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1、 第八章 昆虫对环境的适应及生产条件控制技术昆虫的生长发育、生殖率、成活率、行为、发育周期、种群数量变动，甚至形态结构，都受环境条件的制约。昆虫生产学要涉及到产业昆虫与周围环境条件的相互关系。研究与了解产业昆虫生产种群，是有效管理昆虫培养物所必须具备的理论基础。但是，普通昆虫学涉及的群落与其生态系中有关因子的各种关系在昆虫生产学中则无需涉及。 第一节 昆虫的自然发生环境昆虫的自然发生环境及其复杂，几乎地球上任何环境都有昆虫发生。 图8-1 昆虫发生的人工林地环境 图8-2 昆虫发生的溪流环境 图8-3 昆虫发生的杂草环境 图8-4 昆虫发生的山林环境 图8-5 昆虫发生的小麦田 图8-6 昆虫
2、发生的花生田 第二节 土壤环境对昆虫的影响土壤是昆虫的一种特殊生境。大约有98以上的昆虫种类在生活史中与土壤发生或多或少的联系。土壤保证昆虫适宜的微气候、食物、躲避天敌及有利越冬条件。在室内生产培养昆虫时，有时要用土壤作介质。同时，由于同步发生种污染昆虫培养物和感染病原微生物的危险性，应对作为培养介质的土壤进行消毒或用其它介质如沙等替代。在大多数情况下，这种替代不是等价的，因此，昆虫栖居环境在个体发育过程中只是部分满足种的复杂要求，这就对昆虫培养物生命活动产生不利影响。培养昆虫所用土壤的营养成份、PH值、盐分、含水量等对寄主植物的影响，可对昆虫培养物产生间接作用。土壤对昆虫的关系十分密切，它既
3、能通过生长的植物对昆虫发生间接的影响，又是一些昆虫生活的场所。土壤内环境与地上环境虽然密切相关，但有其特殊性，是一种特殊的生态环境，土壤的温度、湿度（含水量）、机械组成、化学性质、生物组成等综合地对昆虫发生作用。一、土壤温度对昆虫的影响土壤的热量主要来源于太阳辐射热，土壤内有机质的腐烂也可产生少量的热量。所以土壤温度随气温的高低而发生变化，白昼土表接受太阳辐射热，土壤温度升高，一般13时左右最高；夜晚气温低，土表散热，土壤温度下降，一般2时左右最低。土壤温度与气温一样，平均温度主要影响土壤昆虫的生长发育，高、低温主要影响土壤昆虫的繁殖、存活。二、土壤湿度对昆虫的影响土壤湿度包括土壤含水量和土壤
4、空隙间的空气湿度，其主要取决于降水量和灌溉。土壤里的空气经常处于高湿状态，土壤昆虫不会因湿度过低而死亡。土壤含水量对昆虫的影响因土壤物理性状而不同，因为土壤持水力越强，可被昆虫吸收利用的水分就越少。此外，土壤湿度过大，往往使土壤昆虫易于罹病死亡。三、土壤理化性质与对昆虫的影响土壤理化性质主要包括土壤成分、通气性、团粒结构、土壤的酸碱度、含盐量等，对昆虫的种类和数量都有很大的影响。 图8-7 蝼蛄的发生 图8-8 土元的自然发生 第三节 影响昆虫生产的环境因子物理因素，也称气候因素，包括温度、湿度、光照、通风等，但其中起着基本作用的是温度和湿度，各种气候因素直接或间接地影响着，是昆虫生活必需条件
5、。一、温度昆虫属于变温动物，温度是昆虫进行积极生命活动所必需的一个条件，也是对昆虫影响最为显著的一个气象因素。昆虫进行生命活动所需的热能的来源，主要是太阳的辐射热，其次是由本身代谢所产生的热能，但在很大程度上取决于周围环境的温度。温度能影响昆虫的物质代谢速率、个体发育速度、寿命、生殖能力、世代、营养强度、身体大小和颜色等。昆虫温区的概念、有效积温法则等在昆虫生产学中具有重要指导价值。昆虫对温度的适应因种的特性而不同，同种内又因各虫期的不同而异。（一）昆虫对温度的适应范围1.适温区 也称为有效温区。在此温区内昆虫的生命活动都可正常进行。但其发育的速度则有所差异，所以又可分为以下3个温区。(1)
6、高适温区 在此温区内，昆虫的发育速度随着温度的升高而减慢。此温区的上限，称为最高有效温度，达此温度，昆虫的繁殖力就会受到抑制。(2) 最适温区 在此温区内昆虫发育速度适宜，并随着温度升高而加速，寿命适中，繁殖力最大。(3) 低适温区 在此温区内昆虫的发育速度随着温度降低而减慢，繁殖力也随之下降，甚至不能繁殖。此温区的下限，称为最低有效温度，只有高于这一温度，昆虫才开始发育，故称为发育始点温度。2.临界致死高温区在此温区内，由于不适宜的高温，昆虫的生长发育和繁殖受到明显抑制。如高温持续时间过长，昆虫呈热昏迷状态或死亡；如在短时间内温度恢复正常，昆虫仍可恢复正常状态，但部分机能可能受到损伤，特别是
7、生殖机能最敏感。昆虫的死亡取决于高温的强度和持续的时间。3.致死高温区在此温区内，昆虫经过较短的时间后便死亡。其上限温度称为最高致死温度，是理论上的最速致死高温。4.临界致死低温区在此温区内，昆虫呈冷昏迷状态。如持续时间较短，当温度恢复正常时，昆虫可恢复正常状态；如持续时间过长，也可造成死亡。昆虫的死亡取决于低温的强度和持续的时间。5.致死低温区在此温区内，昆虫一般经一定时间便会死亡。其下限温度称为最低致死温度，是理论上的最速致死低温。不同种或同种昆虫的不同发育阶段（虫期）和不同生理生态（如生长发育期、滞育期），在不同的环境条件下（如季节、场所、外界温度变化速率等），其对温度的适应范围是不同的
8、。昆虫对环境温度变化的适应性表现，也称为昆虫的温度生态可塑性。（二）温度对昆虫发育的影响和有效积温法则1.温度对昆虫发育的影响温度（平均温度）对昆虫发育速度影响显著，是影响其发生期的重要生态环境因素。昆虫的新陈代谢，是在各种酶和激素的作用下进行了一系列生物化学反应，在一定的温度范围内，生物化学反应速度随温度的增高而加速。所以昆虫的发育速度在一定温度范围内，也随温度的增高而加快，二者成正比关系；而昆虫的发育时间则相反，随温度的增高而缩短，二者成正比关系。2.有效积温法则一般用有效积温法则（law of effective accumulative temperature）来表示昆虫发育速度与温度
9、的关系。昆虫和其它生物一样，完成其发育阶段（如卵、各龄幼虫、幼虫期、蛹、成虫产卵前期或一个世代）需要积累一定的热能，即所需的热能为一常数。（三）高温和低温对昆虫存活的影响高温和低温对昆虫的存活影响很大，是昆虫种群数量变动的重要环境因素之一。1.高温与耐热当昆虫进入高温致死温区同时,经较短的时间即死亡。多数昆虫在3954下都将死亡，但昆虫因种类和生活环境而致死高温有所不同。此外，同种昆虫不同发育阶段的忍耐能力也不相同。高温可以抑制昆虫的发育,使其体重减轻,死亡率增加,而且还有一定的后遗作用,特别是对其成虫的影响,或引起发育不全,体小,翅不能正常展开；或性腺发育受到抑制,不孕卵数量增多等。高温对昆
10、虫的致死原因主要有：（1）温度升高引起体内水分过量蒸发而使昆虫死亡。但在自然界这一情况是比较复杂的，昆虫致死除受高温强度、持续时间、取食方式（如刺吸液体食物的昆虫不易致死）、体壁保水机制等影响外，与环境湿度密切相关。（2）高温使虫体内蛋白质凝固、变性而致死。蛋白质凝结温度的高低与含水量有关，蛋白质含水量多时，凝结温度低；含水量少时，凝结温度高。（3）在不太高的温度下，高温能破坏细胞的线粒体；抑制酶、激素的活性；高温在一定程度上加速了生理过程的不协调，如不能供应足够的氧气，不能排泄更多的代谢产物而引起中毒，以及造成神经系统的麻痹等。2低温与耐寒昆虫在低温致死温区内，经一定时间亦将死亡。但昆虫耐寒
11、力较耐热力较强，即昆虫忍受低温强度和持续时间的能力相对较强。这主要是昆虫的体液内含有大量糖、脂肪、蛋白质等化学物质，与原生质形成一定的有机结构，使其体液可以忍受0以下的一定低温而不结冰。这一现象称为过冷却现象。不同昆虫种类、同种昆虫的不同发育阶段、体内生理状态、生活条件（不同季节）、降温的速度等，都可影响昆虫过冷却点的高低。如昆虫体内脂肪、糖类的累积和游离水的减少及结合水的增多，都可使结冰点和过冷却点的温度降低而增强耐寒性。所以，昆虫过冷却点高低是其耐寒力的重要标志。低温对昆虫致死原因，因昆虫种类和低温强度、持续时间而不同。一般有两种情况，一是在不太低的低温下（如0左右及以上），一些耐寒力弱的
12、昆虫体内养分逐渐消耗，体质虚弱，生理失调，在较长时间内不能恢复而死亡。二是在0以下很低的温度下，昆虫致死的原因主要是体液结冰的机械损伤作用和原生质变性，一些耐寒力较强的种类多属此种情况。3.温度对昆虫繁殖的影响昆虫繁殖也要求一定的适温范围，但该范围较生长发育的适温范围为窄，一般接近于昆虫生长发育的最适温度范围。在此范围内，昆虫的繁殖力随温度的升高而增强。在35时，则不能产卵；当平均温度高于26时，其交配率下降22.3%50%；当平均温度达30时成虫不能产卵。当温度达到28时，产卵则明显受到抑制。昆虫的成虫在较低的温度下虽能生存，寿命也较长，但其性腺不能发育成熟，不能交配产卵，或产卵极少而多为不
13、孕卵；在过高温度下，成虫寿命短，特别是雄虫精子不易发育形成，或失去活力，也影响交配行为，而引起雌虫产下的卵多为未受精卵。二、湿度和降水对昆虫的影响这里湿度指的包括昆虫食物中所含的水分和养殖场内空气的相对湿度。湿度实质上就是水的问题。水分是昆虫维持生命活动的介质，如消化作用的进行，营养物质的运输，废物的排出，以及体温的调节等都与水分直接相关；同时水也是影响昆虫种群数量动态的重要环境因素。昆虫体液浓度因种类及虫期而不同。各种适宜的发育湿度，食物中含水量的多少，支配着昆虫体内水分的多少；空气中湿度的高低又支配着昆虫体内水分的蒸发，过高过低均不适宜。（一）昆虫获得、散失和调节水分的途径昆虫主要从食物中
14、获得水分，一般取食含水量多的食物，虫体含水量也较高；而取食含水量较少的食物，虫体含水量也较低。其次，昆虫还可利用代谢水和通过体壁或卵壳从环境中吸收水分。有些昆虫也可直接饮水。昆虫散失水分的途径主要有：通过消化、排泄系统和外分泌腺排出；通过呼吸系统的气体交换作用而失水；通过体壁失水等。昆虫对水分的调节，主要是通过虫体结构、生理和行为活动等。如昆虫的体壁构造具有良好的保水机制；消化道后肠中的直肠垫可以回收食物残渣和排泄物中的水分；某些昆虫可以通过气门的开闭或改变栖息场所等调节体内水分的蒸发。（二）湿度和降水对昆虫的影响不同种类的昆虫和同种昆虫的不同发育阶段，都有其一定的适湿范围，高湿或低湿对其生长
15、发育，特别是对其繁殖和存活影响较大。同时，湿度和降水还可通过天敌和食物间接地对昆虫发生影响。湿度对昆虫发育速度的影响远不如温度明显，主要是因为其血液有一定的调节代谢水的能力和在其发育期间食物含水量充足，所以只有在湿度过高或过低而且持续一定时间，其影响才比较明显。环境湿度较低时，可使部分已抱卵的雌虫不能正常产卵；一些在卵内已完成发育的幼虫不能孵化；一些在蛹壳内已形成的成虫不能羽化；一些已羽化的成虫不能正常展翅。这主要是因为偏低的湿度使虫体水分消耗较多，在虫体内不能形成足够的液压，而对昆虫的产卵、孵化、脱皮、羽化和展翅等发生不利的影响。湿度对昆虫的影响是多方面的。湿度不但与昆虫体内水分平衡、体温、行为及活动有关，而且可直接影响昆虫生长发育、寿命和生殖。温度与湿度这两个因子是互相联系的，总是综合作用于昆虫。温度和湿度能对种群数量、生活能力表现直接作用，也可通过饲料等表现间接作用。在组织昆虫生产时，要人为创造适宜的温、湿度，在整体上对昆虫个体和培养物产生良好影响，但应注意，如果长期在适宜温湿度条件下培养，
