水流对莲草直胸跳甲种群存活和扩散的影响

水流对莲草直胸跳甲种群存活和扩散的影响 水流对莲草直胸跳甲种群存活和扩散的影 响 生物安全 J0URNAL0FB10SAFETY 2011,20(4):281—284 http:ffWWW.bsen.org 水流对莲草直胸跳甲种群存活和扩散的影响 傅建炜h,马明勇,郭建英,李彦宁,万方浩 福建省农业科学院植物保护研究所,福建福州350013;.中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害 生物学国家重点实验室,北京100193;湖南省农业科学院植物保护研究所,湖南长沙410125 摘要:【背景】水流是外来人侵生物传播蔓延的重要方式之一,特别是水生生物.水生杂草在水流传播过程中也经常携带 其天敌从一个地方传播到另一个地方,如莲草直胸跳甲经常随着空心莲子草在水流中传播.研究水流对莲草直胸跳甲存 活的影响及其对种群迁移的间接协助作用,可为解析该天敌抵御洪涝灾害和借助水流传播的能力提供科学依据.【方法】 本研究以莲草直胸跳甲为研究对象,在室内进行水流模拟,比较水流转速(1000,1250和1750r?min)和时间(3O,60,90 和120min)对不同虫态莲草直胸跳甲(雌雄成虫,幼虫和卵)存活率的影响,并推算莲草直胸跳甲成虫和幼虫在野外随水流 传播的最大距离.【结果】水流速度对昆虫的存活和发育具有一定影响.在不同旋转时间和转速下,雌雄成虫的存活率较 高,幼虫次之,卵的存活率最低;雌虫随水流传播能达到的最远距离最大,雄虫次之,传播距离最小的是幼虫.【结论与意 义】莲草直胸跳甲可随水流进行远距离传播和自然扩散,对于利用莲草直胸跳甲 防治空心莲子草,缓解水渠和河道的堵塞 非常有利. 关键词:莲草直胸跳甲;水流;存活率;扩散距离 Effectsofwaterflowonthesurvivalanddispersalofthefleabeetle.Agasicleshygrophila Jian—weiFU',Ming.yongMA',Jian-yingGUO,Yan—ningLI',Fang—haoWAN .,如姚 ofPlantProtection,FufianAcademyofAgriculturalSciences,Fuzhou,Fujmn350013,China;StateKeyLaboratory forBiologyofPlantDiseasesandInsectPests,lnsthmeofPlantProtection,ChineseAcademyofAgr/cu/turulSciences,& 100193,Ch/na;InstituteofPlantProtection,HunanAcademyofAgriculturalSciencse,Changsha,Hunan410125,Ch/na Abstract:【Background】 Thewaterflowisoneoftheimportantspathwaysofspreadforinvasivespecies,especiallyaquaticones. Thiscanalsoaidthedispersalofintroducednaturalenemies,suchasAgasicleshygrophila,abiologicalcontrolagentandalligator weedAlternantheraphiloxeroides.KnowledgeoftheeffectsofwaterflowonA.hygrophilaandindirecteffectsofwaterflowonpopula— tionrelocationwouldprovidescientificbasisformoreeffectivelyspreadnaturalenemiesviathisroute.【Method】Artificialwaterflow wasusedtocomparetheimpactsofstreamspeedonthesurvivalrateanddispersaldistanceofA.hygrophilaatdifferentdevelopmen— tatstages.【Result】 Waterflowcanaffectthesurvivalanddevelopmentofinsects.Amongthetestedstages,femaleandmaleadults hadthehighestsurvivalrates,larvaerankedthesecond.Eggswereintolerantofwaterflowatth 1750r?min,. espeedsof1000— A.hygrophilafemalesspreadthefarthest,followedbymales,andlarvaespreadtheshortest. 【Conclusionandsignificance]A.hy- grophilacoulddisperselongdistancesunderwaterflowandcanusewaterflowasanaturaldisp ersalpathway.Thisisgoodforcon— trolalligatorweedbyfleabeetleinordertoreleasejamofpenstockandriverway. Keywords:Agasicleshygrophila;waterflow;survivalrate;dispersaldistance 空心莲子草Alternantheraphiloxeroides(Mart.) Griseb又名水花生,革命草,喜旱莲子草,属苋科莲 子草属,是一种原产于南美洲的多年生恶性杂草 (Coulson,1977).空心莲子草生命力强,水陆均能 生长,繁殖迅速,20世纪40年代,该草作为牲畜饲 料由日本引入我国(王韧和王远,1988;张格成等, 1993),随后迅速在华东,西南,华中和华南等地蔓 延,成为入侵果园,农田,草地的恶性杂草,严重影 响作物生长和沟渠河道的畅通. 莲草直胸跳甲AgasicleshygrophilaSelmamet& Vogt又名曲纹叶甲,水花生叶甲,喜旱莲子草叶甲, 属鞘翅目叶甲科,因其具有取食专一性等特点(王 收稿日期:2011—09—18接受日期:2011—10—16 基金项目:国家973 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目(2009CB119206);国家"十一五"科技支撑计划课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 (2006BAD08A18) 通讯作者(Authorforcorrespondence):万方浩,E—mail:wanfh@mail.caas.net.an;郭建英,E—mail:guojy@mail.caaf1.net.ca 同等贡献作者(Thetwoauthorscontributedequallytothiswork).傅建炜,E-mail:fiw9238@yahoo.corn.cn ? 282?生物安全JournalofBiosafety第2O卷 韧等,1988),已成为生物防治空心莲子草的重要天 敌之一(王远和王韧,1988;Gangstak,1967; Buckingham,1983).为有效利用该天敌,国内学者 已对其生物学特性进行了大量的研究(马瑞燕等, 2003;杨志华等,2002).有研究表明,水流速度对 昆虫生长发育具有一定影响(Buffagni&Gomba, 1996).作为一种常被用于防治水生型空心莲子草 的有效天敌,洪涝等自然灾害对莲草直胸跳甲存活 的影响以及水流的协助扩散作用,国内外尚未见研 究报道.本文研究了水流对莲草直胸跳甲存活的 影响及其对种群迁移的间接协助作用,旨在为解析 该天敌抵御洪涝灾害和借助水流传播的机制提供 科学依据. 1材料与方法 1.1供试虫源 空心莲子草:栽培于湖南省农业科学院植物保 护研究所塑料大棚内,自然光照,待植株长至20, 30cm时取未被取食的顶端5,6节的茎秆供试. 莲草直胸跳甲:采自湖南省农业科学院植物保护 研究所附近的池塘,并在该所天敌繁育室的人工气候 培养箱[(25?2)?,RH(85?5)%,12h光照]内用上 述空心莲子草饲养3代,取孵化后的3龄幼虫和羽化 后7d的成虫,以及收集于实验室饲养的第2代成虫 12h内产下的卵,进行室内模拟水流试验. 1.2莲草直胸跳甲的分布与水流的关系 选择湖南长沙马坡岭水库的一处入水口为试验 点,该区域内空心莲子草生长较为茂密,面积约 100m2.2O08年4月30日释放400头(雌雄比为1:1) 莲草直胸跳甲成虫,8月25日该入水口的空心莲子草 基本均已受害,并可见大量跳甲成虫.此时,选择与水 库有水沟相连和无水沟相连的2个区域,分别调查比 较其中的跳甲分布情况,2种环境下的调查均在距水 库300,500,1000,1500,2000,3000m处进行. 1.3人造水流速度对莲草直胸跳甲存活的影响 向容量为1000mL的烧杯中加水至1000mL 刻度线,然后放入雌,雄成虫各10头,用恒温磁力 搅拌器(78HW.3型,杭州仪表电机有限公司生产) 分别以1000,1250,1750r?min的转速进行搅拌, 水温为25?,每隔30min记录成虫的死亡数,直至 供试个体全部死亡.成虫死亡的判定 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 为1min 内无法完成爬行动作,或丧失爬行能力的个体.每 个转速处理重复5次. 用同样的方法分别对幼虫和卵块进行试验.幼 虫死亡的判定标准与成虫一致.在搅拌卵块30— 120min后,收集水中的卵粒,放入皿底铺有保湿滤 纸[R/-/(90—95)%](吴珍泉等,1994)的培养皿后置 于28oC(吴珍泉,1997)的人工气候箱中,逐日检查 卵的孵化率,以未经搅拌的卵块为对照,对照卵粒停 止孵化3d后,结束对其他处理卵块的检查,计算孵 化率.各虫态每个转速处理均重复5次. 1.4数据分析方法 根据物理学 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 =3.14×D×a,t×T×10,,计算 莲草直胸跳甲在不同水流转速下的最大传播距离.其 中,表示莲草直胸跳甲的传播距离/kin,D表示烧 杯直径/m,T表示莲草直胸跳甲全部个体死亡的时 间/min,09表示磁力搅拌器的转速/(r?min). 用单因素方差分析(one.wayANOVA:Duncan)比 较不同转速下莲草直胸跳甲成虫,幼虫以及卵的存活 率差异.数据分析采用统计软件SASV8.0进行. 2结果与分析 2.1莲草直胸跳甲的分布与水流的关系 莲草直胸跳甲的分布与水流关系调查结果如 表1所示,与水源相连接的环境中300,3000m范 围内均有跳甲分布,而无水源相连的环境内仅在 300rll范围内发现莲草直胸跳甲的分布. 表1距水库入水口释放点不同距离处 莲草直胸跳甲的分布情况 Table1DistributionofA.hygrophilaatdifferentlocations awayfromtherdeasesiteatthereservoirestuary +表示可见莲草直胸跳甲分布;一表示未见莲草直胸跳甲分布. +,一HEaI1theexistenceandinexistence~ffA.hygrophaa,respectively 2.2人造水流速度对莲草直胸跳甲存活率的影响 在1000,1250和1750r?min3种转速下旋 转30min,各处理间莲草直胸跳甲的雌成虫存活率 差异不显着;旋转60,90和120min后,转速为1250 和1750r?nll'll下的莲草直胸跳甲雌成虫存活率 显着低于转速为1000r?min的处理(表2). 第4期傅建炜等:水流对莲草直胸跳甲种群存活和扩散的影响?283? 3种转速下,莲草直胸跳甲雌成虫存活率均随 旋转时间的延长而显着降低,各处理间差异显着 (1OO0r?rain,:F=38.27,=3,16,P<0.0001; 1250r?rain,:F=202.68,df=3,16,P<0.0001; 1750r?rain,:F=132.69,df=3,16,P<0.0001) (表2). 表2水流转速对莲草直胸跳甲雌成虫存活率的影响 Table2Survivall'ateofA.hygrophilafemalesundertheartificial streamatdifferentrevolutionspeed 旋转n分钟后存活率 Survivalrateafterturningforcertainperiod/% 30min60rain90rainl20rain 表中部分数据为平均值?标准误;同列数据后附不同小写字母 表示差异显着,同行数据后附不同大写字母表示差异显着(尸<O.05, ANOVA:D1.1ne~n).下同. ThepartdatasareMean?SEinthetable:Differentsmalllettersin theflamelowindicatesignificantdifferencesamongtreatment8,Different smalllettersintheflamelineindicatesignificantdifferencesamongtreat— ment8(P<0.05,AN0VA:Duncan).Thesameasbelow. 在3种转速下旋转30,60rnin,各处理间莲草直胸 跳甲雄成虫的存活率差异不显着;旋转90min后,转 速为1750r?min下的莲草直胸跳甲雄成虫存活率 显着低于转速为1000和1250r?min的处理;旋转 120min后,转速为1750和1250r?min下的莲草直 胸跳甲雄成虫存活率显着低于转速为1000r?min 的处理(表3). 3种转速下,莲草直胸跳甲雄成虫的存活率随 旋转时间的延长而显着下降,各处理间差异显着 (1000r?rain,:F=105.98,af=3,16,P<0.0001; 1250r?rain-.:F=89.14,df=3,16,P<0.0001; 1750r?rain,:F=171.09,af=3,16,P<0.0001) (表3). 在3种转速下旋转30rain后,转速为1000和 1250r?min的处理幼虫存活率差异不显着,而转 速为1750r?rain时,莲草直胸跳甲幼虫存活率显 着低于其他2个转速处理;旋转60,90和120rain 后,高转速1250,1750r?rain下的莲草直胸跳甲 幼虫存活率显着低于转速为1000r?rain的处理 (表4). 3种转速下,莲草直胸跳甲幼虫的存活率也随旋 转时间的延长呈显着下降趋势,各处理间差异显着 (1000r?min,:F=115.18,=3,16,P<O.0001; 1250r?rain,:F=135.91,df=3,16,P<0.0001;1750 r?rain,:F=258.74,df=3,16,P<O.0001)(表4). 表3水流转速对莲草直胸跳甲雄成虫存活率的影响 Table3SurvivalrateofmaleA.hygrophilaundertheartificial Streamatdifierentrevolution 旋转n分钟后存活率 Survivalrateafterturningforcertainperiod/% 30rain60rain90min120rain 表4水流转速对莲草直胸跳甲幼虫存活率的影响 Table4SurvivalrateofA.hygrophilalarvaeundertheartificial Streamatdifierentr?volution 转速旋转n分钟后存活率 Revoluti0"Survivalafterturningforcertainperiod/% speed /(r?rnin一30rain60rain90rain120anin 在3种转速下旋转30,60min后,转速为1000 和1250r?rain下的莲草直胸跳甲的卵孵化率差异 不显着,而转速为1750r?min时,莲草直胸跳甲卵 孵化率显着低于其他2个处理;旋转90,120min后, 高转速1250,1750r?min下的莲草直胸跳甲卵孵 化率显着低于转速为1000r?min的处理(表5). 在1000和1250r?min转速下旋转30和60min 后,莲草直胸跳甲卵的孵化率显着高于旋转90和 120rain的处理(10O0r?min一:F:27.84.af=3, 16,P<O.0001;1250r?rain,:F=27.68,df=3,16, P<0.0001).1750r?min转速下,莲草直胸跳甲卵 孵化率随着旋转时间的延长而显着降低(F=10.81, = 3,16,P<0.0001)(表5). 2.3水流速度对莲草直胸跳甲传播距离的影响 莲草直胸跳甲雌,雄成虫和幼虫在不同水流速 度下可能传播的最大距离推算如表6,水流转速对 ? 284?生物安全JournalofBiosafety第20卷 莲草直胸跳甲雌,雄成虫和幼虫的最远传播距离影 响较大.其各虫态的最远传播距离表现为雌虫> 雄虫?幼虫,雌成虫随水流传播的最远距离比幼虫 远20km以上. 表5水流转速对莲草直胸跳甲卵孵化率的影响 Table5HatchingrateofA.hygrophilaeggsundertheartificial streamatdifferentrevolution 转速 Revolution speed 旋转n分钟后孵化率 Hatchingrateafterturningforcertainperiod/% /(r?min一30inin60min9Omin120min 表6莲草直胸跳甲在不同水流速度下的 最远传播距离 Table6ThelongesttransmissiondistanceofA.hygrophila undertheartificialstreamatdifferentrevolutionvelocity 转速 Revolutionspeed /(r?min一 最远传播距离 Thelongesttransmissiondistance/km 雌成虫雄成虫幼虫 FemaleaduhMaleadultLal-va 3讨论 莲草直胸跳甲成虫,幼虫和卵3种虫态在转速 为1000,1250和1750r?min的水流条件下成虫 的存活率最高,卵则不耐水流冲击,孵化率显着降 低;在相同水流转速的不同时间处理中,各虫态存 活率由高到低为雌,雄成虫>幼虫>卵.产生这种 现象的原因可能有2点:(1)在旋转过程中,卵壳的 破坏率随时间的延长和转速的增大有所提高,卵壳 破坏导致卵孵化率降低;(2)卵粒有沉入水底的情 况,在野外,沉人水底的卵粒因缺少足够的氧气而 不能孵化成幼虫.雌成虫随水流传播的距离最远, 其次是雄虫.莲草直胸跳甲可通过水流传播至较 远距离,对于利用该跳甲防治空心莲子草缓解水渠 和河道的堵塞非常有利. 目前,关于莲草直胸跳甲生物学,生态学的研 究较多,而对该虫的种群扩散传播机制等研究不多, 可供检疫,防治实践中应用的技术也较少.本试验 是从宏观生态方面人手,从成虫,幼虫,卵能随水流 传播的最大距离推测,不同虫态之间细胞,组织及 器官等方面可能存在生理学上的差异,有待结合昆 虫生理学,昆虫分子学等做进一步研究;同时,本试 验是在恒温,水流中无其他变化因素的条件下完 成,然而在野外水流中或遇洪涝灾害时,这些因素 都可能发生变化,其实际传播距离可能有一定的差 异.因此,有关莲草直胸跳甲的传播研究仍需进一 步开展. 参考文献 马瑞燕,丁建清,李佰铜,吴珍泉,王韧.2003.莲草直胸跳甲 在不同生态型空心莲子草上的化蛹适应性.中国生物防 治,19(2):54—58. 王韧,王远.1988.我国南方水花生发生危害及生物防治可 行性的调查论证.杂草科学,3(1):36—40. 王韧,王远,张格成,李继祥.1998.空心莲子草叶甲的寄主 专一性测验.生物防治通报,4(1):14—17. 王远,王韧.1988.国外生物防治空心莲子草的研究进展.生 物防治通报,4(2):28—30. 吴珍泉.1997.温度对空心莲子草叶甲生长发育的影响.应 用生态,8(2):181—184. 吴珍泉,蔡元呈,郭振铣,王天宝.1994.温,湿度对空心莲子草 叶甲生长发育的影响.福建农业大学,23(1):46—50. 杨志华,何翠娟,钱德明.2002.沪郊曲纹叶甲消长规律及对 空心莲子草作用效果的初步观察.上海农业,18(4): 79—83. 张格成,李继祥,陈秀华.1993.空心莲子草主要生物学特性 研究.杂草,(2):1O一12. 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