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松梢螟幼蟲人工飼養(yǎng)基質(zhì)的研究

2020-07-15 04:14
生物災(zāi)害科學(xué) 2020年2期
關(guān)鍵詞:松針馬尾松幼蟲

陳 波

松梢螟幼蟲人工飼養(yǎng)基質(zhì)的研究

陳 波

(遵義市林業(yè)局,貴州 遵義 563000)

【】以松梢螟幼蟲人工飼養(yǎng)基質(zhì)為研究對象,對其人工飼養(yǎng)基質(zhì)的篩選進(jìn)行研究。于2015年4月—6月,在貴州省都勻市馬鞍山馬尾松種子園基地采集試驗蟲種松梢螟幼蟲,并在實驗室使用人工培養(yǎng)基進(jìn)行飼養(yǎng),分別按照1個天然飼料對照4個不等量的松針粉梯度的人工飼料配比,通過在人工氣候箱中飼養(yǎng)觀察記錄,每個梯度設(shè)置5次重復(fù),實驗過程中,對培養(yǎng)基的厚度、體長、頭寬、蛹長、蛹寬進(jìn)行測量,記錄蛹重、化蛹率及成活率。通過對比5組成活率、化蛹率,可以得出化蛹率:II>I>III=V>IV,成活率:II>IV>V=III>I。方案II飼養(yǎng)的松梢螟幼蟲的成活率相對較高為90%,化蛹率相對較高為80%。松梢螟體重與幼蟲的生長發(fā)育狀況有關(guān),幼蟲的生長發(fā)育狀況又與人工飼料的松針粉量的配比有關(guān)。人工飼料配方中配方Ⅱ和配方Ⅲ飼養(yǎng)效果相對較好,成活率分別為88%、75%,化蛹率分別為70%、50%。在幼蟲成活率、化蛹率方面,4種人工飼料配方均不存在顯著差異,在體長平均增量、體重平均增量方面均存在顯著差異。方案Ⅱ最為適宜室內(nèi)人工飼養(yǎng)松梢螟幼蟲。

松梢螟;人工飼養(yǎng);成活率;化蛹率

馬尾松(Lamb)是中國南方地區(qū)特有的荒山綠化造林樹種[1],也是重要的工業(yè)原料樹種[2-4]。現(xiàn)有馬尾松林面積近150 萬hm2,占全省喬木林的26.95%。松梢螟()是馬尾松的主要害蟲之一,其主要鉆蛀啃食馬尾松主梢或者球果,引起植株側(cè)枝叢生,成果率減少[5-7],不僅影響到松木的材質(zhì),還影響馬尾松的健康生長和繁衍,每年因為松梢螟蛀食而造成的經(jīng)濟(jì)損失也難以估計。松梢螟的寄主有赤松、油松、黑松、馬尾松、云南松、華山松及喬松等[4]。幼蟲蛀食馬尾松新生嫩梢,受害植株生長受到影響,從而影響松樹出材量和成果率,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。其危害主要是幼蟲蛀食主梢或者側(cè)梢使其彎曲、下垂隨后變黃枯萎,同時誘發(fā)側(cè)梢呈叢生狀,主干彎曲,樹冠畸形,降低材質(zhì),影響生長[8-10]。根據(jù)調(diào)查,被害木當(dāng)年材積生長量僅僅為健康木的三分之一,成果率更低。另外,幼蟲還蛀食幼樹枝干,在部分邊材上形成蛀道,輕者影響幼樹生長,重者幼樹很快就會死亡。為了保護(hù)馬尾松能夠讓其健康的生長繁衍,需尋找有效的蟲害防治方法。用人工飼料飼養(yǎng)昆蟲[11-12],作為基礎(chǔ)性的供試害蟲的人工飼養(yǎng)技術(shù)的研究迫切需要更新與發(fā)展,以提供成本更低,品質(zhì)更優(yōu)和產(chǎn)量更高的供試蟲種的人工飼養(yǎng)基質(zhì)。對于有害昆蟲后期的科學(xué)防治實驗來說,非常重要。此方法不受寄主、季節(jié)限制,便于繁育試驗所需要的供試?yán)ハx,直接用于該害蟲防治研究。因此,對于一種昆蟲人工飼料的研制,需要對供試?yán)ハx進(jìn)行多次人工飼養(yǎng)試驗,篩選最適營養(yǎng)成分配比來飼養(yǎng)松梢螟,為后期的防治實驗提供寄主保障。

本研究主要通過松梢螟幼蟲人工飼養(yǎng),為后期的防治實驗提供蟲源。因此需要對松梢螟人工飼料基質(zhì)配方進(jìn)行一系列的試驗研究,馬尾松松針易采集亦是松梢螟的葉因子[13-14],故需要設(shè)計一個以松針粉量為梯度[10,15]的實驗,通過生長指標(biāo)的對比篩選松針量最適配方來飼養(yǎng)松梢螟幼蟲,篩選出更理想的人工飼養(yǎng)基質(zhì),在前人的基礎(chǔ)上研究得到最適的人工飼料基質(zhì)配方,總結(jié)出專用于松梢螟幼蟲人工飼養(yǎng)的人工飼料,在保證供試蟲種正常生長發(fā)育的前提下,降低人工飼養(yǎng)工作強(qiáng)度和人工飼養(yǎng)成本,為后續(xù)松梢螟防治實驗研究工作做準(zhǔn)備。

1 材料及方法

1.1 供試蟲源

供試松梢螟幼蟲全部采自貴州省都勻市馬寨馬尾松無性系種子園。貴州省都勻馬鞍山馬尾松種子園,種子園位于貴州省都勻市,屬于亞熱帶濕潤氣候區(qū)。年平均氣溫16 ℃,最低氣溫-6.9 ℃,年平均降雨量1 423 mm。年平均相對溫度79%,全年日照時數(shù)1 145.5 h,生長期達(dá)300 d以上。園區(qū)為低山丘陵,海拔860~950 m,地勢開闊,坡度平緩,土壤質(zhì)地為中壤,屑狀至塊狀結(jié)構(gòu),肥力中等。

1.2 設(shè)備及儀器

人工氣候培養(yǎng)箱(寧波江南儀器廠、RXZ)、滅菌鍋(GMSX-280、北京市永光明醫(yī)療儀器廠)、冰箱(海爾BCD-216)、錐形瓶4個、電爐、500 mL燒杯、電子天平、濾紙、溫濕度計、10 mL量筒、膠頭滴管、水筆、編織袋、鑷子、不銹鋼鍋;無色透明的10 cm×2 cm培養(yǎng)皿20套、培養(yǎng)盒(143 mm×115 mm×40 mm)2套、培養(yǎng)籠(400 mm×400 mm×400 mm)1個。

1.3 室內(nèi)飼養(yǎng)條件

1.3.1 飼養(yǎng)場所 貴州省貴州大學(xué)林學(xué)院林學(xué)樓實驗室。

1.3.2 飼養(yǎng)條件 人工氣候箱室內(nèi)控制溫度為(27±1)℃,相對濕度60%,白天光照13 h,光照強(qiáng)度60%。

1.3.3 人工飼料組成及配比 (1)飼料基本成分。干酪素(北京奧博星生物技術(shù)有限公司)、麥胚(山東棗莊鄉(xiāng)村雜糧店)、大豆粉(貴陽興河食品有限公司)、蔗糖(昆明市官渡區(qū)綠園食品廠)、葡萄糖(成都金山化學(xué)試劑有限公司)、氯化膽堿(上海山浦化工有限公司)、對-羥基苯甲酸甲酯(天津市福晨化學(xué)試劑廠)、KOH(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)、瓊脂(福建省仙游縣榜頭調(diào)味品廠)、松針粉、Vc(上海市四赫維化工有限公司)、蒸餾水。

(2)維生素混合液成分。煙酰胺(VBPP、天浴化工試劑廠)、酸鈣(Japan)、核黃素(VB2、天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)、硫胺素(VB1、天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)、吡哆醇(VB6、Japan)、葉酸(天津市福晨化學(xué)試劑廠)、蒸餾水。

(3)人工飼料配比見表1、表2。

表1 4個方案供試松梢螟幼蟲人工飼料各組分含量

表2 松梢螟人工飼料維生素混合液配方

1.4 步 驟

1.4.1 飼料的配制方法 按照表1的標(biāo)準(zhǔn),分別準(zhǔn)確秤取干酪素、麥胚、大豆粉、蔗糖、葡萄糖、氯化膽堿、KOH、松針粉、放入編織袋中混合均勻;根據(jù)表2標(biāo)準(zhǔn)配制維生素混合液備用;用燒杯量取400 mL水倒入鐵鍋中,將稱取的瓊脂加入,加熱煮融,溶解后加入防腐劑:對輕基苯甲酸甲酯煮溶;將混合均勻的藥粉倒入鐵鍋中與瓊脂水混合加熱,快速攪拌煮融,冷卻到60 ℃左右;根據(jù)雷妍圓[7]稻縱卷葉螟及二化螟人工飼養(yǎng)技術(shù)的研究的方法,加入Vc 2 g、維生素混合液,快速攪拌使之混勻,迅速倒入500 mL錐形瓶中,塞上活塞放入滅菌鍋121 ℃滅菌 15~20 min;滅菌后分別倒入滅過苗的5個培養(yǎng)皿中,剩余放入冰箱0~4 ℃冷藏備用,待冷卻至室溫接種松梢螟幼蟲。飼料配置流程見圖1。

1.4.2 室內(nèi)飼養(yǎng)方法 野外采集松梢螟幼蟲,通過體長、頭寬的測量,選擇高齡幼蟲;根據(jù)圖1流程配置人工飼料培養(yǎng)基;往培養(yǎng)皿里倒入適量的基質(zhì),剩余放入冰箱0~4 ℃保存,留待更換基質(zhì);待培養(yǎng)基冷卻至室溫放入選好的幼蟲;調(diào)節(jié)人工氣候培養(yǎng)箱的溫濕度、光照時間并檢測,無誤后放入接種松梢螟幼蟲的培養(yǎng)基;每天觀察(18:00左右),記錄幼蟲發(fā)育進(jìn)度,培養(yǎng)基基質(zhì)的啃食狀況,死亡數(shù)。收集的蛹使用游標(biāo)卡尺測量蛹長和蛹寬,用電子天平稱量蛹重,放入培養(yǎng)盒中,保濕等待羽化。每3~4 d定期更換基質(zhì)。

松梢螟各階段飼養(yǎng)方法及記錄:

每組處理5個培養(yǎng)基(5次重復(fù)),根據(jù)培養(yǎng)皿的規(guī)格,每個培養(yǎng)基放入4條同齡幼蟲,共需松梢螟幼蟲5×4×5=100 頭。

幼蟲:將通過滅菌的培養(yǎng)基質(zhì)倒入大小為10 cm×2 cm的培養(yǎng)皿中,高度通過測量在3~5 mm,共5次重復(fù),每個重復(fù)接種4頭幼蟲,每4 d換一次人工配置的飼料基質(zhì)。每天定時觀察蛀食狀況、是否化蛹,記錄幼蟲歷期以及對代表性現(xiàn)象進(jìn)行拍照。

蛹:將蛹轉(zhuǎn)移至保濕的培養(yǎng)瓶內(nèi),并在室溫下培養(yǎng)。每天定時觀察蛹顏色的變化以及羽化狀況并記錄日期。

成蟲:羽化的成蟲,放入培養(yǎng)籠(400 mm×400 mm× 400 mm)中飼養(yǎng),提供蘸有10%蜂蜜液的脫脂棉球,供給成蟲取食補(bǔ)充營養(yǎng);鋪一層產(chǎn)卵薄膜,待成蟲交配產(chǎn)卵。

設(shè)置第V組對照組CK,用天然松樹嫩梢為飼料并以相同的條件與人工培養(yǎng)基一起飼養(yǎng)松梢螟幼蟲,對比其生長差異。

圖1 飼料配制流程

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

實驗所有記錄的數(shù)據(jù)均通過Microsoft Office Excel 2007與SPSS18.0進(jìn)行處理,松針量與體長、頭寬、體重的關(guān)系采用單樣本檢驗,差異顯著(<0.05),極顯著(<0.01);化蛹率、體長、頭寬和成活率之間采用雙變量相關(guān)性分析。

通過以松針粉的量為自變量,松梢螟幼蟲體長、頭寬以及體重的平均增長量為因變量逐一進(jìn)行線性回歸顯著性分析;成活率、化蛹率分別經(jīng)過單樣本檢驗;每一個處理之間配對樣本檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理培養(yǎng)基幼蟲成活率及化蛹率

如圖2、圖3所知,通過4種方案成活率、化蛹率的直方圖,以及與第V種方案對照,方案II飼養(yǎng)松梢螟幼蟲,發(fā)育狀況相對其他方案的發(fā)育狀況較好,通過對比5組成活率、化蛹率,可以得出成活率:II>IV>V=III>I,化蛹率:II>I>III=V>IV。因此可以看出方案II,松梢螟幼蟲的成活率相對較高為90%,化蛹率相對較高為80%。

圖2 4種人工飼料及天然飼料成活率對比

以上V均為CK

圖3 4種人工飼料及天然飼料化蛹率對比

以上V均為CK

2.2 不同處理培養(yǎng)基對松梢螟幼蟲生長狀況的關(guān)系

通過表3可知,4個處理松針粉量以及體長平均增長量的關(guān)系通過SPSS分析,=0.02<0.05,因此松針粉量的變化與體長平均增長量之間存在顯著差異。在中期出現(xiàn)生長高峰期,化蛹前3 d停止進(jìn)食,體長會縮短。試驗結(jié)果表明,人工飼料配方和天然松梢對于高齡幼蟲的存活率、蛹期、平均蛹重、蛹的羽化率等指標(biāo)不存在顯著差異,說明4種不同梯度的人工飼料配方相對于天然飼料來說是較理想的松梢螟幼蟲人工飼料。在體長平均增量和體重平均增量上,4種人工飼料配方和天然飼料配方間存在5%水平的顯著差異,4種人工飼料配方飼養(yǎng)的松梢螟幼蟲歷期明顯短于配方V飼養(yǎng)的松梢螟的幼蟲歷期,這說明人工飼料配方縮短了松梢螟幼蟲發(fā)育歷期,沒有達(dá)到與對照產(chǎn)生差異的程度。在化蛹率上,人工飼料配方II和人工飼料配方I、III、IV以及對照都存在5%水平的顯著差異,配方I飼養(yǎng)的松梢螟的化蛹率明顯低于松梢螟天然飼料的化蛹率,而配方IV飼養(yǎng)的松梢螟的化蛹率和天然飼養(yǎng)的松梢螟的化蛹率無顯著差異,這說明配方II明顯提高了松梢螟的化蛹率,達(dá)到與天然飼料對照相當(dāng)?shù)男Ч?。此分析結(jié)果與劉慧敏[10]二化螟人工飼料的研究及二化螟抗Bt品系的初步選育的相關(guān)顯著性分析相似。

表3 不同處理對松梢螟幼蟲生長狀況的影響

表中數(shù)字為5次重復(fù)的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,相關(guān)性采用相關(guān)雙變量檢驗法,**代表在0.01水平上極顯著相關(guān),*代表在0.05水平上顯著相關(guān)

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

(1)由圖2、圖3,可以看出方案II飼養(yǎng)松梢螟幼蟲,發(fā)育狀況相對其他方案的發(fā)育狀況較好,通過對比5組成活率、化蛹率,可以得出化蛹率:II>I>III=V>IV,成活率:II>IV>V=III>I??梢钥闯龇桨窱I,松梢螟幼蟲的成活率相對較高為90%,化蛹率相對較高為80%。

(2)由表3可知,松梢螟體重與幼蟲的生長發(fā)育狀況有關(guān),幼蟲的生長發(fā)育狀況又與人工飼料的松針粉量的配比有關(guān)。人工飼料配方中配方Ⅱ和配方Ⅲ飼養(yǎng)效果相對較好,成活率分別為88%、75%,化蛹率分別為70%、50%。在幼蟲成活率、化蛹率方面,4種人工飼料配方均不存在顯著差異,在體長平均增量、體重平均增量方面均存在顯著差異。最后得出方案Ⅱ最為適宜室內(nèi)人工飼養(yǎng)松梢螟幼蟲。本實驗結(jié)果表明,在4種不同松針量的人工飼料中,配方Ⅱ較其余3種飼料配方更適應(yīng)松梢螟幼蟲的生長發(fā)育和繁殖需求,飼養(yǎng)效果相對最好(本實驗使用的方案序號與雷妍圓[12]稻草卷葉螟及二化螟人工飼養(yǎng)技術(shù)的研究中的方案序號相同,并且實驗結(jié)果相似,但此結(jié)果為本實驗的真實結(jié)果)。研究結(jié)果顯示:配方Ⅱ最為適宜室內(nèi)人工飼養(yǎng)松梢螟幼蟲。根據(jù)飼養(yǎng)綜合效果,成活率和化蛹率最佳為配方Ⅱ,配方Ⅰ的飼養(yǎng)效果低于天然飼料的飼養(yǎng)效果。

3.2 討 論

3.2.1 實驗中的現(xiàn)象討論 (1)幼蟲期。飼養(yǎng)初期出現(xiàn)吐絲結(jié)網(wǎng),部分啃食形成蛀道,有大量的糞便。糞便可能會污染培養(yǎng)基質(zhì)影響松梢螟幼蟲生長發(fā)育。從松梢螟幼蟲化蛹情況來看,幼蟲期的營養(yǎng)供給能夠直接表現(xiàn)在幼蟲化蛹的質(zhì)量上。

(2)蛹期。幼蟲化蛹前2 d,取食量明顯減少,幼蟲體長會縮短,頭左右擺動吐絲聚合蟲體周邊化蛹。在移動測量過程中可能會對化蛹造成影響。營養(yǎng)狀況差的松梢螟幼蟲化的蛹較小,而且容易出現(xiàn)畸形,如果處理不好蛹在發(fā)育后期容易感染病菌,繼而導(dǎo)致羽化率降低。

3.2.2 人工飼養(yǎng)壞境及技術(shù)的探討 (1)實驗現(xiàn)象中,人工飼料容易失水,制作的飼料的質(zhì)量也會隨著放置時間變長而使飼料質(zhì)量變差,并產(chǎn)生霉菌等有毒物質(zhì),從而影響供試害蟲的取食行為,甚至導(dǎo)致飼養(yǎng)幼蟲死亡,這是在人工飼料飼養(yǎng)試驗過程中普遍都存在的問題。各種配料混合制作的飼料為淺黃色,常溫下4~5 d左右就會色澤變暗,再經(jīng)過2~3 d就會產(chǎn)生霉變,嚴(yán)重影響供試幼蟲的取食。為了保證飼料的健康和新鮮,需要頻繁地更換人工飼料,大約3~4 d更換一次,但是飼料會造成很大的浪費,因此如何避免飼料過早霉變,也是需要解決和深入探討的問題。

(2)對于蛹的羽化場所在化蛹后等待蛹變黑,然后移到培養(yǎng)籠中等待羽化,羽化后再一次轉(zhuǎn)移到更大空曠的培養(yǎng)籠里并放入一定比例的蜂蜜水,供成蟲取食補(bǔ)充營養(yǎng),程序較為繁瑣,如何化繁為簡也是致力于研究討論的問題。

(3)在蛹過度暴露開放于高濕度的環(huán)境中,先羽化的成蟲掉落的鱗粉散落在各處,與保濕作用水汽結(jié)合可能造成污染,導(dǎo)致未羽化的蛹感染并發(fā)生白僵病[13]。因此需要及時轉(zhuǎn)移成蟲,防止培養(yǎng)盒內(nèi)空間過于狹小容易導(dǎo)致成蟲受傷,不便于觀察鑒別。幾乎所有的鱗翅目昆蟲,成蟲階段是需要在一定的空間內(nèi)飛翔、追逐等多中生理活動,才能促使各部分器官的發(fā)育成熟,然后雌雄兩兩交配,并產(chǎn)卵繁衍后代[14-15]。松梢螟作為一種遷飛性害蟲,飼養(yǎng)空間的大小是否會對其正常的生理、生活習(xí)性造成影響,是否會影響下一代飼養(yǎng)的效果還需深入研究。

3.2.3 松梢螟人工飼料的探討 (1)在實驗中引用了前人關(guān)于采用天然保濕松梢和人工飼料添加松針粉等進(jìn)行人工飼養(yǎng)松梢螟的實驗,天然保濕松梢飼料表現(xiàn)為存活率過低,幼蟲發(fā)育緩慢,化蛹率低等。這可能是松梢離開母樹后基質(zhì)逐漸硬化,不利于松梢螟幼蟲取食,影響其發(fā)育。

(2)在天然松梢飼料的飼養(yǎng)條件下,松梢螟蟲體蛋白均是來自于植物性飼料,在人工飼料的配置中使用大豆粉作為氨基酸或蛋白質(zhì)源,但不一定是最合適的。同時,松梢螟對人工飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收,直接影響其生長發(fā)育和許多行為活動,由于松梢螟在貴州省內(nèi)主要寄主為馬尾松,馬尾松松針粉營養(yǎng)物質(zhì)含量相對馬尾松其他部位來說最為豐富,因而松針粉的量的變化可能對松梢螟幼蟲生長發(fā)育產(chǎn)生的影響。

(3)從人工配置飼料與天然飼料的飼養(yǎng)效果來看,取食人工飼料的松梢螟平均幼蟲歷期縮短,飼料的成本也較低,適宜供試蟲種的人工飼養(yǎng)使用。另外室內(nèi)人工飼養(yǎng)具有省工省時的優(yōu)點,在后期的防治實驗中能夠大大減輕工作量。但是人工飼養(yǎng)的松梢螟與采集地的松梢螟在生物特性上是否存在顯著區(qū)別,也是課題組需要研究證明的問題。

(4)4種人工飼料飼養(yǎng)的松梢螟差別不大明顯,但是第2種配方相對于其他4種的生長量的平均增長率以及化蛹率、成活率都要好。其他配方配置的飼料雖然能養(yǎng)活,但幼蟲死亡率較高,不足以為后期的防治實驗提供蟲源。根據(jù)飼養(yǎng)效果排序為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅰ,配方Ⅰ的飼養(yǎng)效果低于天然飼料的飼養(yǎng)效果,可能是因為松針粉的量不足,在移動測量的過程中對幼蟲造成了損傷等。

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Artificial Breeding Matrix of Pine Tip Moth Larvae

CHEN Bo

(Forestry Bureau of Zunyi City, Zunyi, Guizhou 563000, China)

Taking pine tip moth larvae in the captivity matrix as the research object, the screening of its artificial breeding matrix was studied.From April to June in 2015, in Maanshanseed orchard base in Duyun City, Guizhou, test species of pine tip moth were collected, and fed in the laboratory by using artificial medium, according to a natural feed with four different amount of artificial feed formula of pine needle powder gradient (control groups), by observing and recording the raising in the artificial climate box, setting the 5 repeat times for each gradient. In the course of the experiment, the medium thickness, body length, head width, pupa length and width, pupation and survival rates, all were measured and recorded.By comparing the survival rate of 5 groups, the pupa rate was concluded as: II>I>III=V>IV, and the survival rate as: II>IV>V=III>I. The pine tip moth larvae raised with Scheme II had a relatively high survival rate of 90%, and the pupation rate was 80%; (3) Pine tip weight was associated with the growth and development status of larva moth, and the larval growth condition was associated with the ratio of the pine needle powder of the artificial feed quantity. Effects of artificial feed formula recipes Ⅱ and Ⅲ were relatively good, with the survival rate of 88% and 75%, respectively, and the pupa rate of 70% and 50%, respectively. In terms of the survival rate of larvae and the pupa rate, four types of artificial formula did not have significant differences, while significant differences existed both in terms of the mean length increment and the average weight increment.it is concluded that Scheme Ⅱ was the most suitable for indoor artificial breeding of pine moth larvae.

pine tip moth; artificial feed; survival rate; pupation rate

S763.42

A

2095-3704(2020)02-0197-06

2020-04-13

2020-05-05

陳波(1992—),男,本科,助理工程師,主要從事林業(yè)有害生物監(jiān)測與防治研究,1094378681@qq.com。

10.3969/j.issn.2095-3704.2020.02.35

陳波. 松梢螟幼蟲人工飼養(yǎng)基質(zhì)的研究[J]. 生物災(zāi)害科學(xué), 2020, 43(2): 197-202.

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