全 文 ：第 4 卷 第 4 欺
1 9 9 1 年 8 月
林业 科学研 究
FO R E S T R E S EA R CH
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1 9 9 1
松 毛虫 光 照 周 期 反 应
F
. 二 、 三代分化的研究 *
李兆麟 贾凤友
(中国林业科学研究院林业研究所 )
摘要 我国长江沿岸地区松毛虫二 、 三代分化的决定因子是光周 , 分化的比例决定于第二 代
幼虫孵化的时间 。 八月初以前孵化的, 大部份可完成二代进入三代 , 而八月上 、 中旬以后孵化 的 ,
绝大部份就以第二代幼虫越冬。 分化比例的大小明显地影响越冬虫 口的基数。 温度和营养 等因子
通过对松毛虫生长发育的影响 , 而影响其二 、 三代的分化。重庆地区松毛虫的临界光周值 为 13 五
3 0 m in 左右 , 二 、 三代分化的临界日期在八月上旬前后 , 这一间题的解决为长江沿岸 松 毛 虫 种
群生态学研究的进一步深入和数量变动的预测提供了基础和依据 。
关抽词 光照周期反应 , 世代分化 , 松毛虫
我国森林最严重的害虫之一—松毛虫 , 50 年代初在长江沿岸就已发现存在着二 、三代分化的现象。 虽然有人认为它与种群数量变动关系不大 〔’l , 但在越冬时 , 三代虫有时可以比二
代虫高出 3 ~ 5 倍 工“] , 也就必然影响着越冬虫口基数 , 从而对早春越冬代的危害及下一年的
虫 口变动有着举足轻重的作用 。 随着工作的深入 , 近年有人提出高三代分化率是松毛虫大暴
发的原因 汇“l。
对于这一分化现象的解释 , 过去笼统地归结为温度 , 或是环境与食物的综合作用等等 。 其
中有人推断为内在因子所决定 [’l , 有人认为营养为主导 I“」, 彭建文认为光照强弱决定了松毛
虫生长发育的快慢 , 从而会影响分化〔摇l ; 陈搏尧认为分化相关显著的气象因子是八月份平均
气温 , 以及全年大于10 ℃的 日照 时 数 L‘」。 在调查中还发现 : 江西贵溪7月30 日孵化的第 二
代幼虫 , 完成二代进入三代的占72 . 7 % , 而 8 月 10 日孵化的只有 27 . 了% 阅 , 南 京 7 月23 日
孵化的第二代幼虫 , 完成二代进入三代的占13 . 8 % , 而 8 月 17 日的只有。。 9 % 工7 ] , 可见前人
始终未得出有关这一分化机制的统一认识 。
作者在松毛虫存在着明显的光照周 期现象 [吕l这一认识的基础上 , 对长江沿岸松毛虫二 、
三代分化间题进行了初步研究 , 结果发现 , 在长江沿岸 , 虽然气候 、 食物等因子对松毛虫生
长发育都会在不同时期产生不同程度的影响 , 但二 、 三代分化的决定因子是光照周期 , 其分
化比例取决于第二代幼虫孵化的时间 , 其它因子只是通过对松毛虫生长发育的影响 , 影响到
它的光照周期反应 , 从而影响到世代的分化。
本文于 1 9 8, 年1 0月 2 4 日收到 。
关 国家 自然科学基金资助项 目 。
本项工作在四川省永川森林病虫防治试验站大力支持下 , 得 以顺利完 成。 防 治站 的张邦林 同志参加了部份饲养工 作 ,
谨此~ 并致谢 l
林 业 科 学 研 究 魂卷
1 材料和方法
试验是在四川省永川森林病虫防治试验站进行的。
1
.
1 试虫来派
于 7 月2 日在永川采集大批 即将羽化的松毛虫 ’)茧 , 放入虫笼 , 于室外任其羽化 、 交 尾 、
产卵 。 分别收集在 7 月下旬 , 8 月初和 8 月上 、 中旬所产的卵 , 待孵化后 , 取同一天解出的
初孵幼虫进行试验。
1
.
2 城脸分组
依时间不 同分三组进行 。
第一组 : 取 8 月 1 、 2 两 日孵出的幼虫 , 分 以下五种光照时数处理。
处理 l 在养虫罩上方0 . 5 m 处 , 并排安装 4 支30 W 日光灯管 , 于 19 时 开 启 , 21 时 关
闭 。
处理 2 同处理 1 , 仅日光灯提前半小时 , 于20 时30 分关闭 。
处理 3 自然光照下饲养 。
处理 4 养虫罩于 19 时用黑罩扣住 , 2 时后将黑罩取下 。
处理 5 同处理 4 , 仅扣黑罩时间提前半小时 , 于18 时 30 分扣罩。
据天文年历查出 , 重庆地区 8 月l 日日出时间为 6 时13 分 , 日落时间为19 时 47 分 , 日照时数
为 13 h 3 4 m in 。据此 , 可以计算出上述 5 种处理 的光照时数分别为1 4 h 4 7 m in 、 14 h 1 7 m in ,
1 3 h 3 4 m in
、
12 h 4 7 m in 和 1 2 h 17 m in 。
第二组 : 取 8 月10 日孵出的初孵幼虫 , 分以下 3 种光照时数处理 。
处理 1 按第一组条件增加光照时数 , 日光灯开闭时间为 19 时~ 21 时。
处理 2 自然光照下饲养。
处理 ” 按第一组条件减少光照时数 , 扣黑罩时 间为18 时3 0分。
按’ , j式计算 , 这组试验的光照时数分别为 1 4 h 1 1 m in 、 1 3 h 2 1 m in 和 12 h 1 1
m lfl
o
第三组 : 分别将不同时期孵化的初孵幼虫放到野外的马尾松上 , 任其感受自然界的光周 ,
待完成二龄后 , 取回室 内饲养 , 观察其滞育率 , 试验分三段处理。
处理 1 8 月 2 日孵化之幼虫。
处理 2 8 月 1 0 日孵化之幼虫 。
处理 3 8 月 15 日孵化之幼虫 。
据天文年历 , 上述三个处理起始时的日照时数分另11为 1 3 h 3 3 m in 、 1 3 h 2 0 m in 和 13 h
14 m in
。
1
.
3 饲养现案
在24 c m x 1 0 c m 玻璃养虫罩内 , 放置新鲜马尾松针 , 两端用纱布封口 。 第一 、二组试验 , 每
罩内放60 头初孵幼虫 。每一试验处理设三个重复 。 定期更换新鲜针叶 。 第三组试验采回虫数 ,
每一处理不少于 10 头 , 分别放入 2 个养虫罩内饲养 。 记录生长情况 、 发育速度 、排粪t 。 24
天后 , 根据幼虫的体色 、 头壳宽度和虫体大小统计其滞育率。
1) 对四川 ! 庆地区 的松毛 虫种名 , 国内分类学者尚未统一 , 故本文暂缺。
4 期 李兆麟等: 松毛虫光照周期反应 万 . 二 、 三代分化的研究
2 结果和讨论
从表 1 和图 1 ~ 3 明显看出 , 不论那一组试验 , 松毛虫的滞育率都是随着光 照 时数 的
减少而增加。 第一组中的自然光照处理 , 第二组中的加光处理和 8 月 2 日孵出的 幼 虫 在 野
外感受自然光周 , 三组试验结果一致 , 第一组中的减光处理 , 第二组中的自然光周处理和 8
月 1 0 日孵出的幼虫在野外感受自然光周 , 其结果也接近。 这充分说明了长江沿岸松毛虫能否
完成第二代进入第三代 , 主要决定于光照时数 , 即由初龄幼虫的光照周期所决定。 根据上述
试验 , 在 19 8 8年重庆地区的气候条件下 , 可初步计算出松毛虫的临界光周约为1 3 h 3 0 m ino
表 1 给出了三组试验 , 在试验期间的平均温度 , 如将三组试验分别计算 , 第二组与第三组试
验的临界光周值基本一致 , 而第一组试验由于平均温度较高 , 其临界光周值明显偏低 。 这一
情况正说明温度对松毛虫临界光周的影响 [“1 。
表 1 不同时期不同光照时橄下松毛虫的潇育率 (四川永川, 1 9 8 8年 )
试验 组别 工 亚 皿
开始 日期 8 月 1 日 8 月 1 0 日—— -—— 8 月2 日 8月1 0 日 3月1 5 日处 理滞育率(% )试验期平均温 度 (℃) 2 3 4 5 1芍. 7 4 3 6 6 . 7 8 3 . 3 1 0 . 22 8 . 7 26 0 。 12 6 9 39 2 1 4 . 7 73 . 22 6 . 9 25 . 3 9 82 4 . 213 : 40 月翻蓄蜜.口5几‘勃舟一”八次杠份翅八次老知讲(欲)徐撅妮
光照时数 ( h )
12 刃3 14
光照时数 ( h )
式犷一 .下石广下育一 13 ’J。
解化日期(月 · 日)
图 1 8 月 1 日孵化的第二代幼虫
饲育在不同 日照时数下的滞
育率 (1 ~ 5 处理号 )
图 2 8 月1 0 日孵化 的第二代幼
虫饲育在不同光照时数下
的滞育率 ( 1一3 处理号 )
图 3 不同时间孵化的第二代幼虫
在自然 状态下的派育 率 (虚
线为当日的 日照时数 )
图 4 是第二组试验五龄以前松毛虫在不同光周条件下的平均发育速度 。 这与过去国内发
表过的大量观察结果相同 [’一 “, ’。, ‘’J , 即 长江沿岸松毛虫二 、 三代分化主要表现在第二代虫三
龄以后虫体的色泽以及头壳的增长 。 在不同光周条件下三龄后 , 它的发育速度才出现明显差
异 。 这里要强调指出的是 , 虽然发育速度的差异表现在三龄以后 , 但造成这一差异的原因却
远在三龄以前 , 即是由初龄幼虫感受到的光周决定的。
412 林 业 科 学 研 究 4卷
日柳(月 ·
(月口窃曰
昌翻处理 , 田 处, : 口处。 7 )Jrll 8 月中
图 4 第二组试验的平均发育速度
各地一年中不同 l时期的 口出口落是
由纬度决定的 , 也就是说同一 口期 , 不
同年份它的光周是固定的。 一长江沿岸松
毛虫二 、 三代分化是由光周决定的 , 而
图 5 长江沿岸 松毛虫不同年 份二 、 三代分化情况示愈 .
(八 、 B 为不同年份 第二代幼虫的孵化曲线 。 C 为临界光周
位 。 D * E 区间 代表山于气候、 营养等外界因子的影响及 个体闭
差 异形成的临界光周的变异幅度。 曲线 中横线部份为能完成二代
进入 三代的 幼坐 , 斜线部份为一部份叮能完成二 l忆的幼 虫 。 横线
与斜线文又部份 , 即是受外界囚子影响 二 、 三代比例变功最大的
部份 )
在温度恒定时 , 其临界光周值也是可知的。 但母年由于大气候的波动 , 以及松毛虫发生地点
小气候的变异 , 使得德年第二代幼虫初孵的时间就成了决定其分化比例的关键 。 图 5 是这一
解释的示意图 。 过去从个体生态的角度 , 在松毛虫生活史的研究中仅注意到了各个虫期出现
的时期 , 以及环境因子对各个虫期历期的彩响。 而松毛虫种群数量变动 , 尤其是影响到种群
丛数的二 、 三代分化 , 不仅仅只限于当代的效应 , 越冬代和第一代发育的快慢都会左右着第
二代出现的I讨问, 也在对三代能否出现产生形响 。 这正是松毛虫数量预测中应该深入考虑的
一个方面 。 就长江沿岸地区松毛虫二 、 三代分化机制 的工作 , 也应在现有的垫础 上 深 入 进
行 , 进一步明确各种环境因子对松毛虫光周期性的影响 , 为完善松毛虫种群动态的预测提供
依据。
今 考 文 献
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4 期 李兆麟等: 松毛虫光照周期反应 丁 . 二、 三代分化的研究 41 3
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T ho P ho to Pe r io d fe R e a e t艺o n (P hP R ) o f the P fn e
C a te r Pilla r IV
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S tu d ie s o n the M
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n tia tio n o f th e Pin e C a t e r P illa r in th e s e e o nd g
e n e r a tio n 15 P h o to Pe r io d
e x Pe r ienc e d in it s e a r ly la r v a l Pe r io d a nd th
e d iffe r e n t ia tio n 15 a s so e ia te d
w ith its Po Pu la t io n d yn am ie s in n a tu r e a lon g th e Y a昭tz e R iv e r a r e a 。 T h e
r a tio o f the th ird g e n e r a t io n Pr o duc e d in f ie ld 15 e lo 3 e ly r e la t e d w ith th e
h a te h in g d a t e o f e g g s in t h e s e e o n d g e n e r a t io n e a e h y e a r
.
M o s t o f th e
la r v a e 恤t e h e d in e a r ly AUg st e a n e o m p le te t h e se e o nd g e n e ra tio n a n d g r o w
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K e y w o r d s Ph o to Pe r io d ic r e a e tio n (PhPR ) : d iffe r e n t ia t io n o f g e n e r a t io n :
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