蚱蟬卵的發(fā)育起始溫度、有效積溫與生物學特性研究

聶磊，李梅，姜鵬，胡延和，呂召云，孫猛，婁齊年

（1.山東省蠶業(yè)研究所，山東煙臺 264002；2.中國農(nóng)業(yè)大學煙臺研究院，山東煙臺 264670；3.山東廣播電視臺，山東 濟南 250014；4.山東共鳴農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，山東濱州 256600）

蚱蟬（Cryptotympana atrata），又名“金蟬”“知了”“嘛嘰嘹”“黑老哇哇”等，隸屬于同翅目（Homoptera）蟬科（Cicadidae）蚱蟬屬（Cryptotympanad），分布于遼寧、河北、河南、山東、江蘇、安徽、浙江、江西、山西、福建、臺灣、廣東等省區(qū)。蚱蟬是不完全變態(tài)昆蟲，個體發(fā)育經(jīng)歷卵、若蟲、成蟲三個階段，以植物地上當年生和兩年生幼小枝條中的卵及地下根系上的不同大小若蟲越冬，一般3 ～5年完成一代。若蟲生活在土里，吸食植物根部汁液，成蟲在楊、柳、槐、桃、蘋果、梨等多種木本植物上用刺吸口器吸食樹木汁液［1-4］。蚱蟬具有很高的營養(yǎng)價值，其幼蟲蛋白含量分別為豬肉、雞蛋的1.62倍和1.61倍［5］，蟲體中鈣、鐵、鋅等人體必需微量元素含量較高。同時也是重要的藥用昆蟲，在《神農(nóng)本草經(jīng)》《本草綱目》中就有入藥記載。成蟲羽化后蛻除的外殼俗稱“蟬蛻”，具有抗驚厥、促鎮(zhèn)靜的作用［6］。蚱蟬的若蟲和成蟲，特別是老熟若蟲對促進生長發(fā)育、補充機體代謝消耗、體虛患者康復等均有極佳的輔助治療作用，是難得的天然、無公害高營養(yǎng)藥膳食品［7，8］。

當前針對蚱蟬人工養(yǎng)殖技術(shù)的系統(tǒng)研究較少，尚缺乏精準數(shù)據(jù)的調(diào)查與分析，尤其在卵的孵化環(huán)節(jié)。一齡若蟲孵化的整齊度低，孵化歷期過長，往往遷延20～30 d，甚至達60 d，給人工養(yǎng)殖帶來極大的不穩(wěn)定性，無法實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。本研究旨在探索卵孵化的發(fā)育起始溫度、孵化到出蟲階段的有效積溫，以及標志性的生物學特性，為調(diào)整卵孵化整齊度的可行性提供依據(jù)，以滿足實際生產(chǎn)的需求。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

于紗網(wǎng)內(nèi)放置成蟲產(chǎn)卵的白蠟枝條，每日定時觀察，發(fā)現(xiàn)有含卵枝條時及時采下，隨即置于冰箱保鮮格內(nèi)（溫度5℃左右，濕度85%左右），以減少卵的自然積溫。

1.2 試驗方法

前期試驗結(jié)果表明，蚱蟬卵在26～34℃時可正常孵化，低于24℃或高于36℃時均不能孵化。將采集的含卵枝條修剪成兩端各距卵穴約5 cm的光條，每20支扎成一捆，將枝條分為3組，分別放置在溫度為28、30、32℃的溫室內(nèi)，每組設(shè)3個重復。含卵枝條放于鋪墊消毒沙土的大燒杯內(nèi)，在沙土與卵枝之間墊一片濾紙，以便于觀察。光周期設(shè)為12 L∶12 D，光照強度為自然光照的40%，濕度80% ～85%。每隔2 h觀察溫室中溫濕度控制情況并記錄，每隔2 d觀察含卵枝條干濕情況，每隔5 d對卵的形態(tài)變化進行觀察并記錄，至不見幼蟲孵出為止，統(tǒng)計卵孵化天數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel軟件對數(shù)據(jù)進行處理。

有效積溫K＝N（T-C），其中K為卵發(fā)育的有效積溫，N為卵從孵化開始至出若蟲的歷期，T為卵孵化時的環(huán)境溫度，C為發(fā)育起始溫度。

2 結(jié)果與分析

2.1 卵在孵化期間的形態(tài)變化

孵化前的卵呈白色，細長，紡錘形，稍彎曲，長約2.5 mm，寬約0.5 mm（圖1，標尺刻度為0.5 mm），表面光滑，有象牙光澤，一端橢圓，一端稍尖，在橢圓形一端側(cè)面有一條淺黃色細帶。

圖1 卵的外觀圖

卵發(fā)育一定時間后表面開始變?yōu)槲ⅫS色，然后出現(xiàn)眼點。眼點呈鮮亮紅色、六瓣梅花狀，稍尖一端呈透明液泡狀（圖2）。28℃下第33 d開始出現(xiàn)眼點，30℃下第28 d開始出現(xiàn)眼點，32℃下第20 d左右開始變?yōu)槲ⅫS色，25 d后出現(xiàn)眼點。

圖2 卵的眼點圖

一齡若蟲從卵稍尖的一端破殼而出，頭部首先頂出（圖3），然后不停扭動身體，逐漸整個蟲體脫出，大小與卵相差無幾（圖4），后停留在原地靜止約1 min鉆入土中。

2.2 不同溫度對卵孵化天數(shù)的影響

由圖5可知，卵在28℃時從45 d開始孵化，持續(xù)至51 d；30℃時從38 d開始孵化，持續(xù)至43 d；32℃時從33 d開始孵化，持續(xù)至37 d。因此，28℃下全部樣品若蟲出殼時間持續(xù)7 d，30℃下持續(xù)6 d，32℃下持續(xù)5 d。

圖3 若蟲的孵化圖

圖4 若蟲與卵的對比圖

圖5 不同溫度下卵孵化天數(shù)變化分析

2.3 卵孵化的有效積溫

根據(jù)K ＝N（T-C），卵的發(fā)育起始溫度（C）相同，有效積溫（K）相同，依據(jù) 28、30、32℃時的統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，33×（32-C）＝38×（30-C）；33×（32-C）＝45×（28-C），因此卵發(fā)育的起始溫度（C）為16.9℃左右。這與在自然環(huán)境下越冬卵在第二年5月中旬開始孵化，5月下旬和6月上旬為孵化盛期相吻合。

32℃卵持續(xù)孵化歷期是33～37 d，因此32℃下卵有效積溫的最低值為K＝33×（32-16.9）；K＝498.3℃·d，最高值為 K＝37×（32-16.9）；K＝558.7℃·d。

3 討論與結(jié)論

卵的孵化發(fā)育需要適宜條件，影響因素主要有溫度、濕度、光照強度等，其中溫度是最重要的因素之一，在濕度、光照等其他因素具備的條件下，溫度升高可以相應地縮短孵化時間。本試驗對蚱蟬卵在恒溫環(huán)境中的發(fā)育起始溫度和有效積溫進行了探索，結(jié)果與自然狀態(tài)下的發(fā)育期相吻合。蚱蟬卵的發(fā)育起始溫度為16.9℃，在32℃恒溫條件下發(fā)育有效積溫為498.3～558.7℃·d。本試驗首次獲得了蚱蟬卵在恒溫環(huán)境中的發(fā)育起始溫度和有效積溫，該結(jié)果可為蚱蟬養(yǎng)殖過程中卵孵化環(huán)節(jié)的人為控制、若蟲出殼時間的預測提供數(shù)據(jù)參數(shù)，對于促進人工養(yǎng)殖蚱蟬的規(guī)模化發(fā)展具有重要意義。

一般而言，動物在恒溫和變溫環(huán)境狀態(tài)下的發(fā)育速度不同，多數(shù)動物在變溫環(huán)境中的發(fā)育速度快于恒溫環(huán)境。本試驗分析了恒溫條件下蚱蟬卵的發(fā)育起始溫度和有效積溫，結(jié)果與自然環(huán)境中的情況是否完全一致，有待于進一步驗證；另外，所采用的卵為山東省區(qū)的種群，結(jié)果是否也符合其他地區(qū)的種群，也有待于驗證。