【摘 要】
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草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是原产于美洲地区的一种重大入侵性农业害虫,当前已经在中国南方的热带和亚热带地区完成定殖过程,且能在春夏两季随季风向北扩散,为害玉米和小麦等重要农作物,对我国粮食生产长期构成严重威胁。由于草地贪夜蛾的发生为害主要集中在夏季,该害虫不可避免地会受到夏季高温的胁迫。探究短时高温胁迫对草地贪夜蛾的影响,对于夏季高温天气后该害虫的测报和防治工作具有重要
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草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)是原产于美洲地区的一种重大入侵性农业害虫,当前已经在中国南方的热带和亚热带地区完成定殖过程,且能在春夏两季随季风向北扩散,为害玉米和小麦等重要农作物,对我国粮食生产长期构成严重威胁。由于草地贪夜蛾的发生为害主要集中在夏季,该害虫不可避免地会受到夏季高温的胁迫。探究短时高温胁迫对草地贪夜蛾的影响,对于夏季高温天气后该害虫的测报和防治工作具有重要意义。本论文主要基于昆虫生态学的原理和方法,通过热激处理模拟夏季高温胁迫,对草地贪夜蛾个体在高温胁迫后的存活、繁殖能力及子代存活情况进行测定,定量明确草地贪夜蛾对高温胁迫的耐受性,并对该害虫种群在高温胁迫后的增长趋势进行了预测。旨在探究短时高温胁迫对草地贪夜蛾存活和种群增长的影响,为高温天气下草地贪夜蛾的科学测报和防控防治提供参考和依据。主要研究结果如下:(1)为明确草地贪夜蛾成虫和卵对短时高温胁迫的耐受水平,对草地贪夜蛾雌、雄成虫和卵进行了不同温度(37、39、41、43、45℃)和不同时间(0.5、1、2、3、5 h)组合的高温胁迫处理,测定了不同高温处理后成虫的存活率、寿命以及卵的孵化率。结果表明:草地贪夜蛾成虫和卵在37~39℃范围内0.5~5 h,存活率均在80%以上;胁迫温度为41~43℃时,草地贪夜蛾卵的孵化率随着胁迫时间延长而明显下降,43℃暴露5 h后卵的孵化率为11.45%;45℃高温胁迫3~5 h,草地贪夜蛾成虫和卵几乎全部死亡。45℃短时高温胁迫能够明显缩短存活成虫的后续寿命,雌雄成虫的最低寿命分别为10.22 d和7.45 d。草地贪夜蛾半致死温度(Ltemp50)随高温胁迫时间延长而下降,成虫和卵的高温耐受能力强弱依次为:雌成虫>雄成虫>卵。草地贪夜蛾对短时高温胁迫的耐受水平较高,成虫和卵在41℃以下高温环境中,短时间后仍能存活。(2)为探究高温胁迫对草地贪夜蛾成虫繁殖和子代存活的影响,对羽化当日的雌、雄成虫进行不同温度(37、39、41、43、45℃)的高温胁迫处理2 h,并将雌、雄成虫单独配对,测定高温胁迫后成虫的繁殖能力和F1代虫卵的存活情况。结果表明:37℃以上高温胁迫均能显著降低雌成虫寿命,并延长产卵前期时间;37~41℃高温胁迫后,雌成虫产卵期出现显著缩短;41℃以上高温胁迫后,雌成虫产卵量显著减少,但37℃高温胁迫却能显著提高雌成虫的产卵量。43℃高温胁迫能够抑制雌成虫F1代卵的孵化,孵化率仅为12.6%。45℃高温胁迫后雌雄成虫无交配行为。因此,草地贪夜蛾成虫在羽化初期经受短时间高温胁迫后,成虫的繁殖能力会受到影响,其F1代虫卵的孵化也会受到抑制。(3)为探究卵期高温胁迫对草地贪夜蛾后续生命阶段存活、发育、繁殖以及种群增长的影响,通过对草地贪夜蛾卵进行连续3天不同程度(38、43、48℃)的变温高温胁迫处理,以构建卵期经受高温胁迫后草地贪夜蛾的年龄-阶段两性生命表,并结合重要种群增长参数,对种群未来的增长趋势进行预测。结果表明:38℃和43℃高温胁迫能够加快卵的发育速度,显著缩短发育历期;48℃卵期高温胁迫导致幼虫1龄和2龄阶段的发育历期显著延长。卵期经受43℃和48℃高温胁迫显著降低了草地贪夜蛾种群净增长率(R0)、周限增长率(λ)和内禀增长率(r);所有卵期高温胁迫处理均能明显缩短草地贪夜蛾的平均世代周期(T)。根据种群生命表参数对未来120 d后草地贪夜蛾种群增长趋势的预测结果表明,43℃以下高温胁迫对种群增长没有明显影响;48℃高温胁迫明显抑制了种群的增长。因此,卵期经受38℃以上高温胁迫能够影响草地贪夜蛾种群参数,而43℃以上卵期高温胁迫能够对草地贪夜蛾的后续发育阶段产生影响,并抑制种群未来的增长。本研究较为全面地测定了不同程度高温胁迫后草地贪夜蛾的存活率和繁殖力,定量明确了草地贪夜蛾对高温胁迫的耐受能力,对种群在高温胁迫后的增长趋势进行了预测。本论文认为草地贪夜蛾对短时高温胁迫的耐受能力较强,亚热带地区的夏季高温可能不会对该害虫种群的存活和繁殖造成限制。而且,夏季37℃左右的日极端高温,可能会促进草地贪夜蛾雌成虫产卵,增大该害虫暴发为害的风险。本研究有助于明确高温天气下草地贪夜蛾暴发为害的机制,同时也为夏季草地贪夜蛾的预测预报和防控防治提供了参考和依据。
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