意大利蝗取食特性及損失估計研究

薛智平, 張 泉, 牙森?沙力, 王廣君*,阿不都外力?伊瑪木, 肖宏偉

(1.中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所,農(nóng)業(yè)部生物防治重點開放實驗室,北京 100081;2.新疆畜牧廳治蝗滅鼠辦公室,烏魯木齊 830001; 3.新疆瑪納斯縣蝗蟲鼠害預測預報防治站,832200)

近年來,由于全球氣候變化及對自然資源的不當利用,造成生態(tài)環(huán)境破壞,為蝗災的發(fā)生創(chuàng)造了條件,加重了蝗災的危害程度[1]。如1997-1999年,意大利蝗(Callip tam usitalicus)、亞洲飛蝗(Locusta m igratoriamigratoria)在哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦及我國發(fā)生危害,僅哈薩克斯坦直接經(jīng)濟損失就達1 500萬美元[2-3];2000年,意大利蝗在新疆草原200多萬hm2草場發(fā)生危害[4]。因此,研究意大利蝗的取食、危害規(guī)律,評估其對草場造成的損失,對于指導意大利蝗的防治,更有效地控制意大利蝗的危害具有重要意義,同時可以為制定意大利蝗防治指標提供依據(jù)。

2008年5-8月,作者在新疆昌吉回族自治州瑪納斯縣對意大利蝗在野外自然狀態(tài)下的取食特性及取食量進行了研究,并評價了意大利蝗對草場造成的損失,為進一步控制該害蟲的危害奠定了基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗地概述

試驗地位于新疆維吾爾自治區(qū)昌吉回族自治州瑪納斯縣縣城以南 72 km 處 ,86°07′50″E,43°54′14″N,海拔1 309 m左右,植被類型屬于山地荒漠、半荒漠草場。試驗地內(nèi)包括7科13屬13種植物。其中,冷蒿(Artem isia frigida W illd.)、針葉苔草(Carex onoei Franch.et Sav.)、針茅(Stipa capillata Linn.)為優(yōu)勢種。

1.2 試驗材料

試蟲:意大利蝗若蟲及成蟲。

儀器及材料:電子天平(精度為0.001 g)、圓柱形鐵紗網(wǎng)養(yǎng)蟲籠(d=26 cm,h=40 cm)、烘干箱、籠罩、剪刀、鑷子。

1.3 試驗方法

1.3.1 取食特性研究

選擇10種優(yōu)勢種植物(見表1)作為供試植物,野外條件下設置100 cm×100 cm×100 cm紗網(wǎng)籠罩飼養(yǎng)3～5齡若蟲50頭?；\中移栽供試植物與地面平齊,重復5次。10:00～19:00每0.5 h觀察一次試蟲取食頻次,記錄取食頻數(shù)。并根據(jù)下式計算相對頻數(shù)[5](relative frequency)。

公式中:RFN為相對頻數(shù),X為供試蟲對某一種植物的全部取食次數(shù),n為供試植物種類。

當RFN≥0.5為嗜食,0.25≤RFN＜0.5為喜食,0.025≤RFN＜0.25為少食,0.003≤RFN＜0.025為偶食,RFN=0為不取食。

成蟲的取食特性測定方法同上。

1.3.2 食量及對食物近似消化力測定

野外在直徑26 cm,高40 cm的圓柱形鐵紗籠中,以10 g冷蒿飼喂試蟲15頭,同一齡期10次重復且雌雄蟲分別飼養(yǎng)各為5籠,每日記錄試蟲齡期及死亡數(shù),以相同發(fā)育進度個體補充死亡試蟲,收集糞便、剩余及毀損掉落葉片,在80℃下烘干至恒重,對比稱重法[6-10]稱量試蟲食量及糞便量。本試驗從3齡開始計算。

蝗蟲對食物近似消化力[11-12]計算公式:

1.3.3 損失估計

田間罩籠:野外以100 cm×100 cm×100 cm籠罩,飼養(yǎng) 1齡若蟲 4、8、12、16頭至成蟲期,同時平行籠罩飼養(yǎng)各齡期蝗蟲50～100頭,用以補充相同發(fā)育進度的缺失個體,雌蟲產(chǎn)卵后死亡個體不再補充,設置空白對照,5次重復,每隔3 d調(diào)查1次,記錄并補充各籠罩內(nèi)死亡蟲數(shù)。成蟲期全歷期后剪草測產(chǎn),65℃烘干至恒重后稱量干重。

人工模擬:在100 cm×100 cm×100 cm樣方內(nèi),以1.3.2測定的食量為標準,模擬各齡若蟲及成蟲4、8、12、16頭剪取葉片頂端,每隔3 d模擬剪草1次,5次重復,設置空白對照。成蟲期全歷期后剪草測產(chǎn),稱量鮮重,65℃烘干至恒重后稱量干重。

結合田間罩籠與人工模擬方法測定的結果,分析牧草產(chǎn)量損失。

2 結果分析

2.1 取食特性研究

由表1可知,意大利蝗若蟲對冷蒿、針葉苔草取食的相對頻數(shù)均為0.25,說明比較喜食這兩種植物;對新疆鼠尾草、絲葉蓍、黃花苜蓿的取食相對頻數(shù)分別為0.22、0.20、0.05,表明對上述3種植物的喜好程度為少食;對針茅、紫花芨芨草、阿爾泰狗娃花取食的相對頻數(shù)分別為0.02、0.01、0.01,表明其對上述3種植物的喜好程度為偶食;對羊茅、冰草取食的相對頻數(shù)為0,說明意大利蝗不取食羊茅和冰草。

與若蟲取食特性相比較,意大利蝗成蟲喜食冷蒿(RFN=0.28)、新疆鼠尾草(RFN=0.25)、黃花苜蓿(RFN=0.25);少食針葉苔草(RFN=0.1)、絲葉蓍(RFN=0.08),阿爾泰狗娃花(RFN=0.03);偶食紫花芨芨草(RFN=0.02)、針茅(RFN=0.01);不食羊茅(RFN=0)與冰草(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測定

研究發(fā)現(xiàn),意大利蝗3、4、5、6齡若蟲及成蟲每頭日平均食量分別為 14.27、18.77、20.80、27.65m g和29.26 mg,表明隨著齡期的增大,意大利蝗的食量逐漸增大(圖1)。雌成蟲食量顯著大于雄成蟲,表現(xiàn)為暴食為害;同時發(fā)現(xiàn)意大利蝗3、4、5、6齡若蟲及成蟲對食物近似消化力分別為95%、58%、56%、24%和3%,說明隨著齡期的增大,意大利蝗對食物利用程度卻逐漸降低(圖2)。

2.3 損失估計

意大利蝗造成的損失包括攝入(食量)和非攝入損失(掉落量)。由于1～2齡若蟲損失量較小,試驗誤差難以控制,所以從3齡期開始進行測定。發(fā)育歷期與日損失量的乘積為發(fā)育階段損失量,各階段之和為每頭蝗蟲個體一生對牧草的損失量。研究發(fā)現(xiàn)意大利蝗3齡若蟲到成蟲各階段的發(fā)育歷期分別為 4、12 、12 、4、28 d(表 2),日損失量分別為28.32 、35.32 、47.92、92.06、115.71 g(表 3),最終獲得每頭蝗蟲一生對牧草的總損失量約為4.720 4 g。

表2 意大利蝗種群特征1)

2.4 產(chǎn)量損失測定

將籠罩試驗與模擬試驗各處理的產(chǎn)草烘干稱重,分別與相應的對照比較,計算籠罩損失和模擬損失(表4)。通過試驗發(fā)現(xiàn),在意大利蝗種群密度為4 、8、12、16 頭/m2的情況下,籠罩產(chǎn)草量損失分別為5.66 、16.45、26.78 、26.41 g/m2;模擬產(chǎn)草量損失分別為 6.23、19.40、26.65、30.85 g/m2。相關性分析結果表明,籠罩產(chǎn)量損失和模擬損失的相關系數(shù)R=0.990 86,兩者顯著相關。

表3 意大利蝗為害損失估計測算表

表4 籠罩試驗和剪葉模擬試驗產(chǎn)草量及損失量對照

3 討論

本試驗測得意大利蝗成蟲喜食冷蒿、新疆鼠尾草及黃花苜蓿;而若蟲喜取食冷蒿、針葉苔草。意大利蝗最喜食冷蒿這一結果與張泉[13]測得結果相似。說明冷蒿可能是意大利蝗生長發(fā)育所必需的食物。

由于室內(nèi)試驗環(huán)境與蝗蟲室外環(huán)境存在一定的差異[14],因此本試驗參照了野外掛籠方法,但掛籠與地面有一定的距離,導致掛籠內(nèi)環(huán)境與蝗蟲生活的地表溫濕環(huán)境[15]有一定的差異。為解決這一問題,直接將養(yǎng)蟲籠放入蝗蟲生活的草叢中,使其與真實的蝗蟲野外生存環(huán)境一致。

研究顯示隨著試蟲齡期的不斷增大,對食物的近似消化力卻在不斷下降?？赡芘c牧草的可利用特性有關。在意大利蝗低齡期,植物處于發(fā)芽后不久,葉片鮮嫩,取食后營養(yǎng)易吸收。而隨著意大利蝗逐漸長大寄主植物也逐漸木質(zhì)化,進而導致不同齡期意大利蝗取食等量的牧草后表現(xiàn)出不同的對食物近似消化力。

意大利蝗對牧草造成的損失估計包括攝入損失和非攝入損失,從研究結果來看,隨齡期的增大,意大利蝗對牧草造成的攝入損失和非攝入損失都逐漸增大。

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