赤擬谷盜和玉米象的相互關系研究

呂建華，古成才，郭亞飛

（河南工業大學 糧油食品學院糧食儲藏與安全教育部工程研究中心，河南 鄭州 450001）

儲藏物害蟲種類多，危害較廣，與人們生活密切相關[1]。世界每年由儲糧害蟲造成的儲糧損耗占總產量大約10%，有些國家甚至達到30%[2]。據相關部門調查，儲藏物害蟲的危害是引起我國儲糧損失的主要因素[3]。

玉米象Sitophilus zeamais（Motschulsky）屬鞘翅目象甲科，是一種危害較大的世界性儲藏物害蟲。國內外已經對玉米象的生態特征、生物學習性和防治等方面進行了大量研究[4-5]。據報道，在6個月的儲藏期間內，玉米象蛀食糧食造成的損失可以高達35%～40%[6-8]。小麥和玉米經過13個月的儲藏期，蟲蛀率分別達到 45.6%和 70%，重量損失率可達到16.5%和18.5%[9-10]。赤擬谷盜Tribolium castanum（Herbst）屬鞘翅目擬步甲科，分布于世界熱帶與較溫暖地區，也是一種重要的世界性儲藏物害蟲。赤擬谷盜分布廣泛，尤其在糧食儲藏及加工場所附近經常大量發生，造成嚴重的經濟損失[11]。赤擬谷盜成蟲體表上的臭腺還能分泌含有致癌物質苯醒的臭液，使被害物發生腥霉臭氣，面粉結塊，導致變色發臭不能食用[12-14]。玉米象和赤擬谷盜均為小麥、玉米等多種谷物儲藏期間的重要害蟲，兩者常常共同存在，造成嚴重損失[15-16]。

研究在相同生活環境中不同儲藏物害蟲之間的相互關系有助于科學高效實施害蟲綜合防治。目前國內外對儲藏物害蟲的種間競爭關系已有少量研究。崔晉波等參照 Giga的方法在 28 ℃和33 ℃下研究了玉米象與谷蠹的種內和種間競爭[17]；鄧永學等在30 ℃、75% RH條件下研究了赤擬谷盜與銹赤扁谷盜的種間競爭，并采用 Votka-Volterra種間競爭模型進行擬合[18]；呂建華等研究了儲藏物害蟲玉米象和鋸谷盜在小麥粉中單獨飼養和混合飼養情況下的生長發育狀況[19]；Giga等研究了大谷蠹和玉米象的種內和種間競爭，采用替代方法定性預測了大谷蠹和玉米象在 25 ℃和30 ℃下相互競爭的作用結果[20]。目前尚未見關于赤擬谷盜和玉米象在儲藏小麥中的相互關系研究報道。本文以玉米象和赤擬谷盜為研究對象，探討赤擬谷盜和玉米象相互間的行為選擇性及其種群數量動態變化，以期為儲糧害蟲種群動態的預測預報及科學實施儲糧害蟲綜合治理提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

實驗所用赤擬谷盜和玉米象從鄭州附近糧庫采集，已在河南工業大學養蟲室人工培養繁殖多代。用全麥粉與酵母按9∶1（重量比）混合作為培養赤擬谷盜飼料，用12%～13%水分小麥作為培養玉米象飼料，赤擬谷盜和玉米象培養環境溫度為（28±2）℃、相對濕度為75%±5%。

1.2 實驗儀器與材料

生化培養箱，型號為250B：金壇市華峰儀器有限公司；電熱鼓風干燥箱，型號為101B：北京市永光明醫療儀器；電子天平，型號為AUY120：深圳市科恒儀器電子有限公司；聚四氟乙烯：上海三愛富新材料股份有限公司生產；食鹽：河南省鹽業總公司出品；濾紙、培養皿等。

1.3 實驗方法

1.3.1 赤擬谷盜成蟲與玉米象成蟲的行為選擇實驗

取洗凈烘干的培養皿，在培養皿的兩側各放入一支離心管（2.0 mL，含0.70 g小麥），其中一側離心管中分別含有0、30、50頭赤擬谷盜成蟲（或玉米象成蟲），另一側離心管不含任何試蟲，然后在培養皿中心放入 20頭與離心管中試蟲不同（或相同）種的成蟲，分別于0.25、0.5、1、2、4、24 h后觀察記錄其在培養皿內部兩側的分布情況。重復4次。

1.3.2 昆蟲種群數量變化關系實驗

實驗設置兩種處理。處理1為單獨飼養：在養蟲瓶（500 mL玻璃瓶）內放入100 g小麥，然后將隨機挑選的8、16、24、32頭玉米象成蟲（或赤擬谷盜成蟲）分別放入養蟲瓶內，用粗白布封口，置于培養箱內飼養。處理2為混合飼養：將32頭玉米象和赤擬谷盜成蟲按表1中的比例分別放入養蟲瓶（500 mL玻璃瓶，含有100 g小麥）中，用粗白布封口，置于培養箱內飼養。兩種處理的培養箱內環境溫度為（28±2）℃、相對濕度為75%±5%。每種處理設置4個重復，28 d后每隔7 d統計1次各養蟲瓶內的成蟲種群數量，記錄成蟲的活蟲數和死蟲數，然后除去死蟲，并將活蟲放回原來的養蟲瓶中繼續培養。各種群數量的統計均以成蟲為依據，觀察至60 d左右。

表1 赤擬谷盜和玉米象混合飼養起始蟲數

1.4 數據處理

對赤擬谷盜成蟲與玉米象成蟲的行為選擇實驗結果，計算試蟲的選擇系數。

選擇系數（%）=（A – B）／（A + B）×100%

A：含蟲離心管一側的試蟲數；B：不含蟲離心管一側的試蟲數。選擇系數大于 0，表示含蟲離心管對試蟲有引誘性，數值越大，表示引誘性越強；選擇系數若小于 0，則表示含蟲離心管對試蟲有驅避性，其絕對值越大，表示驅避性越強。

種群增長倍數=C／D

C：實驗觀察時的種群數量；D：初始種群數量。

先用Microsoft Excel對不同處理的實驗數據求平均值與標準差，然后用 SPSS軟件對實驗數據進行方差分析，采用Duncan法檢驗各處理間差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 赤擬谷盜和玉米象間的相互選擇行為

從表2和表3可知，從整體上看，在培養皿中心釋放赤擬谷盜成蟲起始階段，赤擬谷盜成蟲對培養皿兩側的選擇行為沒有差異；僅在處理時間延長到 2 h和 24 h時，其分別對含有 50頭和 30頭玉米象成蟲離心管一側選擇偏好性顯著提高。

表2 赤擬谷盜成蟲在玉米象成蟲存在時的選擇系數 %

從表4和表5可知，從整體上看，當在培養皿中心釋放玉米象成蟲時，其對培養皿兩側的選擇行為一直沒有顯著差異。

表5 玉米象成蟲在同種害蟲存在時的選擇系數 %

2.2 赤擬谷盜和玉米象在小麥中單獨飼養的數量變化

從表6～10可知，在小麥中單獨飼養赤擬谷盜和玉米象時，隨著處理時間的增加，赤擬谷盜成蟲種群數量先減少后增加，處理28 d后種群數量總體一直呈增長趨勢；而玉米象種群數量則一直呈明顯上升趨勢，初始蟲量為8、16、24和32頭的處理在第56 d時種群數量分別達到了431、596、1 005和 1 283頭，分別增長為起始成蟲數量的53.9、37.2、41.9和40.1倍。

2.3 赤擬谷盜和玉米象在小麥中混合飼養的數量變化

從表 8可知，當赤擬谷盜和玉米象混合飼養時，28 d后赤擬谷盜的成蟲數量都有所下降，但到35 d后，赤擬谷盜成蟲數量都有所增加。從整體上看，赤擬谷盜成蟲種群數量亦隨著處理時間的延長先減少后增加，處理28 d后種群成蟲數量總體一直呈增長趨勢；而玉米象種群成蟲數量則一直呈明顯上升趨勢。與二者單獨飼養相比，二者的種群數量均增加更快。當赤擬谷盜：玉米象為1∶1混合飼養56 d后，赤擬谷盜和玉米象成蟲種群數量分別為起始蟲量的10.2和93.4倍。

表6 在小麥中單獨飼養下玉米象數量變化 頭

表7 在小麥中單獨飼養下赤擬谷盜數量變化 頭

表8 在小麥中混合飼養下赤擬谷盜和玉米象數量變化 頭

表9 赤擬谷盜和玉米象在單獨飼養56 d后種群增長倍數

表10 赤擬谷盜和玉米象在混合飼養56 d后種群增長倍數

3 結論

在實際生產當中，時常有多種害蟲出現在同一儲糧環境中。研究兩種儲糧害蟲在相同生態環境中的相互關系對于安全儲糧具有重要意義[21]。本文研究結果表明：赤擬谷盜和玉米象之間沒有明顯的相互選擇偏好性，兩者對同種害蟲選擇性也無明顯偏好性。在小麥中單獨飼養時，赤擬谷盜可以生存，種群總數量隨處理時間延長先減少后增加，且增長緩慢；而玉米象總體數量隨處理時間顯著增加。與單獨飼養相比，在小麥中混合飼養時，玉米象對小麥的危害促進了赤擬谷盜種群增長。赤擬谷盜種群增長會通過呼吸代謝增加共同生存小環境的溫度和濕度，進而促進玉米象種群增長。因此，玉米象在小麥中繁殖較快，是小麥儲藏中應重點防治的對象；赤擬谷盜為后期性害蟲，但仍然可以危害小麥，在小麥儲藏過程中仍需要加強防治。與崔晉波等的實驗結果有所不同，他們所用試蟲為玉米象和谷蠹，實驗結論為混合飼養的增長速度沒有單獨飼養時增長速度快[17]。可能因為他們研究所用的兩種試蟲都是蛀食性害蟲，他們之間存在競爭關系，而玉米象與赤擬谷盜則分別為蛀食性害蟲和粉食性害蟲，他們之間不存在競爭關系。呂建華等研究了儲藏物害蟲玉米象和鋸谷盜在小麥粉中單獨飼養和混合飼養情況下的生長發育狀況。單獨飼養時玉米象的總數量在不斷減少，鋸谷盜的總數量顯著增加，可能因為玉米象是蛀食性害蟲，而鋸谷盜屬于粉食性害蟲[19]。與本實驗有所不同的是他們實驗材料為小麥粉，而本實驗為小麥。因此，結合本研究結果可知，一般情況下，當蛀食性害蟲和粉食性害蟲同時在原糧小麥中發生時，二者均可生存，且蛀食性害蟲的危害對粉食性害蟲種群增長有明顯的促進作用；而當蛀食性害蟲和粉食性害蟲同時在成品糧小麥粉中發生時，蛀食性害蟲不宜生存。