意大利蝗取食特性及损失估计研究

薛智平, 张 泉, 牙森◦沙力, 王广君*,阿不都外力◦伊玛木, 肖宏伟

(1.中国农业科学院植物保护研究所,农业部生物防治重点开放实验室,北京 100081;2.新疆畜牧厅治蝗灭鼠办公室,乌鲁木齐 830001; 3.新疆玛纳斯县蝗虫鼠害预测预报防治站,832200)

近年来,由于全球气候变化及对自然资源的不当利用,造成生态环境破坏,为蝗灾的发生创造了条件,加重了蝗灾的危害程度[1]。如1997-1999年,意大利蝗(Callip tam usitalicus)、亚洲飞蝗(Locusta m igratoriamigratoria)在哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦及我国发生危害,仅哈萨克斯坦直接经济损失就达1 500万美元[2-3];2000年,意大利蝗在新疆草原200多万hm2草场发生危害[4]。因此,研究意大利蝗的取食、危害规律,评估其对草场造成的损失,对于指导意大利蝗的防治,更有效地控制意大利蝗的危害具有重要意义,同时可以为制定意大利蝗防治指标提供依据。

2008年5-8月,作者在新疆昌吉回族自治州玛纳斯县对意大利蝗在野外自然状态下的取食特性及取食量进行了研究,并评价了意大利蝗对草场造成的损失,为进一步控制该害虫的危害奠定了基础。

1 材料与方法

1.1 试验地概述

试验地位于新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州玛纳斯县县城以南 72 km 处 ,86°07′50″E,43°54′14″N,海拔1 309 m左右,植被类型属于山地荒漠、半荒漠草场。试验地内包括7科13属13种植物。其中,冷蒿(Artem isia frigida W illd.)、针叶苔草(Carex onoei Franch.et Sav.)、针茅(Stipa capillata Linn.)为优势种。

1.2 试验材料

试虫:意大利蝗若虫及成虫。

仪器及材料:电子天平(精度为0.001 g)、圆柱形铁纱网养虫笼(d=26 cm,h=40 cm)、烘干箱、笼罩、剪刀、镊子。

1.3 试验方法

1.3.1 取食特性研究

选择10种优势种植物(见表1)作为供试植物,野外条件下设置100 cm×100 cm×100 cm纱网笼罩饲养3～5龄若虫50头。笼中移栽供试植物与地面平齐,重复5次。10:00～19:00每0.5 h观察一次试虫取食频次,记录取食频数。并根据下式计算相对频数[5](relative frequency)。

公式中:RFN为相对频数,X为供试虫对某一种植物的全部取食次数,n为供试植物种类。

当RFN≥0.5为嗜食,0.25≤RFN＜0.5为喜食,0.025≤RFN＜0.25为少食,0.003≤RFN＜0.025为偶食,RFN=0为不取食。

成虫的取食特性测定方法同上。

1.3.2 食量及对食物近似消化力测定

野外在直径26 cm,高40 cm的圆柱形铁纱笼中,以10 g冷蒿饲喂试虫15头,同一龄期10次重复且雌雄虫分别饲养各为5笼,每日记录试虫龄期及死亡数,以相同发育进度个体补充死亡试虫,收集粪便、剩余及毁损掉落叶片,在80℃下烘干至恒重,对比称重法[6-10]称量试虫食量及粪便量。本试验从3龄开始计算。

蝗虫对食物近似消化力[11-12]计算公式:

1.3.3 损失估计

田间罩笼:野外以100 cm×100 cm×100 cm笼罩,饲养 1龄若虫 4、8、12、16头至成虫期,同时平行笼罩饲养各龄期蝗虫50～100头,用以补充相同发育进度的缺失个体,雌虫产卵后死亡个体不再补充,设置空白对照,5次重复,每隔3 d调查1次,记录并补充各笼罩内死亡虫数。成虫期全历期后剪草测产,65℃烘干至恒重后称量干重。

人工模拟:在100 cm×100 cm×100 cm样方内,以1.3.2测定的食量为标准,模拟各龄若虫及成虫4、8、12、16头剪取叶片顶端,每隔3 d模拟剪草1次,5次重复,设置空白对照。成虫期全历期后剪草测产,称量鲜重,65℃烘干至恒重后称量干重。

结合田间罩笼与人工模拟方法测定的结果,分析牧草产量损失。

2 结果分析

2.1 取食特性研究

由表1可知,意大利蝗若虫对冷蒿、针叶苔草取食的相对频数均为0.25,说明比较喜食这两种植物;对新疆鼠尾草、丝叶蓍、黄花苜蓿的取食相对频数分别为0.22、0.20、0.05,表明对上述3种植物的喜好程度为少食;对针茅、紫花芨芨草、阿尔泰狗娃花取食的相对频数分别为0.02、0.01、0.01,表明其对上述3种植物的喜好程度为偶食;对羊茅、冰草取食的相对频数为0,说明意大利蝗不取食羊茅和冰草。

与若虫取食特性相比较,意大利蝗成虫喜食冷蒿(RFN=0.28)、新疆鼠尾草(RFN=0.25)、黄花苜蓿(RFN=0.25);少食针叶苔草(RFN=0.1)、丝叶蓍(RFN=0.08),阿尔泰狗娃花(RFN=0.03);偶食紫花芨芨草(RFN=0.02)、针茅(RFN=0.01);不食羊茅(RFN=0)与冰草(RFN=0)。

表1 意大利蝗取食特性表

2.2 食量及食物近似消化力的测定

研究发现,意大利蝗3、4、5、6龄若虫及成虫每头日平均食量分别为 14.27、18.77、20.80、27.65m g和29.26 mg,表明随着龄期的增大,意大利蝗的食量逐渐增大(图1)。雌成虫食量显著大于雄成虫,表现为暴食为害;同时发现意大利蝗3、4、5、6龄若虫及成虫对食物近似消化力分别为95%、58%、56%、24%和3%,说明随着龄期的增大,意大利蝗对食物利用程度却逐渐降低(图2)。

2.3 损失估计

意大利蝗造成的损失包括摄入(食量)和非摄入损失(掉落量)。由于1～2龄若虫损失量较小,试验误差难以控制,所以从3龄期开始进行测定。发育历期与日损失量的乘积为发育阶段损失量,各阶段之和为每头蝗虫个体一生对牧草的损失量。研究发现意大利蝗3龄若虫到成虫各阶段的发育历期分别为 4、12 、12 、4、28 d(表 2),日损失量分别为28.32 、35.32 、47.92、92.06、115.71 g(表 3),最终获得每头蝗虫一生对牧草的总损失量约为4.720 4 g。

表2 意大利蝗种群特征1)

2.4 产量损失测定

将笼罩试验与模拟试验各处理的产草烘干称重,分别与相应的对照比较,计算笼罩损失和模拟损失(表4)。通过试验发现,在意大利蝗种群密度为4 、8、12、16 头/m2的情况下,笼罩产草量损失分别为5.66 、16.45、26.78 、26.41 g/m2;模拟产草量损失分别为 6.23、19.40、26.65、30.85 g/m2。相关性分析结果表明,笼罩产量损失和模拟损失的相关系数R=0.990 86,两者显著相关。

表3 意大利蝗为害损失估计测算表

表4 笼罩试验和剪叶模拟试验产草量及损失量对照

3 讨论

本试验测得意大利蝗成虫喜食冷蒿、新疆鼠尾草及黄花苜蓿;而若虫喜取食冷蒿、针叶苔草。意大利蝗最喜食冷蒿这一结果与张泉[13]测得结果相似。说明冷蒿可能是意大利蝗生长发育所必需的食物。

由于室内试验环境与蝗虫室外环境存在一定的差异[14],因此本试验参照了野外挂笼方法,但挂笼与地面有一定的距离,导致挂笼内环境与蝗虫生活的地表温湿环境[15]有一定的差异。为解决这一问题,直接将养虫笼放入蝗虫生活的草丛中,使其与真实的蝗虫野外生存环境一致。

研究显示随着试虫龄期的不断增大,对食物的近似消化力却在不断下降。可能与牧草的可利用特性有关。在意大利蝗低龄期,植物处于发芽后不久,叶片鲜嫩,取食后营养易吸收。而随着意大利蝗逐渐长大寄主植物也逐渐木质化,进而导致不同龄期意大利蝗取食等量的牧草后表现出不同的对食物近似消化力。

意大利蝗对牧草造成的损失估计包括摄入损失和非摄入损失,从研究结果来看,随龄期的增大,意大利蝗对牧草造成的摄入损失和非摄入损失都逐渐增大。

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