温度对大菜粉蝶生长发育的影响.pdf

环境昆虫学报 ():/吴雪 崔娟 李文博 王自杰 史树森.温度对大菜粉蝶生长发育的影响.环境昆虫学报 ():.温度对大菜粉蝶生长发育的影响吴 雪 崔 娟 李文博 王自杰 史树森(吉林农业大学植物保护学院 长春 吉林农业科技学院农学院 吉林吉林 曲靖师范学院生物资源与食品工程学院 云南曲靖 黑龙江省农业科学院佳木斯分院 黑龙江佳木斯)摘要:为明确温度对大菜粉蝶生长发育的影响 在、和共 个恒温条件下以白菜为寄主进行饲养 测定了温度对大菜粉蝶各虫态的发育历期、发育速率、存活率及成虫寿命等的影响 并采用直接最优法计算其各虫态的发育起点温度和有效积温 结果表明:在 温度范围内 大菜粉蝶的卵、幼虫、蛹及全世代平均发育速率具有随温度升高而加快的趋势 存活率则随着温度的升高而降低 卵、幼虫、蛹和成虫的发育起点温度分别为 、和 有效积温分别为 、和 在时大菜粉蝶卵的孵化率、各龄幼虫存活率、化蛹率、蛹重及羽化率均显著低于其他温度 条件下不能完成个体发育 由此可见 高温环境不利于大菜粉蝶的存活和生长发育 研究结果可为大菜粉蝶田间发生期预测及综合防治提供科学依据关键词:大菜粉蝶 白菜 发育历期 发育起点温度 有效积温中图分类号:文献标识码:文章编号:()基金项目:国家现代农业产业技术体系建设专项()作者简介:吴雪 女 吉林长春市人 硕士研究生 研究方向为害虫综合治理 :通讯作者 :史树森 男 教授 主要从事农业害虫综合治理与昆虫资源利用研究 :收稿日期:接受日期:.():().环境昆虫学报 卷 .:大 菜 粉 蝶 属 鳞 翅 目 粉蝶科 又名欧洲粉蝶、甘蓝粉蝶、大白蝶 其幼虫俗称甘蓝毛虫 它是一种以危害十字花科植物为主的寡食性害虫 其中包括白菜 、花椰菜 、西兰花、甘 蓝 等 大菜粉蝶以幼虫取食为害寄主叶片 低龄幼虫喜欢群集于叶背啃食叶肉 随着龄期的增大逐渐分散成小群暴食叶片严重时食光叶片 并将粪便排泄在叶片之间污染菜株 造成菜株腐烂 幼虫可钻入甘蓝和花椰菜菜心内为害 对产量和品质量造成严重影响(夏红明)大菜粉蝶在国外主要分布于尼泊尔、哈萨克斯坦、俄罗斯、中亚各国以及欧洲等地(武春生)在我国主要分布于黑龙江、内蒙古、河北、山西、陕西、四川、云南、青海、新疆等地(吕佩珂等)近年在吉林省发生为害严重 关于大菜粉蝶 国内已有学者对其生活习性、发生规律及综合防控技术等进行了研究如王崇德()详细描述了其形态特征及在伊利地区的年生活史和发生规律 张余杰等()发现坡柳皂苷对大菜粉蝶生长发育、取食及化蛹均有明显的抑制作用 在国外 .()通过对比白菜和花椰菜的实验种群发现 大菜粉蝶在白菜上的发育速率更快 .()等以花椰菜为寄主在不同温度下对大菜粉蝶进行饲养 发现温度较高时大菜粉蝶的历期更短、幼虫虫体更长并且雌虫比例更高 而国内有关环境温度对大菜粉蝶生长发育影响的研究尚未见报道为了更好地了解长春地区大菜粉蝶的生物学特性 明确环境温度对其种群生长发育参数的影响 本研究以白菜为寄主材料 通过对不同温度条件下大菜粉蝶生长发育的系统观察 明确其各虫态发育历期、发育速率、发育起点温度及有效积温等参数 为进一步开展田间种群预测预报及综合防控提供理论基础 材料与方法 供试寄主白菜(北极春 号)月 日移栽到吉林农业 大 学 试 验 田(海 拔)田间土壤为黑钙土 全年不喷施杀虫药剂 以保证大菜粉蝶虫源不受农药影响 供试虫源供试虫源采自上述白菜试验田 每天定点定株观察()大菜粉蝶在白菜上的落卵情况 及时收集当天新产的卵块 将其带回室内备用 试验器材智能人工气候箱(宁波江南仪器厂)、显微镜()试验方法共设、和 等 个恒定温度(波 动 范 围 )光 照 周 期 为 相对湿度 将带有大菜粉蝶新产卵块的白菜叶片用湿润的脱脂棉将叶片边缘处包好 并放置于事先处理好的带有湿润滤纸的玻璃培养皿(直径为 )中 分别置于 个恒温梯度人工气候箱内培养 每个温度条件下放 块卵 每块卵上的卵粒不少于 粒 待其孵化后 将初孵幼虫用小毛笔轻轻挑至塑料培养皿(直径 )内 以清洗好的新鲜大白菜叶片为食物进行单头饲养 待其发育到 龄时再移入玻璃培养皿(直径为 )内继续单头饲养 每个温度处理 头 每天 和 各观察 次 及时补充新鲜叶片、清理虫粪 观察记录各处理下各虫态的发育情况 幼虫化蛹后无需饲喂 只需对滤纸片保湿 观察至成虫羽化 将羽化后成虫配对移入养虫罐内 饲喂 蜂蜜水每天观察记录其死亡情况 发育速率与环境温度关系分析将不同温度处理下大菜粉蝶卵、各龄幼虫、期吴 雪等:温度对大菜粉蝶生长发育的影响预蛹和蛹期的发育历期进行加权平均 以此求出各虫态的发育历期()并由其计算出相对应温度下的发育速率 (/)再运用 软件建立发育速率()与温度()的回归模型 根据 和 值进行差异显著性分析 选用拟合程度最好的方程 发育起点温度和有效积温计算根据李典谟、王莽莽提出的直接最优法(李典谟和王莽莽)推算出大菜粉蝶各虫态(龄期)的发育起点温度 和有效积温 具体算法如下:公式中:为试验设定的温度()为在温度条件下的发育历期()为发育起点温度 时的有效积温()数据处理利用 进行数据整理 使用 软件进行统计分析 采用单因素方差分析()检验不同温度处理对大菜粉蝶各虫态指标变化的显著性 结合 检验进行差异显著性分析()结果与分析 温度对大菜粉蝶各虫态发育历期的影响在试验温度范围内、和 大菜粉蝶均能由卵发育到成虫 并且各虫态发育历期随温度升高而呈缩短趋势 卵在 时发育历期 最 短 仅 为 在 时 最 长 为 显著长于其他温度()各温度下幼虫发育历期差异显著()在 时幼虫发育历期显著长于其他几个处理()时幼虫的发育历期最短 仅为 以上高温(和)环境对大菜粉蝶幼虫的生长有一定的抑制作用 并且随着幼虫龄期增加逐渐增强 蛹在 时蛹的发育历期为 而在 时蛹的发育历期仅为 温度提高会使成虫寿命显著缩短 在 时成虫的寿命为 而在 下 成虫寿命仅为 在条件下世代发育历期长于在 条件下的在 条件下幼虫行动缓慢 各龄期幼虫的死亡率极高 仅有少数幼虫能够发育到 龄 不能够完成个体发育(表)温度对大菜粉蝶发育速率的影响 不同温度下大菜粉蝶各虫态发育速率与温度的关系大菜粉蝶各虫态发育速率均随温度升高呈加表 不同温度下大菜粉蝶各虫态发育历期 发育阶段 发育历期()卵 龄 龄 龄 龄 龄 幼虫 蛹 成虫 注:表中数据为平均值 标准误 同一列数据后标有不同小写字母表示经 多重比较后差异显著()在 和 时 龄幼虫的存活率则显著低于其他温度 而 龄幼虫的存活率受温度的影响较大 在、等较高温度时的存活率显著低于较低温度()(图)表 大菜粉蝶各发育阶段发育起点温度和有效积温 发育阶段 发育起点温度()有效积温()变异系数 卵期 龄 龄 龄 龄 龄 幼虫期 蛹期 成虫期 表 不同温度下大菜粉蝶卵孵化率及成虫羽化率()温度()孵化率()化蛹率()羽化率()图 不同温度下大菜粉蝶各龄期幼虫的存活率 环境昆虫学报 卷 不同温度对大菜粉蝶蛹重的影响在 温度区间内 时蛹重最重但与、下无显著性差异()但显著高于和()其中时蛹最轻 大菜粉蝶幼虫的取食受温度影响明显 高温和低温条件都会使幼虫的取食量减少 导致其蛹重在各温度下存在差异 由此可见 更有利于大菜粉蝶幼虫的营养积累(图)图 不同温度下大菜粉蝶的蛹重 结论与讨论昆虫属变温动物 在其生长发育过程中 温度是所有气象因素中对其影响最显著的环境因子(丁岩钦)环境温度可以影响昆虫个体的大小、形态特征、世代历期、种群发生和寿命长短等 极端温度(高温和低温)甚至直接导致昆虫死亡(史彩华等)本研究结果显示 当温度为 时 大菜粉蝶卵的孵化率降低 幼虫死亡率急剧增加 不能完成个体发育 可见 高温环境不利于大菜粉蝶的正常生长发育 发育起点温度和有效积温作为昆虫世代生长发育的重要参数 可用来衡量昆虫种群对环境温度的适应性(肖婷等)也可用来预测某种昆虫的地理分布界限及其在某地区的发生世代数(杨振德等)而同种昆虫不同地理种群对环境的适应性存在显著差异(曲淑贤)温度的改变可直接导致昆虫体温和新陈代谢速度的变化(陈丽芳等)本研究结果显示在 范围内大菜粉蝶各虫态均能正常生长 但 条件会降低卵的孵化率 幼虫的存活率也会降低 龄幼虫的存活率仅为 只有极少数幼虫能发育到 龄 并且虫体长度相对于其他温度时的幼虫偏小 而 等人在印度的试验结果表明大菜粉蝶能够在 环境下正常生长(.)与本研究结果相差较大 推测这可能因为两者所研究的地理种群分别位于东洋区和古北区所处地理环境迥异 进而产生较大的环境适应性差异 在试验温度范围内 大菜粉蝶的发育历期随温度条件的降低而增长 存活率也随着温度降低而增加 符合适温区内昆虫的生长发育规律(彩万志等)类似的鳞翅目害虫还有很多例如:草地贪夜蛾 在 条件下各虫态的发育历期均高于 时的发育历期(张红梅等)虎斑蝶 在 温度下 时幼虫发育历期最长为 在 时最短 仅为 (陈祯等 )除 此 之 外 还 有 大 蜡 螟、菜粉蝶 等也存在同样情况(徐世才等 张廷伟等)随着温度的增加大菜粉蝶卵的发育速率呈增长趋势 但孵化率却呈降低的趋势 成虫的羽化率则随温度降低而显著提高 豆卷叶螟 、草地贪夜蛾等昆虫也表现出类似的规律(李新畅等 张红梅等)大菜粉蝶成虫寿命受温度影 响 显 著 与 之 类 似 的 还 有 绿 翅 绢 野 螟、斑缘豆粉蝶 等都存在这种随着温度升高 成虫寿命减短的现象(史树森等 张玉静等)等在不同温度下对大菜粉蝶生长发育的研究表明 其卵的孵化天数、幼虫和蛹的历期均随温度降低而增加 本研究结果也符合这一变化规律 但在相同温条件下()大菜粉蝶在白菜上的发育历期明显短于在花椰菜上的发育历期 等的研究结果也表明在相同温度下大菜粉蝶在白菜上的发育速率会比在花椰菜上时更快(.)这可能与花椰菜叶片表皮层较厚不利于幼虫取食有关 也可能与不同寄主的营养成分含量不同有关 例如小菜蛾 幼虫的取食嗜好性与糖和淀粉的 相 对 比 值 呈 一 定 的 负 相 关(李 洪 山 等)温度与昆虫发育速率关系模型常被应用于预测害虫的世代周期或某一虫态的发育历期 结合 期吴 雪等:温度对大菜粉蝶生长发育的影响当地气候条件 利用昆虫发育起点温度和有效积温基础数据可以了解该种害虫的地理分布 还可以推算害虫在某一地区的发生代数(唐业忠等)本研究明确了大菜粉蝶各虫态历期和存活率受温度的影响程度以及其各虫态的发育起点温度和有效积温 并通过构建发育速率随着温度变化的数学模型 来为该虫的田间预测预报提供重要参考 结果将有助于预测当地大菜粉蝶种群田间发生动态、制定防控措施本研究是在室内恒温条件下完成的 而一般在恒温条件下所观测的结果与自然变温条件下存在一定差异(潘飞等)关于自然变温、光周期及湿度环境因子对大菜粉蝶生长发育的影响有待进一步研究参考文献().:彩万志庞雄飞 花保桢 等 普通昆虫学.北京:中国农业大学出版社:.():陈丽芳 邵东华 段景攀 等 温度对昆虫的影响.内蒙古林业科技 ():.():陈祯 周成理 陈晓鸣 等 温度和光周期对虎斑蝶幼期生长发育的影响.四川动物 ():.():.():.:丁岩钦 昆虫数学生态学.北京:科学出报社:.():李典谟 王莽莽 快速估计发育起点及有效积温法的研究.昆虫知识 ():.(:).:李洪山 王娟 魏辉 等 小菜蛾幼虫对不同寄主的取食嗜好性及其适宜性.应用生态学报 :.().():李新畅 崔娟 徐伟 等 温度对豆卷叶螟 ()生长发育的影响.大豆科学 ():.:吕佩珂 高振江 张宝棣 等 中国粮食作物 经济作物 药用植物病虫原色图鉴(下册).呼和浩特:远方出版社:.():潘飞 陈绵才 肖彤斌 等 变温对昆虫生长发育和繁殖影响的研究进展.环境昆虫学报 ():.:曲淑贤 不同地理种群异色瓢虫的生物学特性及耐寒性研究.长春:吉林农业大学硕士论文 .():史彩华胡静荣 张友军 高温对昆虫生殖生理的影响及其在农业害虫防治中的展望.中国植保导刊 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