白木香黃野螟幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡的測(cè)定

鄭偉，黃海，韋建杏

1.海南省楓木實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，海南屯昌571600；

2.海南大學(xué)林學(xué)院，海南海口570228

黃野螟（Heortia vitessoides Moore）屬鱗翅目螟蛾科，是一種專(zhuān)性食葉害蟲(chóng)，其寄主為白木香（Aquilaria sinensis）。黃野螟一年至少發(fā)生8 個(gè)世代，每個(gè)世代持續(xù)時(shí)間約1 月[2]，在海南省屯昌縣地區(qū)于2 月中旬越冬成蟲(chóng)出土，3 月～4 月是蟲(chóng)害爆發(fā)期，5 月開(kāi)始至12 月蟲(chóng)口密度會(huì)急劇減小。據(jù)初步調(diào)查，海南每年遭受黃野螟侵害的白木香數(shù)量高達(dá)300 萬(wàn)株，平均密度為86 頭/株，因其種群密度大，繁殖速度快，僅用數(shù)日便可將受害樹(shù)木的葉片全部吃光，樹(shù)干和樹(shù)枝皮層也會(huì)被啃食，導(dǎo)致白木香林光禿無(wú)葉[1]。不僅會(huì)對(duì)白木香的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響，還會(huì)造成幼苗枯萎、死亡。

目前，針對(duì)黃野螟的防治主要是化學(xué)防治，而對(duì)于黃野螟幼蟲(chóng)不同蟲(chóng)齡的防治效果還少有研究。對(duì)昆蟲(chóng)分齡研究是開(kāi)展防治工作的基礎(chǔ)。前人對(duì)黃野螟的生物學(xué)特性研究表明，黃野螟幼蟲(chóng)可分為5 齡，并測(cè)定了平均體長(zhǎng)、平均頭殼寬等形態(tài)指標(biāo)[1，4]。為了得到最合適的分齡指標(biāo)，此實(shí)驗(yàn)選擇黃野螟幼蟲(chóng)體長(zhǎng)、頭殼寬和體寬3 個(gè)形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)Dyar 定律及頻次分析確定幼蟲(chóng)齡數(shù)，并通過(guò)Crosby指數(shù)、Brooks 指數(shù)[5-6]和回歸分析確定最佳的黃野螟幼蟲(chóng)分齡指標(biāo)，為黃野螟防治提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

黃野螟幼蟲(chóng)蟲(chóng)源采集自海南省屯昌縣海南省楓木實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)白木香苗圃，選取結(jié)生有卵塊的幼苗進(jìn)行標(biāo)記，待卵塊孵化后采集放入培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件為：溫度24±2℃，相對(duì)濕度80%±10%，光周期L:D=12.5:11.5。

1.2 測(cè)定方法

幼蟲(chóng)孵化當(dāng)天測(cè)量體長(zhǎng)、頭殼寬、體寬（第三節(jié)寬）3 個(gè)形態(tài)指標(biāo)，后每天定時(shí)從養(yǎng)蟲(chóng)盒中隨機(jī)篩選不少于20 頭健康幼蟲(chóng)進(jìn)行測(cè)量，在幼蟲(chóng)每次蛻皮之后收集蛻下的頭殼單獨(dú)進(jìn)行頭殼寬的測(cè)量，幼蟲(chóng)測(cè)量完成后將其放回養(yǎng)蟲(chóng)盒，更換新鮮葉片，保證正常生長(zhǎng)直至化蛹。初孵幼蟲(chóng)的測(cè)量工作在Motic 體式鏡及Motic Images plus3.0 顯微成像系統(tǒng)下進(jìn)行（精確到0.0001mm），老熟幼蟲(chóng)由于體長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，不適用于顯微觀察，所以采用50 分度游標(biāo)卡尺測(cè)量體長(zhǎng)，頭殼寬及體寬仍使用體式鏡測(cè)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用SPSS 25.0 對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行頻次分析，繪制頻次分布圖，結(jié)合戴氏定律初步判定黃野螟幼蟲(chóng)齡數(shù)。齡數(shù)確定后，根據(jù)蛻下的頭殼寬平均值對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行齡期分組，應(yīng)用EXCEL 2020 計(jì)算各齡幼蟲(chóng)3項(xiàng)指標(biāo)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異幅度和變異系數(shù)，根據(jù)Crosby 生長(zhǎng)定律得出Brooks 指數(shù)、Crosby 指數(shù)（絕對(duì)值大于0.10 說(shuō)明分齡數(shù)據(jù)分組不合理），再通過(guò)形態(tài)指標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)蟲(chóng)齡建立線性和指數(shù)回歸模型，比較各模型間的相關(guān)系數(shù)，進(jìn)一步驗(yàn)證分齡的合理性。

計(jì)算公式如下：

變異系數(shù)C·V=SDn/ Xn

Brooks 指數(shù)=Xn/ Xn-1

Crosby 指數(shù)=（Bn-Bn-1）/ Bn-1

式中，SDn表示第n 齡幼蟲(chóng)各指標(biāo)測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)差；Xn和Xn-1分別為第n 齡和n-1 齡幼蟲(chóng)各指標(biāo)測(cè)量值的平均值；Bn和Bn-1分別表示第n 和n-1 個(gè)Brooks 指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃野螟幼蟲(chóng)齡數(shù)測(cè)定

將黃野螟幼蟲(chóng)體長(zhǎng)、頭殼寬、體寬3 項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量值進(jìn)行頻次分布統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖1。黃野螟幼蟲(chóng)頭殼寬及體寬有5 個(gè)顯著的集中區(qū)，且頭殼寬5 個(gè)集中區(qū)的分布顯著優(yōu)于體寬，體長(zhǎng)的頻次分布未呈現(xiàn)5個(gè)顯著集中區(qū)，因此無(wú)法用體長(zhǎng)來(lái)判斷幼蟲(chóng)齡數(shù)，初步驗(yàn)證體長(zhǎng)不適宜作為黃野螟幼蟲(chóng)的分齡指標(biāo)，頭殼寬為劃分黃野螟的最佳指標(biāo)。根據(jù)Dyar 定律及頭殼寬的頻次分布一個(gè)集中區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)幼蟲(chóng)的齡期[5，11]，可得到黃野螟幼蟲(chóng)共5 個(gè)蟲(chóng)齡。

圖1 黃野螟幼蟲(chóng)體長(zhǎng)、頭殼寬和體寬頻次分布Fig.1 Distribution of Body Length，Head Capsule Width and Body Width of Heortia vitessoides M.

2.2 黃野螟幼蟲(chóng)各分齡指標(biāo)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

表1 顯示了黃野螟幼蟲(chóng)3 項(xiàng)分齡指標(biāo)的樣本數(shù)、變幅、均值、變異系數(shù)、Brooks 指數(shù)和Crosby 指數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，1～5 齡幼蟲(chóng)測(cè)得的體長(zhǎng)變幅分別為1.79mm～3.85mm、3.19mm～5.71mm、4.09mm～11.25mm、6.51mm～20.02mm、11.02mm～29.10mm，平均值分別為2.54mm、4.26mm、6.71mm、13.17mm、20.87mm；頭殼寬變幅分別為0.33mm～0.39mm、0.50mm～0.62mm、0.82mm～1.08mm、1.24mm～1.62mm、2.09mm～2.44mm，平 均 值 分 別 為0.35mm、0.57mm、0.95mm、1.43mm、2.25mm；體寬變幅分別為0.26mm～0.61mm、0.43mm～0.95mm、0.58mm～1.46mm、1.05mm～2.57mm、1.54mm～4.03mm，平 均 值 分 別 為0.38mm、0.67mm、1.01mm、1.79mm、3.19mm。黃野螟各齡幼蟲(chóng)3 項(xiàng)指標(biāo)的均值差異顯著（p＜0.05）。體長(zhǎng)和體寬的變異系數(shù)均較大，部分超過(guò)0.20，Crosby 指數(shù)的絕對(duì)值部分大于0.10，因此體長(zhǎng)和體寬不宜作為黃野螟幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡劃分的指標(biāo)；頭殼寬的變異系數(shù)均在0.20 以下，Crosby 指數(shù)絕對(duì)值均在0.10 以下，說(shuō)明頭殼寬是劃分蟲(chóng)齡的一個(gè)較優(yōu)的指標(biāo)。

表1 黃野螟幼蟲(chóng)3 種形態(tài)指標(biāo)的測(cè)量值統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果Tab.1 Measurements and Statistics of Three Morphological Indexes of Heortia vitessoides M.

2.3 黃野螟幼蟲(chóng)各分齡指標(biāo)與蟲(chóng)齡的相關(guān)性

利用SPSS 25.0 測(cè)定了黃野螟幼蟲(chóng)3 項(xiàng)指標(biāo)與蟲(chóng)齡之間的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)表2。3 項(xiàng)指標(biāo)與蟲(chóng)齡之間的各個(gè)模型均有顯著相關(guān)關(guān)系，以指數(shù)擬合模型最為明顯，其次為二次、三次，相關(guān)性最小的是線性模型。頭殼寬與幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡擬合的四個(gè)模型均優(yōu)于體長(zhǎng)和體寬，因此，頭殼寬可作為黃野螟幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡的最佳判定指標(biāo)，同時(shí)也表明黃野螟幼蟲(chóng)劃分為5 齡是準(zhǔn)確的。

表2 黃野螟幼蟲(chóng)3 種形態(tài)指標(biāo)測(cè)量值與蟲(chóng)齡的擬合結(jié)果Tab.2 Fitting Results between Three Morphological Indexes and Instar of Heortia vitessoides

2.4 黃野螟幼蟲(chóng)各齡齡期

測(cè)量全程歷時(shí)16d，黃野螟幼蟲(chóng)從第14d 開(kāi)始出現(xiàn)化蛹，至第16d 全部化蛹。通過(guò)每日測(cè)量數(shù)據(jù)整理，結(jié)果如圖3。黃野螟幼蟲(chóng)的5 個(gè)齡期分別劃分為第1d～4d、4d～6d、6d～10d、9d～12d、11d～16d，相鄰蟲(chóng)齡會(huì)出現(xiàn)時(shí)間重疊現(xiàn)象，在第4d、6d、9d 和11d開(kāi)始出現(xiàn)跨齡。

圖2 黃野螟幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡與齡期分析結(jié)果Fig.2 Relationship Analysis between Larval Instars and Days Post Hatching of Heortia vitessoides M.

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

根據(jù)Dyar 定律及頭殼寬和體寬的頻次分布結(jié)果（圖1）得出，黃野螟幼蟲(chóng)共5 個(gè)蟲(chóng)齡。對(duì)各形態(tài)指標(biāo)測(cè)量結(jié)果分析得到頭殼寬Crosby 指數(shù)最小，與蟲(chóng)齡的擬合指數(shù)函數(shù)曲線相關(guān)系數(shù)最大，因此可以確定頭殼寬是判定黃野螟幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡的最佳指標(biāo)。黃野螟幼蟲(chóng)的5 個(gè)齡期分別劃分為第1d～4d、4d～6d、6d～10d、9d～12d、11d～16d，相鄰蟲(chóng)齡會(huì)出現(xiàn)時(shí)間重疊現(xiàn)象，在第4d、6d、9d 和11d 開(kāi)始出現(xiàn)跨齡。

3.2 討論

多數(shù)鱗翅目昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡劃分研究都證明了頭殼寬是最準(zhǔn)確的分齡指標(biāo)，這是因?yàn)轭^部骨骼生長(zhǎng)速度很快，同一齡期頭殼寬度變化幅度小，頭殼寬會(huì)隨著周期性的蛻皮發(fā)生間斷式增長(zhǎng)[5]。在已有的鱗翅目昆蟲(chóng)研究中，夏濤等[8]通過(guò)測(cè)量辣木瑙螟（Noorda blitealis Walker）幼蟲(chóng)的頭殼寬、體長(zhǎng)和體寬3 個(gè)指標(biāo)得到頭殼寬為最佳蟲(chóng)齡判定指標(biāo)，該研究以此為參考選取測(cè)量指標(biāo)。李召波等[9]研究表明，頭殼寬是二點(diǎn)委夜蛾[Athetis lepigone（Moschler）]幼蟲(chóng)的分齡最佳指標(biāo)，幼蟲(chóng)的體長(zhǎng)和體重在各齡間均存在重疊現(xiàn)象。部分鱗翅目昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)體長(zhǎng)會(huì)隨蟲(chóng)齡的增大而增長(zhǎng)，但由于幼蟲(chóng)的收縮或者取食量的影響，老熟幼蟲(chóng)的體長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)普遍的重疊現(xiàn)象，所以體長(zhǎng)不適宜作為分齡指標(biāo)，但體長(zhǎng)又是分辨蟲(chóng)齡時(shí)最易于觀察的形態(tài)指標(biāo)，觀察體長(zhǎng)能輕易區(qū)分低齡和高齡幼蟲(chóng)。體寬很少被認(rèn)定為優(yōu)良分齡指標(biāo)，黃野螟幼蟲(chóng)的體寬雖然也會(huì)隨蟲(chóng)齡的增加而增大，但同樣存在長(zhǎng)度的重疊，并且在判定蟲(chóng)齡的過(guò)程中，由于體寬的變幅小，會(huì)導(dǎo)致觀測(cè)誤差偏大。

海南地區(qū)的黃野螟幼蟲(chóng)通常一年發(fā)生8 代，不同于廣東地區(qū)一年發(fā)生6 代[1，4]。海南中部地區(qū)的黃野螟越冬蛹在2 月便開(kāi)始羽化，產(chǎn)卵時(shí)間相對(duì)集中在2 月底，發(fā)育期從幼蟲(chóng)孵化至化蛹羽化約1 個(gè)月，其中卵孵化時(shí)間3d～4d、幼蟲(chóng)生長(zhǎng)時(shí)間14d～16d、成蟲(chóng)羽化時(shí)間9d～10d。溫度、濕度、取食量、種間關(guān)系、光周期等因子均會(huì)對(duì)昆蟲(chóng)的發(fā)育產(chǎn)生影響。黃野螟是單食性食葉害蟲(chóng)，葉片的品質(zhì)、幼熟程度、水分含量均會(huì)對(duì)幼蟲(chóng)的體長(zhǎng)、體色等形態(tài)特征產(chǎn)生顯著影響。該研究在溫度24±2℃，相對(duì)濕度80%±10%，光周期L:D=12.5:11.5 的室內(nèi)，使用相同品質(zhì)的新鮮白木香葉片飼養(yǎng)黃野螟幼蟲(chóng)。在觀測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，同一批孵化的幼蟲(chóng)生長(zhǎng)速度差異明顯，特別是高齡幼蟲(chóng)的脫殼時(shí)間最大相差超過(guò)2d，同一時(shí)間蟲(chóng)齡跨度超過(guò)3 齡，產(chǎn)生此現(xiàn)象的具體成因有待進(jìn)一步研究。