全 文 :西北农业学报 2012,21(2):198-201
Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica
砂生槐种实害虫对砂生槐种子与萌发的影响
*
臧建成1,辛福梅2
(1.西藏农牧学院 植物科学学院,西藏林芝 860000;2.西藏农牧学院 资源环境学院,西藏林芝 860000)
摘 要:在西藏林芝、拉萨、日喀则砂生槐自然分布区研究砂生槐(Sophora moorcrofitiana)种实害虫对砂生
槐繁殖的影响。研究结果表明,种子库的害虫寄生率高达70%,寄生性昆虫为豆荚螟(Etiella zinckenella)、
刺槐小蜂(Bruchophagus onois(Mayr));整个种子库的发芽率为29.35%,正常种子的发芽率为50.3%;豆荚
螟寄生完全阻断种子的发芽,发芽率为0;刺槐小蜂取食寄生的种子发芽率为9.4%。完好种子和不同昆虫寄
生种子纵径、横径和质量有显著差异,与正常种子相比较,豆荚螟和刺槐小蜂寄生均使种子体积减小;豆荚螟
和刺槐小蜂寄生引起种子的质量损耗分别为49.13%和39.30%。说明昆虫寄生对砂生槐种子有明显的影
响,是影响砂生槐种群更新的主要因素之一。
关键词:砂生槐;豆荚螟;刺槐小蜂;繁殖
中图分类号:S512.1 文献标志码:A 文章编号:1004-1389(2012)02-0198-04
Impact of Seed Pests on Seed Quality and
Germination of Sophora moorcrofitiana
ZANG Jiancheng1 and XIN Fumei 2
(1.Department of Plant Technology,Tibet Agriculture and Animal Husbandry Colege,Linzhi Tibet 860000,China;
2.Resources and Environmental Sciences,Tibet Agriculture and Animal
Husbandry Colege,Linzhi Tibet 860000,China)
Abstract:The impact of seed pests on seed quality and germination of the natural distributed Cassia
Sophora moorcroftiana were studied in Linzhi,Lhasa and Shigatse.The results showed that:(i)The
parasite rate was 70%in seed bank,and parasite insects included limabean pod borer(Etiella zinck-
enella)and Bruchophagus onois(Mayr);(i)The seed germination rate in bank was 29.35%,non-
parasitic seed germination rate was 50%.The germination rate of seeds completely blocked by Lim-
abean pod borer parasites was 0.The seed germination rate of seeds infested by B.onois(Mayr)was
9.4%;(ii)Significant differences were detected on vertical diameter,transverse diameter and quality
between normal seeds and pests-infested seeds.Parasitic E.zinckenellaand parasitic B.onois(Mayr)
reduced the seed volume,Seed weight loss infested by E.zinckenella and B.onois(Mayr)were
49.13%and 39.30%respectively.The results confirmed that parasitic insects have significant impact
on health of Sophora moorcrofitiana seeds,which is one of the main factors affected update of S.
moorcroftianapopulation.
Key words:S.moorcrofitiana;E.zinckenella;B.onois(Mayr);Breeding
砂生槐(S.moorcroftiana)系豆科槐属植物,
又名“西藏狼牙刺”、“刺柴”、“金雀花”,是一种广
泛分布于西藏雅鲁藏布江河谷、山坡、沙地的豆科
槐属多年生矮灌木,是干暖河谷灌丛的代表植物,
* 收稿日期:2011-05-16 修回日期:2011-07-04
基金项目:国家科技支撑项目(2006BAC01A04)。
第一作者:臧建成,男,硕士,讲师,研究方向为农林害虫综合防治。E-mail:zangjc2008@163.com
是西藏特有物种[1-2]。广泛分布于西藏雅鲁藏布
江、年楚河、拉萨河流域,生长于海拔2 800至
4 600m的山坡灌丛、河滩沙质地、石质干旱的山
坡[3-6],耐干旱瘠薄,适应性强,是西藏防风固沙和
水土保持的重要先锋灌木树种,在高原生态中发
挥着重要作用。砂生槐种子还是藏医常用药物之
一,主治湿热黄疸、白喉等症,并且苦参碱含量极
高,被认为是除苦参、苦豆子外,又一种具有开发
利用价值的苦参碱植物资源[7-8]。
据2007-2009年研究及野外调查发现,尽管
每年有大量种子散落,但在砂生槐林内,种群更新
主要依赖于萌生苗-沙埋砂生槐枝条形成不定根
并发育成植株或从根部萌生芽发育成幼苗,实生
苗极少,原因可能是多方面的。通常认为,地表物
理特性对种子的捕获力和动物搬运取食可能是决
定种子能否长成幼苗的主要因素[9]。营养丰富的
砂生槐种子对害虫有极强的吸引,为害砂生槐种
子的害虫主要有刺槐小蜂(Bruchophagus onois
(Mayr),豆荚螟(Etiella zinckenella )[10-11]。以
往的研究主要侧重于害虫的发生规律、危害情况
以及生物学习性和防治方法等,虽然涉及种实害
虫对种子的寄生取食,但没有明确研究寄生对砂
生槐种子质量与萌发的影响。臧建成等[10]、王文
娟等[11]对砂生槐种实害虫做过一些研究,但在砂
生槐林的更替及影响方面无深入探讨。鉴于砂生
槐种实害虫寄生率较高的特点,在砂生槐地区(林
芝、拉萨、日喀则)选取固定沙地上成熟林进行野
外种子采集,在实验室进行分类、测量和数据的采
集分析。以砂生槐更新过程中种子萌发为切入点,
研究砂生槐种实害虫对砂生槐种子质量的影响。
1 材料与方法
1.1 种子采集
2007-2009年6-8月在林芝、拉萨、日喀则
砂生槐自然分布区,于砂生槐生长结荚期进行田
间调查,采集为害砂生槐种子的害虫,同时在成熟
期采集,带回室内进行饲养。待种子害虫羽化破
壳而出时收集成虫,用昆虫形态分类法进行昆虫
鉴定。采用“Z”字型取样法从试验地中随机抽取
10块样地,在每块样地中采用平行跳跃式取样法
随机抽取20株左右生长情况较为一致的样树,每
株样树分上、中、下3个层次共摘取果荚15枚,带
回实验室进行徒手解剖,统计每株样树害虫幼虫
的虫口密度,并逐株记录。试验设计方法参照文
献[12-13]。
1.2 砂生槐种实害虫与种子的发芽
将林芝、拉萨、日喀则采集的种子(正常种子、
昆虫寄生的种子)用φ=75%酒精消毒5min后
(放在底部铺有滤纸的培养皿内防止发霉腐烂),
盖上3层纱布,通过洒水保持种子的相对湿度,放
置在20℃恒温培养箱内,统计各测量组种子的发
芽率。
1.3 种子的害虫寄生率测定
通过幼虫破壳而出的钻孔和解剖检查确定种
子的害虫寄生率;由于整个种子库的昆虫破壳时
间不同,有一定的延续过程,所以这部分试验自第
1天开始持续观察,直到钻孔不再增加为止(约6
个月左右),并最终解剖种子进行证实,记录最终
的观察结果。
1.4 昆虫寄生对种子大小和质量损耗的影响
根据昆虫寄生的害状和种子有无虫孔等特
征,将所有种子按未被寄生与各种寄生方式分别
进行统计;从未进行发芽试验的种子中随机选取
有不同昆虫及不同寄生类型的种子各100粒,用
游标卡尺测量种子的纵径和横径,同时用1/10000
电子天平进行称量(称量时种子与幼虫同时进行,
后解剖种子,称量幼虫的质量,用总质量减去幼虫
的质量即得昆虫取食后种子的质量)。对照组为
成熟完好的种子,与试验种子的自然条件完全一
致,种子是否完好通过解剖确定。
2 结果与分析
2.1 砂生槐种实害虫寄生率
对林芝、拉萨、日喀则砂生槐种子及种子生长
过程进行野外调查,分别收得种子3 350、2 578、
1 895粒。实验室检测发现,被害种子分别为
2 512、2 064、1 016粒,被害率分别为74.9%、
79.4%、61.2%,其中未被寄生的种子分别占
(37.61±6.5)%、(22±6.7)%、(43±5.9)%(图1)。
2.2 砂生槐种实害虫对砂生槐种子萌发的影响
由图2可知,豆荚螟对砂生槐种子造成的损
失严重,发芽率为0;刺槐小蜂取食砂生槐种子后
对 种 子 发 芽 率 有 一 定 影 响,发 芽 率 为
(9.4±3.2)%,整个种子库的发芽率为(29.35±
3.5)%,正常种子的发芽率为(50.3±7.5)%。经
LSD检验,4种种子发芽率间有极显著差异。由
于砂生槐种实害虫取食的影响,使种子库的发芽
率大幅度下降。砂生槐种实害虫豆荚螟、刺槐小
·991·2期 臧建成等:砂生槐种实害虫对砂生槐种子与萌发的影响
蜂以幼虫取食种仁造成危害,第一代幼虫可将幼
嫩砂生槐种子种仁全部食光或取食大部分种仁。
发育晚的第二代幼虫只取食种仁的一部分,随即
幼虫进入越冬状态。刺槐小蜂危害后,并没有导
致种子的死亡,老熟幼虫取食胚后,使种子仅留下
种皮包裹虫体,导致种子死亡,失去发芽力,并使
种子发生病变或腐烂死亡;其次,由于害虫取食,
使种子赖以生长发芽成苗的能量被害虫消耗,这
样的种子即使能够发芽,但会很快死亡,不会发育
成幼苗。
2.3 昆虫寄生对砂生槐种子大小及质量的影响
由表1可知,完好的种子和不同昆虫寄生的
种子纵径、横径和质量有显著的差异。和正常种
子相比较,豆荚螟为害后砂生槐种子纵径、横径都
明显减小,纵径为3.32mm、横径为3.1mm;刺
槐小蜂危害后,纵径为3.7mm、横径为3.5mm;
与正常种子相比,豆荚螟和刺槐小蜂引起砂生槐
种子的质量损耗分别为49.13%和39.30%。其
中,豆荚螟在种荚内活动,剥蚀种子,并不进入种
子内,有转荚为害的习性;刺槐小蜂个体相对较
小,其取食活动引起种子质量减少的原因可能是
其取食活动抑制种子个体发育;豆荚螟取食砂生
槐种子,危害状为缺刻和碎屑,直接导致种子个体
较小。
图1 砂生槐不同分布区种实害虫寄生率
Fig.1 Parasitic rate of pests in Sophora
moorcroftianaseeds of different areas
图2 正常种子及不同害虫为害后的发芽率
Fig.2 Germination rates of normal and pest-infested seeds
表1 被昆虫寄生的砂生槐种子纵径、横径和种子质量
Table 1 Effect of parasitic insects on length,width and weight of cassia seeds grown in sand
种子类型
Seed category
纵径/mm
Vertical diameter
横径/mm
Transverse diameter
种子质量/g
Seed mass
整个种子库Seed bank 4.01±0.5b 3.56±0.23b 0.043 8±0.014 2a
正常种子Normal seeds 4.19±0.35a 3.85±0.34a 0.045 6±0.005 2d
豆荚螟为害种子E.zinckenellainfested seeds 3.32±0.56d 3.1±0.5d 0.021 3±0.014 6b
刺槐小蜂为害种子B.onois infested seeds 3.7±0.32c 3.5±0.476c 0.036 8±0.014 2c
3 讨 论
砂生槐种群更新是西藏干旱、半干旱区生态
恢复研究的重要课题。以往研究仅限于砂生槐种
实害虫的调查和空间分布型以及砂生槐药用价
值、生态价值、群落结构[2,8,14-17],但没考虑种实害
虫取食对其生态恢复、群落结构的影响[9,13-14]。
本研究的结果表明,种实害虫取食可能是更为重
要的因素,68.77%的种子受到昆虫的为害,失去
发育成苗的能力。在种子幼嫩阶段,豆荚螟几乎
将种荚内的种子全部取食干净或留下少许碎屑,
而且早期被为害的碎屑在种子成熟之前脱落,这
部分损耗占种子产量的51.23%,所以如果考虑
这部分的影响因素,害虫对种子的寄生将达到
70%~80%。因此,影响生态恢复,群落结构的一
系列因子中,昆虫寄生具有同等或者更为重要的
影响。影响实生苗存在的关键因素之一是种子能
否正常发芽。研究表明,只要小生境适宜,在一定
的温度和湿度条件下,大多数的成熟种子当年就
能发芽;种子发芽需要的条件较高,在相对恶劣环
境下,能维持10%左右的萌发率[18];本研究发现
被昆虫寄生的种子发芽率显著低于未被寄生的种
子,这可能是由于昆虫的寄生取食伤害胚芽或胚
根,使部分种子丧失发育能力。然而,并不是所有
·002· 西 北 农 业 学 报 21卷
被昆虫寄生的种子都不发芽,只要昆虫在种子内
取食时不伤害关键的胚根或胚芽,试验中仍然可
以看到种子发芽。以上结果说明,昆虫寄生是降
低砂生槐种子发芽及幼苗生长的重要因子。可
见,种实害虫对砂生槐种子取食是影响种群更新
的一个重要因素,昆虫对砂生槐寄生率很高,影响
了种子发芽和实生苗的形成,从而直接影响砂生
槐在西藏生态环境下的恢复和种群更新。
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