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温度和光线对黄粉虫蛹发育的影响
文章来源:本站  点击数:3554  更新时间:2007-09-15  打印】【关闭

原文发表于《现代农业科技》(2006年第19期)

作者:周文宗,张硌,高红莉,李洪涛

摘要:本文采用2因素(光照和温度)多水平试验,研究了温度和光线对黄粉虫蛹发育的影响。结果表明:黄粉虫蛹的发育历期极显著地受光照和温度的影响。随着温度的上升,黄粉虫蛹发育历期缩短。在完全黑暗条件下,黄粉虫蛹发育历期延长。光照条件(12L:12D)、完全黑暗条件和室内自然光照(<250lx)和变温(14~29℃)条件下黄粉虫蛹发育的有效积温为分别为90.28日度、103.76日度和103.84日度;发育起点温度分别为14.1℃、13.4℃和10.98℃。黑暗条件和温度对黄粉虫的羽化率没有影响。一定的弱光条件、变温环境和适宜的空气相对湿度能缩短黄粉虫蛹发育历期,促使羽化时间提前。
关键词:黄粉虫,有效积温,发育起点温度,羽化率
     黄粉虫(Tenebrio molitor L.)幼虫、蛹、成虫均含有丰富的蛋白质、多种氨基酸和对人体有益的微量元素[12],已被作为饲料用和食用昆虫广泛养殖。特别是,黄粉虫耐粗饲,具有生态转化功能,能将农业生产废弃物转化为虫粉蛋白和高效有机肥,是“腐屑农业”发展的关键工具种[3],具有清晰的产业化前景。
    各种生态因子(温度、湿度、饲料、密度等)对黄粉虫生长发育的影响国内外已经有不少研究报道 [4~9],但研究基本上集中于黄粉虫幼虫和成虫,关于其蛹期的研究比较少,目前温度和光照条件对黄粉虫蛹发育的影响研究未见报道。蛹期是黄粉虫生长发育的一个重要阶段。蛹的活动能力差,非常容易被处于幼虫和成虫阶段的虫体所伤害;蛹期的长短影响黄粉虫的羽化和成虫的繁殖;合理分离蛹、幼虫和成虫是提高黄粉虫劳动生产效率的关键技术;蛹也是商品运输的重要虫态。因此,研究环境条件对黄粉虫蛹发育(包括发育历期、发育起点温度、羽化等)对于缩短发育历期、提高蛹成活率和成虫羽化率具有重要意义。本文采用二因素(饲料和密度)多水平试验,初步研究温度和光照条件对黄粉虫蛹发育的影响,为黄粉虫养殖生产和运输提供科学依据。
1.        材料与方法
1.1 试验材料和条件
     黄粉虫幼虫购自郑州市花鸟市场,其规格为0.05±0.01g/头,含水量60~62%,在室内饲养,饲养容器为塑料盒,塑料盒规格为37×25×8cm3,每盒放0.5kg黄粉虫幼虫,饲料为小麦麸。试验用仪器有250D光照培养箱和TES-1330A数位式照度计等。试验在室内进行,光照条件为自然光照,光照度小于250lx,试验期间温度14~29℃,空气相对湿度65~80%。
1.2 试验设计和方法
     试验按照二因素(光照和温度)多水平进行设计。光照设置2个水平:光照条件和完全黑暗条件,其中光照条件用光照培养箱控制,光照时间12L:12D,光照度400~500lux;完全黑暗条件采用透气的小木盒外套黑色塑料袋控制。温度设置6个水平:18℃,20℃,22℃,24℃,28℃,30℃。试验共12个处理,每个处理设3个平行。
     黄粉虫幼虫化蛹后及时拣出质量好的蛹,分批放在培养皿(ø=15cm,H=3cm)中,每个培养皿放4个蛹(化蛹时间相差不到1h),置于光照培养箱内,光照培养箱空气相对湿度40~50%。蛹羽化为成虫前1~2d每1h观察一次,记录下成虫羽化时间。试验结束后,每个培养皿蛹的发育历期按照能正常羽化的蛹个数计算其平均值,根据正常羽化的黄粉虫成虫数量(羽化成虫为畸形的除外)计算羽化率。
     另外,在室内自然光照和变温条件下,每个培养皿(ø=15cm,H=3cm)放10个蛹,试验分批(10次)进行,每天6:00、14:00和20:00定时记录室内温度,观察蛹羽化的情况。由发育历期和积温计算试验期间日平均温度。
1.3 数据统计分析
     所得数据在Excel和SPSS11.5软件上进行统计分析。
2.        结果与讨论
    黄粉虫蛹在不同温度和光照下的发育历期见表1。方差分析表明:光照、温度极显著地影响黄粉虫蛹的发育历期(p<0.01),两者交互作用不明显(p>0.05)。随着温度(18~30℃)的上升,黄粉虫生理活动更加活跃,蛹发育历期缩短。18℃下,蛹发育历期为563~590h;30℃下,蛹发育历期仅为138~160h。在完全黑暗条件下,黄粉虫蛹发育历期延长,说明黄粉虫生长发育需要一定的光照,光线太暗影响黄粉虫的生长发育,这也从另外一个角度印证了黄粉虫羽化存在一定的昼夜规律[10]
表1不同温度和光照下蛹的发育历期
Table 1 Growth span of pupae under different temperature and light

项目                                  发育历期Growth span/h             
Item              18℃       20℃       22℃       24℃     28℃     30℃ 
光照12L:12D       563        366        282        207      151      138
 /Light            568        366        294        208      154      142                                      
                  570        370        285        216      156      140                                                                                                                              
黑暗/Dark         574        380        301        209      172      151
                  584        365        298        212      168      155                                
                  590        364        308        220      179      160                          

     昆虫在生长发育中,一般遵循有效积温原则,即t=K/(T-T0)[11],其中K为有效积温(昆虫完成某一发育阶段所需要的总热量),T为每日平均温度,T0为发育起点温度(Threshold of development)或生物学零度(Biological zero),t为完成发育需要的时间(d)。根据表1数据得到如下回归方程:
    光照条件(12L:12D):T(℃)=14.14+90.28/t(r=0.997,p<0.01),即t=90.28/(T-14.14),有效积温K为90.28日度,发育起点温度为14.1℃。
    完全黑暗条件:T(℃)=13.44+103.76/t(r=0.990,p<0.01),即t=103.84/(T-13.44),有效积温K为103.76日度,发育起点温度为13.4℃。
     但在室内自然光照(<250lx)和变温(14~29℃)条件下,黄粉虫蛹的发育历期比以上光照条件和完全黑暗条件的要短(见表2)。经曲线拟合得到回归方程:T(℃)=10.98+103.84/t(r=0.997,p<0.01),即t=103.84/(T-10.98),有效积温K为103.84日度,发育起点温度为10.98℃,与实际生产比较吻合。相关研究报道[12]:黄粉虫蛹发育有效积温分别为135.05日度,起点温度为9.62℃,与本试验结果接近,但该报道没有说明其试验的光照时间和光照强度。本试验表明,昆虫的有效积温和发育起点温度不是固定不变的,因环境条件和品种而异[13]。一定的弱光条件、变温环境和适宜的空气湿度能缩短黄粉虫蛹发育历期,促使羽化时间提前。关于黄粉虫蛹发育的最佳环境条件(光照度、光周期、空气相对湿度和温差)尚有待进一步研究。
表2自然光照下蛹的发育历期和羽化率
Table 1 Growth span of pupae and Eclosion rate under natural light

项目          积温          日平均温度Daily       发育历期         羽化率
Item      Sum of heat /d℃   average temperature /℃   Growth span/h    Ecosion rate/%
  1           311               16.2                  460            60                                                                                                       
  2           320               16.8                  457            80
  3           196               23.6                  191            70                  
  4           184               24.1                  183            90                                       
5           187               24.8                  181            70               
6           186               25.0                  179            80
7           185               25.1                  177            90
8           185               25.5                  174            60
9           177               26.9                  158            80
10          174               27.7                  151            70

     值得注意的是,本试验由于在羽化前1~2d每1h观察一次,造成非完全黑暗条件,但由于观察在弱光下进行,并且时间短,因此观察对试验结果影响不会太大。我们曾根据上面的回归方程预测完全黑暗条件下的化蛹时间,与实际观察结果相差不到6h。
     不同温度和光照下黄粉虫羽化率见表3。方差分析结果表明,本试验范围内的光照和温度(18~30℃)对黄粉虫的羽化率没有显著影响(p>0.05)。光照培养箱内成虫羽化率比较低,不超过50%;而在室内自然条件下,每个培养皿内成虫羽化率在60%以上。这可能与光照培养箱内的空气相对湿度(40~50%)比较低和和光照度较高(400~500lx)有关系,黄粉虫羽化要求弱光和适宜的空气湿度(65~75%左右)[212],空气太干燥,成虫蜕壳困难,发生畸形或死亡。
表3不同温度和光照下黄粉虫羽化率
Table3 Eclosion rate of Tenebrio molitor L. under different temperature and light/%

项目                             羽化率Eclosion rate/                 
Item            18℃        20℃        22℃       24℃     28℃     30℃                  
光照12L:12D     25          50          25          25      50       50                                                        
 /Light          50          25          50          50      50       50                        
                50          50          25          50      25       25                                                                                                                                                  
黑暗/Dark       25          50          50          25      50       25                           
                50         25           25          50      50       50                                                                               
                25         50           25          50      50       25                         

3.        结论
    黄粉虫蛹的发育历期明显受光照和温度的影响。随着温度的上升,黄粉虫蛹发育历期缩短。在完全黑暗条件下,黄粉虫蛹发育历期延长。
    光照条件(12L:12D)、完全黑暗条件和室内自然光照(<250lx)和变温(14~29℃)条件下黄粉虫蛹发育的有效积温为分别为90.28日度、103.76日度和103.84日度;发育起点温度分别为14.1℃、13.4℃和10.98℃。在本试验范围内,光照和温度对黄粉虫的羽化率没有影响。一定的弱光条件、变温环境和适宜的空气湿度能缩短黄粉虫蛹发育历期,促使羽化时间提前。
参考文献
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