溫度對桉樹枝癭姬小蜂生長發育的影響

陳元生 李欣 鄧必平

摘要：[目的]致癭性昆蟲

桉樹枝癭姬小蜂（Leptocybe invasa）的生長發育、繁殖及分布主要受到溫度的影響，而探明溫度對桉樹枝癭姬小蜂生長發育的影響，可為該害蟲的蟲情監測和預測預報提供科學依據[方法]采用室內恒溫接種、飼養的方法，測定了桉樹枝癭姬小蜂在19、22、25、28、31℃下各蟲態的發育歷期和發育速率，利用直線回歸（圖測法）、線性回歸和Logistic回歸方程分析了溫度與各蟲態發育速率的關系，并用直線回歸方程求得各蟲態發育起點溫度和有效積溫。[結果]溫度對桉樹枝癭姬小蜂卵至蛹各蟲態、全世代的發育歷期及成蟲壽命均有顯著影響，在19～31℃范圍內，各蟲態發育歷期均隨溫度升高而逐漸縮短，發育速率與溫度呈顯著正相關。圖測法直線回歸方程更能準確擬合桉樹枝癭姬小蜂各蟲態發育速率與溫度之間的關系。桉樹枝癭姬小蜂卵、幼蟲、蛹、成蟲（存活）及全世代的發育起點溫度分別為10.78、10.29、14.64、14.73和12.68℃，有效積溫分別為86.96、588.24、92.59、104.17和712.34d·℃，發育最適溫度分別為25.68、25.65、24.58、26.42和23.84℃，發育適宜溫區為12.21～35.48℃。2017-2019年，該害蟲在江西贛南發生世代數理論值為4.27代，與實際觀察結果一致。[結論]溫度是影響桉樹枝癭姬小蜂生長發育的重要因素，本研究結果可為預測該蜂的發育歷期、發生區域、發生期和發生代數提供科學依據和技術支撐，尤其對該蜂成蟲發生期預測預報和有效防控具有重要的指導意義。

關鍵詞：桉樹枝癭姬小蜂;發育歷期;發育起點溫度;有效積溫;溫度;發育速率

中圖分類號：S763.43文獻標志碼：A 文章編號：1008-0384（2020）05-0545-07

0 引言

（研究意義）溫度是影響昆蟲特別是致癭性昆蟲生長發育和分布等最為顯著的外因，必須積累一定量的有效溫度，即有效積溫（sum ofeffectivetemperatures，簡稱SET），昆蟲才能完成某一發育階段，且昆蟲必須達到一定的溫度才開始發育，即發育起點溫度（10wer development threshold，簡稱LDT），昆蟲的LDT、SET以及適溫范圍是昆蟲地理種群在當地能否完成發育的重要標志，也是預測昆蟲發育進程和種群動態的重要指標。對桉樹枝癭姬小蜂（Leptocybe invasa）的LDT和SET的研究，有助于掌握其發育速度，也有助于預測其發生期和發生代數。（前人研究進展）桉樹枝癭姬小蜂是一種危險性的檢疫性入侵害蟲，已在我國南方多地造成不同程度危害，自從2009年傳人贛南地區之后，在該區蔓延速度很快，目前已經基本覆蓋贛南速生桉樹林區。關于桉樹枝癭姬小蜂的研究，目前主要在形態學、生物學、生態學、寄主抗性、物理監測、發生與防治等方面研究報道較多，但關于溫度與該蜂生長發育的關系，特別是其適應溫度范圍、預測預報等方面卻鮮有報道。雖然有關桉樹枝癭姬小蜂LDT和SE/的研究已有零星報道，如廣西南寧、廣東廣州、福建福州桉樹枝癭姬小蜂的LDT和SET，但所獲得的試驗結果卻差異很大，而導致的原因則未見相關報道。（本研究切入點）不同地域桉樹枝癭姬小蜂的LDT和SET均不一致，江西贛南桉樹枝癭姬小蜂發生期和發生代數的預測不能簡單依據任何一個LDT和SET來進行預測。開展贛南桉樹枝癭姬小蜂LDT和SET的研究，明確桉樹枝癭姬小蜂的適應溫度范圍，可以為贛南桉樹枝癭姬小蜂的預測預報及綜合治理提供依據。（擬解決的關鍵問題）本研究在室內恒溫條件下對贛南桉樹枝癭姬小蜂的LDT和SET及其生長發育與溫度的關系進行系統研究，以期了解其暴發機制，為預測預報和遏制桉樹枝癭姬小蜂在贛南的大規模暴發提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點及品種

于2018年4月至2019年11月在江西環境工程職業學院天敵繁育中心網室內進行試驗，選擇桉樹無性系（e.grandisXe.tereticornis）DH201-2，1年生組培無蟲苗，盆栽1株·盆^-1，剪除頂芽以促進其側枝分生，保持苗高約50cm.

1.2 試驗蟲源

自校園內多年生桉樹無性系DH201-2上采集含有較多老熟蟲癭的枝條，帶回室內，剪平枝條底部、扎緊后放人養蟲籠內的1L容量燒杯內進行水培，置于28℃培養箱，每天觀察成蟲羽化出孔數量，將剛羽化的成蟲及時用小型昆蟲釋放管收集，然后裝入紗網袋內，及時移入養蟲籠中用于接種試驗。

1.3 試驗方法

試驗在恒溫條件下進行。溫度設置為19、22、25、28和3l℃5等個恒溫，光周期設置為L：D=13.5h：10.5h，RH 65%，光照強度500～7001x.

選取生長正常的盆栽桉樹苗，移入養蟲籠內，每籠內接人桉樹枝癭姬小蜂成蟲30頭，然后分別放人不同溫度的智能型光照培養箱（寧波江南儀器廠，型號GXZ-250A），每培養箱放人4盆即4株。接蜂24h后，每2d觀察產卵及蟲癭發育情況，每隔5d取5個左右蟲癭（以觀察到害蟲數30頭為準），在連續變倍體視顯微鏡下解剖、觀察蟲癭內蟲態及發育進度，詳細記錄其卵、幼蟲、蛹及成蟲的發育情況和完成各蟲態發育所需的時間。參照邱煥秀等的方法記錄不同蟲態發育歷期：當解剖觀察蟲癭內的下一蟲態蟲口數量達30%時記錄為下一種蟲態的始發期，達50%時為蟲態轉換期，達70%時為上一種蟲態末期。

1.4 發育起點溫度和有效積溫的計算

上述所得的各發育階段歷期（N）換算成發育速率（v=1/N）。依據有效積溫法則，采用直線方程法（圖測法），以發育速率（v）為因變量（y軸），以溫度（t）為自變量（x軸），作直線方程：v=a+bt（a，b均為直線方程參數），用于計算各發育階段的發育起點溫度（LDT）C和有效積溫（SET）Ko C=-a/b;K=1/b.

1.5 發育適宜溫度測定

1.6 數據分析

采用SPSS22.0統計軟件進行方差分析（one-wayANOVA）、線性回歸分析（Linear regressi.on）、邏輯斯蒂回歸分析（Logistic regressi.on）等處理。

2 結果與分析

2.1 各蟲態、全世代發育歷期及成蟲壽命

試驗數據顯示，溫度對桉樹枝癭姬小蜂各蟲態（包括產卵前期及成蟲壽命）及全世代的發育歷期均有顯著影響（表1）。在19～31℃內，該害蟲各發育階段的發育歷期、成蟲壽命均與溫度呈顯著負相關關系，即隨著溫度的升高同一發育階段的歷期、成蟲壽命明顯縮短且差異均達顯著水平（P<0.05）。在相同溫度下，各發育階段的歷期差異明顯，以幼蟲歷期最長，成蟲壽命次之，除19℃下卵歷期最短外，其他溫度下都是產卵前期最短，特別是在低溫（19、22℃）條件下，各發育階段歷期差異更明顯、達顯著水平（P<0.05）。在19～31℃間，該蜂全世代歷期（卵至成蟲產卵前期）與溫度也呈顯著的負相關關系，19℃時完成1個世代需要108.40d，31℃下僅需38.38d，兩者相差2.8倍多。

2.2 各蟲態及世代的發育速率與溫度的關系

桉樹枝癭姬小蜂卵期、幼蟲期、蛹期及成蟲產卵前期的發育速率（v）與溫度（t）的關系（圖1），通過3種方法，建立關系模型：（1）直線回歸法（圖測法），以各處理溫度下的平均發育速率（v）為縱軸、以溫度（t）為橫軸，在Excel作圖并添加趨勢直線，獲得直線回歸方程（v=bt+a）（圖1）;（2）線性回歸和Logistic回歸，以實測每個數據（1跋育歷期）與對應的溫度為參數，通過SPSS軟件建立各蟲態發育速率（v）與溫度（t）的線性回歸和Logistic回歸預測模型（表2）。由表2可見，在這3種模型中，該害蟲各發育階段的發育速率與溫度的關系均達到顯著水平（P<0.05）。

通過比較這3種方法的決定系數礦可知（表2），在19～31℃內，卵期至蛹期，圖測法直線回歸模型的決定系數均大于0.98，均高于線性回歸模型和Logistic模型的決定系數，后2種回歸模型的決定系數最小均為0.49左右，因此，圖測法的直線回歸模型更能準確地擬合桉樹枝癭姬小蜂各蟲態發育速率與溫度之間的關系，所獲的各蟲態（包括成蟲產卵前期、成蟲壽命）及全世代的發育速率均與溫度呈極顯著的正相關關系（P<0.01），應優先考慮采用圖測法（直線回歸法）對該蜂各蟲態的發育速率進行預測。

2.3 各蟲態及世代的發育適宜溫區

參照潘雪紅等的方法，根據表2中Logistic模型的參數a和b，計算獲得贛南桉樹枝癭姬小蜂卵、幼蟲、蛹、成蟲的最適宜溫度以及適宜溫區上限溫度和下限溫度，見表3.贛南桉樹枝癭姬小蜂卵期、幼蟲期、蛹期、成蟲產卵前期和成蟲存活的最適宜溫度分別為：25.68、25.65、24.58、24.79和26.42℃。贛南桉樹枝癭姬小蜂世代最適溫度為23.84℃，適宜溫區為12.21～35.48℃。

2.4 發育歷期預測值與觀測值的相關性分析

根據上述試驗得到的圖測法直線回歸模型（方程），代人5個飼養溫度，可計算出贛南桉樹枝癭姬小蜂卵、幼蟲、蛹和全世代的發育歷期（預測值），將每個溫度的觀測值與預測值作相關性分析（表4），結果顯示，各蟲態的相關系數r>0.99，P<0.01，即各蟲態及全世代每個溫度的觀測值與預測值均極顯著相關。

2.5 各蟲態及世代的發育起點溫度和有效積溫

根據上述發育速率（v）與溫度（t）關系模型，采用圖測法直線回歸方程（v=bt+a，C=-a/b，K=1/b）計算獲得，贛南桉樹枝癭姬小蜂的卵、幼蟲、蛹和全世代的LDT分別為10.78、10.29、14.64和12.68℃，成蟲存活的起點溫度為14.73℃，對應的SET分別為86.96、588.24、92.59和712.34d.℃，成蟲的SET為104.17d.℃。在各蟲態中，以幼蟲的LDT最低，成蟲存活起點溫度最高，就有效積溫而言，卵期最低，幼蟲最高。說明桉樹枝癭姬小蜂在生長發育的不同階段LDT和所需要的SET均不同。

依據上述桉樹枝癭姬小蜂全世代的SET和贛州市區2017～2019年的有效積溫值（2950.98、3012.53、3168.38d.℃），計算出該區桉樹枝癭姬小蜂2017～2019年的年發生代數分別為414、4.22、4.45代，3年平均4.27世代，這與實際調查監測年份發生4代相符（表5）。

3 討論與結論

桉樹枝癭姬小蜂是致癭性昆蟲，除成蟲期外，其余蟲態均在蟲癭內發育，因此環境溫度是影響其生長發育的最主要外因，影響也最顯著。本試驗也證實，溫度對贛南桉樹枝癭姬小蜂各發育階段歷期（包括成蟲壽命）及全世代歷期均有顯著影響，在19～31℃內，隨著溫度的升高，該蜂各發育階段歷期逐漸縮短、發育速率逐漸加快，符合昆蟲在適溫區內的生長發育規律。該蜂的卵、幼蟲、蛹、成蟲（存活）的最適宜溫度分別：25.68、25.65、24.58、26.42℃。在相同溫度下，各發育階段歷期明顯不同，以幼蟲歷期最長，成蟲壽命次之，成蟲產卵前期最短，這也說明桉樹枝癭姬小蜂成蟲屬于“發育成熟型”，羽化出孔后即可產卵，而且多行孤雌生殖，無需交配即可產卵，這與湯行昊等的觀點一致。

溫度與昆蟲生長發育的關系模型可用于研究溫度對昆蟲生長發育及分布的影響。時培建等認為，Logistic模型并不適宜用來描述溫度對昆蟲發育速率的影響。何莉梅等對比發現，線性模型比Logistic模型能更好地描述草地貪夜蛾的發育速率與溫度的關系。本試驗也證實了這一點。本研究采用3種模型分析了桉樹枝癭姬小蜂各發育階段的發育速率與溫度的關系，結果表明，在試驗溫度（19～3l℃，該溫區在該蜂的適宜溫區12.21～35.48℃范圍內）下，圖測法的直線回歸模型更能準確地擬合桉樹枝癭姬小蜂卵至蛹各發育階段發育速率與溫度之間的關系，各發育階段發育速率（包括成蟲壽命）與溫度呈顯著正相關。據此得到，贛南桉樹枝癭姬小蜂卵、幼蟲、蛹及全世代的LDT分別為10.78、10.29、14.64和12.68℃，成蟲存活的LDT為14.73℃，對應的SET分別為86.96、588.24、92.59和712.34d·℃，成蟲的SET為104.17d·℃。

結合贛州市區2017-019年氣象資料，推測該蜂年發生4.27代，與實際發生情況吻合;另外，根據研究結果所得的直線回歸模型，可計算出該蜂卵歷期、幼蟲歷期、蛹歷期及全世代歷期（預測值），在相同溫度下，預測值與實際觀測值相關性顯著，達到極顯著相關，說明通過直線回歸（圖測法）關系模型所得的該蜂各發育階段及全世代的發育起點溫度和有效積溫是可信的、準確的。這也進一步證實，在昆蟲適溫區，這是一種分析溫度對昆蟲發育影響的簡單、實用方法，適合于絕大多數昆蟲。

有關桉樹枝癭姬小蜂LDT和SET的研究已有一些零星報道（表5），由于各研究者所采用的食料、溫度設置均不相同，所得的結果差異很大，即使是來自同一地域的桉樹枝癭姬小蜂，由于試驗方法不同，所獲得的結果也不同，如，邱煥秀等和朱方麗所采用的都是來源于廣州的桉樹枝癭姬小蜂，可得到的LDT、SET卻大不相同。由此可見，造成這種差異的原因，主要是由于各人的研究方法、溫度等試驗條件、食料以及蟲源不同所致。桉樹枝癭姬小蜂是一種廣泛分布的入侵害蟲，具有偏雌性、行孤雌生殖的特點，由于寄主、氣候等生態環境的差異，該蜂在熱量需求上是否也存在地理差異有待深入研究。

在桉樹枝癭姬小蜂適宜的溫度范圍內，試驗條件下得到的發育速率與溫度的函數關系，并不會受溫度本身的變化而改變，適用于預測該蜂在自然條件下的發育，結合當地的氣象資料，由圖測法的直線回歸方程，可以求出桉樹枝癭姬小蜂各蟲態和全世代在任意溫度下的發育歷期，利用該蜂的發育起點溫度和有效積溫數值，可以求出該蜂在當地的發生期及世代數，可為桉樹枝癭姬小蜂的預測預報提供依據。

本試驗是在室內恒溫條件下測得桉樹枝癭姬小蜂各蟲態的發育起點溫度和有效積溫，而該蜂成蟲期才是防治的關鍵蟲期，與其他蟲態相比，除氣溫外，成蟲期還較易受水分、光照、食物等生態因素的影響。因此，有必要將這些因素結合起來，對成蟲發生期的預測進行修正，以便做到準確預測，為有效控制該蜂提供科學依據。