溫度對(duì)黃粉蟲種群動(dòng)態(tài)的影響

溫度對(duì)黃粉蟲種群動(dòng)態(tài)的影響

黃粉蝶也被稱為黃粉蝶和鱗狀昆蟲，屬于鞘門甲科。黃粉蟲是一種倉庫害蟲,分布于世界各地。同時(shí)它也是人工養(yǎng)殖理想的飼料昆蟲,由于其易于飼養(yǎng),許多動(dòng)物園廣泛養(yǎng)殖,以其幼蟲作為鳥等動(dòng)物的活飼料。目前,許多地方開發(fā)利用黃粉蟲喂養(yǎng)蝎子、牛蛙等經(jīng)濟(jì)動(dòng)物,效果良好。黃粉蟲作為一種高蛋白營(yíng)養(yǎng)源,經(jīng)過加工,還可以作為食用昆蟲,國內(nèi)有關(guān)單位開始嘗試研究將黃粉蟲制成復(fù)合氨基酸食品、飲料和藥品等。黃粉蟲同時(shí)作為經(jīng)濟(jì)昆蟲和倉庫害蟲,人們對(duì)其生物學(xué)特性的研究相對(duì)較少,發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫只有零星報(bào)道,而對(duì)其實(shí)驗(yàn)種群生命表的研究尚屬空白。為此,對(duì)黃粉蟲在不同溫度下的發(fā)育歷期和有效積溫進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并且組建了黃粉蟲的實(shí)驗(yàn)種群生命表,旨在為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)以及有效防治該害蟲和合理利用其經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1粉蟲成蟲接卵紙的制備試驗(yàn)蟲源為實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)的黃粉蟲。用麩皮在室內(nèi)飼養(yǎng)黃粉蟲成蟲,待開始產(chǎn)卵后,在接卵前1d的22:00換上一張新的接卵紙,并在第2天的22:00取出接卵紙,24h內(nèi)接到的卵視為同齡卵,供試驗(yàn)使用。1.2測(cè)試方法1.2.1黃粉蟲發(fā)育情況觀察將5個(gè)光照培養(yǎng)箱(GZP-250型,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)分別設(shè)置為20、23、26、29、32℃(誤差為±0.5℃)5個(gè)溫度梯度,光照為14L∶10D,相對(duì)濕度為(70±5)%。取黃粉蟲同齡卵置于培養(yǎng)皿中(直徑9cm),每處理的卵粒數(shù)為100粒,置于不同溫度下的光照培養(yǎng)箱中,每個(gè)溫度處理設(shè)置5次重復(fù),待卵孵化后,用經(jīng)過太陽暴曬過的麩皮飼養(yǎng)。每天8:00、15:00、22:00觀察黃粉蟲發(fā)育進(jìn)度,并做詳細(xì)記錄。統(tǒng)計(jì)各蟲態(tài)(齡)的發(fā)育歷期,全世代發(fā)育歷期均采用卵歷期+幼蟲歷期+蛹?xì)v期表示。根據(jù)以上資料計(jì)算黃粉蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫,并預(yù)測(cè)其在延安地區(qū)的全年發(fā)生代數(shù)。1.2.2生命表參數(shù)測(cè)定對(duì)不同溫度處理下的黃粉蟲卵進(jìn)行觀察,記錄進(jìn)入每一蟲態(tài)(齡)開始至結(jié)束的活蟲數(shù)、死亡數(shù),計(jì)算死亡率,組建生命表,并參考龐雄飛等的方法,計(jì)算生命表參數(shù)。1.2.3發(fā)育歷期及平均發(fā)育速度根據(jù)昆蟲發(fā)育速度與溫度關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,每個(gè)處理舍去最大值和最小值,得出不同溫度下的歷期,求得各蟲態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度(C)和有效積溫(K)及標(biāo)準(zhǔn)誤(SC和SK)。計(jì)算公式如下:T=C+KN=C+KV,V=1/N?C=∑V2∑T?∑V∑VVTn∑V2?(∑V)2,K=n∑VT?∑V∑Tn∑V2?(∑V)2?SC=∑(T?T′)2n?2[1n+Vˉˉˉ2∑(V?Vˉˉˉ)2]????????????????????√,SK=∑(T?T′)2(n?2)∑(V?Vˉˉˉ)2???????????√。式中,N表示發(fā)育歷期,n表示處理數(shù),T為觀察值,T′為計(jì)算的理論值,Vˉˉˉ為平均發(fā)育速度。發(fā)生代數(shù)的預(yù)測(cè)是基于積溫公式K=N(T-C),設(shè)某地對(duì)某蟲1a可提供的有效積溫K1,則K1=∑i=112N(T?C)?通過已知的總積溫K,從而預(yù)測(cè)出某蟲1a的發(fā)生代數(shù)。2結(jié)果與分析2.1黃粉蟲平均需要的天數(shù)根據(jù)對(duì)各處理下的黃粉蟲的觀察,得出黃粉蟲在不同溫度下的發(fā)育歷期(表1)。從20℃至32℃,黃粉蟲都能正常完成世代。在20℃時(shí)完成一個(gè)世代平均需要97.0d,23℃時(shí)平均需要85.0d,26℃時(shí)平均需要75.1d,29℃時(shí)平均需要60.1d,32℃時(shí)平均需要59.9d。隨著溫度的升高,黃粉蟲完成一個(gè)世代平均需要的天數(shù)逐漸縮短。在相同溫度條件下,黃粉蟲各蟲齡(態(tài))中,幼蟲的發(fā)育歷期最短(其中七齡、八齡、九齡幼蟲的發(fā)育歷期相對(duì)于其他蟲齡的幼蟲較短),卵次之,蛹的最長(zhǎng)。室內(nèi)飼養(yǎng)的黃粉蟲在29～32℃的溫度范圍內(nèi)發(fā)育速率最快,發(fā)育歷期最短。2.2有效積溫生長(zhǎng)量d根據(jù)黃粉蟲在不同溫度下的發(fā)育歷期,計(jì)算出黃粉蟲各發(fā)育階段的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫,見表2。黃粉蟲的卵、一至十三齡幼蟲、蛹的發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為5.67、5.49、4.04、4.74、5.15、4.79、4.74、5.03、4.85、4.44、4.39、5.13、4.56、4.41、7.44℃,有效積溫分別為108.16、84.79、93.29、86.43、93.10、91.34、93.52、79.88、83.08、81.39、94.40、90.88、91.12、94.02、128.19d·℃。根據(jù)延安市氣象資料推算出,在延安地區(qū)黃粉蟲每年可發(fā)生1.24代,與實(shí)際發(fā)生代數(shù)2代基本一致。2.3各蟲態(tài)齡的存活率測(cè)定根據(jù)黃粉蟲在各個(gè)發(fā)育階段的存活率繪制其在不同溫度下的存活曲線(圖1),結(jié)果表明,溫度對(duì)黃粉蟲存活率的影響因其所處蟲態(tài)的不同而異。在26℃和29℃時(shí)卵的孵化率最高,分別為98.3%和98.6%,20℃時(shí)最低,為95.4%。七至九齡幼蟲明顯比其他各蟲態(tài)(齡)的存活率穩(wěn)定。各溫度處理下黃粉蟲的世代存活率分別為:20℃,72.8%;23℃,75.5%;26℃,77.2%;29℃,77.4%;32℃,76.5%。黃粉蟲在5個(gè)溫度處理下的全世代存活率呈拋物線趨勢(shì),經(jīng)Excel軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,擬合成的拋物線如圖2所示。由拋物線方程Y=-0.069X2+3.9005X+22.387(R2=0.9991),計(jì)算出黃粉蟲全世代的最適生長(zhǎng)和繁殖溫度為28.3℃,此時(shí)全世代的最大存活率理論值為77.5%。2.4黃粉蟲的產(chǎn)卵黃粉蟲成蟲在不同溫度下的壽命隨著溫度的增高而逐漸縮短,成蟲壽命在20℃時(shí)可達(dá)51d,在32℃時(shí)僅有36d。從表3可以看出,黃粉蟲的最適產(chǎn)卵溫區(qū)為26～29℃,此溫區(qū)的雌蟲產(chǎn)卵量明顯高于其他溫區(qū)。29℃時(shí)產(chǎn)卵量最大,單雌平均產(chǎn)卵量為237.1粒,其次為26℃,單雌平均產(chǎn)卵量222.1粒;23℃單雌平均產(chǎn)卵量為201.6粒。而低溫和高溫下黃粉蟲的產(chǎn)卵數(shù)量相對(duì)較低,單雌平均產(chǎn)卵量分別為178.2粒和198.6粒。由此說明,低溫和高溫均對(duì)黃粉蟲產(chǎn)卵產(chǎn)生一定的影響。2.5不同溫度下黃粉蟲種群趨勢(shì)指數(shù)的比較環(huán)境溫度對(duì)黃粉蟲的存活和繁殖均有明顯的影響,根據(jù)不同溫度下黃粉蟲各發(fā)育期存活率和成蟲繁殖力的資料,組建了黃粉蟲在不同溫度下的實(shí)驗(yàn)種群生命表(表4)。表4中的起始卵數(shù)為假定數(shù),各發(fā)育階段的死亡率為實(shí)際觀察值,雌雄比假設(shè)為1/1(觀察值為0.992/1)。由表4可以看出,溫度對(duì)黃粉蟲存活的影響因其所處發(fā)育階段不同而有所差別。在20～32℃內(nèi),卵、幼蟲、蛹、成蟲的生存最適溫區(qū)為26～29℃,在該溫區(qū)內(nèi),卵的孵化率、幼蟲的存活率、蛹的羽化率均相對(duì)較高。低溫對(duì)黃粉蟲的影響程度明顯大于高溫的影響程度。根據(jù)黃粉蟲在不同溫度下的實(shí)驗(yàn)種群生命表,得出黃粉蟲在各個(gè)溫度下的種群趨勢(shì)指數(shù)分別為:20℃,59.9;23℃,76.0;26℃,85.5;29℃,86.3;32℃,78.8。由該指數(shù)擬合成的黃粉蟲種群趨勢(shì)指數(shù)曲線如圖3所示,曲線方程為:Y=-0.4437X2+24.673X-256.31(R2=0.9992)。由此可以計(jì)算出在27.8℃時(shí),黃粉蟲的種群趨勢(shì)指數(shù)達(dá)到理論的最大值86.7,說明該溫度較適合于黃粉蟲的生長(zhǎng)發(fā)育。3討論3.1黃粉蟲在成蟲和幼蟲期內(nèi)各期期的分布根據(jù)室內(nèi)飼養(yǎng)觀察,黃粉蟲在1a內(nèi)發(fā)生多代,并且有明顯的世代重疊現(xiàn)象。在冬季可以發(fā)現(xiàn),各個(gè)蟲態(tài)的黃粉蟲無越冬現(xiàn)象。黃粉蟲在全國各地都有發(fā)生,由于不同地區(qū)所處的地理環(huán)境不同,除溫度以外的其他因素如濕度、光照、養(yǎng)殖密度等也不同程度地影響著各個(gè)蟲態(tài)(齡)的發(fā)育,所以各地對(duì)黃粉蟲的報(bào)道也不太一致。本試驗(yàn)測(cè)得了黃粉蟲各蟲態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫,準(zhǔn)確預(yù)報(bào)下一蟲態(tài)或蟲齡的發(fā)生時(shí)期,可以有效地治理該蟲,最大限度地減少蟲災(zāi)損失;并且在將黃粉蟲作為資源昆蟲的養(yǎng)殖方面也提供了參考依據(jù)。對(duì)于黃粉蟲幼蟲在整個(gè)世代中的分齡,趙養(yǎng)昌報(bào)道,黃粉蟲幼蟲有15～21齡,但他在《中國倉庫害蟲》一書中認(rèn)為,黃粉蟲一般蛻皮14～15次。陳根富等觀察黃粉蟲齡期后認(rèn)為,黃粉蟲幼蟲齡期為10～21齡,并提出黃粉蟲齡數(shù)與環(huán)境溫度有關(guān),且在相同飼養(yǎng)條件下,不同個(gè)體的蛻皮次數(shù)也可能不一致。彭中健等報(bào)道,黃粉蟲齡數(shù)為13～16齡。這些報(bào)道說明黃粉蟲的分齡與環(huán)境因素聯(lián)系比較緊密。本試驗(yàn)未將氣候因子加以考慮,而是在溫濕度恒定的條件下進(jìn)行的,所以觀察到的黃粉蟲幼蟲齡數(shù)為13齡,為延安地區(qū)黃粉蟲幼蟲齡期的研究提供了理論參考。3.2不同溫度下黃粉蟲的種群分布本試驗(yàn)中,黃粉蟲成蟲在29℃時(shí)的單雌平均產(chǎn)卵量達(dá)到最大值237.1粒,明顯高于其他溫度下的單雌平均產(chǎn)卵量,因此在大量繁殖黃粉蟲時(shí),應(yīng)盡量將成蟲產(chǎn)卵時(shí)所處的溫度調(diào)至29℃,從而獲得最大的黃粉蟲卵量。根據(jù)黃粉蟲在不同溫度下的實(shí)驗(yàn)種群生命表可知,在26～29℃內(nèi),黃粉蟲的種群趨勢(shì)指數(shù)較高,說明該溫區(qū)是黃粉蟲繁殖的最適溫區(qū)。經(jīng)計(jì)算,