草地贪夜蛾在安徽地区越冬能力初探

2020-06-08谢明惠钟永志陈浩梁林璐璐张光玲徐丽娜王振营张金平张峰苏卫华

植物保护 2020年3期

谢明惠钟永志陈浩梁林璐璐张光玲徐丽娜王振营张金平张峰苏卫华

摘要草地贪夜蛾的生长发育、繁殖和分布与环境温度密切相关，为探明该虫在安徽地区的越冬能力，本研究利用人工接虫的方式模拟草地贪夜蛾冬季的田间存活状态，调查幼虫存活率、龄期、植株被害率，并利用线性模型预测草地贪夜蛾田间发育历期。结果表明：草地贪夜蛾在田间平均气温低于10℃并持续8～10 d时死亡率达到100%;10月15日接入的草地贪夜蛾幼虫无法完成完整世代周期，但仍能为害玉米幼苗，接虫后30 d玉米植株的被害率均达100%;根据模型公式，采用10月15日至11月18日期间的温度预测发育历期，得到卵、幼虫、蛹以及整个世代的发育历期分别为9.23、46.86、40.70、69.38 d。本研究初步探明了草地贪夜蛾在安徽地区的越冬规律，研究结果为虫情监测和防控提供科学依据。

关键词草地贪夜蛾; 越冬能力; 发育历期; 被害率

中图分类号： S431.2

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2019707

Potential overwintering ability of fall armyworm Spodoptera frugiperda （J.E. Smith） in Anhui province

XIE Minghui1#， ZHONG Yongzhi1#， CHEN Haoliang1， LIN Lulu1， ZHANG Guangling1， XU Lina1，

WANG Zhenying2， ZHANG Jinping3， ZHANG Feng3， SU Weihua1

（1. Institute of Plant Protection and Agro-products Safety， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031， China;

2. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing 100193， China;

3. MARA-CABI Joint Laboratory for Bio-safety， Beijing 100193， China）

Abstract

The growth， development， reproduction and distribution of Spodoptera frugiperda are closely related to environmental temperature. In order to clarify the overwintering ability of the insect in Anhui， artificial inoculation was used to simulate the survival status of S.frugiperda in winter. The larval survival rate， age and damage rate to plant were investigated， and the linear development model was used to predict the field development duration of different instars. The results showed that the mortality was 100% when the average temperature was below 10℃ for 810 days. The larvae inoculated on October 15 could not complete the full generation cycle. However， they could still damage corn， and the damage rate was 100% 30 d post inoculation. According to the temperatures between October 15 and November 18， the predicted developmental duration of eggs， larvae， pupae and the entire generation was 9.23 d， 46.86 d， 40.70 d and 69.38 d， respectively. The results provided scientific basis for monitoring and control of insect pests.

Key words

Spodoptera frugiperda; overwintering ability; developmental duration; damage rate

草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda （J.E.Smith）属于鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae灰翅夜蛾属Spodoptera，俗称秋黏虫（fall armyworm）[12]，原产于美洲热带和亚热带地区，分别于2016年和2018年入侵非洲和亚洲并迅速蔓延[35]。2019年1月草地贪夜蛾由缅甸入侵我国云南省并大规模扩散[6]，截至2019年9月已在安徽省16市89区（县）发现该虫为害[78]。草地贪夜蛾具有远距离迁飞、寄主范围广、繁殖能力强等特点，在玉米、小麦、甘蔗、高粱等粮食作物上造成严重的经济损失[910]。目前，草地贪夜蛾已经扩散至我国20余个省（区、市），并继续向我国北部扩散，严重威胁我国玉米生产安全。

草地贪夜蛾的生长发育与外界环境温度密切相关，低温会导致其生长速率降低，世代周期延长[1112]。安徽地区作为草地贪夜蛾的重点防范区，其为害周期和越冬能力关系到该虫在安徽地区的为害时期和寄主范围。已有调查发现，草地贪夜蛾在安徽地区为害早播小麦，苗株被害率达77.51%[13]，但该虫在安徽地区冬季的越冬情况还未知。因此，本研究通过人工接虫的方式研究草地贪夜蛾在安徽地区的越冬情况，进而为该虫的监测和防治提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

草地贪夜蛾幼虫于2019年7月-8月采自安徽省池州市东至县胜利镇阜康村（116.92°E， 30.35°N）玉米田，在人工气候室内饲养，饲养条件为温度（25±1）℃，相对湿度（70±5）%，光周期L∥D=16 h∥8 h。待饲养至成虫交配产卵后，用玉米叶和人工饲料完成室内继代饲养，人工饲料配方参照李子园等[14]的饲料Ⅱ并改进。

1.2 玉米种植和调查方法

调查地点位于安徽省农业科学院院内试验田（117.25°E， 31.89°N）。玉米于9月5日播种，种植

密度约10～15株/m2，10月15日接入草地贪夜蛾幼虫。每小区面积为4 m2，用纱网罩住整个小区以防幼虫逃逸，每小区接4头1龄幼虫、2头2龄幼虫、1头3龄幼虫，重复5次。每天记录草地贪夜蛾幼虫的存活、死亡数量和龄期，每3天调查玉米的受害情况。

1.3 气象数据

气象数据由小型气象站监测，并由Campbell Scientific公司的CR300系列测量和控制数据记录仪实时记录田间环境温度。

1.4 数据处理

所有数据的平均值和标准误用 SPSS 16.0软件计算，使用Excel 2007绘图。草地贪夜蛾各发育阶段的发育速率与温度关系的数学模型参考何莉梅等的线性模型：V（T）=a+bT计算[15]。其中，a、b为模型参数，V（T）为各发育阶段的发育速率，T为温度。

2 结果与分析

2.1 草地贪夜蛾幼虫存活率与环境温度的关系

草地贪夜蛾幼虫存活率和日均温度的关系见图1。草地贪夜蛾的田间存活率大幅度下降出现在10月30日和11月26日两个时间点。

10月25日-28日环境气温小幅度波动（气温下降5℃左右），之后幼虫的平均存活率由91.43%（10月29日）降至68.57%（10月30日）。

死亡幼虫均为接种时的1龄幼虫;11月26日环境平均温度由13.19℃降至3.88℃，且11月26日至12月4日平均气温均不足8℃，幼虫存活率由54.29%逐渐降至0;11月18日至19日，气温由14.48℃降至7.64℃，但是温度又快速回升至10℃以上，此时草地贪夜蛾的田间存活率未出现明显变化。由此我们得出：1龄幼虫的抗寒能力低于2龄和3龄幼虫;环境平均温度高于12℃时，田间草地贪夜蛾幼虫可以取食为害玉米植株;当日均温度低于10℃，并持续8～10 d，草地贪夜蛾幼虫不能存活。

2.2 草地贪夜蛾在田间的发育历期

根据田间调查的幼虫龄期统计得到试虫的发育历期（图2）。在所有接入的幼虫中，仅有3头发育至5龄，1头发育至6龄且未有幼虫化蛹。1～5龄平均发育历期分别为12.97、16.80、18.20、18.33 d和13.00 d。由此可见，当环境温度远低于生长发育适宜温度时，草地贪夜蛾的发育历期延长，生长速率明显下降。田间调查发现，2019年10月上旬仍存在少量草地贪夜蛾的卵，且能正常孵化，由此推测10月以后孵化的幼虫在安徽地区将不能完成整个世代。

2.3 玉米田植株被害情况

从图3可以看出，玉米植株的被害率随着时间的推移逐渐增加，接虫后18 d被害率超過50%，接虫后30 d被害率达到100%。田间调查发现，草地贪夜蛾幼虫钻入玉米喇叭口内取食最幼嫩的叶片，待中心叶片被取食完后转移到其他植株继续为害。因而，10月以后孵化的幼虫在安徽地区虽然不能完成整个世代，但是对田间作物的为害依然不能忽视。草地贪夜蛾幼虫取食量大，仍然需要加强监测，及时防治。

2.4 草地贪夜蛾田间发育历期预测值分析

根据何莉梅等得出的草地贪夜蛾各发育阶段的发育速率与温度关系的数学模型V（T）=a+bT预测草地贪夜蛾在田间发育历期（图4）[15]。根据模型公式，将11月19日以后的田间实际测量温度代入模型计算出来发育历期预测值多为负值，故我们采用10月15日至11月18日期间的温度来预测发育历期，得出卵的发育历期为9.23 d，幼虫的发育历期为46.86 d，蛹的发育历期为40.70 d，整个世代的发育历期为69.38 d。

3 讨论

草地贪夜蛾的生长发育、繁殖和分布与环境温度密切相关，外界环境温度的变化会直接影响昆虫的新陈代谢速度[1618]。草地贪夜蛾生长发育的最适宜温度为26～32℃，在28℃下的世代发育历期约为30 d，在15℃和35℃条件下不能完成生活史[15， 1721]。根据安徽地区的平均气温，草地贪夜蛾于2019年5月从南方入侵安徽起到10月份之前均可完成整个生活史。本研究通过田间人工接虫的方式调查草地贪夜蛾在安徽地区的越冬能力，发现草地贪夜蛾在田间平均气温低于10℃并持续8～10 d时死亡率达到100%，同时低龄幼虫的抗寒能力低于高龄幼虫，1～2 d的短暂低温（6～8℃）不能造成草地贪夜蛾死亡率明显增加。已有研究发现低温对草地贪夜蛾的耐寒能力具有一定的驯化作用，并认为蛹和成虫可能是其越冬虫态[2223]。本研究中接入的幼虫为室内人工饲养的草地贪夜蛾幼虫，推断其抗寒能力低于野外繁殖的幼虫，因此还需要监测安徽地区冬季草地贪夜蛾在玉米、小麦等寄主的实际发生动态，最终确定该虫在安徽地区的实际越冬情况。

[15]何莉梅，葛世帅，陈玉超，等. 草地贪夜蛾的发育起点温度、有效积温和发育历期预测模型[J]. 植物保护， 2019， 45（5）： 1826.

[16]赵琳超，廖用信，陈壮美，等. 不同温度对草地贪夜蛾幼虫和蛹生长发育的影响[J].湖南师范大学自然科学学报， 2020，43（11）：4147.

[17]FLORES-MEJIA S， FOURNIER V， CLOUTIER C. Temperature responses of a plant-insect system using a food-web performance approach [J]. Entomologia Experimentalis et Applicata， 2014， 153（2）： 142155.

[18]BROUFAS G D， PAPPAS M L， KOVEOS D S. Effect of relative humidity on longevity， ovarian maturation， and egg production in the olive fruit fly （Diptera： Tephritidae） [J]. Annals of the Entomological Society of America， 2009， 102（1）： 7075.

[19]SPARKS A N. A review of the biology of the fall armyworm [J].Florida Entomologist， 1979， 62（2）： 8287.

[20]ALI A， GAYLOR M J. Effects of temperature and larval diet on development of the beet armyworm （Lepidoptera： Noctuidae） [J]. Annals of the Entomological Society of America， 1990， 83（4）： 725733.

[21]SCHLEMMER M. Effect of temperature on development and reproduction of Spodoptera frugiperda （Lepidoptera： Noctuidae） [D]. Evanston： NorthWest University， 2018.

[22]謝殿杰，张蕾，程云霞，等. 不同饲养温度对草地贪夜蛾过冷却点和体液冰点的影响[J]. 植物保护， 2020，46（2）：6271.

[23]张智，郑乔，张云慧，等. 草地贪夜蛾室内种群抗寒能力测定[J]. 植物保护， 2019， 45（6）： 4349.

[24]张磊，柳贝，姜玉英，等. 中国不同地区草地贪夜蛾种群生物型分子特征分析[J]. 植物保护， 2019， 45（4）： 2027.

[25]刘杰，姜玉英，李虎，等. 草地贪夜蛾为害甘蔗初报[J]. 中国植保导刊， 2019（6）： 3536.

[26]顾偌铖，唐运林，吴燕燕，等. 重庆地区取食高粱的草地贪夜蛾与玉米粘虫肠道细菌比较[J]. 西南大学学报（自然科学版）， 2019， 41（8）： 613.

[27]搜狐网. 广东首次发现草地贪夜蛾为害花生， 35万公顷遭威胁！ [EB/OL]. [20190919]. http：∥www.sohu.com/a/342007603_658625.

[28]赵猛，杨建国，王振营，等. 山东发现草地贪夜蛾为害马铃薯[J]. 植物保护， 2019，45（6）： 8486.

[29]刘银泉，王雪倩，钟宇巍. 草地贪夜蛾在浙江为害甘蓝[J]. 植物保护， 2019，45（6）： 9091.

[30]杨普云，朱晓明，郭井菲，等. 我国草地贪夜蛾的防控对策与建议[J].植物保护， 2019， 45（4）： 16.

[31]郭井菲，何康来，王振营. 草地贪夜蛾的生物学特性、发展趋势及防控对策[J].应用昆虫学报， 2019， 56（3）： 361369.

[32]王磊，陈科伟，钟国华，等. 重大入侵害虫草地贪夜蛾发生危害、防控研究进展及防控策略探讨[J]. 环境昆虫学报， 2019， 41（3）： 479487.

（责任编辑：杨明丽）