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美国白蛾(Hyphantria cunea)属鳞翅目(Lepidoptera)、目夜蛾科(Erebidae)、灯蛾亚科(Arctiinae) [1],是一种危害性极大的世界性检疫害虫,对农业、林业生态环境造成了严重的破坏[2]。美国白蛾的寄主广、繁殖力强、传播快、抗性及适应性强,对阔叶树和多种草本植物损害严重,除了在暴食期对个别落叶松(Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen.)造成一定程度的为害,一般情况下不为害针叶树[3]。美国白蛾目前分布于我国13个省份,607个地区,危害甚广[4]。2010年在长春出现美国白蛾成虫,2011年又陆续发现其卵和幼虫,说明美国白蛾可以在长春市冬季低温下安全越冬,能在吉林省继续扩散[5];纪烨琳研究表明黑龙江省未来可能成为美国白蛾主要潜在的发生区域[6]。黑龙江森林树种主要包括阔叶树种水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)、胡桃楸(Juglans mandshurica Maxim.)、黄波罗(Phellodendron amurense Rupr.)、蒙古栎(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.)、白桦(Betula platyphylla Suk.)、椴树(Tilia tuan Szyszyl.)、柳树(Salix spp.)、榆树(Ulmus pumila L.)、槭树(Acer saccharum Marsh.)、稠李(Prunus padus L.)等,针叶树种兴安落叶松(Larix gmelinii (Rupr.) Kuzen.)、樟子松(Pinus sylvestnis var. mongolica Litv.)、红松(Pinus koraiensis Sieb. et Zucc.)、长白落叶松(Larix Olgensis Henry.)、云杉(Picea asperata Mast.)等[7-8],美国白蛾适食树种榆树、柳树、杨树(Populus spp.)[9]等阔叶树树种将会受到威胁。
植物不仅可以为昆虫生存提供所需的不同质量的营养成分[10-11],也可以抵御昆虫的取食[12-13]。由于寄主植物所含营养物质和次生代谢物等不同,导致对昆虫取食、生长发育和生理生化指标都会产生影响,因此昆虫需要提高对植物的适应力以保证可以更好地生存[14-17]。广食性昆虫虽然寄主广泛,但其对寄主植物的营养成分利用能力和对寄主植物的适应性均存在明显差异[18]。植食性昆虫的基本营养需求很大程度上可以决定昆虫的寄主范围[19],寄主植物提供的营养条件也可以决定幼虫是否能在植物上存活和发育[20],昆虫的营养效应指标,如食物利用率、食物转换率、食物消耗率等能直观地反映出植食性昆虫对食物的利用情况[21]。昆虫取食不同植物时所需要的营养物质含量不同,会导致不同植物对昆虫生长发育和繁殖的影响有差异,而且不同植物的不同组织、相同组织及同种植物的不同组织均会对昆虫产生不同影响[22]。
美国白蛾的取食偏好具有地域性[23],环境的改变会使美国白蛾的食性发生改变。如在北美,桑(Morus alba L.)和白蜡槭(Acer negundo L.)广泛存在,但受害并不严重,但美国白蛾在欧亚大陆最喜食桑和白蜡槭[24]。美国白蛾幼虫在山东喜食桑树(Morus alba Linn. Sp.)、垂柳(Salix babylonica L.)、悬铃木(Platanus acerifolia Willd.)等[25],在沈阳最喜食龙爪槐(Sophora japonica f. pendula.)[26]。但在同一地域,美国白蛾也会出现取食偏好差异性,如蔡东章研究发现美国白蛾对信阳市常见树种中桑树、柳树、杨树等明显偏好,对大叶女贞(Ligustrum lucidum Ait.)和香樟(Cinnamomum camphora Presl.)没有偏好[27]。目前,已报道了多种林木对美国白蛾生长发育及营养效应的影响,但关于东北广泛分布的美国白蛾寄主林木的研究报道较少。本文利用黑龙江省8种寄主幼树的叶片饲养美国白蛾幼虫,分析其对美国白蛾生长发育和营养效应的影响,探究美国白蛾对8种寄主幼树的适生性,明确美国白蛾的寄主适应机制,为有针性对地保护本地树种,科学营造混交林防控美国白蛾提供依据。
8种寄主幼树对美国白蛾幼虫生长发育及营养效应的影响
Effects of 8 Host Young Trees on Growth, Development and Nutritional Efficiency of Hyphantria cunea Larvae
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摘要:
目的 探究美国白蛾(Hyphantria cunea)对不同寄主幼树的适生性,科学保护林木、防控美国白蛾。 方法 以东北地区广泛分布及栽植的8种树(家榆、胡桃楸、旱柳、白桦、水曲柳、长白落叶松、山槐、紫椴)为实验对象,室内饲养并测定美国白蛾幼虫取食不同寄主幼树叶片后的生长发育和营养效应指标。 结果 取食家榆和胡桃楸的美国白蛾幼虫存活率较高,其次是水曲柳、旱柳和紫椴;取食长白落叶松的较低,其次是山槐。取食家榆和胡桃楸的美国白蛾幼虫体重、体长、头壳宽数值较高,其次是水曲柳、紫椴;取食山槐的较低,其次是白桦。取食胡桃楸、家榆、水曲柳的美国白蛾幼虫化蛹率、羽化率数值较高,发育历期较短,其次是紫椴;取食长白落叶松和山槐不能化蛹,取食白桦、山槐、长白落叶松的不能羽化且发育历期较长。美国白蛾幼虫对家榆、胡桃楸、水曲柳取食量较大,其次是紫椴、旱柳;取食家榆和胡桃楸的幼虫食物利用率和食物转换率均处于较高水平,其次是紫椴、水曲柳;幼虫对山槐和白桦的取食量较低,其食物利用率和食物转换率均处于较低水平;幼虫食物消耗率与其食物利用率和食物转换率结果相反。 结论 家榆和胡桃楸较适合美国白蛾幼虫生长发育,其次是水曲柳、紫椴;而长白落叶松、山槐不适于其生长;表明美国白蛾对多种寄主有不同的适生性和营养利用策略。 Abstract:Objects To explore the adaptability of Hyphantria cunea to different host young trees, scientifically protect trees and prevent and control Hyphantria cunea. Methods Based on eight species of trees widely distributed and planted in Northeast China (Ulmus pumila, Juglans mandshurica, Salix matsudana, Betula platyphylla, Fraxinus mandshurica, Larix olgensis, Albizia kalkora, Tilia amurensis), the growth, development and nutritional effects of H. cunea larvae fed on leaves of different host young trees were measured. Results The survival rate of H. cunea larvae fed on U. pumila and J. mandshurica was the highest, followed by F. mandshurica, S. matsudana and T. amurensis; Feeding on L. olgensis was lower than A. kalkora. The larvae of H. cunea feeding on U. pumila and J. mandshurica had the highest values of weight, body length and head shell width, followed by F. mandshurica and T. amurensis; The feeding rate of A. kalkora was lower than B. platyphylla. The pupation rate and eclosion rate of H. cunea larvae fed on J. mandshurica, U. pumila and F. mandshurica were higher, and the development period was shorter, than T. amurensis; Feeding L. olgensis and A. kalkora could not pupate, and feeding B. platyphylla, A. kalkora and L. olgensis could not eclosion and had a long development period. H. cunea larvae fed the most on U. pumila, J. mandshurica and F. mandshurica, followed by T. amurensis and S. matsudana; The food utilization rate and food conversion rate of larvae feeding on U. pumila and J. mandshurica were at a high level, followed by T. amurensis and F. mandshurica; The larvae fed the lowest amount of A. kalkora and B. platyphylla, and their food utilization rate and food conversion rate were at the lowest level; The results of larval food consumption rate were contrary to their food utilization rate and food conversion rate. Conclusion U. pumila and J. mandshurica are more suitable for the growth and development of H. cunea larvae, followed by F. mandshurica and T. amurensis; However, L. olgensis and A. kalkora are not suitable for their growth; The results show that the H. cunea has different adaptability and nutritional utilization strategies to a variety of hosts. -
Key words:
- Hyphantria cunea
- / host trees
- / growth and development
- / nutritional efficiency
- / adaptability
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