莲草直胸跳甲茎外化蛹条件的优化

金启安，金 涛*，林玉英，温海波，唐真正

(1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，农业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室/海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室，海南儋州571737;2.海南省儋州市森林植物检疫站，海南儋州571700)

喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)，又名空心莲子草、水花生，起源于南美，广泛分布于南美洲、北美洲、大洋洲、东南亚、欧洲南部和非洲等国家和地区，是一种全球性恶性杂草［1-3］。我国早在20世纪30年代初就有喜旱莲子草的记载，后由于推广种植，该杂草开始大面积发生蔓延，目前已经广泛分布于我国长江中下游及华南等地区，极大地影响了农作物种植，抑制其他植物生长。在喜旱莲子草发生严重的区域，喜旱莲子草使群落物种单一化，并造成鱼类呼吸困难，影响渔业生产，更滋生蚊蝇，极大地危害了当地生态安全和人类健康。在喜旱莲子草的治理过程中，由于人工或机械防治的防除面积有限，效率低，且操作十分困难，而化学防治又无法克服持效期短、选择性低以及污染环境等缺点［4］，生物防治是目前较为重要的一种防治手段。

莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)属鞘翅目(Coleoptera)叶甲科(Chrysomelidae)，又称水花生叶甲、曲纹叶甲，作为喜旱莲子草的有效天敌先后被引进美国(1965，1979)、澳大利亚(1976)、泰国(1981)、新西兰(1982)和中国(1986)，均取得了良好的防治效果，具有重要的生物防治应用价值［1，5-7］。莲草直胸跳甲的成虫、幼虫均取食喜旱莲子草叶片，造成喜旱莲子草叶片大面积穿孔，抑制寄主植物的光合作用，导致喜旱莲子草叶片枯黄、脱落，且成熟的幼虫在喜旱莲子草茎秆上蛀孔化蛹，形成大量空洞，使喜旱莲子草茎秆自然折断，达到阻碍其生长的目的［8-9］。但该虫对环境的适应性差，需要通过人工繁殖进行田间补充释放和越冬保护，以维持防控效果［7，10］。在室内人工饲养过程中，其老熟幼虫钻入自然寄主的茎秆内化蛹，被咬过的茎秆容易腐烂从而引起蛹的感染腐烂，保鲜维护操作复杂、难度大，出虫量低。如何保证和提高蛹期成活率、简化操作是大量人工繁殖莲草直胸跳甲的关键技术环节，茎外化蛹技术有潜力解决上述问题。但在不提供寄主茎秆只进行常规护理时，老熟幼虫死亡，蛹干瘪或腐烂严重，羽化成虫畸形个体多［10］。笔者对莲草直胸跳甲的替代化蛹基质(湿润砂壤土、花泥、琼脂)进行了筛选，并测定了不同密度莲草直胸跳甲在花泥上的化蛹率和羽化率，旨在为发挥莲草直胸跳甲在生物防治中的功效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试昆虫。莲草直胸跳甲为采自植保基地的种群，室内饲养多代用于试验。

1.1.2 供试植物。喜旱莲子草采自海南大学儋州校区环植学院喜旱莲子草基地。

1.1.3 供试基质。砂壤土:取自中国热带农业科学院环境与植物保护研究所温室，所采土样过150目筛后，在大于100℃的温波炉中烘烤1 h，测得饱和含水量为43%。每塑料养虫盒(直径12.0 cm，高度11.0 cm)放入干燥砂壤土500 g，并加入适量清水(105～115 ml)拌匀，紫外灯下消毒，备用。花泥:购于儋州市某花店，用小刀将花泥切成22.0 cm长、19.5 cm宽、7.5 cm高的方块，置于养虫盒内，并加入适量清水(130～150 ml)。琼脂:称取3 g琼脂，再量取100 ml水，煮溶后将其冷却到40℃左右，然后置于养虫盒(24.0 cm×15.0 cm×7.5 cm)，再在微波炉中用紫外线灭菌15 min。养虫盒的盒盖内壁粘贴200目的纱网，供通风换气。

1.1.4 仪器。RXZ-160型人工气候箱由浙江宁波江南仪器厂生产。

1.2 方法

1.2.1 基质筛选试验。试验于室内完成，室内温度为(26±3)℃(空调控温)，日光灯照明，光照时间为14～16 h。将莲草直胸跳甲成虫按一定数量分别放入塑料养虫盒、具200目尼龙纱网矩形通气口(15.0 cm ×5.0 cm)内进行饲养，盒底部以双层吸水纸保湿。逐日更换新鲜的喜旱莲子草，每间隔24 h观察并记录，如发现有卵产出，则将带有卵的叶片放到置有双层吸水纸的塑料养虫盒内，待孵化。将孵化后个体大小相近的幼虫放入同一盒内饲养以保证幼虫龄期较整齐。幼虫老熟后，取3龄老熟幼虫放在化蛹基质分别为湿润砂壤土、花泥、琼脂的饲养盒中使其自然化蛹，并逐日检查记录盒内化蛹和羽化情况直至羽化全部完毕。

1.2.2 密度筛选试验。试验于人工气候箱内完成，温箱内温度为(28±1)℃，相对湿度为85% ±10%，光照时间为12 h。筛选出较好的化蛹基质后，设置密度梯度为20、30、40、50、60、80、100 头/盒，其他操作步骤同“1.2.1”。

1.3 数据处理 所有数据以平均值 ±标准差表示，使用SAS 9.0进行Duncan’s新复极差法检验处理间的差异显著水平。

砂壤土相对含水量=在温波炉中烘烤后的砂壤土质量/烘烤前的砂壤土质量×100%

花泥含水量=加到花泥上水的体积(ml)/花泥的体积×100%

琼脂湿度=琼脂的质量/水的体积×100%

化蛹率=化蛹的莲草直胸跳甲数量/试验处理的老熟幼虫数量×100%

羽化率=羽化的莲草直胸跳甲数量/化蛹的莲草直胸跳甲数量×100%

2 结果与分析

2.1 替代化蛹基质对莲草直胸跳甲化蛹率和羽化率的影响 由表1可知，以砂壤土、琼脂和花泥为化蛹基质，莲草直胸跳甲也可以完成化蛹和羽化过程，其中，在花泥中的化蛹率和羽化率最高，其次分别是茎秆、琼脂基质，而砂壤土中莲草直胸跳甲的化蛹率和羽化率最低。在花泥上的莲草直胸跳甲的化蛹率和羽化率与在茎秆内无显著差异，且显著高于砂壤土和琼脂，表明花泥可作为莲草直胸跳甲的化蛹基质，作为替代基质用于莲草直胸跳甲的饲养。

2.2 饲养密度对莲草直胸跳甲茎外化蛹和羽化率的影响 由表2可知，以花泥作为化蛹基质，饲养密度显著影响莲草直胸跳甲的化蛹和羽化。随着饲养密度的增加，莲草直胸跳甲的化蛹率和羽化率均逐渐降低。密度低于50头/盒时，化蛹率显著高于其他高密度;而密度低于40头/盒时，羽化率显著高于其他密度处理，表明40头/盒以下的密度才可以保证较高的化蛹率和羽化率，为保证较高的饲养效率，实际饲养过程中饲养密度以30～40头/盒最适宜。

表1 莲草直胸跳甲在不同化蛹基质上的化蛹率和羽化率 %

表2 不同密度莲草直胸跳甲在花泥上的化蛹率和羽化率 %

3 讨论

自然条件下，莲草直胸跳甲对化蛹草茎的选择性较高，其化蛹和羽化率对喜旱莲子草都需要一定标准的茎秆的外直径、髓腔直径、组织结构等条件［9］。尽管吴珍泉等认为选择8节以上的植株供化蛹，并除去叶片和嫩梢，茎秆不易腐烂，可以在一定程度上提高化蛹率和羽化率［11］，但同时也增加了选择茎秆的程序和难度，限制了用草范围。因此，化蛹植株腐烂是历年来室内饲养过程中并没有从本质上解决的问题。而茎外化蛹可以直接减少人工饲养过程中的耗材，极大程度上简化了操作。

该研究结果表明，当提供湿润适度的砂壤土、花泥和琼脂作为化蛹基质时，茎外化蛹是可行的。但是莲草直胸跳甲在3种替代化蛹基质上的化蛹和羽化率存在显著差异，通过试验筛选得出莲草直胸跳甲在一定湿度的花泥上的化蛹和羽化率是最高的，同时也通过进一步的试验研究出了在最适的温度和湿度下，莲草直胸跳甲在花泥上进行化蛹时的最适密度是30～40头/盒。该方法除了找出了一种可以保证化蛹和羽化率的较为合适的化蛹基质，更重要的是首次明确了莲草直胸跳甲茎外化蛹的可行性，为解决人工饲养问题提供了新思路，值得在室内大量繁殖中推广应用，并将有利于提高人工繁育莲草直胸跳甲的效率，更便于发挥莲草直胸跳甲在防治喜旱莲子草中的控制效能。

［1］马瑞燕，王韧.喜旱莲子草在中国的入侵机理及其生物防治［J］.应用与环境生物学报，2005，11(2):246-250.

［2］陆俊姣，马瑞燕.真菌防治喜旱莲子草研究进展［J］.植物保护，2008，34(2):10-13.

［3］SAINTY G，MCCORKELLE G，JULIEN M.Control and spread of alligator weedAlternanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.，in Australia:lessons for other regions［J］.Wetlands Ecology and Management，1997，5(3):195-201.

［4］陈磊，蔡笃程，陈青，等.喜旱莲子草生物防治作用物资源及其控制作用［J］.中国生物防治，2009，25(3):271-275.

［5］万方浩，郑小波，郭建英.重要农林外来入侵物种的生物学与控制［M］.北京:科学出版社，2005.

［6］胡中昀，莫圣书.莲草直胸跳甲的引种研究进展［J］.热带作物学报，2014，35(5):1034-1039.

［7］林冠伦，孙进东，王远，等.美国、澳大利亚空心莲子草的生物防治研究［J］.生物防治通报，1988，4(2):94-96.

［8］王慧，来小龙，马瑞燕，等.入侵种喜旱莲子草天敌——莲草直胸跳甲的生物学特性［J］.昆虫知识，2008(3):480-482.

［9］马瑞燕，丁建清，李佰铜，等.莲草直胸跳甲在不同生态型空心莲子草上的化蛹适应性［J］.中国生物防治，2003，19(2):54-58.

［10］陈磊，蔡笃程，陈青，等.莲草直胸跳甲茎外化蛹饲养技术初探［J］.中国生物防治，2009，25(S1):6-8.

［11］吴珍泉，蔡元呈，郭振铣，等.利用野生空心莲子草繁殖空心莲子草叶甲［J］.福建农业大学学报，1994，23(4):421-425.