环境因子对莲草直胸跳甲生物学特性的影响

来源 :山西农业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:lichangsong3
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喜旱莲子草Altemanthera philoxeroides (Mart.)Griseb原产南美洲,属苋科Amaranthaceae莲子草属Alternanthera,已传播到北美洲、大洋洲、欧洲及东南亚和中国,被我国列为重要的恶性入侵杂草之一,对我国生态环境、生物多样性造成巨大威胁。引入喜旱莲子草的专食性天敌莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila Selman & Vogt生物防治喜旱莲子已在南方等地,取得了较好的成效。前期研究发现,高温、低温均对莲草直胸跳甲的存活能力有重要影响,不同生物型喜旱莲子草对莲草直胸跳甲化蛹能力也有重要的影响。而在自然界中,影响昆虫生存和发生动态的因子多样,昆虫所感受到的环境因子也呈周期性和规律性的变化。本文通过研究影响莲草直胸跳甲重要的生态因子(光周期、温周期、食物资源及交配资源)以探讨其对莲草直胸跳甲存活能力、繁殖能力等的影响。主要研究结果如下:光周期对莲草直胸跳甲的影响:莲草直胸跳甲的不同虫态对光周期反应不一:1)不同光周期条件对卵的孵化率无影响;2)光周期中光期时长为2-16h时,对1、2龄幼虫影响明显,发育历期随着光期时长的增加而增加,幼虫对光周期敏感点分布在L:D=8:16。长光周期条件下对幼虫的存活有利;3)光周期变化对莲草直胸跳甲的化蛹无影响;4)长光周期条件有利于成虫存活,其最适光周期条件为L:D=16:8。成虫的产卵力、产卵历期、单雌产卵量在所设置的光周期中呈现不同的规律变化,其最佳光周期分布在两个区间,光期时长为4-8h和20h,但在此条件下,成虫的存活能力相对较低。母代不会把这种光周期的影响传递给子代。综合试验表明较长光周期条件对莲草直胸跳甲的生存和繁育有利。因我国的光照时长随季节呈现不同的变化,这也暗示了跳甲种群随季节波动变化的原因之一。随春季日照时长的增加,跳甲种群数量增加,秋季来临时,日照时长减少,跳甲种群数量降低。温周期对莲草直胸跳甲的影响:温周期对莲草直胸跳甲发育历期影响明显。1)卵的孵化历期随平均温度的降低而延长,呈现函数y=3.5982e0.0658x的变化规律(y:孵化历期,x:低温期时长),全低温下有极显著的延迟作用且影响到孵化幼虫的发育历期和存活率。时长较短的低温期(如:C:T=3:21)对卵发育有利,当卵感受到温期时,卵孵化率和恒温条件下无显著差异。2)莲草直胸跳甲1、2龄幼虫的发育历期随着温周期处理中低温时长的延长而延长,温周期对3龄幼虫的影响较小,幼虫发育所需的积温和温周期处理中的低温时长的关系为y=0.131x2-1.8686x+15.967,(y:幼虫发育的有效积温,x:温周期中的低温时长),较短的(C:T=3:21)低温时长对幼虫发育有促进作用且有利于幼虫的存活。温周期对成虫的影响如下:a.成虫的产卵前期随温周期处理中低温时长的增加而延长,全低温条件下,成虫产卵前期为29d,和温周期中的低温时长的变化关系为y=0.0123x2+0.0262x+3.5366,低温时长>12h时,影响显著。b.成虫寿命在C:T=11:13、C:T=18:6和C:T=21:3的温周期条件下最高,在C:T=3:21,C:T=13:11条件下最低。c.在温周期C:T=11:13的条件下,成虫的繁殖力最高,全低温条件最低。d.温周期条件为C:T=11:13、C:T=18:6和C:T=21:3时,成虫产卵历期最长并显著高于其它组。e.成虫的存活能力和寿命随温周期中低温时长的增加而增加但繁殖力却下降。f.成虫不会将母代所感受到的温周期信号传递给子代。综合认为,短时长低温的温周期条件对莲草直胸跳甲的生长发育有利,跳甲须经历一定时长的温期后,才可正常发育,较长时长低温的温周期可借鉴为跳甲的保种条件。说明当环境的温度虽达到跳甲可发育的温度,适温条件对正常发育有着重要意义。进入秋季时,我国的昼夜温差开始变大且夜间低温的时长普遍延长,跳甲发育缓慢,繁殖能力下降,即种群数量降低。食物资源对莲草直胸跳甲的影响:通过设置相同的食物和空间条件研究了食物资源对莲草直胸跳甲的影响。改变虫口密度发现:1)莲草直胸跳甲高龄幼虫的存活率随虫口密度的增加而显著降低,发育历期明显延长。2)成虫产卵力和寿命以在高密度条件下最低。3)在有限的化蛹条件下,随着老熟幼虫数目的增加,化蛹率逐渐降低,但部分老熟幼虫可在喜旱莲子草茎秆外化蛹。4)饲喂莲草直胸跳甲不同季节型的喜旱莲子草对跳甲发育历期、存活率无影响。5)比较了不同植物、不同选择压力下、莲草直胸跳甲取食后的生长发育状况,发现在所给的植物当中,只有取食喜旱莲子草后才能正常发育,莲子草可作为替代的食物资源,但不能成为其寄主。综合表明,在一定时空条件下,当跳甲种群暴发时,其可获得的食物资源是限制其生存和发育的主要因子,外在表现即跳甲种群呈明显的波动变化。交配资源对莲草直胸跳甲的影响:1)成虫在短光期的光周期条件下,交配次数下降,但未改变其交配节律;全暗条件下,跳甲的产卵力能力降低。2)莲草直胸跳甲属于多配偶型昆虫,其一生可交配多次,多次交配和可获得配偶的数量对雌虫繁殖力有明显的助益作用。2)通过在跳甲的交配场所中设置不同密度的食物资源,发现成虫在食物资源较少的情况下,投资给交配行为的时长明显大于多食物资源条件,在食物资源较多的条件下,跳甲投资给交配行为、交配守护行为、求偶行为的时长相当。3)在不同雌雄配比的条件下,跳甲日交配次数无显著差异,以在一雄多雌的条件下,产卵量最高。在一雄多雌的条件下,交配高峰期分布在14:00~16:00,在一雌多雄和一雌一雄的条件下,其交配高峰期分布在19:00左右。在多雌多雄的条件下,跳甲投资给交配行为的时长大于单雌单雄的条件,投资给交配守护行为的时长却相反。4)通过测试已交配和未交配雄虫对配偶的选择作用,发现两者对未交配的雌虫发生求偶和交配的概率明显高于已交配过的雌虫。可见,跳甲可获得配偶资源的质量和数量对繁殖能力有重要的影响作用。因跳甲雌雄成虫的耐受性差异,易造成雌雄比例不对等,这种不平衡对跳甲的繁殖力影响明显。综合表明,几种环境因子光周期、温周期、食物资源和交配资源均不能诱导莲草直胸跳甲产生如滞育昆虫的特征,这些因子直接影响到莲草直胸跳甲的生存和繁殖能力,其中以温周期对莲草直胸跳甲的影响最大。本研究深度明确了该物种的生物学特性,以及利用的局限性,同时可为跳甲生防释放、人工饲养和保藏提供理论依据。
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