甜菜夜蛾抗寒力及在中国的越冬区划研究

摘要

甜菜夜蛾Spodoptera exigua Hubner是一种重要的世界性农业害虫，常暴发危害，造成严重的经济损失。甜菜夜蛾是一种避冻型昆虫，无滞育特性，可通过迁飞逃避寒冷的冬季，但也观察到其在高纬度部分地区能以幼虫或蛹顺利越冬，以致于其暴发危害地区的虫源是迁飞而来还是当地的越冬种群仍无定论，所以关于甜菜夜蛾越冬相关的研究也一直是国际关注的焦点问题之一。鉴于此，本论文研究了甜菜夜蛾在我国的越冬区，以期为后续分析虫源性质和预测预报等提供重要的基础资料。主要研究结果如下：
　　 1.甜菜夜蛾的抗寒力
　　 抗寒力是评价昆虫越冬潜力的重要指标之一。为了弄清甜菜夜蛾是否具备越冬的潜力，研究了季节性和昼夜变温、光周期(Photoperiod，PP)、寄主和土壤湿度对甜菜夜蛾抗寒力的影响。研究结果表明：甜菜夜蛾卵、幼虫和蛹具有一定的抗寒力，且变温(季节性和昼夜温度变化)、寄主和土壤湿度均对其抗寒力有一定的影响。季节性的降温过程(Cold acclimation，CA)显著降低其过冷却点，同时提高了其低温下的存活率，当打破低温驯化时，其低温下的存活率迅速下降。昼夜变温(快速低温驯化Rapid cold hardening，RCH；快速高温驯化Rapid heat hardening，RHH)对各虫态低温下的存活率均有不同程度的影响。在温周期(Thermoperiod，TP)过程中，遭遇快速低温驯化或快速高温驯化时(温周期+快速低温驯化或温周期+快速高温驯化)，其存活率显著增加，但恢复高温或低温(温周期+快速低温驯化+快速高温驯化或温周期+快速高温驯化+快速低温驯化)后，其存活率迅速下降；光周期对过冷却点和虫体含水量(Body water content，BWC)无显著性影响，且光周期和龄期间的交互作用对其也无显著性影响；寄主植物对幼虫及蛹抗寒力和冷冻保护剂含量均有显著性影响。寄主对3龄和5龄幼虫及蛹的过冷却点均有显著性影响，但不同虫态的主要冷冻保护剂不同，海藻糖是3龄幼虫体内的冷冻保护剂，甘油是5龄幼虫及蛹体内的冷冻保护剂。土壤湿度对蛹抗寒力没有显著性影响，而土壤湿度主要影响幼虫的化蛹进度及幼虫和蛹的死亡率。土壤湿度越大，幼虫化蛹进度越慢，幼虫和蛹的死亡率越高。基于环境因素对甜菜夜蛾抗寒力影响的结果，提出了其间歇性暴发是由于暖冬、少雨及合适的越冬寄主共同作用所致的假设。
　　 2.Climex和ArcGis软件预测甜菜夜蛾在中国的越冬区
　　 首次利用Climex和ArcGis软件预测昆虫的越冬区。基于甜菜夜蛾在全球已知越冬点的文献资料，结合中国758个气象站点的历史气象资料，利用Climex中的地点比较法，得出甜菜夜蛾在中国越冬的点状分布图。将生态气候指数(EcologicalIndex，EI)导入ArcGis中，通过Kriging插值法将EI值的点状图转换成面状图，得出甜菜夜蛾在中国越冬区的南界位于北回归线附近(23.5°N)，北界位于长江流域(30°N)。
　　 3.甜菜夜蛾在中国越冬区的验证
　　 为验证Climex和ArcGis软件预测结果的准确性，采用笼罩实验、越冬实地调查和成虫监测的方法进行验证。以长江流域的武汉地区(软件预测的越冬北界)为代表点进行的笼罩实验，结果表明：蛹能在武汉地区越冬。同时，越冬实地调查(1-3月份)时也调查到了越冬幼虫，且田间的性诱装置也诱捕到了成虫。在全国范围内选取的14个点进行越冬实地调查，结果表明：三亚和广州地区可常年发生，属于常年发生区；龙南、永修、南昌、宜宾和武汉地区调查到了越冬幼虫和蛹，属于越冬区；句容、南京、西安、泰安、安丘、章丘和北京均未调查到越冬虫态，属于非越冬区。这些结果和软件预测结果十分吻合，认为Climex和ArcGis软件预测的甜菜夜蛾在中国越冬区的结果非常准确。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1 昆虫越冬及越冬区的研究

1.1 昆虫对低温的适应

1.2 昆虫的抗寒力及影响因素

1.3 昆虫越冬区的预测

1.4 昆虫越冬的田间监测方法

2 甜菜夜蛾越冬及越冬区的研究

2.1 甜菜夜蛾冬季种群动态

2.2 甜菜夜蛾的抗寒力

2.3 甜菜夜蛾越冬的田间监测方法

3 研究目的及意义

第二章 甜菜夜蛾抗寒力的研究

第一节 季节性及昼夜温度的变化对甜菜夜蛾抗寒力的影响

1 材料和方法

2 结果及分析

3 讨论

第二节 光周期对甜菜夜蛾抗寒力的影响

1 材料和方法

2 结果及分析

3 讨论

第三节 取食不同寄主对甜菜夜蛾抗寒力的影响

1 材料和方法

2 结果及分析

3 讨论

第四节 土壤湿度对甜菜夜蛾抗寒力的影响

1 材料和方法

2 结果及分析

3 讨论

第三章 基于Climex和ArcGis软件预测甜菜夜蛾在中国的越冬区

1 材料和方法

1.1 Climex模型

1.2 甜菜夜蛾已知分布区

1.3 合适的Climex参数

1.4 温度参数

1.5 湿度参数

1.6 冷胁迫和积温

1.7 热胁迫

1.8 干胁迫和湿胁迫

2 结果及分析

2.1 调试过程

2.2 与历史资料记录的越冬区的拟合程度

3 讨论

第四章 甜菜夜蛾在中国越冬区的验证

第一节 甜菜夜蛾卵、幼虫和蛹在自然条件下的越冬存活率

1 材料和方法

2 结果及分析

3 讨论

第二节 甜菜夜蛾越冬调查的研究

1 材料和方法

2 结果及分析

3 讨论

第三节 性信息素监测甜菜夜蛾成虫冬季的发生动态

1 材料和方法

2 结果及分析

3 讨论

第四节 软件预测与实地调查结果的拟合度

第五章 全文总结与展望

1 全文总结

2 展望

参考文献

致谢

附录