《Journal of Stored Products Research》:Effects of tobacco varieties and seasons on the life history of the cigarette beetle,
Lasioderma serricorne (Fabricius) (Coleoptera: Anobiidae)
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煙葉象發育及種群動態受煙草品種和季節條件顯著影響,土耳其煙草在炎熱季節幼蟲發育最快(17.3±2.2天),弗吉尼亞煙草發育最慢。成蟲壽命最長于土耳其和弗吉尼亞煙草,傳統泰國煙草最短。涼爽和雨季出現第五齡幼蟲,熱季平均世代時間最短(31.7±2.2天),雨季最長(45.7±1.9天)。R0最高于土耳其和弗吉尼亞煙草。研究揭示環境與品種交互作用對蟲害爆發的影響,為儲煙IPM提供理論依據。
萬拉維·桑加爾孔(Wanrawee Saengarkhom)|雅奧瓦盧克·詹邦(Yaowaluk Chanbang)|科拉瓦特·阿塔索帕(Korrawat Attasopa)|吉拉蓬·庫薩林(Jiraporn Kulsarin)|丘春一(Chun-I Chiu)
泰國清邁大學農業學院昆蟲學與植物病理學系
摘要
卷煙甲蟲Lasioderma serricorne(Fabricius)(鞘翅目:擬步甲科)是熱帶地區儲存煙草產品的主要害蟲。我們研究了煙草品種和季節條件如何影響其在模擬的熱帶儲存環境中的發育和種群增長。從泰國清邁的一個商業煙草倉庫中收集的甲蟲在四種煙草品種(伯利煙草、弗吉尼亞煙草、傳統泰國煙草和土耳其煙草)上飼養,并在代表涼爽季節、炎熱季節和雨季的三種溫度和濕度條件下進行觀察。不同煙草品種和季節之間的發育時間和生命表參數存在顯著差異。在炎熱季節條件下,土耳其煙草上的幼蟲發育最快,平均幼蟲期為17.3 ± 2.2天;而在弗吉尼亞煙草上的幼蟲發育期最長。成蟲在弗吉尼亞煙草和土耳其煙草上的存活時間最長,在傳統泰國煙草上存活時間最短。只有在涼爽和雨季條件下,才會出現第五齡幼蟲。凈繁殖率(R0)在土耳其煙草和弗吉尼亞煙草上最高,而內在增長率(r)和平均世代時間(T)主要受季節條件的影響。在炎熱季節,平均世代時間為31.7 ± 2.2天;在雨季為45.7 ± 1.9天;在涼爽季節為57.0 ± 5.0天,這意味著在熱帶倉庫條件下每年可產生近九代甲蟲。這些發現表明,煙草品種和季節環境顯著影響了L. serricorne在熱帶煙草儲存中的生活史和爆發潛力,強調了溫度管理和綜合害蟲管理中預防措施的重要性。本研究有助于實現可持續發展目標(SDG)2——零饑餓,通過支持減少儲存產品害蟲造成的產后損失的戰略。
引言
煙草Nicotiana tabacum L.是一種全球重要的經濟作物,用于生產香煙、雪茄和其他吸煙產品,每年的全球支出約為5000億美元。在泰國,主要種植四種煙草品種:弗吉尼亞煙草、伯利煙草、土耳其煙草以及一種名為“Cho Lae”的本地伯利煙草品種,主要分布在北部和東北部地區。這些品種支撐了多元化的煙草產業,許多小農戶將其作為補充收入作物,因為其價值高且生長周期短(土地開發部,2018年;泰國煙草管理局,2020年)。2020年,泰國的煙草出口額為3050萬美元(Jaroensathapornkul,2023年)。
大量煙草需要長期儲存,葉片通常需要儲存一到兩年才能用于香煙生產,因此儲存條件對保持質量至關重要(Liu等人,2021年)。例如,2020年泰國煙草管理局(TOAT)從農民手中購買了總計17,976噸煙草(泰國煙草管理局,2020年)。儲存的煙草極易受到卷煙甲蟲Lasioderma serricorne(Fabricius)(鞘翅目:擬步甲科)的侵害,這種害蟲廣泛存在于煙草、可可、谷物和面粉等干燥商品中(Hagstrum和Subramanyam,2017年;Sallam和Bothe,1999年)。侵害會導致直接損害,如幼蟲取食和成蟲出洞(Runner,1917年),以及間接質量損失,如濕度升高、異味產生和霉菌生長(Rees,2007年)。位于清邁的Mae Jo煙草倉庫儲存了大量煙葉(弗吉尼亞煙草和伯利煙草),持續的蟲害每年造成的控制費用超過800萬泰銖(約25萬美元)(泰國煙草管理局,未發表數據)。甲蟲爆發通常發生在炎熱季節,這表明環境條件與種群動態之間存在密切聯系。
泰國經歷三個明顯的季風季節(炎熱季節、雨季和涼爽季節),每個季節都有其特征性的溫度和濕度模式(Khedari等人,2002年)。L. serricorne在20.0°C至37.5°C的溫度范圍內能夠成功發育,最佳發育條件為30.0°C和70.0%的相對濕度(Howe,1957年)。較高溫度會加速發育和性成熟,而較低溫度則會延長發育時間并增加幼蟲齡期(Niiho,1984年)。飲食也在存活和繁殖表現中起重要作用,不同的宿主材料(如姜黃和生姜)會導致生命表參數的顯著差異(Nischala和Hariprasad,2018年;Nischala和Prasad,2017年)。鑒于氣候和飲食之間的這些相互作用,預測儲存設施中L. serricorne的種群動態需要在實際條件下進行針對性研究。
在這項研究中,我們旨在調查清邁Mae Jo煙草倉庫中L. serricorne的季節性種群動態背后的因素。具體來說,我們評估了在四種煙草品種(伯利煙草、弗吉尼亞煙草、傳統泰國煙草和土耳其煙草)的原材料上飼養的L. serricorne的發育時間、齡期數量、壽命和生命表參數,以及三種模擬的季節環境(涼爽季節、炎熱季節和雨季)下的情況。這些結果為改進熱帶煙草儲存系統的害蟲監測和制定綜合管理策略提供了寶貴的見解。
研究地點的環境數據和昆蟲采集
飼養實驗在泰國煙草管理局(TOAT)下屬的Mae Jo煙草實驗站昆蟲學實驗室進行(坐標:18.905877°N, 99.002756°E),昆蟲則在Mae Jo煙草儲存倉庫采集(坐標:18.911066°N, 99.005132°E)(圖1A),該倉庫位于清邁省San Sai區的Nong Han子區。Mae Jo煙草倉庫是TOAT運營的主要煙草儲存設施之一。
煙草品種對發育時間、齡期數量、壽命和生命表參數的影響
發育時間和各階段的存活率總結見表1。Scheirer-Ray-Hare檢驗表明,不同煙草品種之間的幼蟲期(
H = 10.6,
df = 3,
p < 0.05)、蛹期(
H = 55.7,
df = 3,
p < 0.0001)和成蟲期(
H = 43.8,
df = 3,
p < 0.0001)存在顯著差異(圖3B–D)。與其它品種相比,土耳其煙草上的幼蟲發育時間明顯較短,而弗吉尼亞煙草上的幼蟲發育期最長(圖3B)。
熱帶煙草倉庫中L. serricorne的季節性種群動態和管理
雖然已知較高溫度會提高
L. serricorne的發育速度和繁殖能力(Wang等人,2021年),且飲食會影響其生長和存活(Mahroof和Phillips,2008年),但在沒有針對特定環境和飲食條件的實驗情況下,預測儲存條件下的種群動態仍然具有挑戰性——尤其是在數據稀缺的熱帶地區。在這項研究中,我們評估了...
結論
總之,本研究表明,煙草品種和季節環境條件顯著影響L. serricorne的發育。煙草品種主要影響繁殖,而季節條件影響世代時間。某些煙草品種縮短了幼蟲期和成蟲壽命。在有利條件下,這種甲蟲每年可完成多達九代,表明其在熱帶儲存環境中的爆發潛力很高。
作者貢獻聲明
萬拉維·桑加爾孔(Wanrawee Saengarkhom):方法論、調查、數據管理。
雅奧瓦盧克·詹邦(Yaowaluk Chanbang):寫作——審閱與編輯、驗證、監督、項目管理、方法論、概念構思。
科拉瓦特·阿塔索帕(Korrawat Attasopa):寫作——審閱與編輯、驗證、方法論、概念構思。
吉拉蓬·庫薩林(Jiraporn Kulsarin):監督。
丘春一(Chun-I Chiu):寫作——審閱與編輯、初稿撰寫、可視化、驗證、軟件應用、數據分析、概念構思。
數據獲取
數據可應合理要求向通訊作者索取。
倫理聲明
本研究無需也不需要動物倫理證書。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文所述的工作。
致謝
我們衷心感謝泰國煙草管理局提供昆蟲飼養和采集的設施,以及泰國煙草壟斷組織在數據收集方面給予的慷慨支持。特別感謝Ketkaew Khammeejan女士在數據收集方面的幫助。本手稿的英文校對嚴格使用了ChatGPT。本研究還得到了“高地農業多樣性與可持續利用”項目的部分支持。