周奉雯,周卓淮,何小芳,張潔娣,李天奇,王吉銳,徐志宏
(浙江農(nóng)林大學(xué) 農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院,浙江 杭州 311300)
雙叉犀金龜Allomyrina dichotoma屬鞘翅目Coleoptera 金龜子科Scarabaeidae 叉犀金龜屬Allomyrina,廣泛分布于亞洲各大陸,其個(gè)體大小在種群內(nèi)和種群間差異都比較明顯[1]。雙叉犀金龜在歸屬上仍有爭(zhēng)議,在日本歸在Trypoxylus屬[2],而我國(guó)則將其歸為叉犀金龜屬。
雙叉犀金龜是中國(guó)犀金龜亞科中分布最廣的種類(lèi),廣泛分布于中國(guó)東南部[3],在生態(tài)系統(tǒng)中一般不危害作物林木,且有很高的藥用價(jià)值[4]。不過(guò),近年來(lái)在浙江地區(qū),雙叉犀金龜在一些鐵皮石斛Dendrobium officinale苗圃經(jīng)常發(fā)生危害[5],造成嚴(yán)重?fù)p失,已成為鐵皮石斛上的重要害蟲(chóng)之一。在調(diào)查過(guò)程中,我們也發(fā)現(xiàn)了雙叉犀金龜危害鐵皮石斛苗圃(圖1),其幼蟲(chóng)在基質(zhì)中大量繁衍,取食基質(zhì)營(yíng)養(yǎng),咬斷根莖,危害鐵皮石斛的正常生長(zhǎng)。雙叉犀金龜在浙江省杭州地區(qū)一年發(fā)生一代,以三齡幼蟲(chóng)危害最大,成蟲(chóng)晝伏夜出,具趨光性、喜濕性等習(xí)性[5]。針對(duì)農(nóng)林生產(chǎn)中對(duì)雙叉犀金龜?shù)姆乐窝芯繄?bào)道較多[5-6],關(guān)于其生物學(xué)習(xí)性也有一些研究,但是并不是很系統(tǒng)。
雙叉犀金龜是受?chē)?guó)家保護(hù)的“三有動(dòng)物”,即有益或有重要經(jīng)濟(jì)、科學(xué)研究?jī)r(jià)值的昆蟲(chóng)。本文對(duì)雙叉犀金龜進(jìn)行了生物學(xué)特性和人工養(yǎng)殖探究,以期為保護(hù)和綜合開(kāi)發(fā)利用該蟲(chóng)提供基礎(chǔ)資料。隨著國(guó)內(nèi)昆蟲(chóng)產(chǎn)業(yè)和自然教育行業(yè)的迅速發(fā)展,雙叉犀金龜因體型較大,形態(tài)奇特,雌、雄性二型現(xiàn)象顯著,性格溫順,已成為昆蟲(chóng)愛(ài)好者和自然教育行業(yè)最受歡迎的甲蟲(chóng)之一,因此,研究該蟲(chóng)的人工養(yǎng)殖,具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
圖1 雙叉犀金龜為害鐵皮石斛苗圃Figure 1 A.dichotoma damaged D.officinale nursery
試驗(yàn)用雙叉犀金龜成蟲(chóng)于2018 年6 月采集自浙江杭州正德農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司鐵皮石斛苗圃基地。
1.2.1 飼養(yǎng)方法 獲取雙叉犀金龜成蟲(chóng)后,選取其中8 對(duì)健康的成蟲(chóng)放置在透明塑料盒(2 L)中進(jìn)行交配,盒中鋪有從闊葉木剝落的大小適中的樹(shù)皮木片,起到方便成蟲(chóng)活動(dòng)攀爬的作用。交配期間以香蕉Musanana飼養(yǎng)。交配三天后,將腐殖土放入透明塑料箱(27 L)中壓實(shí)至總高度的三分之二處,在其表面鋪上樹(shù)皮木片,放入雌蟲(chóng)供其產(chǎn)卵。雌蟲(chóng)下產(chǎn)20 d 后取出雌蟲(chóng)和卵。將卵淺埋于裝有按壓緊實(shí)的發(fā)酵腐殖土的塑料盒(1 L)中進(jìn)行孵化。卵孵化后,將單頭幼蟲(chóng)分別放置于透明塑料盒(1 L),以發(fā)酵腐殖土飼養(yǎng)于智能人工氣候箱中(PRX-350D,上海谷寧有限公司),設(shè)置溫度為25±1℃,相對(duì)濕度60%±5%,無(wú)光照。
1.2.2 形態(tài)特征觀察 利用Leica DFC290 體視顯微鏡,觀察記錄卵、幼蟲(chóng)、蛹的外部形態(tài)特征。利用游標(biāo)卡尺和萬(wàn)分之一天平測(cè)量各蟲(chóng)態(tài)特征值。
1.2.3 生物學(xué)特性觀察 于2018 年3-8 月,在野外調(diào)查雙叉犀金龜幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)活動(dòng)時(shí)間,在室內(nèi)飼養(yǎng)箱中觀察其取食、求偶、交尾等生活習(xí)性。對(duì)野外成蟲(chóng)交配產(chǎn)卵,記錄其產(chǎn)卵量和孵化時(shí)間。將孵化的幼蟲(chóng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行人工飼養(yǎng)。選取28 頭生長(zhǎng)狀態(tài)一致的幼蟲(chóng),觀察幼蟲(chóng)在不同時(shí)間段的齡期變化和生長(zhǎng)情況,每隔30 d 測(cè)量幼蟲(chóng)的體質(zhì)量。至老熟幼蟲(chóng)階段,需每日觀察并記錄其做蛹室、化蛹、羽化和出蟄的日期和狀況。成蟲(chóng)出蟄后,將其放入透明飼養(yǎng)盒中飼喂和觀察,待成蟲(chóng)死亡記錄其死亡日期。
2.1.1 卵 初產(chǎn)時(shí)卵橢球形,體積較小,乳白色,后體積增大,近球形,直徑3~4 mm,顏色加深變黃(圖2a)。
2.1.2 幼蟲(chóng) 初孵時(shí)嫩白色;一齡幼蟲(chóng)進(jìn)食后蟲(chóng)體透明可清晰見(jiàn)內(nèi)臟;二齡幼蟲(chóng)初期嫩白色,體稍透明;三齡幼蟲(chóng)初期嫩白色,中后期黃白色,化蛹前為黃色。幼蟲(chóng)頭殼黃褐色至棕黑色,初孵或剛蛻皮幼蟲(chóng)頭殼顏色較淺,隨著生長(zhǎng)和齡期增加,顏色變深,三齡幼蟲(chóng)頭殼為棕黑色。頭殼額前側(cè)區(qū)及頰區(qū)近黑褐色,額區(qū)刻點(diǎn)較頭頂?shù)拇蠖。^部毛排列不規(guī)則,額區(qū)毛較稀少[7]。單眼明顯,為痕跡狀。觸角較粗短,共4 節(jié),第2 節(jié)最長(zhǎng)。具胸足3 對(duì),前足和中足長(zhǎng)度接近,后足短于前、中足,各足爪較粗鈍,具較多刺毛。具9 對(duì)氣門(mén),前胸氣門(mén)板略大于腹部各節(jié)氣門(mén)板。體毛黃褐色,腹部側(cè)面長(zhǎng)、短毛混生,腹部前6 節(jié)背面各小節(jié)刺毛一般僅一橫列,腹部第7、第8、第9 節(jié)背面除橫列長(zhǎng)毛外還散布短小密集的刺毛。
一齡(圖2b):頭殼黃褐色,寬約3 mm;體長(zhǎng)15~16 mm,體寬3~4 mm。初孵時(shí)嫩乳白色,進(jìn)食后體透明,內(nèi)臟清晰可見(jiàn)。隨著生長(zhǎng),顏色加深,體被淡黃褐色長(zhǎng)毛;氣門(mén)極小,不明顯;足淡黃色,被黃褐色粗毛。二齡(圖2c):頭殼棕褐色,寬5~6 mm;體長(zhǎng)42~57 mm,體寬7~11 mm。白色,體較不透明,腹部微可見(jiàn)食物和內(nèi)臟;體側(cè)氣門(mén)明顯可見(jiàn),周緣褐色,體被長(zhǎng)黃褐色毛。足淡黃褐色。三齡(圖2d):頭殼棕黑色,寬 9~13 mm;體長(zhǎng)55~80 mm,體寬22~26 mm。初期白色,老熟幼蟲(chóng)淡黃棕色,體較不透明;體側(cè)氣門(mén)十分明顯,周緣褐色加深,足黃褐色;體毛粗、硬,十分明顯。
2.1.3 蛹 體長(zhǎng)41~68 mm,化蛹初期為乳白色似玉狀,腹部各節(jié)和足明顯可見(jiàn),后顏色加深至黃色至深黃色至淡褐色,羽化前呈黑青色。雄蟲(chóng)蛹(圖2f)角突明顯,尾部較尖;雌蟲(chóng)蛹(圖2e)尾部較鈍。
2.1.4 成蟲(chóng) 雄成蟲(chóng)(圖2h):體長(zhǎng)(包括額角)59.8~71.8 mm,體寬26.2~28.5 mm,長(zhǎng)橢圓形,體紅棕色至黑色,頭較小,唇基前側(cè)角齒突狀。背部光亮,復(fù)眼深紅褐色,小盾片短闊三角形,有明顯中縱溝。鞘翅肩疵、端疵發(fā)達(dá),縱肋僅約略可辨。臀板十分短闊,強(qiáng)烈隆拱,兩側(cè)密布具毛刻點(diǎn)[3]。具有發(fā)達(dá)的額角,長(zhǎng)17.1~25.4 mm,向前伸出,末端向上彎曲,分四叉。足粗壯,前足脛節(jié)外緣齒,基齒遠(yuǎn)離端部?jī)升X。
雌成蟲(chóng)(圖2g):體長(zhǎng)41.5~52.5 mm,體寬24.2~26.9 mm,長(zhǎng)橢圓形,體紅棕色至黑色,背部有細(xì)絨毛,較為粗暗。頭部粗糙,無(wú)額角,額頭頂部隆起,頂部有一橫脊,其上橫列3 個(gè)(中高側(cè)低)小丘突[3]。
2.2.1 生活史 人工氣候箱條件下共檢測(cè)了28個(gè)樣本(14 個(gè)雄性,14 個(gè)雌性)。卵期14~24 d;幼蟲(chóng)期:雄性195~265 d(一齡18~28 d,二齡22~35 d,三齡127~185 d),雌性201~225 d(一齡17~28 d,二齡20~38 d,三齡135~150 d);蛹期:雄性16~20 d,雌性16~21 d;成蟲(chóng)羽化至自然出土?xí)r間:雄性10~17 d,雌性10~16 d;成蟲(chóng)期:雄性60~105 d,雌性63~117 d。
圖2 雙叉犀金龜各蟲(chóng)態(tài)形態(tài)圖Figures 2 Morphology of different development stage of A.dichotoma
2.2.2 習(xí)性 成蟲(chóng):成蟲(chóng)喜食香蕉、桃Amygdalus persica等成熟水果;雄成蟲(chóng)出蟄后兩三日便開(kāi)始尋找雌蟲(chóng)進(jìn)行交配,交配后雌成蟲(chóng)會(huì)在人工按壓緊實(shí)的腐殖土中產(chǎn)卵,可產(chǎn)卵30~70 粒;成蟲(chóng)具趨光性,白天雄成蟲(chóng)喜歡于腐殖土上活動(dòng),雌成蟲(chóng)喜歡潛伏在腐殖土中。
幼蟲(chóng):幼蟲(chóng)各時(shí)間段的體質(zhì)量見(jiàn)表1。從飼養(yǎng)開(kāi)始至飼養(yǎng)30 d 時(shí),雌、雄幼蟲(chóng)體質(zhì)量間無(wú)顯著差異;至飼養(yǎng)60 d 時(shí),雌、雄體質(zhì)量出現(xiàn)顯著差異(P<0.05),雄性幼蟲(chóng)大量取食體,質(zhì)量繼續(xù)增加明顯,雌性幼蟲(chóng)取食量減少,體質(zhì)量增加減緩。雄性幼蟲(chóng)飼養(yǎng)至90 d后,體質(zhì)量無(wú)明顯變化,達(dá)到體質(zhì)量最大值;雌性幼蟲(chóng)飼養(yǎng)至120 d 后,體質(zhì)量無(wú)明顯變化,達(dá)到體質(zhì)量最大值。
一齡幼蟲(chóng)活動(dòng)的能力弱,活動(dòng)范圍??;二齡幼蟲(chóng)的活動(dòng)范圍增大,食量也隨之增大;三齡幼蟲(chóng)食量大增,但到了三齡末期,幼蟲(chóng)取食減少,活動(dòng)能力變差,體質(zhì)量下降,潛入腐殖土下部,利用腐殖土和排泄的糞便制作蛹室,準(zhǔn)備化蛹,體質(zhì)量小的幼蟲(chóng)化蛹時(shí)間早,大部分幼蟲(chóng)會(huì)貼著塑料盒壁做蛹室,蛹室呈豎直的長(zhǎng)橢圓體,內(nèi)壁光滑堅(jiān)固。
表1 雙叉犀金龜幼蟲(chóng)不同時(shí)間段的體質(zhì)量Table 1 Weight of different instar of A.dichotoma larva
2.3.1 種源的選育 從野外采集的成蟲(chóng)或幼蟲(chóng),選擇健康狀態(tài)良好,個(gè)體較大的作為種源。
2.3.2 交配與產(chǎn)卵 選擇體型相配的雌雄成蟲(chóng)進(jìn)行交配,交配三天后將雌蟲(chóng)移入產(chǎn)房。野外采集的雌蟲(chóng)大部分已進(jìn)行過(guò)交配,可直接放入產(chǎn)房,也可將雄蟲(chóng)一并放入。產(chǎn)卵期間仍需用成熟香蕉飼喂。約20 d 后,可挖取第一批卵。
2.3.3 幼蟲(chóng)的飼養(yǎng)管理 可提前將產(chǎn)房的卵挖出分裝,也可讓卵在產(chǎn)房之中自然孵化。為避免幼蟲(chóng)互相影響,三齡之后要對(duì)幼蟲(chóng)進(jìn)行分裝,一般一條幼蟲(chóng)至少需要1 L 容積的飼養(yǎng)盒分裝。當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面蟲(chóng)糞較多時(shí),應(yīng)更換腐殖土,新的腐殖土應(yīng)和原來(lái)的腐殖土混合后進(jìn)行飼喂。
2.3.4 蛹的管理 三齡老熟幼蟲(chóng)取食明顯減少,體質(zhì)量也會(huì)稍有下降,并開(kāi)始建造蛹室準(zhǔn)備化蛹。此時(shí)應(yīng)避免打擾,否則幼蟲(chóng)很有可能放棄當(dāng)前蛹室制造新的蛹室,耗費(fèi)幼蟲(chóng)體力和影響蛹室質(zhì)量,最終影響化蛹的成敗。做蛹室一周之后化蛹,要注意期間避免打擾,直至羽化成功。
2.3.5 羽化 羽化初期的成蟲(chóng)切忌不可直接從蛹室取出,蟄伏兩周之后,靜待其自然出土,之后,將其放入鋪墊木片的飼養(yǎng)箱中飼喂香蕉。
本研究結(jié)果表明,野生雙叉犀金龜一年發(fā)生一代,6、7 月陸續(xù)羽化成成蟲(chóng)。在實(shí)驗(yàn)室人工養(yǎng)殖條件下,卵期和蛹期與在野外條件下接近,但在實(shí)驗(yàn)室條件下,平均幼蟲(chóng)期僅為7 個(gè)月(野生雙叉犀金龜幼蟲(chóng)期為8~10個(gè)月),4 月陸續(xù)羽化成成蟲(chóng),大大縮短了幼蟲(chóng)生長(zhǎng)周期。在實(shí)驗(yàn)室條件下,飼養(yǎng)初期雌、雄幼蟲(chóng)體質(zhì)量間并無(wú)顯著差異,但在飼養(yǎng)60 d 后,體質(zhì)量出現(xiàn)顯著差異(P<0.05),雄性幼蟲(chóng)大量取食,體質(zhì)量繼續(xù)增加明顯,雌性幼蟲(chóng)取食量減少,體質(zhì)量增加減緩。這表明,雙叉犀金龜在幼蟲(chóng)期已明顯表現(xiàn)出雌、雄二型現(xiàn)象。雄性幼蟲(chóng)比雌性幼蟲(chóng)更早達(dá)到體質(zhì)量最大值,雄性在28~37 g,雌性在16~29 g;化蛹前幼蟲(chóng)體質(zhì)量稍有下降,因其化蛹前食量減少同時(shí)將體內(nèi)食物排泄干凈,且體質(zhì)量較小者先化蛹。雌蟲(chóng)平均成蟲(chóng)期略長(zhǎng)于雄蟲(chóng)平均成蟲(chóng)期,這是由于雌性要完成產(chǎn)卵的任務(wù),因此需要更長(zhǎng)的壽命,其產(chǎn)卵量為45~73 粒。
雙叉犀金龜卵初產(chǎn)時(shí)橢球形,體積較小,顏色為乳白色,后體積增大,為近球形且顏色加深變黃。雙叉犀金龜幼蟲(chóng)不同齡期體型和顏色差異較大,一齡幼蟲(chóng)蟲(chóng)體較透明;二齡幼蟲(chóng)嫩白色,體稍透明;三齡幼蟲(chóng)初期嫩白色中后期黃白色,化蛹前為黃色。蛹初期為乳白色似玉狀,后顏色加深至黃色至深黃色至淡褐色,羽化前呈黑青色。成蟲(chóng)體色從紅褐色至黑色不等,雄蟲(chóng)體型大于雌蟲(chóng)且具獨(dú)特的額角。成蟲(chóng)具趨光性,白天雄蟲(chóng)更喜在腐殖土上表面活動(dòng),雌蟲(chóng)則更喜潛伏在腐殖土中。
在養(yǎng)殖過(guò)程中,要注意腐殖土的濕度和密度,特別是產(chǎn)房腐殖土的密度一定要大,在緊實(shí)的腐殖土環(huán)境中可提高產(chǎn)卵率[8-9]。要及時(shí)更換腐殖土,否則幼蟲(chóng)易感染上病害,且有傳染性。幼蟲(chóng)染上病害的癥狀是身體出現(xiàn)黑斑,一旦出現(xiàn)該病,一定要及時(shí)隔離,以免傳染給其余健康的幼蟲(chóng)。在養(yǎng)殖過(guò)程中產(chǎn)生了大量的幼蟲(chóng)糞便,可再次回收利用。幼蟲(chóng)的糞便風(fēng)干后可做成蟲(chóng)養(yǎng)殖的墊材。也可用于植物的種植,但種植效果和養(yǎng)分含量還有待進(jìn)一步研究。
近年來(lái),對(duì)雙叉犀金龜?shù)难芯慷嘣谟谛远?、額角和翼的研究[1,10-12],對(duì)其基礎(chǔ)養(yǎng)殖和生物學(xué)特性方面的研究較少,今后可進(jìn)一步研究溫度、濕度等環(huán)境因子對(duì)于其生長(zhǎng)發(fā)育的研究,摸索出其最適宜的發(fā)育溫度,為雙叉犀金龜?shù)谋Wo(hù)和利用提供參考依據(jù)。