張紅梅,王 燕,趙雪晴,尹艷瓊,李向永,劉 瑩,諶愛東,陳宗麒,陳福壽
(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所/云南省農(nóng)業(yè)跨境有害生物綠色防控重點實驗室,昆明 650205)
半閉彎尾姬蜂DiadegmasemiclausumHellen屬膜翅目Hymenoptera姬蜂總科Ichneumonoidea姬蜂科Ichneumonidae,是十字花科蔬菜上主要害蟲小菜蛾P(guān)lutellaxylostellaLinnaeus幼蟲期的一種重要內(nèi)寄生蜂[1,2]。該蜂起源于歐洲,許多國家和地區(qū)廣泛引進并成功定殖,對當(dāng)?shù)匦〔硕甑臑楹θ〉矫黠@的控制效果[3-5]。1997―1998年我國云南省從中國臺灣省和越南引入半閉彎尾姬蜂,通過室內(nèi)擴繁及田間釋放成為當(dāng)?shù)匦〔硕暧紫x優(yōu)勢寄生蜂[6-8]。
近年來,隨著我國農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展,以天敵昆蟲為主的生物防治技術(shù)在害蟲綜合治理(IPM)中發(fā)揮著越來越重要的作用[9]。半閉彎尾姬蜂成為云南天敵昆蟲生物防治的典型案例,經(jīng)長期調(diào)查滇中菜區(qū)每年4月小菜蛾種群數(shù)量開始增多,但田間半閉彎尾姬蜂初始種群數(shù)量較低,這需要田間大量釋放半閉彎尾姬蜂以有效控制小菜蛾種群數(shù)量,因此繁殖和釋放前需要儲備大量天敵昆蟲,解決天敵昆蟲貨架期短的問題,低溫貯藏是天敵昆蟲生產(chǎn)和應(yīng)用的重要技術(shù)[10,11]。
目前,半閉彎尾姬蜂研究主要集中在生物學(xué)[12-15]、生態(tài)學(xué)[16]、種內(nèi)競爭[17,18]、調(diào)控機理[19]、毒力測定[20,21]、行為學(xué)[22,23]、低溫對蛹休眠及蛹重[24,25]等方面研究,但未報道低溫貯藏對半閉彎尾姬蜂生長發(fā)育研究。目前已開展卷蛾分索赤眼蜂Trichogrammatoideabactrae[26]、松毛蟲赤眼蜂TrichogrammadevderolimiMatsumura[27]、螟黃赤眼蜂TrichogrammachilonisIshii[28]、菜蚜繭蜂DiaeretiellarapaeM’Intosh[29]等寄生蜂的低溫貯藏對其發(fā)育的影響,研究表明低溫貯藏對大部分寄生蜂的傷害會立即出現(xiàn),也有可能會傳遞到下一個發(fā)育階段或者后代,對存活、發(fā)育等產(chǎn)生不利的影響。
本文研究半閉彎尾姬蜂蛹和成蟲在低溫貯藏后對其生長發(fā)育的影響,為半閉彎尾姬蜂生產(chǎn)和應(yīng)用提供技術(shù)支撐,更好地發(fā)揮天敵昆蟲在生物防治上的作用,助推云南綠色蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在養(yǎng)蟲室內(nèi),以京豐1號甘藍(lán)作為寄主植物飼養(yǎng)小菜蛾,用2~3齡小菜蛾幼蟲飼養(yǎng)半閉彎尾姬蜂,連續(xù)飼養(yǎng)20代以上建立穩(wěn)定種群。室內(nèi)飼養(yǎng)條件為溫度(22±1)℃,光周期16L:8D,相對濕度(65±5)%。分別收集半閉彎尾姬蜂蛹和成蟲作為試驗蟲源。
在溫度(22±1)℃,光周期16L:8D,相對濕度(65±5)%條件下,用小菜蛾幼蟲飼養(yǎng)半閉彎尾姬蜂,待半閉彎尾姬蜂發(fā)育至蛹時,將蛹放在培養(yǎng)皿中,并用封口膜封口,置于 4 ℃條件下,分別低溫貯藏5、10、15、20、25、30 d,未經(jīng)低溫貯藏的半閉彎尾姬蜂蛹作為對照,每個處理150頭蛹,每個處理重復(fù)4次,低溫處理結(jié)束后將蛹取出置于養(yǎng)蟲室讓其羽化,記錄成蟲羽化的數(shù)量。將不同低溫處理后羽化的成蜂置于養(yǎng)蟲室的寄生籠內(nèi),籠內(nèi)提供小菜蛾幼蟲讓其寄生,并提供15%蜂蜜水,每3 d更換1次帶有2~3齡小菜蛾幼蟲的甘藍(lán)植株,每株甘藍(lán)上約有小菜蛾幼蟲250頭,直至半閉彎尾姬蜂成蟲死亡,繼續(xù)觀察被寄生的小菜蛾幼蟲,待小菜蛾幼蟲體內(nèi)半閉彎尾姬蜂發(fā)育至蛹后,統(tǒng)計蜂蛹數(shù)量,每個處理5對蜂,重復(fù)4次。
在上述試蟲飼養(yǎng)條件下,取羽化1 d的半閉彎尾姬蜂成蟲置于通氣保鮮盒內(nèi),提供15%蜂蜜水,將裝有成蟲的保鮮盒放在4 ℃條件下,分別低溫貯藏5、10、15、20、25、30 d,未經(jīng)低溫貯藏的成蟲作為對照,每個處理150頭成蟲,重復(fù)4次。將低溫處理后的成蟲置于養(yǎng)蟲室,記錄成蟲存活數(shù)量。將各處理下存活的成蟲放在寄生籠內(nèi)置于養(yǎng)蟲室,籠內(nèi)提供小菜蛾幼蟲讓其寄生,并提供15%蜂蜜水,每3 d更換1次帶有2~3齡小菜蛾幼蟲的甘藍(lán)植株,每株甘藍(lán)上約有小菜蛾幼蟲250頭,直至成蟲死亡,繼續(xù)觀察被寄生的小菜蛾幼蟲,直至小菜蛾幼蟲體內(nèi)的半閉彎尾姬蜂發(fā)育至蛹,統(tǒng)計蜂蛹數(shù)量,將各處理條件下的蛹放在培養(yǎng)皿內(nèi),置于養(yǎng)蟲室觀察,記錄出蜂數(shù)量,每個處理5對蜂,重復(fù)4次。
采用Excel 2007和SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析,用單因素方差分析不同處理半閉彎尾姬蜂蛹低溫貯藏對成蟲的羽化率和寄生力,不同處理低溫貯藏成蟲對其存活率、寄生力和子代羽化率的影響。分析前進行正態(tài)分布檢驗和方差齊性檢驗。
2.1.1 低溫貯藏對羽化率的影響 半閉彎尾姬蜂蛹經(jīng)低溫貯藏不同時間對成蟲羽化率的影響見圖 1。低溫貯藏蛹0(CK)、5、10、15、20、25和30 d處理后,成蟲羽化率分別為86.66%、83.50%、81.50%、63.25%、58.33%、51.00%和43.33%,蛹低溫貯藏不同時間對成蟲羽化率有顯著性影響(F6,21=105.4895,P<0.0005),低溫貯藏0、5、10 d處理成蟲羽化率沒有顯著性差異;低溫貯藏15、20、25、30 d羽化率顯著低于對照,蛹低溫貯藏5和10 d對成蟲羽化率沒有顯著影響。
圖1 半閉彎尾姬蜂蛹經(jīng)低溫貯藏后對成蟲羽化率的影響Fig.1 Effects of D.semiclausum pupae stored at low temperature on the emergence rate of adult
2.1.2 低溫貯藏對成蟲寄生力的影響 半閉彎尾姬蜂蛹經(jīng)低溫貯藏對成蟲寄生力的影響見圖2。低溫貯藏蛹0(CK)、5、10、15、20、25和30 d處理對成蟲寄生率分別為41.70%、38.43%、39.02%、34.88%、29.11%、24.75%和23.54%,蛹低溫貯藏不同時間對成蟲寄生率有顯著性的影響(F6,21=31.9545,P<0.0005),低溫貯藏0、5、10 d成蟲的寄生率與對照沒有顯著性差異;低溫貯藏15、20、25、30 d的寄生率顯著低于對照。半閉彎尾姬蜂蛹低溫貯藏5、10 d對成蟲羽化率和寄生率沒有顯著影響。建議蛹低溫貯藏10 d內(nèi)較適宜。
圖2 半閉彎尾姬蜂蛹經(jīng)低溫貯藏后對成蟲寄生率的影響Fig.2 Effects of D.semiclausum pupae stored at low temperature on the parasitic rate of adult
2.2.1 低溫貯藏成蟲對其存活率的影響 半閉彎尾姬蜂成蟲經(jīng)低溫貯藏對其存活率的影響見圖3。成蟲低溫貯藏0(CK)、5、10、15、20、25和30 d存活率分別為99.67%、95.75%、82.67 %、85.00%、65.00%、23.33%和9.67%,成蟲低溫貯藏不同時間存活率呈顯著性差異(F6,21=395.6748,P<0.0005),低溫貯藏5 d處理成蟲存活率與對照沒有顯著性差異;低溫貯藏10、15、20、25、30 d成蟲存活率顯著低于對照,說明低溫貯藏成蟲10~30 d對成蟲的存活率有顯著的影響。
圖3 半閉彎尾姬蜂成蟲經(jīng)低溫貯藏后對其存活率的影響Fig.3 Effects of D.semiclausum adult stored at low temperature on the survival rate of adult
2.2.2 低溫貯藏成蟲對其寄生力的影響 低溫貯藏成蟲對其寄生率的影響見圖4。成蟲低溫貯藏0(CK)、5、10、15、20、25、30 d對其寄生率分別為39.70%、38.05 %、27.00 %、23.75 %、10.30 %、3.10 %、0%,成蟲低溫貯藏不同時間對其寄生率呈顯著性差異(F6,21=696.4076,P<0.0005),低溫貯藏5 d處理成蟲寄生率與對照沒有顯著性差異,低溫貯藏10、15、20、25、30 d成蟲寄生率與對照、5 d處理有顯著性差異,30 d處理不能寄生,寄生率顯著低于對照,說明低溫貯藏成蟲10~30 d對成蟲的寄生率有顯著的影響。
圖4 半閉彎尾姬蜂成蟲經(jīng)低溫貯藏后對其寄生率的影響Fig.4 Effects of D.semiclausum adult stored at low temperature on the parasitic rate of adult
2.2.3 低溫貯藏成蟲對其子代羽化率的影響 低溫貯藏成蟲對其子代羽化率的影響見圖 5。成蟲低溫貯藏0(CK)、5、10、15、20和25 d對其子代羽化率分別為91.33%,86.00 %,82.00 %,81.00 %,74.00 %和65.67 %。成蟲低溫貯藏不同時間對其子代羽化率有顯著性影響(F5,18=17.8554,P<0.0005),成蟲低溫貯藏5 d對其子代羽化率與對照沒有顯著性差異;低溫貯藏10~25 d處理的成蟲子代羽化率顯著低于對照。建議成蟲低溫貯藏5 d內(nèi)較適宜。
圖5 半閉彎尾姬蜂成蟲經(jīng)低溫貯藏對其子代羽化率的影響Fig.5 Effects of D.semiclausum adult stored at low temperature on emergence rate of its offspring
利用天敵昆蟲控制農(nóng)林業(yè)害蟲時,天敵昆蟲釋放前要在一定時間內(nèi)儲備足夠數(shù)量,根據(jù)害蟲的發(fā)生為害時期進行天敵昆蟲的貯藏調(diào)控,繼而實現(xiàn)田間的同步釋放[30],為了減緩天敵昆蟲的發(fā)育和降低新陳代謝的速率,低溫貯藏在延緩其發(fā)育進程中扮演了重要的角色,同時對天敵昆蟲產(chǎn)品貨架期的延長起到?jīng)Q定性的作用,但天敵昆蟲長時間處在低溫環(huán)境下會產(chǎn)生一系列的影響,導(dǎo)致天敵昆蟲滯育后致死或亞致死效應(yīng)顯著增強[31]。同時天敵昆蟲會消耗大量的脂肪維持自身生殖生長和營養(yǎng)生長,寄生性天敵不能自身合成脂肪,在低溫貯藏下會以生殖和生存為代價,有時低溫脅迫效應(yīng)不會立即出現(xiàn),可能會傳遞到下一發(fā)育階段或后代,對生存、發(fā)育等產(chǎn)生不利的影響[32]。
本文在低溫貯藏半閉彎姬蜂蛹15~30 d對成蟲羽化率、寄生率顯著低于對照,在0~30 d隨著低溫貯藏時間的延長成蟲的羽化率及寄生率逐漸降低。卷蛾分索赤眼蜂[26]隨低溫貯藏時間延長羽化率、寄生能力逐漸降低,卷蛾分索赤眼蜂卵期和蛹期對低溫反應(yīng)更為敏感,其羽化率、寄生能力及壽命都受到明顯削弱,老熟幼蟲期的赤眼蜂所受影響相對較小,能冷藏 6~9 d;松毛蟲赤眼蜂[27]在溫度(3±1)℃和相對濕度(65±5)%條件下貯藏,隨著貯藏時間的延長,羽化率、單卵出蜂數(shù)、雌蜂率逐漸降低,畸形蜂率逐漸升高,低溫保存不能超過60 d;螟黃赤眼蜂[28]對低溫3 ℃更為敏感,3~9日齡在冷藏14 d,羽化率大幅度下降;菜蚜繭蜂[29]隨著低溫貯藏時間延長羽化率逐漸降低,最適宜在僵化4~5 d,于4~5 ℃冷藏,大量的研究表明寄生蜂隨著低溫貯藏時間的延長,寄生率及羽化率逐漸減低,這與本文相一致。本文研究表明半閉彎尾姬蜂蛹置于低溫4 ℃條件下,保存10 d內(nèi)對成蟲羽化率和寄生率沒有顯著影響,羽化率在81.50%以上,寄生率在38.43%以上,但低溫保存15~30 d對羽化率、寄生率有抑制作用,這有待于進一步開展不同齡期不同低溫保存對其生長發(fā)育的影響研究,明確半閉彎尾姬蜂對低溫耐受力和敏感齡期的溫度,為該寄生蜂低溫保存提供更佳適合的條件。
低溫貯藏半閉彎尾姬蜂成蟲10~30 d對存活率、寄生率及其子代的羽化率顯著低于對照,0~30 d成蟲隨著低溫貯藏時間的延長存活率、寄生率及其子代的羽化率逐漸降低,保存30 d成蟲存活率低,不能寄生。淺黃恩蚜小蜂隨著低溫貯藏時間的延長壽命明顯縮短[33];長緣纓小蜂AnaphesvictusHuber低溫貯藏,羽化出蜂、產(chǎn)卵量明顯減少[34],這與本文相一致,但在9.5 ℃貯藏15 d以上的枸杞木虱嚙小蜂Tamarixia lyciumiYang[35]對寄生能力沒有顯著影響,適度的低溫能提高麗蚜小蜂Encarsiaformosa羽化率、寄生量和壽命[36],蚜繭蜂Aphidiuscolemani[37]寄生的僵蚜適度的變溫比一直在低溫下羽化率顯著提高,這可能是短期的變溫有利于修復(fù)低溫的傷害,這有待于進一步開展變溫處理對半閉彎尾姬蜂生長發(fā)育的影響,提高或維持半閉彎尾姬蜂活力。
半閉彎尾姬蜂在繁殖和田間應(yīng)用過程中,低溫4 ℃條件下,建議蛹低溫保存10 d以內(nèi),成蟲保存5 d以內(nèi)較理想。本文僅研究了低溫保存時間對半閉彎尾姬蜂蛹和成蟲生長發(fā)育的影響,但寄生蜂在低溫冷藏下的耐受性受多種因素影響,如生物因素(齡期、營養(yǎng)、能量貯存等)和非生物因素(溫度、濕度、貯藏時間、低溫誘導(dǎo)等),明確這些因素對低溫貯藏非常重要[22],因為昆蟲不同生長發(fā)育階段受溫度、濕度、營養(yǎng)補充、介質(zhì)等方面的影響,同時在低溫保存下,這些因素影響昆蟲的發(fā)育、壽命及繁殖等,以延長天敵昆蟲的貨架期和維持半閉彎尾姬蜂的繁殖力。因此,有必要進一步開展不同貯藏溫度、濕度、介質(zhì)、齡期、時長及補充營養(yǎng)等對半閉彎尾姬蜂生長發(fā)育及田間擴散能力等的影響研究,篩選優(yōu)化不同齡期半閉彎尾姬蜂低溫貯藏條件,開發(fā)多樣化天敵昆蟲產(chǎn)品,為天敵昆蟲生產(chǎn)和應(yīng)用提供技術(shù)保障,助推云南綠色產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。