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白木香黄野螟幼虫虫龄的测定

2022-10-12郑伟黄海韦建杏

热带林业 2022年3期
关键词:体长龄期幼虫

郑伟,黄海,韦建杏

1.海南省枫木实验林场,海南屯昌571600;

2.海南大学林学院,海南海口570228

黄野螟(Heortia vitessoides Moore)属鳞翅目螟蛾科,是一种专性食叶害虫,其寄主为白木香(Aquilaria sinensis)。黄野螟一年至少发生8 个世代,每个世代持续时间约1 月[2],在海南省屯昌县地区于2 月中旬越冬成虫出土,3 月~4 月是虫害爆发期,5 月开始至12 月虫口密度会急剧减小。据初步调查,海南每年遭受黄野螟侵害的白木香数量高达300 万株,平均密度为86 头/株,因其种群密度大,繁殖速度快,仅用数日便可将受害树木的叶片全部吃光,树干和树枝皮层也会被啃食,导致白木香林光秃无叶[1]。不仅会对白木香的生长产生不利影响,还会造成幼苗枯萎、死亡。

目前,针对黄野螟的防治主要是化学防治,而对于黄野螟幼虫不同虫龄的防治效果还少有研究。对昆虫分龄研究是开展防治工作的基础。前人对黄野螟的生物学特性研究表明,黄野螟幼虫可分为5 龄,并测定了平均体长、平均头壳宽等形态指标[1,4]。为了得到最合适的分龄指标,此实验选择黄野螟幼虫体长、头壳宽和体宽3 个形态指标进行测量,通过Dyar 定律及频次分析确定幼虫龄数,并通过Crosby指数、Brooks 指数[5-6]和回归分析确定最佳的黄野螟幼虫分龄指标,为黄野螟防治提供基础资料。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

黄野螟幼虫虫源采集自海南省屯昌县海南省枫木实验林场白木香苗圃,选取结生有卵块的幼苗进行标记,待卵块孵化后采集放入培养箱内饲养,饲养条件为:温度24±2℃,相对湿度80%±10%,光周期L:D=12.5:11.5。

1.2 测定方法

幼虫孵化当天测量体长、头壳宽、体宽(第三节宽)3 个形态指标,后每天定时从养虫盒中随机筛选不少于20 头健康幼虫进行测量,在幼虫每次蜕皮之后收集蜕下的头壳单独进行头壳宽的测量,幼虫测量完成后将其放回养虫盒,更换新鲜叶片,保证正常生长直至化蛹。初孵幼虫的测量工作在Motic 体式镜及Motic Images plus3.0 显微成像系统下进行(精确到0.0001mm),老熟幼虫由于体长过长,不适用于显微观察,所以采用50 分度游标卡尺测量体长,头壳宽及体宽仍使用体式镜测量。

1.3 数据分析

应用SPSS 25.0 对各指标进行频次分析,绘制频次分布图,结合戴氏定律初步判定黄野螟幼虫龄数。龄数确定后,根据蜕下的头壳宽平均值对测量数据进行龄期分组,应用EXCEL 2020 计算各龄幼虫3项指标的均值、标准差、变异幅度和变异系数,根据Crosby 生长定律得出Brooks 指数、Crosby 指数(绝对值大于0.10 说明分龄数据分组不合理),再通过形态指标测量数据与对应虫龄建立线性和指数回归模型,比较各模型间的相关系数,进一步验证分龄的合理性。

计算公式如下:

变异系数C·V=SDn/ Xn

Brooks 指数=Xn/ Xn-1

Crosby 指数=(Bn-Bn-1)/ Bn-1

式中,SDn表示第n 龄幼虫各指标测量值的标准差;Xn和Xn-1分别为第n 龄和n-1 龄幼虫各指标测量值的平均值;Bn和Bn-1分别表示第n 和n-1 个Brooks 指数。

2 结果与分析

2.1 黄野螟幼虫龄数测定

将黄野螟幼虫体长、头壳宽、体宽3 项指标测量值进行频次分布统计,结果如图1。黄野螟幼虫头壳宽及体宽有5 个显著的集中区,且头壳宽5 个集中区的分布显著优于体宽,体长的频次分布未呈现5个显著集中区,因此无法用体长来判断幼虫龄数,初步验证体长不适宜作为黄野螟幼虫的分龄指标,头壳宽为划分黄野螟的最佳指标。根据Dyar 定律及头壳宽的频次分布一个集中区对应一个幼虫的龄期[5,11],可得到黄野螟幼虫共5 个虫龄。

图1 黄野螟幼虫体长、头壳宽和体宽频次分布Fig.1 Distribution of Body Length,Head Capsule Width and Body Width of Heortia vitessoides M.

2.2 黄野螟幼虫各分龄指标统计分析结果

表1 显示了黄野螟幼虫3 项分龄指标的样本数、变幅、均值、变异系数、Brooks 指数和Crosby 指数统计结果,1~5 龄幼虫测得的体长变幅分别为1.79mm~3.85mm、3.19mm~5.71mm、4.09mm~11.25mm、6.51mm~20.02mm、11.02mm~29.10mm,平均值分别为2.54mm、4.26mm、6.71mm、13.17mm、20.87mm;头壳宽变幅分别为0.33mm~0.39mm、0.50mm~0.62mm、0.82mm~1.08mm、1.24mm~1.62mm、2.09mm~2.44mm,平 均 值 分 别 为0.35mm、0.57mm、0.95mm、1.43mm、2.25mm;体宽变幅分别为0.26mm~0.61mm、0.43mm~0.95mm、0.58mm~1.46mm、1.05mm~2.57mm、1.54mm~4.03mm,平 均 值 分 别 为0.38mm、0.67mm、1.01mm、1.79mm、3.19mm。黄野螟各龄幼虫3 项指标的均值差异显著(p<0.05)。体长和体宽的变异系数均较大,部分超过0.20,Crosby 指数的绝对值部分大于0.10,因此体长和体宽不宜作为黄野螟幼虫虫龄划分的指标;头壳宽的变异系数均在0.20 以下,Crosby 指数绝对值均在0.10 以下,说明头壳宽是划分虫龄的一个较优的指标。

表1 黄野螟幼虫3 种形态指标的测量值统计分析结果Tab.1 Measurements and Statistics of Three Morphological Indexes of Heortia vitessoides M.

2.3 黄野螟幼虫各分龄指标与虫龄的相关性

利用SPSS 25.0 测定了黄野螟幼虫3 项指标与虫龄之间的关系,结果见表2。3 项指标与虫龄之间的各个模型均有显著相关关系,以指数拟合模型最为明显,其次为二次、三次,相关性最小的是线性模型。头壳宽与幼虫虫龄拟合的四个模型均优于体长和体宽,因此,头壳宽可作为黄野螟幼虫虫龄的最佳判定指标,同时也表明黄野螟幼虫划分为5 龄是准确的。

表2 黄野螟幼虫3 种形态指标测量值与虫龄的拟合结果Tab.2 Fitting Results between Three Morphological Indexes and Instar of Heortia vitessoides

2.4 黄野螟幼虫各龄龄期

测量全程历时16d,黄野螟幼虫从第14d 开始出现化蛹,至第16d 全部化蛹。通过每日测量数据整理,结果如图3。黄野螟幼虫的5 个龄期分别划分为第1d~4d、4d~6d、6d~10d、9d~12d、11d~16d,相邻虫龄会出现时间重叠现象,在第4d、6d、9d 和11d开始出现跨龄。

图2 黄野螟幼虫虫龄与龄期分析结果Fig.2 Relationship Analysis between Larval Instars and Days Post Hatching of Heortia vitessoides M.

3 结论与讨论

3.1 结论

根据Dyar 定律及头壳宽和体宽的频次分布结果(图1)得出,黄野螟幼虫共5 个虫龄。对各形态指标测量结果分析得到头壳宽Crosby 指数最小,与虫龄的拟合指数函数曲线相关系数最大,因此可以确定头壳宽是判定黄野螟幼虫虫龄的最佳指标。黄野螟幼虫的5 个龄期分别划分为第1d~4d、4d~6d、6d~10d、9d~12d、11d~16d,相邻虫龄会出现时间重叠现象,在第4d、6d、9d 和11d 开始出现跨龄。

3.2 讨论

多数鳞翅目昆虫幼虫虫龄划分研究都证明了头壳宽是最准确的分龄指标,这是因为头部骨骼生长速度很快,同一龄期头壳宽度变化幅度小,头壳宽会随着周期性的蜕皮发生间断式增长[5]。在已有的鳞翅目昆虫研究中,夏涛等[8]通过测量辣木瑙螟(Noorda blitealis Walker)幼虫的头壳宽、体长和体宽3 个指标得到头壳宽为最佳虫龄判定指标,该研究以此为参考选取测量指标。李召波等[9]研究表明,头壳宽是二点委夜蛾[Athetis lepigone(Moschler)]幼虫的分龄最佳指标,幼虫的体长和体重在各龄间均存在重叠现象。部分鳞翅目昆虫幼虫体长会随虫龄的增大而增长,但由于幼虫的收缩或者取食量的影响,老熟幼虫的体长会出现普遍的重叠现象,所以体长不适宜作为分龄指标,但体长又是分辨虫龄时最易于观察的形态指标,观察体长能轻易区分低龄和高龄幼虫。体宽很少被认定为优良分龄指标,黄野螟幼虫的体宽虽然也会随虫龄的增加而增大,但同样存在长度的重叠,并且在判定虫龄的过程中,由于体宽的变幅小,会导致观测误差偏大。

海南地区的黄野螟幼虫通常一年发生8 代,不同于广东地区一年发生6 代[1,4]。海南中部地区的黄野螟越冬蛹在2 月便开始羽化,产卵时间相对集中在2 月底,发育期从幼虫孵化至化蛹羽化约1 个月,其中卵孵化时间3d~4d、幼虫生长时间14d~16d、成虫羽化时间9d~10d。温度、湿度、取食量、种间关系、光周期等因子均会对昆虫的发育产生影响。黄野螟是单食性食叶害虫,叶片的品质、幼熟程度、水分含量均会对幼虫的体长、体色等形态特征产生显著影响。该研究在温度24±2℃,相对湿度80%±10%,光周期L:D=12.5:11.5 的室内,使用相同品质的新鲜白木香叶片饲养黄野螟幼虫。在观测过程中发现,同一批孵化的幼虫生长速度差异明显,特别是高龄幼虫的脱壳时间最大相差超过2d,同一时间虫龄跨度超过3 龄,产生此现象的具体成因有待进一步研究。

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