒲德强
收稿日期:2022-11-11
基金项目:四川省烟草公司重点科技项目(SCYC202212;SCYC201805);国家烟草局重点科技项目[110201901041(LS-01)]
作者简介:彭应力(1999-),女,重庆人,研究方向为烟草害虫防治,(电子信箱)2920660496@qq.com;共同第一作者,余佳敏(1989-),四川仁寿人,主要从事烟草害虫防治研究,(电子信箱)374377450@qq.com;通信作者,蒲德强(1980-),四川叙永人,副研究员,博士,主要从事烟草害虫生物防治技术研究,(电话)18581868405(电子信箱)pdqpudeqiang@163.com。
彭应力,余佳敏,王 勇,等. 蚜虫减量饲喂对七星瓢虫成虫产卵特性的影响[J]. 湖北农业科学,2024,63(5):45-49.
摘要:为了明确蚜虫减量饲喂对高密度条件下七星瓢虫(Coccinella septempunctata L.)成虫产卵特性的影响,试验设计0、25%、50%、75%、100%共5个蚜虫减量处理,分别为A(纯蚜虫)、B(3 d蚜虫1 d人工饲料)、C(1 d蚜虫1 d人工饲料)、D(1 d蚜虫3 d人工饲料)、E(纯人工饲料),分析蚜虫减量饲喂对七星瓢虫成虫产卵量、产卵位置选择、孵化率、寿命的影响。结果表明,A、B、C、D、E各处理七星瓢虫产卵量整体随蚜虫饲养量的减少而减少;B处理25%蚜虫减量与A处理纯蚜虫对照无显著差异;七星瓢虫各处理所产卵块绝大多数为可收集卵,卵块的可利用率高;除E处理为纯饲料外,各蚜虫减量处理对七星瓢虫的产卵位置选择、孵化率和寿命无显著影响。综上所述,B处理减量25%的豆蚜,并配合人工饲料饲喂高密度七星瓢虫,各项指标较A处理纯蚜虫对照均无显著差异,可以运用于七星瓢虫的高效繁育。
关键词:蚜虫;七星瓢虫(Coccinella septempunctata L.);减量饲喂;人工饲料;产卵特性;生物防治
中图分类号:S476+.2 文献标识码:A
文章编号:0439-8114(2024)05-0045-05
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.05.008 开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Effect of aphid feeding reduction on oviposition characteristics of Coccinella septempunctata
PENG Ying-li1a, YU Jia-min2, WANG Yong3, LIU Dong-yang3, LIU Ting3, JIANG Lian-qiang3, LONG Gang3,
LI Bin2, XIE Yun-bo2, WU Xing-long1, GUO Shi-ping2, CAI Peng1b, PU De-qiang1a
(1a.Institute of Plant Protection;1b.Horticulture Research Institute/Vegetable Germplasm Innovation and Variety Improvement Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066, China;2.Sichuan Provincial Tobacco Corporation of China National Tobacco Corporation,Chengdu 610041,China;3.Liangshan Municipal Tobacco Company,Xichang 615000,Sichuan,China)
Abstract: In order to clarify the effects of aphid reduced feeding on the egg laying characteristics of the adult Coccinella septempunctata under high density conditions, five aphid reduced treatments of 0, 25%, 50%, 75% and 100% were designed in the experiment, which were A (pure aphids), B (3-day aphids and 1-day artificial feed), C (1-day aphids and 1-day artificial feed), D (1-day aphids and 3-day artificial feed), and E (pure artificial feed), respectively. The effects of reduced feeding of aphids on egg production, oviposition location selection, hatching rate and life span of the adult ladybird were analyzed. The results showed that the egg-laying capacity of Coccinella septempunctata in A, B, C, D and E treatments decreased with the decrease of feeding capacity of aphids. There was no significant difference between 25% aphid reduction in treatment B and pure aphid in treatment A. Most of the eggs laid by each treatment of Coccinella septempunctata were collected eggs, and the available utilization rate of eggs was high. Except for the pure feed in treatment E, each aphid reduction treatment had no significant effects on the oviposition location selection, hatching rate and life span of the ladybird. To sum up, treatment B, 25% soybean aphid reduction combined with artificial feed, showed no significant difference in all indicators of high density Coccinella septempunctata compared with treatment A, the pure aphid control, which could be applied to the efficient breeding of Coccinella septempunctata.
Key words: aphid; Coccinella septempunctata; feeding reduction; artificial feed; oviposition characteristics; biological control
蚜虫属昆虫纲半翅目蚜总科,又叫蜜虫或腻虫[1],是地球上极具破坏性的害虫之一,严重损害农作物的产量和品质,在中国各地区分布广泛。蚜虫具有种类多、数量大、世代重叠明显、繁殖速度快等特点,主要为害植株的叶、芽、嫩枝和花[2]。蚜虫可直接刺吸植株汁液,使心叶皱曲畸形,严重时叶片褶皱、干枯,侵扰花蕾进而影响花朵正常开放,还能传播多种病毒病及诱发烟煤病,严重影响植株生长发育[3,4]。蚜虫是玉米、小麦、油菜、烟草、茶树、辣椒[5-8]等作物上的重要害虫,直接影响作物的产量和品质。
七星瓢虫(Coccinella septempunctata L.)属鞘翅目瓢虫科,是一种重要的捕食性天敌昆虫,可捕食各种粮食作物、蔬菜、果树及林木上的蚜虫、粉虱、叶蝉、蓟马等多种害虫,也可捕食鳞翅目昆虫的卵、低龄幼虫(若虫),蚜虫是其最喜捕食的对象[9]。七星瓢虫具有适应范围广、捕食量大、控害效果持久等特点,越来越多的学者关注七星瓢虫的规模繁育与防治蚜虫技术研究和应用的工作。
长期以来,化学农药被广泛用于农林业作物病虫害的防治中,虽然保障了农产品产量,但同时也带来了农药残留超标、环境污染、害虫抗药性增加等一系列问题。而生物防治是最符合自然防控病虫害的手段,主要是利用自然界中生物之间的相互制约关系进行病虫害防治,其中,以七星瓢虫防治蚜虫是利用天敌昆虫防治害虫最为常见的应用方式。
人工繁育七星瓢虫的常用方法是采用寄主植物饲养蚜虫,再用蚜虫饲养七星瓢虫,这种方法因占用空间大、消耗资源多、人工投入量大等问题,繁育成本较高,极大地限制了七星瓢虫的规模化繁育和应用。有研究比较了七星瓢虫人工饲料和豆蚜的营养成分含量差异,明确了适宜七星瓢虫生长、发育和生殖所需的关键营养因子及含量[10]。但目前国内外采用人工饲料饲养七星瓢虫的产卵量显著低于豆蚜饲养的产卵量,豆蚜饲养七星瓢虫种群的单头雌虫产卵量普遍超过956.38粒。程英[11]采用16因子2水平正交试验筛选优化出七星瓢虫非昆虫源人工饲料配方,使用该优化饲料饲养的雌成虫体重和产卵量仅分别达到蚜虫饲养七星瓢虫的87.46%和62.70%。陆秋成等[12]采用不同组分组成的不同状态人工饲料饲养七星瓢虫幼虫,筛选出了一组较优的七星瓢虫幼虫饲料及其制作方法;曾睿琳等[13]、林会等[14]设置饲料不同的成分含量、饲料形态饲喂七星瓢虫,对不同饲料饲喂后七星瓢虫成虫取食、交配、寿命、产卵等生物学特性进行评价,明确了该饲料配方下较优的成分配比及较优的饲料形态;刘超等[15]对人工饲料加豆蚜及纯豆蚜饲养的七星瓢虫捕食茶蚜的能力进行评价,明确了使用蚜虫和人工饲料混合饲养的七星瓢虫捕食茶蚜的能力更强。但上述研究均是在七星瓢虫低密度饲养下开展的,繁育效率仍然较低[16],当前迫切需要探索混合使用蚜虫和人工饲料的蚜虫减量饲喂方法对高密度饲养环境下的七星瓢虫成虫生物学的影响,为其高效人工饲料的开发提供理论支撑。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 蚕豆 蚕豆品种为小金大白,使用前用清水侵泡1 d后播种,待长出3~4片叶子时开始接蚜虫。
1.1.2 虫源 豆蚜种源取自四川省农业科学院植物保护研究所昆虫实验室,以蚕豆为寄主植物,在实验室内连续饲养5代以上。七星瓢虫种源取自四川省农业科学院植物保护研究所昆虫实验室,以豆蚜为食,在实验室内连续饲养5代以上,取羽化后10~20 d所产虫卵作为试验虫源。
1.1.3 人工饲料
1)固体饲料配方。每100 g饲料含蜂蛹32 g、花粉21 g、猪肝20 g、蔗糖15.7 g、香蕉干粉10 g、β胡萝卜素1 g、蚜虫0.3 g。
2)液体饲料配制。先用乙醇稀释78%的保幼激素原液,稀释到1%的浓度,再用10%的蔗糖水配制0.1%的保幼激素置于冰箱备用。饲喂时把脱脂棉放入小塑料盖中,滴入配制好的保幼激素,使脱脂棉全部湿透。
3)饲料制作。为保证饲料的营养成分,防止饲料的潮解、发霉,人工饲料配制遵循少量多次的原则,干粉饲料不得超过6 d。干粉饲料于低温(0~8 ℃)下保存备用。试验干粉所用蜂蛹、猪肝、花粉均为市售,采用烘干机55 ℃恒温48 h烘干,香蕉干粉由新鲜香蕉切片,烘干机60 ℃恒温96 h烘干,蚜虫粉由实验室饲养新鲜蚜虫采用烘干机55 ℃恒温24 h烘干。烘干后的材料采用粉碎机依次粉碎,装入瓶中,于4 ℃低温保存备用。
1.1.4 试验器材 海尔家用电冰箱(CD-216 TMZL型),青岛海尔股份有限公司;干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;粉碎机(HC-800型),上海市精益工贸有限公司;高压灭菌锅,上海亿恒科学仪器有限公司;万分之一电子分析天平(FA2204B型),上海精密科学仪器有限公司;玻璃棒、烧杯、胶头滴管、容量瓶、无菌瓶、养虫盒(1 000 mL)、饲料盖、垫纸、移液枪(DT87577型)等。
1.2 试验设计
试验环境条件为温度(25±1) ℃,相对湿度75%±7%,光周期16 h∶8 h(光照L∶黑暗D),光照强度18 000 lx。
试验设5 个处理,即蚜虫减量设计0、25%、50%、75%、100%,分别对应A处理(纯蚜虫)、B处理(3 d蚜虫1 d饲料)、C处理(1 d蚜虫1 d饲料)、D处理(1 d蚜虫3 d饲料)、E处理(纯饲料),每处理重复5次。将刚羽化的成虫用蚜虫饲养1周,再将其按雌雄比为12∶4放入养虫盒中,每个养虫盒放入16头,共计400头七星瓢虫,收卵时间自第一次产卵开始,连续收集记录50 d。
1.3 饲喂方法
1.3.1 饲料饲喂 将七星瓢虫成虫放入养虫盒后第一次产卵即开始饲喂人工饲料,为保证饲料新鲜度,每隔1 d换1次饲料及脱脂棉。
1.3.2 蚜虫饲喂 将七星瓢虫成虫放入养虫盒后第一次产卵即开始饲喂豆蚜,为保证豆蚜的数量,每天上午更换1次,按照1∶200(七星瓢虫∶蚜虫)的比例,每处理单次投喂量3 200头蚜虫。
1.4 数据记录
1.4.1 产卵量 从喂食第2天开始观察每天的产卵量(粒/盒),比较A、B、C、D、E处理之间的产卵量。
1.4.2 产卵量规律 根据每天的产卵量作图观察产卵量的变化规律。
1.4.3 产卵位置 记录产卵位置,分为垫纸+植物组织、养虫盒壁、养虫盒盖和饲料盖;其中垫纸和植物组织为可收集的卵块,养虫盒壁、养虫盒盖和饲料盖为不可收取的卵块。
1.4.4 存活率 试验结束后,记录养虫盒内存活的七星瓢虫成虫数,并计算存活率。
1.4.5 孵化率 每10 d取1次卵块观察其孵化率;取卵块进行孵化,观察每组的孵化率。
1.5 数据处理
孵化率=孵化的卵粒总数/总卵粒数,存活率=试验结束后存活的七星瓢虫成虫数量/试验开始时七星瓢虫成虫数量,数据采用Excel软件处理,用SPSS软件进行显著性分析。
2 结果与分析
2.1 蚜虫减量饲喂对产卵量的影响
如图1所示,七星瓢虫产卵量表现为A处理>B处理>C处理>D处理>E处理,产卵量分别为(173.29±90.94)粒/(盒·d)、(141.40±81.42)粒/(盒·d)、(86.66±53.07)粒/(盒·d)、(32.77±21.03)粒/(盒·d)、(0.13±0.43)粒/(盒·d)。A处理与B处理产卵量之间无显著差异(P>0.05),A处理和B处理产卵量极显著高于C、D处理和E处理(P<0.01),C处理产卵量显著高于D、E处理(P<0.05),D处理产卵量极显著高于E处理(P<0.01)。
柱形图上不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05);不同大写字母表示处理间差异极显著(P<0.01)。图3、图4和图5同
2.2 蚜虫减量饲喂对产卵量变化规律的影响
如图2所示,饲喂期间,除D处理和E处理以外,七星瓢虫的产卵量整体上均随时间呈明显的负相关关系,产卵量自开始产卵,短时间提升至最大,再随时间波动下降,各处理自第一次产卵起,前15 d的产卵量均相对较高,为产卵高峰期;后35 d的产卵量相对较低,但更加平稳,为稳定产卵期;产卵40~45 d,产卵量开始较大幅度降低,为产卵末期。
2.3 蚜虫减量饲喂对七星瓢虫产卵位置选择的影响
如图3所示,七星瓢虫绝大多数产卵位置均为垫纸+植物组织上,为可收集卵块,可见七星瓢虫所产卵块的可利用率较高。其中,E处理选择在垫纸+植物组织上的产卵比例为75.0%±50.0%,显著低于A、B、C、D处理(P<0.05),A、B、C、D处理选择在垫纸+植物组织上的产卵比例分别为98.7%±1.4%、97.3%±2.4%、97.4%±2.3%和97.1%±1.3%,除产卵位置为垫纸+植物组织外,各处理在其他位置上的产卵比例之间均无显著差异(P>0.05)。
2.4 蚜虫减量饲喂对七星瓢虫卵不同时间孵化率的影响
如图4所示,在收集卵块过程中,E处理七星瓢虫所产卵粒普遍存在被咬噬状况,未收集到合适卵块,因此没有统计E处理七星瓢虫的孵化率。采用蚜虫减量饲养方式处理的七星瓢虫孵化率在不同时间存在一定幅度的波动,但规律不明显。除第5次孵化率(47 d)D处理显著低于A、B、C处理(P<0.05)以外,其他时间A、B、C、D处理的七星瓢虫孵化率之间无显著差异(P>0.05)。
2.5 蚜虫减量饲喂对七星瓢虫成虫存活率的影响
如图5所示,A、B、C、D、E处理的七星瓢虫成虫存活率分别为68.75%、78.75%、60.00%、86.25%、90.00%。C处理的存活率显著低于D、E处理(P<0.05),其余处理间无显著差异(P>0.05)。
3 小结与讨论
本研究表明,减量25%的豆蚜配合人工饲料饲喂高密度七星瓢虫时,其产卵量与纯豆蚜饲喂的七星瓢虫产卵量无显著差异,减量50%及以上比例的豆蚜配合饲喂七星瓢虫,其产卵量显著低于纯豆蚜饲养的七星瓢虫产卵量,过度减量(75%)对七星瓢虫产卵末期的孵化率具有显著影响,蚜虫减量饲养对七星瓢虫的产卵规律、产卵位置选择等无明显影响。此外还发现,本试验所采用1 000 mL养虫盒用于七星瓢虫卵收集的效果较优,收集到的可利用卵块比例较高。研究明确了当前人工饲料配方协同减量不同比例蚜虫饲喂对高密度七星瓢虫成虫饲养时的使用比例及对其生物学方面的影响,初步筛选出25%豆蚜减量配合人工饲料饲喂高密度七星瓢虫效果较好,可以应用于七星瓢虫的高效繁育。
目前农业上的病虫害防治主要还是依靠化学药剂防治,大量使用化学药剂会导致病虫害产生明显的抗药性,还会带来大量天敌的死亡[17],而生物防治对环境的无害性具有巨大的发展潜力[18],天敌防治害虫是生物防治的重要组成部分,瓢虫是具代表性且具有广阔应用前景的捕食性天敌昆虫[19]。人工饲料的开发是大幅提高天敌昆虫生产效率的有效措施,而七星瓢虫在人工饲料饲喂条件下多出现生殖力下降及退化的现象,本研究与曾睿琳等[13]、孙毅等[17]、Liu等[18]、杨帆[20]的研究结论一致,这也是当前七星瓢虫、食蚜蝇、草蛉等天敌昆虫人工饲料研究的瓶颈所在[21,22],后续还需更加深入的研究。本研究也表明,蚜虫减量饲喂仍然不可避免地导致七星瓢虫产卵量降低,蚜虫减量水平达50%及以上时,产卵量明显降低。分析原因可能有以下几个方面:一是七星瓢虫自身具有取食同类卵粒和幼虫的习性,在高密度饲养条件下,常发现有卵块被取食的痕迹,这不是人工饲料饲养条件下的特有现象,但在相对饥饿的条件下发生的频率更高,本次试验对被取食的卵块未计入产卵量,这也导致饲养后的产卵量少于实际产卵量;二是人工饲料组分本身还不够合理,纯饲料虽然能让七星瓢虫产卵,但可能限制了产卵量;三是饲养设施还有待改进,饲养容器的操作不便,使试验记录过程偏长,对每日记录的数据造成一定影响。针对以上问题,一方面需要进一步研究影响七星瓢虫产卵的各项因素,可通过研究七星瓢虫取食卵粒习性的产生原因、减少卵块取食的方法等方面,也可通过解析蚜虫代谢物成分、不同饲养方式七星瓢虫肠道微生物组分等方面深入研究,找出七星瓢虫繁育效果的关键因子,另一方面还需要进一步改良饲养设施,提高收集卵的效率。既可缩短收集卵的间隔时间,减少卵块损失量,也可提高七星瓢虫卵的产量,提高饲养效率,为七星瓢虫防治蚜虫技术的大面积推广应用提供虫源保障。
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