Джеймс Адебайо Оджо

1 Катедра по растениевъдство и управление на горски ресурси, Kwara State University, Malete, Kwara State, Nigeria

Adebayo Amos Omoloye

2 Катедра по защита на културите и биология на околната среда, Университет на Ибадан, Нигерия

Резюме

Сухите изкуствени диетични гранули, приготвени с царевица, маниоков чипс и аминокиселинни добавки (лизин и метионин) бяха оценени за масова култура на Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae), силно полифагичен вредител на много съхранявани зърна. Оценката беше направена в лабораторията при температура 26 ± 2 ° C, 60–70% RH, 12:12 L: D фотопериод. Изкуствената диета е съставена от различни пропорции на царевица (M) сорт TZPB-SW-R, маниока (C) сорт TMS-2110 и аминокиселинни добавки и е гранулирана в гранули с диаметър 6 mm, на които пет чифта за един ден —Старите S. zeamais са били анализирани. Диетата M9C1 (90% M и 10% C) е най-подходящата диета със сравнително по-кратък период на развитие (34,8 дни) и най-високата поява на потомство F1 (145,4) в сравнение с контролата, M10C0 (100% M и 0% C ).

Въведение

Разработването на изкуствена диета за много насекоми допринесе изключително много за изучаването и контрола на насекомите вредители, особено в областите ентомология, генетика, екология и физиология, където се изискват редовни и надеждни доставки на висококачествени насекоми в достатъчен брой и на специфични периоди (Fortes et al. 2006) за биоанализи и свързани изследвания. Описани са многобройни изкуствени диети за фитофаги, особено за видовете вредители от семействата Noctuidae и Curculionidae (Singh 1977; Wheeler and Zahniser 2001). Такива диети са ценни за масово култивиране на други икономически важни насекоми (Cohen 2001; Castane and Zapata 2005; Ahmed et al. 1998). Съществува обаче оскъдна информация за масовата култура на S. zeamais, използваща изкуствена диета, направена от царевица - маниока, която ще бъде приспособима в научните изследвания на насекомите в тропически страни като Нигерия.

Насекомите са основни вредители след прибиране на реколтата както на фермерско, така и на потребителско ниво в тропиците (Lale and Ofuya 2001; Adedire 2003). Царевицата, Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: Curculionidae), е основно поле за съхранение на вредители (Adedire 2001), което започва да заразява узрялата реколта царевица в полето, когато съдържанието на влага в зърното е все още 50–55%. По този начин, когато фермерите събират царевичната реколта 6-8 седмици по-късно, дългоносицата вече е завършила едно поколение и е снесла яйца за второ поколение (De Lima 1979). Доклади от Африка (Hill and Waller 1990) също потвърждават заразяването от S. zeamais на място. Освен това той е вторичен вредител на няколко други култури като ориз, сорго, продукти от ямс и брашно от маниока на съхранение (Nwanna 1993). Загубите след прибиране на реколтата от насекоми-вредители като S. zeamais са признати за все по-важно ограничение за производството на царевица в Африка (Markham et al. 1994). Силното му заразяване може да доведе до загуби на тегло до 30-40% от продукцията (CABI 2005). Възрастните дългоноси и ларви се хранят с неповредени зърна и ги редуцират до прахообразна форма (Adedire 2001).

Необходимостта от изследване и контрол на насекомите вредители допринесе за развитието на изкуствени диети. Следователно това проучване се стреми да масово култивира S. zeamais върху изкуствена диета от царевица - маниока (нехолидна диета), за да провери неговата пригодност като жизнеспособна диета. В Нигерия пшеницата се внася, което я прави много скъпа и не е лесно достъпна. Царевицата и маниоката обикновено се отглеждат в много африкански страни; по този начин, разработването на диета царевица-маниока би било практично и би имало пряко приложение за използване в подобни изследвания в Нигерия и други части на Африка.

Материали и методи

Култура на Sitophilus zeamais

Първоначалният запас от S. zeamais, използван за експеримента, е получен от изследователската лаборатория по ентомология към Департамента по защита на културите и биология на околната среда, Университет на Ибадан, Нигерия. Царевични зърна (200 g) се поставят в буркан с капацитет 2 kg, в който се въвеждат 10 чифта S. zeamais за яйценосене за една седмица в лабораторията. Съставянето се репликира шест пъти и пробите се наблюдават ежедневно до появата на F1 потомства. Експерименталните условия бяха 60 ± 10% RH, 26 ± 2 ° C и 12:12 L: D.

Използвани експериментални материали

Чипсът от маниока (сорт TMS-2110) и царевичните зърна (сорт TZPB-SW-R) са получени от секция за съхранение на семена, Институт за селскостопански изследвания и обучение (IAR & T), Moor Plantation, Ibadan. Аминокиселинната добавка, лизин и DL-метионин, са получени от магазина за семена на Adom Agroservice, Ibadan, Нигерия.

Определяне на хранителното съдържание на диета царевица-маниока

Преди формулирането на диетата, хранителното съдържание (първични метаболити и минерали) се определя следвайки аналитичните процедури, описани от AOAC (1990). Те формират основата за формулирани временни добавки на диети с добавка на царевица - маниока - аминокиселини (Таблица 2). Всяко лечение с изкуствена диета също е оценено по метода на AOAC (1990).

Таблица 2.

Състав на изкуствени диети.

sitophilus

Изготвяне на изкуствена диета

Изсушените чипове от маниока и царевицата бяха фини - смилаха се отделно с помощта на мелница от 5 литра HSP. Те се смесват в различни пропорции, за да се образуват 14 различни диети (Таблица 2), при които 100 ml дестилирана вода се добавят към 250 g партида проби от всяка диетична група и се разбъркват старателно, за да се получи полудебела хомогенизирана паста. След това пастата се гранулира (диаметър 6 mm, дължина 1,5 cm). След това пелетите се сушат в сушилня при 105 ° С до 13% съдържание на влага.

Изпълнение на S. zeamais върху изкуствени диети

Проба от 20 g от всяка група изкуствени диетични гранули се претегля в петриева чиния с диаметър 15 cm в пет повторения. Пет двойки еднодневни S. zeamais бяха въведени във всяка реплика, следвайки стандартна процедура (Odeyemi и Daramola 2000). Пръстените са били сексирани чрез изследване на трибуната и коремната форма на насекомите. Рострата на мъжкия Sitophilus е груба, значително по-къса и по-широка от тази на женската, докато трибуната на женската е гладка, лъскава, значително по-дълга и по-тясна от тази на мъжкия. Пръстените бяха оставени да се чифтосват и яйцеклетки по диетите в продължение на седем дни, след което бяха отстранени. Още пет повторения на всяко лечение без заразяване от S. zeamais бяха създадени, за да се следи съдържанието на влага в диетата. Както нападнатите, така и незаразените партиди бяха подредени в лабораторията в напълно рандомизиран дизайн. Експерименталната установка се наблюдава ежедневно до появата на F1 потомства. Събрани са следните данни: (i) период на развитие, (ii) поява на F1 потомства, (iii) тегла на F1 потомства при поява и (iv) съотношение на пола.

Статистически анализ

Данните бяха анализирани с помощта на дисперсионен анализ (ANOVA) и там, където бяха значими, средствата бяха разделени с помощта на HSD тест на Tukey (p 1/2 (Little and Hills 1978). Съотношението на половете беше определено след техники, описани от Halstead (1963) и Adedire (2001 ).

Резултати

Поява, тегло и период на развитие на F1 потомствата на S. zeamais, отглеждани на изкуствени диетични гранули

маса 1.

Съдържание на минерали и витамини в чипс царевица и маниока, използван в проучването, (анализ на 100 g).

Таблица 4.

Ефект от консумацията на AD пелети върху появата на F1 на Sitophilus zeamais.

По същия начин средната поява на F1 потомство е най-висока (p> 0,05) при изкуствени диетични гранули M9C1 (145) в сравнение с контролата (130). Макар и сравнително по-нисък, средният брой на потомците, появили се на диета M4C1, не се различава значително от броя, появил се на контролната диета (M10C0) (Таблица 4). Средното телесно тегло на F1 потомствата от изкуствените диетични гранули се различава значително от 1,86 mg в CLMe0,5 до 2,34 mg в M10C0 (Таблица 4). Макар и малко по-високи, средното телесно тегло на F1 потомството не се различава значително от контролните M10C0 (2,34 mg) и M9C1 (2,22 mg).

Ефект от консумацията на AD пелети върху съотношението на пола на F1 потомството

Настъпиха значителни разлики в съотношението на половете на гъбичките, излезли от гранулите AD (Таблица 5). Съотношението на половете на F1 потомството се появи от всички диети, съответстващи на съотношението 2: 1 в полза на жените (χ 2 = 14,84: p Таблица 6. Процентът протеин варира от най-ниския (2,06% в M0C10) до най-високия в диетата M10C0 ( 3,18%) и диета M9C1 (3,07%). Други компоненти също варираха: мазнини (0,43–0,57%), пепел (2,08–2,22%), фибри (0,43–0,57%), захар (4,3–5,8%) и нишесте (78,95–80,5%). Съдържанието на витамин С във всички диети също варира от 1,88–2,02 mg. Фосфорът е най-често срещаният елемент във всички диети, като е най-нисък при диета M10C0 (251 mg), последвана от диета M9C1 (267,3 mg) и диета CLMe0,25 (389,1 mg) (Таблица 6).

Таблица 6.

Приблизителен, минерален и витаминен състав на 100 g гранули с изкуствена диета (AD).

Дискусия

Това проучване показва, че S. zeamais може да се отглежда в лаборатория на нехолидна диета, което прави сравнително лесно масовото култивиране на S. zeamais за изследвания и други цели и цели за управление на вредителите. Други колеоптерани като Oxyops vitiosa са отглеждани на изкуствени диети, направени от смес от листа Melaleuca quinquenervia, царевично нишесте и казеин (Wheeler and Zahniser 2001), а Rhynchophorus ferrugineus е отглеждан на изкуствени диети, направени от смес от овесена, кокосова торта, дрожди и влакна от захарна тръстика (Weissling и Davis 1995).

В това проучване диетата M9C1, която съдържа 90% цяла царевица и 10% маниока, е най-подходящата диета за масова култура на това насекомо. Периодът на развитие (34,8 дни) е по-бърз с около 10% в сравнение с контролата (M10C0). Броят на появили се потомци от F1 също е значително по-висок (145,4) от контролата. По същия начин средното телесно тегло на F1 потомствата не се различава значително от контролата. Всичко това може да е резултат от адекватното му хранително качество. Въпреки факта, че нямаше голяма разлика в съдържанието на протеини и нишесте в съставките, използвани в диетичната формулировка, диетата M9C1 се оказа най-добрата. Това може да се дължи на това, че хранителните вещества, присъстващи в храната, са били в правилната пропорция, тъй като насекомите, отглеждани върху растителна тъкан, както и изкуствената диета може да не се развият, тъй като вторичната химия на диетата и/или по-ниската хранителна стойност може да попречи на оптималното им развитие (Blanco et al. 2008). Това може да бъде резултат и от ефективното използване на хранителни продукти от диетата M9C1 от дръжките.

Средният период на развитие, наблюдаван при диетите M10C0, M9C1, M4C1 и M7C3, е съгласен с констатациите на Haines (1991), който съобщава, че средният период на развитие на S. zeamais при 27 ° C и 70% RH варира от 31–37 дни и този на Rees (1996), който съобщава, че периодите на развитие отнемат около 35 дни при оптимални условия. Също така, най-кратките дни до появата (34,8), записани на диета M9C1, са по-дълги от това, което Бейкър и Маби (1973) наблюдават, когато S. granarius е отгледан на естествени и меридитови диети (пшенични, царевични и оризови брашна и казеин - нишесте/меридиетни диети на базата на глюкоза); те отчитат 25,5 и 26,5 дни до появата, съответно за жени и мъже. Освен това средният брой на F1 потомството от 145,4, 130,8 и 124,2, съответно на диетите M9C1, M10C0 и M4C1, подкрепя констатациите на Haines (1991), който съобщава, че основните първични вредители на складирани зърнени храни като Sitophilus spp. са в състояние да увеличат броя си при оптимални условия на температура и влага с до 100 пъти във всяко поколение при благоприятни диети, въпреки че развитието им може да зависи от вида на складираното зърно, с което се храни.

Резултатите от нашето проучване също така показват, че съотношенията на половете на F1 потомството значително се различават помежду си, като съотношението между жените и мъжете е 2: 1. Тази констатация не е съгласна с Danho et al. (2002), които съобщават, че съотношенията на половете на потомството от F1 не се различават значително помежду си, въпреки че има повече жени, отколкото мъже. Тази констатация също не е съгласна с Fortes et al. (2006) и Abbasi et al. (2007), който съобщава за съотношение 1: 1, когато Helicoverpa armigera е отглеждана на изкуствена диета, базирана на тапиока.

Нашето проучване показва, че е възможно да се отглеждат S. zeamais върху нехолидни изкуствени диети от маниока - царевица, подсилена със синтетични аминокиселини. Също така изкуствените диетични гранули, приготвени и формулирани от тези местни нигерийски култури, са осъществими за масовата култура на S. zeamais, а формулираните изкуствени диетични пелети M9C1 са подходящи за масовата култура на S. zeamais в лабораторията при тропически нигерийски условия.

Таблица 3.

Повишаване на теглото от Sitophilus zeamais след консумация на AD пелети (mg) ± SE.