陸秋成,劉東陽,王 勇,徐金蘭,江連強(qiáng),劉 超,蔡 鵬,李躍建,何恒果,蒲德強(qiáng)
(1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,成都 610066;2西華師范大學(xué),四川南充 637002;3四川省煙草公司涼山州公司,四川西昌 615000;4四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,四川省蔬菜重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都 610066)
蚜蟲隸屬于昆蟲綱,半翅目,又叫蜜蟲或膩蟲[1],是地球上最具破壞性的害蟲之一,嚴(yán)重危害農(nóng)業(yè)、林業(yè)作物的產(chǎn)量和品質(zhì),在中國各地區(qū)分布十分廣泛。蚜蟲具有種類多、數(shù)量大、世代重疊現(xiàn)象突出、繁殖速度快、危害大等特點(diǎn),主要危害植株的葉、嫩芽、嫩枝或花[2]。該害蟲1年發(fā)生數(shù)代,在夏季炎熱的時(shí)節(jié)發(fā)生較為嚴(yán)重,刺吸植株汁液,使心葉皺曲畸形,還侵?jǐn)_花蕾影響花朵正常開放,并留下斑痕,嚴(yán)重時(shí)葉片褶皺、干枯,還會(huì)傳播多種病毒病及誘發(fā)煙煤病,嚴(yán)重影響植株生長(zhǎng)發(fā)育[3-4]。長(zhǎng)期以來,化學(xué)農(nóng)藥試劑被廣泛用于農(nóng)林業(yè)作物病蟲害的防治中,雖然保障了農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量,但同時(shí)也帶來了農(nóng)藥殘留超標(biāo)、環(huán)境污染、害蟲抗藥性增加等一系列問題。除了化學(xué)防治,日常病蟲害的防治還有物理、生物防治等手段。與化學(xué)防治相比較,物理防治和生物防治措施更加綠色環(huán)保,產(chǎn)品毒副作用小,能夠有效持續(xù)的進(jìn)行病蟲害的防治。而生物防治是相比其他防治更符合自然防控病蟲害的手段,其主要是利用自然界中生物之間的相互制約作用來進(jìn)行病蟲害防治,例如天敵昆蟲防治害蟲。
七星瓢蟲屬于鞘翅目瓢蟲科,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中1種重要的捕食性天敵昆蟲,可捕食各種農(nóng)作物、蔬菜、果樹及林木上的多種蚜蟲、粉虱、葉蟬、薊馬和鱗翅目昆蟲的卵、低齡幼蟲(若蟲)等多種害蟲,最喜捕食蚜蟲[5-7]。
采用寄主植物飼養(yǎng)蚜蟲,再用蚜蟲飼養(yǎng)七星瓢蟲,是目前七星瓢蟲飼養(yǎng)的常用方法,但是這種方法具有占用空間大、消耗能量高、人工投入多等問題,極大的限制了七星瓢蟲的規(guī)?;庇蛻?yīng)用。20世紀(jì)50年代[8]以來,國內(nèi)外學(xué)者一直在致力于七星瓢蟲人工飼料的開發(fā)研究。1958年,Smirnoff[9]首先以獵物干粉為主要成分配制了人工飼料,并用其成功飼養(yǎng)了多種捕食性瓢蟲,隨后瓢蟲人工飼料的研究由獵物成分向非獵物成分的方向轉(zhuǎn)變。國內(nèi)外生防學(xué)者先后對(duì)多種捕食性瓢蟲,如異色瓢蟲[10-12]、七星瓢蟲[13]、龜紋瓢蟲[14-15]等的人工飼料進(jìn)行了研究。但這些人工飼料均針對(duì)成蟲來研究的,通過陳志輝等[16]試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)幼蟲在營養(yǎng)需要取食行為上與成蟲不同,使用相同的飼料培育幼蟲則會(huì)使其發(fā)育歷期延長(zhǎng),體重減輕、幼蟲成蟲率和成蛹率降低。近年來,國內(nèi)對(duì)七星瓢蟲幼蟲的人工飼養(yǎng)研究與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道較少,飼養(yǎng)效率較低,制約了瓢蟲人工飼料的發(fā)展,未能在實(shí)際生產(chǎn)中大規(guī)模的投入使用。研究表明胡蘿卜素飼養(yǎng)瓢蟲幼蟲,具有促進(jìn)產(chǎn)卵作用[17]。但尚不明確胡蘿卜素的較優(yōu)添加劑量及不同飼料制作方法對(duì)七星瓢蟲幼蟲的影響,因此,本研究采用不同劑量的胡蘿卜素及其他組分組成的人工飼料,以及不同狀態(tài)的人工飼料對(duì)七星瓢蟲幼蟲進(jìn)行飼養(yǎng),對(duì)其幼蟲和蛹的發(fā)育歷期、成蛹率、成蟲率及成蟲體重進(jìn)行分析評(píng)價(jià),旨在明確較優(yōu)胡蘿卜素添加劑量及飼料制作方法。
海爾電冰箱(CD-216 TMZL)、電子分析天平(FA2204B)、美 的 電 磁 爐 (C21-ST2106)、移 液 槍(DT87577)、玻璃棒、100 mL燒杯、500 mL燒杯等,烘干機(jī)(JZE-R2)、粉碎機(jī)(HC-800)、1000 mL專用養(yǎng)蟲盒、100目紗布。
七星瓢蟲幼蟲的初始種群取自四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所昆蟲實(shí)驗(yàn)室,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以豆蚜連續(xù)飼養(yǎng)6代以上。豆蚜的初始種群取自四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所昆蟲實(shí)驗(yàn)室,以蠶豆為寄主植物,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)8代以上。
主要組分有蜂蛹干粉、蔗糖、豬肝干粉、油菜花粉、蚜蟲粉、β胡蘿卜素(有效成分2%)、香蕉干粉;試驗(yàn)所用蜂蛹、豬肝蔗糖、油菜花粉均由市面購得,采用烘干機(jī)55℃恒溫48 h烘干,香蕉干粉由新鮮香蕉切片,烘干機(jī)60℃恒溫96 h烘干;蚜蟲粉由實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)新鮮蚜蟲采用烘干機(jī)55℃恒溫24 h烘干。烘干后的材料采用粉碎機(jī)依次粉碎,4℃低溫保存?zhèn)溆?。所有飼料均在?shí)驗(yàn)室內(nèi)配置分裝,為保證飼料的營養(yǎng)成分,及防止飼料變質(zhì)、發(fā)霉,人工飼料的配置應(yīng)遵循少量多次的原則,每次配置后飼料的使用期限不得超過15天。
利用1000 mL的專用養(yǎng)蟲盒,每個(gè)養(yǎng)蟲盒移入初孵七星瓢蟲幼蟲20頭,每天每盒加入豆蚜300頭,連續(xù)飼養(yǎng)4天,用于開展后續(xù)試驗(yàn)。所有昆蟲均在室內(nèi)飼養(yǎng),環(huán)境條件為:溫度(25±1)℃、相對(duì)濕度75%±7%、光周期10L:14D、光強(qiáng)18000 lx。
選用蜂蛹干粉30 g、蔗糖15 g、豬肝干粉20 g、油菜花粉20 g、蚜蟲粉2 g、香蕉干粉10 g。分為5份干粉飼料,標(biāo)記為A、B、C、D、E,按照配方依次稱量,最后攪拌均勻。再分別加入不同量的β胡蘿卜素(有效成分 2%)配成 10、20、30、40、50 mg/kg的不同飼料組合。投喂方法采取干粉與20%濃度的糖水分開投喂,棉花吸水搓成燈芯狀與干粉飼料分開放置在10 cm2塑料片上,每天更換。2天飼料,1天蚜蟲(5~10天,喂養(yǎng)80~100頭蚜蟲/幼蟲;10~15天,100~120頭蚜蟲/幼蟲,均是上午投喂),直至化蛹,每組20個(gè)重復(fù),同時(shí)設(shè)置1個(gè)純蚜蟲喂養(yǎng)的對(duì)照組,20個(gè)重復(fù),喂養(yǎng)方式相同,對(duì)照組每天喂養(yǎng)的蚜蟲數(shù)量與其他5個(gè)實(shí)驗(yàn)組喂養(yǎng)的等量。每24 h觀察1次,記錄七星瓢蟲幼蟲的發(fā)育歷期,化蛹數(shù),羽化數(shù),羽化成蟲平均體重等數(shù)據(jù)。
采用同樣方法增加一組H(糊狀飼料喂養(yǎng)的試驗(yàn)組),胡蘿卜素濃度為30 mg/kg,20個(gè)重復(fù),2天飼料,1天蚜蟲,投喂方法采取干粉與20%濃度的糖水混合成糊狀投喂,然后放置在10 cm2塑料載體上。每24 h觀察1次,記錄這2組七星瓢蟲幼蟲的發(fā)育歷期,化蛹數(shù),羽化數(shù),羽化成蟲平均體重等數(shù)據(jù)。
所有數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì),用SPSS進(jìn)行T檢驗(yàn)驗(yàn)證不同濃度胡蘿卜素梯度和相同胡蘿卜素2種飼養(yǎng)方法飼養(yǎng)的七星瓢蟲捕食量的差異顯著性。
由表1可見,5個(gè)不同胡蘿卜素濃度的干粉處理中,E組胡蘿卜素50 mg/kg濃度的處理對(duì)七星瓢蟲幼蟲的幼蟲發(fā)育歷期較對(duì)照組有極顯著的延長(zhǎng)作用(P<0.01),蛹期(3.70±0.11)天(n=20)與對(duì)照組蛹期(3.85±0.19)天(n=20)相比沒有顯著性差異(P>0.05)。而其他4組處理與CK組相比,幼蟲期和蛹期均無顯著性差異,其中A組(10.68±0.18)天(n=19)、D組(10.45±0.17)天(n=20)的幼蟲期略高于CK組,B組(10.23±0.17)天(n=20)、C組(9.93±0.17)天(n=20)略低于CK組;A組蛹期(3.95±0.07)天(n=19)、B組蛹期(3.88±0.07)天(n=20)都略高于CK組,C組蛹期(3.80±0.06)天(n=20)、D組蛹期(3.80±0.12)天(n=20)都略低于CK組。
表1 不同濃度、不同制作方法的人工飼料對(duì)七星瓢蟲幼蟲生長(zhǎng)歷期的影響
在2個(gè)相同胡蘿卜素濃度不同制作方法的C、H組處理中,H組30 mg/kg糊狀飼料處理發(fā)育歷期較對(duì)照組七星瓢蟲幼蟲的幼蟲發(fā)育歷期有極顯著的延長(zhǎng)作用(P<0.01),蛹期(3.55±0.10)天(n=20)與對(duì)照組的蛹期(3.85±0.19)天(n=20)沒有顯著性差異(P>0.05)。C組30 mg/kg干粉飼料組合處理與H組相比,幼蟲期(9.93±0.17)天(n=20)略低于H組幼蟲期(11.68±0.16)天(n=20),蛹期(3.80±0.06)天(n=20)略高于 H 組蛹期(3.55±0.10)天(n=20)。
由圖1可見,5個(gè)不同胡蘿卜素濃度的干粉飼料處理中,C組體重(0.0357±0.0006)g (n=20)最高,與E組(0.0325±0.0007)g(n=20)有顯著性差異,與CK(蚜蟲飼喂)組(0.0369±0.0006)g(n=20)相比,E組50 mg/kg胡蘿卜素處理飼喂的七星瓢蟲幼蟲,其羽化成蟲的體重(0.0325±0.0007)g(n=20)較對(duì)照組極顯著降低(P<0.01),而A組10 mg/kg濃度處理使七星瓢蟲幼蟲的體重(0.0336±0.0014)g(n=19)也有顯著的降低,而 B 組(0.0348±0.0012)g(n=20)、C 組(0.0357±0.0006)g(n=20)、D組(0.0351±0.0012)g(n=20)體重與CK組相比均無顯著性差異,都略小于CK組。
圖1 不同胡蘿卜素濃度、不同飼料制作方法對(duì)七星瓢蟲羽化成蟲體重的影響
在2個(gè)相同胡蘿卜素濃度不同飼料制作方法的C、H組處理中,H組30 mg/kg糊狀飼料處理和C組30 mg/kg干粉飼料組合與CK組相比,C組幼蟲體重(0.0357±0.0006)g(n=20)、H組體重(0.0345±0.0010)g(n=20)與CK組的幼蟲體重(0.0369±0.0006)g(n=20)沒有顯著性差異(P>0.05),兩組之間也沒有顯著性差異(P>0.05),C組處理飼喂幼蟲的羽化成蟲平均體重(0.0357±0.0006)g(n=20)比H組(0.0345±0.0010)g(n=20)略高。
由圖2可見,5個(gè)不同胡蘿卜素濃度的干粉處理中,E組的成蛹率75.00%±5.00%(n=20)最高,與A組51.58%±6.00%(n=19)、B組44.75%±4.00%(n=20)、C組57.50%±2.00%(n=20)、D組43.50%±5.00%(n=20)都有極顯著性差異,與CK(蚜蟲飼喂)組相比,E組50 mg/kg濃度飼養(yǎng)處理對(duì)七星瓢蟲幼蟲的成蛹率無顯著性差異(P>0.05),只略低于CK組80.00%±3.00%(n=20),而其他4組與CK組相比,成蛹率均有極顯著性下降(P<0.01)。
圖2 不同胡蘿卜素濃度、不同飼料制作方法對(duì)七星瓢蟲幼蟲成蛹率的影響
在2個(gè)相同胡蘿卜素濃度不同制作方法的C、H組處理中,C組幼蟲成蛹率57.50%±2.00%(n=20)極顯著高于H組18.00%±2.00%(n=20)(P<0.01),H組30 mg/kg糊狀飼料處理和C組30 mg/kg干粉飼料組合與CK組相比,C組幼蟲成蛹率57.50%±2.00%(n=20)和H組幼蟲成蛹率18.00%±2.00%(n=20)都顯著性下降(P<0.01)。
由圖3可見,5個(gè)不同胡蘿卜素濃度的干粉處理中,E組成蟲率71.75%±2.00% (n=20)最高,與A組48.16%±5.00% (n=19)、B 組 43.75%±4.00% (n=20)、C組55.50%±2.00% (n=20)、D組41.25%±5.00% (n=20)都有極顯著性差異,與CK(蚜蟲飼喂)組76.25%±4.00%(n=20)相比,E組50 mg/kg濃度飼養(yǎng)處理對(duì)七星瓢蟲幼蟲的成蟲率無顯著性差異(P>0.05),只略低于CK組,而其他4組的成蟲率都有極顯著性降低(P<0.01)。
圖3 不同胡蘿卜素濃度、不同飼料制作方法對(duì)七星瓢蟲幼蟲成蟲率的影響
在2個(gè)相同胡蘿卜素濃度不同制作方法的C、H組處理中,C組處理飼喂的七星瓢蟲幼蟲成蟲率55.50%±2.00% (n=20)極顯著高于H組17.00%±2.00%(n=20)(P<0.01),H組和C組的成蟲率均極顯著低于CK組76.25%±4.00% (n=20)(P<0.01)。
本研究表明,不同濃度的胡蘿卜素及飼料制作方法對(duì)七星瓢蟲幼蟲的生長(zhǎng)發(fā)育有不同的影響作用,其中50 mg/kg的干粉飼料組合相比較其他濃度而言,對(duì)七星瓢蟲幼蟲的飼養(yǎng)效果更好,是較優(yōu)的七星瓢蟲幼蟲的人工飼料。而通過干粉和糊狀人工飼料對(duì)七星瓢蟲幼蟲的飼養(yǎng)效果研究結(jié)果表明,干粉飼料組合比糊狀飼料組合飼養(yǎng)幼蟲的效果更好。
在人工飼料中添加一定量β胡蘿卜素可以提高河蟹的繁殖力和孵化率,對(duì)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育起到一定的促進(jìn)作用[18]。對(duì)異色瓢蟲的人工飼料里添加不同濃度的β胡蘿卜素,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明β胡蘿卜素可以提高人工飼料的質(zhì)量,促進(jìn)瓢蟲的生長(zhǎng)發(fā)育[17],本研究結(jié)果與這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果近似。而在本研究中50 mg/kg胡蘿卜素濃度的人工飼料組合處理為最佳人工飼料組合,雖然效果略低于蚜蟲組。但與陳志輝等[16]的改變?nèi)斯わ暳辖M分對(duì)七星瓢蟲幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響研究相比,本實(shí)驗(yàn)人工飼料喂養(yǎng)出的瓢蟲成蛹率和成蟲率都比其高,這可能是與不同人工飼料的營養(yǎng)組成成分不同有較大關(guān)系,胡蘿卜素可以提高人工飼料的效率及幼蟲的存活率。與李金瑞等[19]對(duì)異色瓢蟲幼蟲人工飼料的研究相比,本實(shí)驗(yàn)中的瓢蟲幼蟲發(fā)育歷期明顯縮短,可能與非昆蟲源人工飼料飼養(yǎng)的瓢蟲營養(yǎng)缺失有關(guān),也可能與本研究中添加了胡蘿卜素有關(guān),改變了人工飼料的組成成分,導(dǎo)致了瓢蟲幼蟲的發(fā)育歷期變短,還可能是與不同種類瓢蟲的特性有關(guān)。在通常情況下,七星瓢蟲主要取食的蚜蟲為活體食物,而蜂蜜、豬肝等復(fù)合人工飼料一般呈液體狀,極容易結(jié)塊發(fā)霉,不利于七星瓢蟲幼蟲的取食。通過孫毅等[20]研究發(fā)現(xiàn)人工飼料的物理狀態(tài)影響著七星瓢蟲的營養(yǎng)效果與取食。而在本實(shí)驗(yàn)中,在其他飼料組分相同情況下,C組30 mg/kg濃度胡蘿卜素干粉處理飼養(yǎng)幼蟲效果要極顯著優(yōu)于同樣胡蘿卜素濃度的糊狀飼料處理,試驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了孫毅等[20]的研究發(fā)現(xiàn)。
在本研究實(shí)驗(yàn)中,七星瓢蟲幼蟲的發(fā)育歷期高于蚜蟲飼養(yǎng)對(duì)照組,體重、成蟲率、成蛹率都低于蚜蟲飼養(yǎng)對(duì)照組,這與Sun等[17]研究結(jié)果相似,即添加了適量的胡蘿卜素的人工飼料飼養(yǎng)蚜蟲效果還是略低于蚜蟲組飼養(yǎng)效果。程英[21]測(cè)定了蠶豆蚜的主要營養(yǎng)成分有粗蛋白、氨基酸、脂肪酸、粗脂肪、總糖、鋅、鐵、鈣和錳等,這可能是由于人工飼料相比較蚜蟲來說缺乏某些重要的營養(yǎng)成分,也有可能是人工飼料中的營養(yǎng)成分互相干擾,降低了瓢蟲的營養(yǎng)攝取,導(dǎo)致人工飼料飼養(yǎng)效果較蚜蟲飼養(yǎng)對(duì)照組差,還可能是因?yàn)槠咝瞧跋x幼蟲不太喜食人工飼料導(dǎo)致饑餓并產(chǎn)生較強(qiáng)的互食現(xiàn)象[22]。幼蟲在1齡至4齡的生長(zhǎng)發(fā)育期間產(chǎn)生自殘互食使幼蟲數(shù)量減少,導(dǎo)致成蟲率、成蛹率低。
七星瓢蟲對(duì)多種農(nóng)業(yè)、林業(yè)方面的害蟲有較好的天敵防治作用,但國內(nèi)外相關(guān)的七星瓢蟲人工飼料的研究報(bào)道較少。本研究只對(duì)不同胡蘿卜素濃度的人工飼料對(duì)七星瓢蟲幼蟲的生長(zhǎng)發(fā)育影響進(jìn)行了初步的研究,對(duì)成蟲的產(chǎn)卵率、捕食、孵化率等還需進(jìn)一步的研究和評(píng)價(jià),且本實(shí)驗(yàn)只設(shè)置了5個(gè)濃度梯度,而試驗(yàn)結(jié)果是最大濃度的人工飼料組合效果最好,但本實(shí)驗(yàn)還未確定七星瓢蟲幼蟲的更適胡蘿卜素濃度范圍,也還需進(jìn)行下一步的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),以便促進(jìn)七星瓢蟲人工規(guī)?;曫B(yǎng)、生產(chǎn)。