全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
低浓度 污染与桃蚜的生长和繁殖
吴坤君
曹洪法
龚佩瑜
舒俭民
李秀珍
熊严军
中国科学院动物研究所 , 北京 。。
中国环境科学研究院生态研究所 , 北京
【摘要 】 用 或 熏气处理过的油菜饲养桃蚜 夕绷 就 , 研究低浓度 污染对
这种蚜虫的影响。 与对照组相比 , 两个处理组若蚜的发育速率显著加快 , 天内的平均相对生长速
率 丑 分别增加
一
和 成蚜的繁殖力提高 切一 , 导致桃蚜种群的内察增长率
动分别升高 和 比较了桃蚜和其它 种蚜虫对 污染的反应强度 , 讨论了 污染促
进某些植食性昆虫生长的可能原因
关趁词 大气污染 油菜 桃蚜
‘ 。· ,
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二
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引 言
植物和依靠植物组织为生的昆虫在长期的
协同进化过程中已经形成了一种既相互适应又
相互领抗的相对平衡关系 植物具有形形色色
的防卫机制避免或抗御昆虫的为害 或 过 度 为
害 , 昆虫则运用各自特有的方法适应或克服植
物的防御功能 然而 , 无论是植物 的 防 卫 手
段 , 抑或昆虫的反防御措施 , 都不是绝对有效
的 , 所以植物和植食性昆虫能同时并存 , 任何
‘ 国家自然科学基金资助项目 承夏夔 教 授 审 阅 文
稿 , 谨致谢意 。
本文于 习, 年 忍月 日收到
一方都不能充分发挥 自己的生长潜力完全压倒
对方 〔‘ ”‘ ’。 在这种动态平衡系统中 , 昆虫 依
靠植物提供营养物质和非营养的次生物质来调
节其取食 、 生长和繁殖 , 但植物通常只能有限
地满足昆虫对这些物质的需要 , 因此寄主植物
质量的微小变化都可能对植食性昆虫的种群动
态产生某种影响 〔‘ , ‘ 。
, “ ’ 大气污染会引起植
物代谢和生化过程的变化 ‘ ” ’ , 近年来有研究
表明 , 由气体污染物诱发的植物的这些变化会
扰乱昆虫与寄主植物之间的平衡关系 , 从而影
响害虫的发生和为害程度 ‘“
’‘ ” 。 ’ 本文 报 道
在低浓度 污染环境中生长的油菜对桃蚜生
长和繁殖的影响
。 。 。 。 ,
应 用 生 态 学 报 卷
材料和方法
供试的 青白帮 ”油菜 宕 玄儿 止
月上旬盆播于果园土 一草碳土一 马粪 混合物 , 盆
钵口径 , 深 周后定苗 , 每 盆 株 , 第
周起移入开顶式熏气罩内进行低浓 度 熏 气处
理 , 对照组油菜暴露于经过活性炭过滤的空气 熏 气
在白天进行 , 每周 天 , 每天 小时 处理 周后 摘
取叶片饲养蚜虫 预定的处理 浓度分别 是 。 对
照 、 和 , 用 荧光 分析仪监测的平
均浓度分别为 、 吐 和
供试的桃蚜 界 艺 系 早春于本所用盆
栽油菜引种 , 在 自然条件下繁殖 饲养试验用无翅 蚜
繁殖的初生若蚜开始 , 随机接种在不同处理的油菜 叶
上 , 置于 烧杯中 , 每杯 头 , 每组 杯 杯口 用
细白布和塑料膜蒙紧 , 开一些透气小孔 饲养试验 在
同一个人工气候箱内进行 , 温度为 一 。℃ 光
照时间为每天 小时 。 饲料逐日更换
饲养 天后 , 检查若蚜的发育进度 , 称取鲜 重 ,
计算平均相对生长速率 〔生
结果和分析
若蚜的发育历期和存活率
饲养试验期间有少数蚜虫逃逸 , 在更换饲
料的过程中也有个别蚜虫意外伤亡 , 排除这些
因素之后 , 组桃蚜在若蚜期的存活率都超过
, 表明试验条件对桃蚜是合适的 。 从表
可见 , 用低浓度 对油菜进行熏气处理显 著
地缩短了若蚜的发育历期 。 虽然两个处理组若
表 用不同处理的油菜饲养时若蚜的发育历期和存 活 率
雳甩麒孟嘿
对 照
供试若蚜数
进入成 虫期蚜虫数
。 。 。
二
矛一 ‘
心
其中有翅蚜的比例
若蚜存活率
叮
。 。 。
式中 ‘和 分别为蚜虫的起始和最终鲜重 ,
为生长时间 天 。 继续饲养直至全部个体均进入成 蚜
期 , 取其中首先进入成蚜期的桃蚜 头 , 分开饲 养 ,
逐日检查产出的若蚜数 , 用简易法计算各组蚜虫的 内
察增长率 之‘ 】
若蚜历期 天
士 又士 ‘ 士
“
试
。 二
式中 是繁殖前期 天 , 是从开始繁殖起 天
内产生的若蚜总数
爷 表中数据是平均值士 标准误 士 , 数据后有不 同
字母表示差异显著 。 , 同样注释适用于表
蚜的发育历期只比对照组短 一。 天 , 但由
于蚜虫生长发育快 , 繁殖力强 , 具有世代重叠
的特点 , 若蚜历期的这些差异会对其种群参数
产生明显的影响 表
表 于 的油莱对挑蚜拼殖和种群参数的影晌
浓度
萦殖若蚜数
成蚜寿命 天
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时间内的平均繁殖速率 天
对照
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估测的世代历期 天 。 。 。
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圈 用 熏气处理过的油莱饲养 天后桃蚜的发育进度
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右 照
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图 用 熏气处理过的油菜饲养 天期 间桃蚜的平 均
相对生长速率 柱端竖线示标准差
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若蚜在 天内的发育进度和
用暴露于不同浓度 的油 菜 饲 养 天
后 , 蚜虫的发育进度呈现明显的差异 图
虽然 组若蚜中绝大部分 一 都处
于 龄若蚜期 , 但 和 处理组
发育到成蚜期的虫数分别占总蚜数的 和
, 而对照组的成蚜只 占 , 前两组
若蚜在 龄以下的不足 , 对照组的相应值
为 。
图 是若蚜在 天内的平均相 对 生 长 速
率 , 和 处理组若蚜的
分别比对照组增加 和 , 在统计学
上均达到极显著水平 , 两处理组 若
蚜 之间的差异也十分接近于显著水平
这些测定结果表明 , 低浓度 污染油菜对桃
蚜的生长有明显的促进作用 。
成蚜的繁殖力和种群参数
在试验条件下 , 若蚜进入成虫期后绝大部
分从第 天起即开始繁殖后代 , 在 一 天 内
达到繁殖高峰 , 约有 的若蚜是在成蚜开始
繁殖后第 周内产出的 图 清楚地表明 , 用
低浓度 对寄主植物进行熏气处理提高了桃
蚜的繁殖力 , 这种影响力的顺序是
成蚜日龄 天 〕 」 》 、 王
图 用暴阵于 油莱饲养时成蚜的龄别特征繁殖力
一
对照 。
桃蚜的繁殖力很强 , 在繁殖高峰期内记录
到的单只成蚜一天最多产若蚜 数 分 别 是 只
对照组 只 处理组 和 只
处理组 。 用 和 。 处理过的油
菜饲养时 , 成蚜繁殖的后代数平均分别比对照
组多 和 表 , 它们的繁殖前期又
比较短 , 所 以这两组桃蚜的内察增长率分别比
对照组大 。 和 , , 世代历期则比对照
,
应 用 生 态 学 报 卷
组短 。 用暴露于低浓度 的油菜饲养时 , 成
蚜的寿命虽然比较长些 , 但由于个体差异相当
大 , 所以 组成蚜的平均寿命差异并不显著
。 。
讨 论
污染对植食性昆虫的影响
二氧化硫是历史久远 、 排放量大 、 分布广
泛的一种 重要气体污染物 。 许多野外调 查和观
察表明 , 在 污染源附近地区某些植食性 昆
虫 , 尤其是林木害虫的发生和危害程度往往都
比非污染区严重得多 〔“
’ ”’‘ 。 ’, 但能说明 两 者
之间存在因果关系的试验证据并不多
等 【 ’ 首次通过熏气试验证明墨西 哥 大
豆瓢虫 了 成虫明显 地 喜
食暴露于低浓度
气
的寄主植物 。 接 着 又 报
道 , 这种昆虫取食经过 熏气处理过 的豆叶
时发育快 、 个体大 、 存活率高 , 繁殖力也 比对
照组强 〔。 ’ 到 目前为止 , 。 污染对植 食 性
昆虫生长的这种刺激作用也
’
仅在 种鞘翅 目昆
虫 〔。 ’、 种 同翅 目蚜虫 〔 , ’ , ’“ ’和 种鳞翅 目
昆虫 【“ ’中得到证实
几种蚜虫对 污染的反应的比较
蚜虫对寄主植物营养成分变化的反应十分
敏感 , 是研究大气污染对昆虫的影响时经常使
用的对象 我们的试验结果表 明 , 在 低 浓 度
污染环境中生长的油菜对桃蚜种群的生长
也有明显的促进作用 。 这种影响表现在以下
个方面 。
生长速率加快 在巳报道的 种 蚜 虫
中 , 厦卫矛蚜 ‘ 在暴露于
的蚕豆植株上取食 天 后 , 其 比
对照组增加 〔 ’ 蔷薇长管蚜 了
。。 。。 在暴露于慕尼黑市区污染空气 含
一 的食料植物上取食 天后 , 其
增加了 〔“ ’ 豌豆蚜 。
二 在暴露于 或 的
豌豆植株上取食 、 生长 天 后 , 其 分
别比对照组蚜虫增加了 和 〔‘ ’ 本
试验所用的 浓度天体上与上述报道使用的
浓度相似 , 蚜虫的取食时间也差不多 , 但桃蚜
增加的幅度比上述 种蚜虫更大
繁殖前期缩短 昆虫在未成熟期 生 长
的一个重要特点是需要经过一定次数的脱皮方
能进入性成熟期 , 若蚜生长速率加快到一定程
度势必导致脱皮周期的缩短 , 从而影响若蚜的
发育历期和蚜虫的繁殖前期 , 这已为我们的试
验所证实 表 等报道 , 污
染增加了豌豆蚜若蚜的 , 但并未 改 变
这种蚜虫的繁殖前期 〔‘ “ ’, 这可能是 由于者蚜
增加的幅度还不足以缩短它的脱 皮 周
期 。
繁殖力和内察增长率提高 据 报 道 ,
用 或 对寄主植物进行熏气处
理时 , 豌豆蚜的繁殖速率和内察增长率分别比
对照组增加 和 一 仁‘“ ’, 这两个
参数增加的幅度也比桃蚜小得多 从这些比较
中可以看出 , 桃蚜对低浓度 。‘污染的反应比
巳研究过的其它 种蚜虫都更为敏感
污染促进昆虫生长的可能机制
污染促进某些植食性昆虫生 长 和 或
繁殖的确切机制 目前还不清楚 。 已有的研究结
果都指出这种作用是通过寄主植物 间 接 发 生
的 〔“ ’ ’“ ’‘“ ’, 我们的试验是用熏气处 理 过 的
食料植物在室内进行的 , 所得的结果无疑也支
持这种观点 大气污染物对植物的性状和代谢
等有着多方面的影响 , 这些影响都可能扰乱昆
虫与植物之间原有的平衡关系 , 等 〔’ 。 ’
就此将大气污染诱导的植物变化归 纳 为 两 大
类 , 一是影响植物被昆虫发现的难易程度 , 二
是改变植物对昆虫的营养价值 从巳报道的几
例研究的试验设计来看 , 前一类影响完全可以
排除 , 极可能是后一类影响在起作用 。 据报道 ,
在低浓度 污染环境中生长时 , 植物组织的
碳水化合物 , 特别是还原糖含量 , 可溶性蛋 白
质和氨基酸含量都有不同程度的变 化 〔 ”‘ 。 ’ ,
,
期 吴坤君等 低浓度 污染与桃蚜的生长和繁殖
搪类是昆虫生命活动的主要能源底物 , 有些糖
类还能刺激 昆虫的取食 , 蛋 白质和氨基酸是昆
虫生长发育必不可少的营养物质 , 污染引
起寄主植物这些成分的微小变化都可能影响植
食性昆虫的生长和 或繁殖 昆虫种类 繁 多 ,
昆虫与植物之间的关系多种多样 , 大气污染影
响植食性昆虫生长的机制在不同的昆 虫一植 物
系统中可能并不相同 , 这也是国内外昆虫学家
正在致力于研究的课题 。
今 考 文 献
吴 亚 , , 。 和 , 。 。
二氧化硫对墨西哥豆瓢虫的影响 。 生态学报 ,
一 。
吴坤君 。 空气污染对昆虫的影响 昆 虫 知 识 ,
一 。
吴坤君 、 龚佩瑜 、 李秀珍等。 熏蒸小麦对
粘虫生长的影响 。 环境科学学报 , 一 。
钦俊德 。 昆虫与植物的关系 —论 昆虫与植物的相互作用及其演化 , 科学出版社 , 北京 , 招一
,
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