辽宁省稻水象甲若干生物学特性变异观察及其机制探讨_于凤泉.pdf

辽宁农业科学 2 0 2 3(1):3 94 3L i a o n i n gA g r i c u l t u r a lS c i e n c e s文章编号:1 0 0 2-1 7 2 8(2 0 2 3)0 1-0 0 3 9-0 5 d o i:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 2-1 7 2 8.2 0 2 3.0 1.0 0 8辽宁省稻水象甲若干生物学特性变异观察及其机制探讨*于凤泉,邵凌云,李志强,赵 旭,田春晖(辽宁省农业科学院植物保护研究所,辽宁 沈阳 1 1 0 1 6 1)摘要:外来害虫稻水象甲入侵辽宁省3 0余年,形成分布广泛和稳定的种群。据观察,其生物学特性发生系列明显变异,与早期(2 0 0 12 0 0 7年)的比较,成虫体色变暗;个体平均重量减少了1 5%1 6.5 5%;迁移能力明显减弱,表现在新成虫的展开鞘翅个体的比例大量降低,趋光上灯数量大量减少,主要越冬场所分布带离最近稻田的距离明显缩短;成虫的饲养寿命变短了近2 2%,平均产卵量减少了4 8%。依据生物进化与生物衰退理论分析认为,这些生物学特性变异的属性为“种群衰退”,其主要原因是环境因素的变化,尤其是农药胁迫增强引起的。关键词:稻水象甲;生物学特性变异;种群衰退中图分类号:S 4 3 5.1 1 2+.6文献标识码:B 外 来 入 侵 害 虫 稻 水 象 甲(L i s s o r h o p t r u so r y z o p h i l u s)于1 9 9 1年在辽宁省东港市首次检测出,次年在绥中县再次检出;2 0 0 12 0 0 7年,全省普遍发生,种群稳定;2 0 0 82 0 1 7年,水稻主产区种群数量下降到极低的检测出水平,只有施用杀虫剂较少的东部山区辽北、辽西地区等仍维持较高种群数量水平1,2;2 0 1 8年开始,全省各地种群数量有所上升。近年的田间观测表明,较之1 0余年前种群稳定期间,辽宁省稻水象甲成虫形态目测明显变化,且活泼程度、飞行、迁移能力和趋光等行为生物学方面也有目测明显“退化”。为此,于2 0 1 92 0 2 2年,对其若干生物学特性的变异进行观测与实验,并根据生物衰退或种群衰退理论与稻水象甲生物学研究报道探讨这些变异的属性与原因31 4。1 材料与方法1.1 试材采集时间与地点试材均采自田间。越冬代成虫于水稻移栽后7d的稻田采集,新成虫于8月上旬至中旬稻田采集。成虫体色、体重观测试材采集于东港,浑南;成虫饲养寿命与产卵量的观测试材采集于东港;越冬场所分布调查观测地点为东港、新宾;新成虫的活泼程度、飞行、迁移能力和趋光性等行为观测试材采自浑南。同一调查观测内容的近年观测(2 0 1 92 0 2 2年)与早期观测(2 0 0 12 0 0 7年,笔者等未发表资料)在试材来源或调查地点上保持一致。1.2 观测方法与调查方法对不同时期的观测内容进行比较分析。定量观测内容以统计分析比较差异显著性。1.2.1 形态、体色与体重目测和解剖镜观测描述形态、体色变异。以m g级分析天平测定成虫体重。越冬成虫或新成虫采集后的样本在室内以大烧杯供稻苗饲养3d后。每次随机取出1 0头称重,4次重复。1.2.2 饲养寿命与产量卵水稻移栽后7d的稻田成虫室内大烧杯供稻苗饲养。每烧杯1 0头,4次重复。每隔3d调查1次并更换稻苗。调查成虫存活数量,检查各株稻苗叶鞘内,稻株基部及水中的卵粒,计数。直到成虫全部死亡。*收稿日期:2 0 2 2-0 9-1 6基金项目:辽宁省农业科学院学科建设项目(2 0 2 2 D D 0 8 2 6 1 3)作者简介:于凤泉(1 9 6 9-),男,研究员,主要从事水稻害虫综合防控技术研究。E-m a i l:l a a s y f q 1 6 3.c o m辽 宁 农 业 科 学 2 0 2 3年1.2.3 越冬场所及分布调查于1 0月下旬1 1月下旬,在发生较重的稻田附近,检查可能的场所中越冬成虫量,皮尺测定场所距最近稻田的距离。每个可能场所查1 0点。每点调查2 0c m2 5c m。铁钳钳去杂草,小铲铲起1c m的表土层置于1 0 0目的筛子内,清除石子等杂物,小棒将土块擂碎成粉末状后过筛,筛中所剩少量粗颗粒与越冬成虫,计数越冬成虫数量。按与最近稻田的距离范围归类越冬场所,统计典型场所检测到的越冬成虫数量及占比例。1.2.4 新成虫的飞行、迁移能力观测采自稻田的新成虫1 0 0头室内大烧杯罩以纱网供稻苗饲养1d,次日1 7:0 0先观测爬到烧杯口1c m范围内的虫量后揭去纱网后连续观察1h。观察爬到绕杯顶口有展开鞘翅的成虫立即捕捉剔除计数;计数爬出烧杯掉落或主动爬行到烧杯外的成虫数;计数至1 8:0 0在烧杯内的剩余虫量。1.2.5 新成虫趋光上灯数量调查以浑南区沈阳农业大学试验稻田的田边作业室傍2 0余年未变化路灯作调查观测。于8月中旬在路灯(白炽灯)下0.5m、距地面1.6m处设置袋状诱虫器1个,在晴好天气连续诱虫3d,每天早晨观察诱虫器中诱捕到的成虫数量。1.3 生物学变异的机制与原因分析方法根据生物进化论的常识及近年提出的生物衰退与种群衰退理论,结合稻水象甲相关生物学研究报道探讨辽宁省稻水象甲生物学变异的属性与原因。2 结果与分析均以早期(2 0 0 12 0 0 7年)与现今(2 0 1 92 0 2 2年)实验与调查结果对比分析。2.1 形态、体色与体重早期成虫,体型饱满,背面侧面被细密绒毛,体色明亮,稍有金属光泽,背部斑块明显;现今成虫,体形干瘪,绒毛稀疏,体色暗黑,无光泽,斑块模糊。目测个体大小较早期变小,称量其体重,结果如表1。结果 表 明,成 虫 单 头 体 重 从 早 期 的3.63.8m g下降到现今的3.03.2m g,下降了1 5%1 6.5 5%。两个地点的不同时期体重均具有极显著差异,新成虫体重降低更甚。2.2 成虫饲养寿命与产卵量采自同一地点的水稻移栽后7d的稻田成虫室内相同实验条件饲养,早期样本饲养寿命平均近2 8d,现今样本饲养寿命只有近2 2d,降低了近2 2%,差异极显著(表2)。该实验的产卵量情况如表3。产卵分布情况如图1。实验结果表明,同一地点的相同采样时间的成虫样本在饲养条件下,早期单头平均产卵量为3 5粒,现今只有1 8粒,减少了4 8%,二者之间差异极显著。从实验周期产卵量分布看,早期产卵最多的时间为饲养69d,而现今产卵最多的时间为饲养91 2d。2.3 越冬场所及其分布选取生长季节稻水象甲发生较重的稻田调查越冬场所。早期越冬场所分布地带主要离最近稻田1 0m以上,而现今越冬场所主要分布在稻田周边离最近稻田1 0m以内。而主要越冬场所的类型也由原来的平原地区的旱地沟坎及水渠堤坝坡坎、山区的山坡等地到现今的平原地区的田埂及周边坡坎旱地沟坎、山区的周边荒地与坡地沟坎(表4)。2.4 新成虫的迁移、飞行能力对新成虫的迁移、飞行能力观察结果如表5。早期新成虫,开始观察时,半数以上的个体爬在饲养容器口1c m处;1h观察,有大部分个体有展开鞘翅行为;8 5%个体在1h内迁移出容器以外。而现今新成虫,这些观察指标明显较低,在1h内迁移出容器的个体数只有一半强。这表明现今新成虫活动迁移、能力严重弱化。2.5 新成虫趋光上灯数量试验当日1 7:0 01 8:0 0,以标准捕虫网网捕新成虫数量相近,2个试验年份稻水象甲的发生程度相似,但连续3d的灯光诱虫量差别很大。早期的趋光上灯的成虫数量远多于现今的(表6)。这表明,新成虫趋光上灯能力严重弱化抑或是飞行能力严重弱化。04第1期 于凤泉等:辽宁省稻水象甲若干生物学特性变异观察及其机制探讨表1 稻水象甲成虫体重变异 (辽宁)样本来源时期称量时间样本类型体重(g/1 0头)平均及差异性同类较早期减少率(%)东港早期2 0 0 1年越冬后稻田成虫0.0 3 80.0 3 80.0 3 90.0 3 80.0 3 8 2 5 A-稻田新成虫0.0 3 70.0 3 80.0 3 80.0 3 70.0 3 7 5 0 A-现今2 0 2 1年越冬后稻田成虫0.0 3 30.0 3 20.0 3 20.0 3 30.0 3 2 5 0 B1 5.0 3稻田新成虫0.0 3 10.0 3 10.0 3 20.0 3 20.0 3 1 5 0 B1 6.0 0浑南早期2 0 0 3年越冬后稻田成虫0.0 3 70.0 3 80.0 3 70.0 3 70.0 3 7 2 5 A-稻田新成虫0.0 3 60.0 3 70.0 3 60.0 3 60.0 3 6 2 5 A-现今2 0 2 2年越冬后稻田成虫0.0 3 10.0 3 10.0 3 20.0 3 10.0 3 1 2 5 B1 6.1 1稻田新成虫0.0 3 10.0 3 10.0 3 00.0 2 90.0 3 0 2 5 B1 6.5 5表2 稻水象甲成虫饲养寿命变异 (辽宁)时期年份重复饲养后不同时间(d)存活虫量(头/1 0头)3d6d9d1 2d 1 5d 1 8d 2 1d 2 4d 2 7d 3 0d 3 3d 3 6d平均寿命(d)总平均d及差异性早期2 0 0 3年1 01 01 01 01 0987520-2 7.32 7.9 A1 01 01 01 01 01 01 0863202 9.71 01 01 01 01 088633102 6.71 01 01 01 01 01 09742102 7.9现今2 0 2 0年1 01 01 01 0975310-2 2.52 1.8 B1 01 01 0985510-2 0.4(-2 1.9%)1 01 01 01 01 086320-2 3.71 01 09987420-2 0.7表3 稻水象甲产卵量变异 (辽宁)时期年份重复饲养后不同时间(d)产卵量(粒/1 0头)3d 6d 9d 1 2d 1 5d 1 8d 2 1d 2 4d 2 7d 3 0d 3 3d 3 6d总卵量(粒/1 0头)总均卵量及差异性早期2 0 0 3年2 94 36 26 15 04 13 01 71 130-3 4 73 5 1.5 A3 13 96 05 65 34 53 62 01 05203 5 73 04 06 46 55 33 93 21 555003 4 82 74 56 76 25 24 33 31 581103 5 4现今2 0 2 0年2 22 12 84 43 32 21 2510-1 8 81 8 1.3 B2 32 82 54 02 71 71 330-1 7 6(-4 8.4%)2 02 02 54 13 22 31 7600-1 8 42 22 32 24 53 02 01 140-1 7 7图1 稻水象甲成虫饲养条件下产卵量分布变异14辽 宁 农 业 科 学 2 0 2 3年表4 辽宁省稻水象甲越冬成虫分布场所变异 (辽宁)地点时期调查年调查内容或调查项目离最近稻田不同距离(m)及场所归类01 01 05 05 02 5 02 5 05 0 05 0 0田埂旱地沟坎渠道沟坎旱荒地沟攀登坡地林地旱荒地沟攀登坡地林地旱荒地沟攀登坡地林地旱荒地沟攀登坡地林地东港早期2 0 0 5年检出越冬成虫样点数1 0点01225231111有虫样点平均虫量(0.0 5 m2)03.06.59.51 5.61 1.51 8.37.09.05.06.0占调查总虫量的比例(%)01.36.08.73 5.81 0.62 5.23.24.12.32.8现今2 0 2 0年检出越冬成虫样点数1 0点62311000000有虫样点平均虫量(0.0 5 m2)2 1.35.59.73.06.0000000占调查总虫量的比例(%)8 2.67.11 8.71.93.9000000新宾早期2 0 0 6年检出越冬成虫样点数1 0点00012241222有虫样点平均虫量(0.0 5 m2)0001 1.01 6.51 9.52 5.31 3.01 7.01 0.51 4.