斑翅康瘿蚊的发育起点温度和有效积温研究

周 慧, 汪兴鉴, 韩 松, 陈施明, 林明光*

(1. 海南出入境检验检疫局, 海口 570311; 2. 海南大学环境与植物保护学院,海口 570228; 3. 中国科学院动物研究所,北京 100101)



斑翅康瘿蚊的发育起点温度和有效积温研究

周 慧1,2, 汪兴鉴1,3, 韩 松1, 陈施明1, 林明光1*

(1. 海南出入境检验检疫局, 海口 570311; 2. 海南大学环境与植物保护学院,海口 570228; 3. 中国科学院动物研究所,北京 100101)

在5个不同恒温条件下,观察和测定了斑翅康瘿蚊各虫态的发育历期及温度对该害虫生长发育的影响。结果显示,在18～30 ℃范围内,其卵、幼虫、蛹、成虫和全世代的发育起点温度分别为2.96、6.82、6.27、3.60 和6.07 ℃,有效积温分别为32.15、80.67、266.85、28.51和406.57日·度。利用线性日·度模型拟合的方法,对温度与斑翅康瘿蚊发育速率的关系进行检验与分析,结果表明,在试验温度范围内,r均大于94%,其拟合相关性显著(P<0.05)。根据海南省文昌市、东方市、乐东县和三亚市的年平均气温及年度总积温等气象资料,预测康瘿蚊在上述4个市(县)的年发生代数分别约为16、16～17、17和17代。

斑翅康瘿蚊; 发育起点温度; 有效积温; 海南

斑翅康瘿蚊(ContariniamaculipennisFelt)隶属于双翅目(Diptera)瘿蚊科(Cecidomyiidae)康瘿蚊属(Contarinia),原产于东南亚,是一种为害花卉和蔬菜作物的多食性害虫[1-6]。由于斑翅康瘿蚊已在一些国家和地区对多种寄主植物造成严重危害及重大损失,日本、美国、韩国等国家已将斑翅康瘿蚊列为进境检疫性有害生物。风险分析表明,斑翅康瘿蚊有随石斛兰切花和植株传入我国并在南方省区定居为害的可能性,故有必要将其列为检疫性害虫[7]。2008年8月云南出入境检验检疫局曾从泰国进口的石斛兰花上检出和截获该害虫[8]。2010年3月笔者首次在海南省三亚市兰花上发现斑翅康瘿蚊,短短的几年中该虫已对海南的三亚、乐东、东方和文昌4个市(县)的石斛兰造成了重大危害,严重影响了兰花的观赏、经济价值和当地花卉产业的发展。鉴于目前国内外尚未见关于斑翅康瘿蚊生长发育等方面的报道,笔者于2012-2013年开展了该害虫的发育起点温度和有效积温研究,为科学制定其防控措施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源和设备条件

1.1.1 供试虫源

斑翅康瘿蚊的卵和幼虫采自海南省文昌和三亚兰花种植基地的受害石斛兰花苞,经室内温度25～26 ℃,相对湿度75%～80%和光照L∥D=10 h∥14 h条件下培养,获取一定数量各虫态供试虫源,备用。

1.1.2 设备条件

人工气候箱(型号：MLR-352H,灵敏度±0.5 ℃,日本三洋公司生产),本试验设18、21、24、27、30 ℃ 5个温度处理,相对湿度75%±5%,光照L∥D=12 h∥12 h;体视显微镜(型号：SteREO Discovery V20,德国蔡司公司生产);温湿度计、指形管和培养皿等。

1.2 试验方法

在体视显微镜下观察斑翅康瘿蚊各虫态并计数,取鲜嫩花苞上新产的卵20粒和花苞内初孵幼虫20头,连同花苞分别放入铺有湿润吸水纸的培养皿内;同时取老熟幼虫(具弹跳习性)、刚化的蛹和即将羽化的深褐色蛹各20头分放于相同的培养皿内。然后将上述培养皿置于已设定温湿度和光照的人工气候箱内进行培养,每一温度处理设3个重复,每日08:00、14:00和20:00各观察记录发育进度1次。各虫态发育历期用加权平均法进行计算(成虫历期为非补充营养情况下的寿命)。

1.3 数据计算及模型拟合分析

1.3.1 发育起点温度和有效积温的计算

根据有效积温法则和最小二乘法原理[9-11],在试验测得不同温度下斑翅康瘿蚊各虫态发育历期的基础上,计算其平均发育历期(N),并换算成平均发育速率(V),求得其发育起点温度(C)和有效积温(K)。再按线性回归公式分别求得发育起点温度的标准差(Sc)和有效积温的标准差(SK),相关计算公式如下：

其中,n为试验处理组数,N为不同温度下各虫态发育历期(d),V为发育速率,T是各虫态发育历期的试验温度(℃),T′为温度理论值,C为各虫态发育起点温度(℃),Sc为发育起点温度的标准差,K为有效积温(日·度),SK为有效积温的标准差。

1.3.2 线性日·度模型分析

采用线性日·度模型拟合的方法[9-11],对温度(T)与发育速率(V)之间的关系进行检验与分析,相关公式如下：

其中,V为发育速率;T为试验温度(℃);C为发育起点温度(℃);K为有效积温(日· 度)。

2 结果与分析

2.1 温度对斑翅康瘿蚊发育历期的影响

试验结果(表1)显示,在18～30 ℃范围内,斑翅康瘿蚊的卵、幼虫、蛹、成虫和全世代的发育历期分别为1.19～2.04、3.39～7.42、9.25～22.05、1.09～1.98 d与14.91～33.49 d。不同处理温度条件下,各虫态和全世代的发育历期随着温度的升高而缩短,彼此差异显著(P<0.05)。 幼虫、蛹和全世代在30 ℃的发育历期比18 ℃时分别减少4.03、12.8 d与18.58 d。在试验温度范围内,斑翅康瘿蚊各虫态的发育速率与温度密切相关(相关系数r>94%),随着温度的升高发育速率加快,其线性关系显著(表2),这表明温度是影响斑翅康瘿蚊发育的主要因素之一。

表1 不同温度条件下斑翅康瘿蚊的发育历期1)

1) 表中数据为平均值±标准误(M±SE),数据后不同英文小写字母表示在0.05水平差异显著。

Data in the table are mean±SE; different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level.

表2 斑翅康瘿蚊发育速率(V)与温度(T)的线性回归方程与相关系数1)

1) 表中V和T分别代表发育速率与温度,*表明线性关系显著(P<0.05),**表明线性关系极显著(P<0.01)。

VandTin the table indicate developmental rate and temperature, respectively.*indicates significant linear relationship,**indicates extremely significant linear relationship.

2.2 斑翅康瘿蚊各虫态的发育起点温度和有效积温

研究结果(表3)显示,斑翅康瘿蚊各虫态的发育起点温度都较低,其中以卵和成虫的最低,分别为2.96、3.60 ℃;幼虫、蛹和全世代的发育起点温度较高,分别为6.83、6.27、6.07 ℃。同样,有效积温以卵和成虫的最少,分别为32.15、28.51日·度;幼虫和蛹的有效积温较多,分别为80.67、266.85日·度,约占全世代积温(406.57日·度)的19.8%与65.6%。

斑翅康瘿蚊各虫态发育历期及相关有效积温间的差异,基本反映了该害虫在海南以石斛兰为主要寄主的生活周期中各发育阶段的发生概况,其中,幼虫自卵孵化后随即进入石斛兰花苞中取食为害,其发生为害的时间大致与海南石斛兰花苞的生长期相吻合。

表3 斑翅康瘿蚊各虫态发育起点温度和有效积温1)

1) 表中Sc和SK分别为发育起点温度与有效积温的标准差。ScandSKin the table indicate standard deviation of developmental threshold temperature and effective accumulated temperature, respectively.

2.3 线性日·度模型分析

基于表1和表3中的有关试验数据,采用线性日·度模型进行拟合,得出模型方程式(表4)。其结果表明,在试验温度范围内,该害虫的各虫态发育速率随着温度的升高而加快,相关系数r均大于94%,其拟合相关性显著(P<0.05)。

表4 利用线性日·度模型拟合分析温度与斑翅康瘿蚊发育的关系

3 讨论

海南地处热带北缘,属热带季风气候,年平均气温22～26 ℃,最冷的1-2月份温度仍达16～21 ℃,远高于斑翅康瘿蚊各虫态的发育起点温度,因而该害虫在海南可周年发生,其种群发生动态和主要发生为害期随岛内季节性气温及其寄主石斛兰生育期的变化而有所变动。本试验测得斑翅康瘿蚊完成一个世代所需的有效积温为406.57日·度,基于有效积温法测,根据目前斑翅康瘿蚊在岛内由北向南主要发生分布地的年平均气温和年度总积温等气象资料,预测该害虫在海南的文昌市、东方市、乐东县和三亚市的年发生代数分别为16、16～17、17和17代。有关斑翅康瘿蚊在岛内各地的实际年发生代数及为害情况等尚待进一步调查。

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[6] Uechi N, Yukawa J, Tokuda M, et al. New information on host plants and distribution ranges of an invasive gall midge,Contariniamaculipennis(Diptera: Cecidomyiidae), and its congeners in Japan [J].Applied Entomology and Zoology,2011, 46(3):383-389.

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(责任编辑：田 喆)

Threshold temperature and effective accumulated temperature ofContariniamaculipennis

Zhou Hui1,2, Wang Xingjian1,3, Han Song1, Chen Shiming1, Lin Mingguang1

(1. Hainan Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Haikou 570311, China; 2. College of Environmental and Plant Protection, Hainan University, Haikou 570228, China; 3. Institute of Zoology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)

The durations of different growth stages ofContariniamaculipennisFelt (Diptera: Cecidomyiidae) and the effects of temperature on development of the pest were investigated and determined at 5 constant temperatures. The results showed that, in the temperature range from 18 to 30 ℃, the threshold temperatures of egg, larva, pupa, adult and whole generation of the pest were 2.96, 6.82,6.27, 3.60 and 6.07 ℃, respectively; and their effective accumulated temperatures were 32.15, 80.67, 266.85, 28.5 and 406.57 degree-day, respectively. The relationship between temperature (T) and the growth rate (V) ofC.maculipenniswas examined and analyzed by using the method of linear model fitting. The results indicated thatrwas more than 94% and the relation betweenVandTwas significant (P<0.05) in the tested temperature range. According to meteorological data of annual average temperature and annual total accumulated temperature in Wenchang City, Dongfang City, Ledong County and Sanya City in Hainan Province, 16, 16-17,17 and 17 generations per year may occur in these regions, respectively.

Contariniamaculipennis; threshold temperature; effective accumulated temperature; Hainan

2014-05-09

2014-08-11

海南省科技成果示范推广专项(CGTG20100004,CGSF2011002);海南省自然科学基金项目(314175)

S 436

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.013

* 通信作者 E-mail: linmingguang@yahoo.com