咖啡果小蠹的假死行为及短时高温对其致死作用

韩冬银 詹灿烂 李磊 王建赟 张方平 孙世伟 符悦冠

关键词：咖啡果小蠹；假死行为；高温处理；致死作用

咖啡果小蠹[Hypothenemus hampei （Ferrari）]属于鞘翅目（Coleoptera），象虫科（Curculionidae）小蠹亚科（Scolytinae），是我国对外检疫对象，原产于热带和亚热带，广泛分布于越南、老挝、柬埔寨、泰国、哥伦比亚、秘鲁、巴西等大多数咖啡主产国家和地区[1-3]。咖啡果小蠹是一种严重威胁全世界咖啡生产的害虫，每年造成的损失达5 亿美元，造成咖啡减产可高达50%以上[4-5]。我国于2019 年首次发现该虫在海南省万宁市兴隆地区为害咖啡植株，截至目前，该虫已迅速蔓延至琼中、白沙等海南主要咖啡种植区，对海南省甚至全国咖啡产业的健康发展构成重大威胁。咖啡果小蠹除为害青果、黄果和红果外，在收获期间还可在地上残留的浆果或留在树枝上的干果中生存，至下造咖啡果期再转果为害[6]，随咖啡豆调运是其远距离扩散的主要方式，尽管采取相关的检疫措施，仍无法避免该虫向有利于其繁殖的咖啡生态圈扩散。因此，采用有效的防治措施和维持较低的虫口密度，是控制该虫的可能选择[7]。由于咖啡果小蠹为新入侵害虫，其生物生态学习性尚未完全明确，为尽快了解咖啡果小蠹的习性，本研究通过观察其假死行为和耐饥能力，并探讨短时高温对咖啡果小蠹的致死效应，以期为咖啡果小蠹的防控提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

咖啡果小蠹采自海南省万宁市兴隆镇中国热带农业科学院香料饮料研究所高龙试验基地咖啡园（110.1849°E， 18.7080°N）。将咖啡果小蠹连同咖啡干果一起采集密封带回实验室[（252）℃]，选取雌成虫供试验研究。

1.2 方法

1.2.1 咖啡果小蠹假死行为观察 （1）取食与否对咖啡果小蠹成虫假死的影响。在实验室内，取食组：将试虫从咖啡豆中解剖取出观察；饥饿组：将咖啡果小蠹从咖啡豆中解剖取出，24 h 不饲喂任何食料，轻放至实验台上，观察是否假死。

（2）不同温度对咖啡果小蠹成虫假死的影响。将咖啡果小蠹连同咖啡豆分别放入26、45 ℃，相对湿度为75%10%、光周期L∶D=12∶12 的人工气候箱内，2 h 后取出，然后置于26 ℃气候箱饲养24 h，观察是否假死。试验设10 个重复，每个重复10 头虫。

若试虫静止不动，则判断为假死，开始计时，当试虫足伸出或者活动明显时，则判断为假死结束。

1.2.2 咖啡果小蠹的耐饥力测定 将咖啡果小蠹成虫放入5 mL 离心管中，离心管口用棉花封口，不提供食物和水，置于26 ℃、相对湿度为75%10%、光周期L∶D=12∶12 的人工气候箱内饲养。每12 h 观察1 次，连续观察至试虫全部死亡，并记录试虫死亡情况。观察试虫足是否伸出并且活动明显，为避免试虫假死造成误判，初步判定为死亡的试虫置于培养皿中，1 h 后再次观察确认。试验设10 个重复，每重复10 头虫。

1.2.3 高温对咖啡果小蠹的致死作用 将咖啡果小蠹成虫放入5 mL 离心管中，离心管口用棉花封口，以咖啡果为食料。试验设36、39、42、45 ℃共4 个处理温度，高温处理在高低温交变试验箱（ZY/GDWJ-2251）中进行。在预试验的基础上，36、39 ℃分别处理6、9、12、15、18 h，42、45 ℃处理2、3、4、5、6、12 h，然后转至26 ℃、相对湿度为75%10%、光周期为L∶D=12∶12 的人工气候箱内饲养。处理后每24 h 观察1 次，连续观察至试虫全部死亡，并记录死虫数。观察方法同1.2.2。以26 ℃饲养试虫为对照（CK），试验设4 个重复，每重复20 头虫。

1.3 数据处理

按以下公式计算死亡率和校正死亡率：

根据不同温度、不同处理时间的死亡数量，参照BROUFAS 等[8]和WANG 等[9]的方法计算半致死温度（LT50）和半致死时间（Lt50）。

采用Excel 软件进行数据统计，应用DPS 16.5軟件进行统计分析，采用T 检验对比不同条件假死时长的差异显著性；采用Duncans 新复极差法检验不同处理温度咖啡果小蠹成虫校正死亡率的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 咖啡果小蠹的假死行为

咖啡果小蠹成虫的假死行为表现为虫体僵硬不动，足的胫节微屈于腹面，肌肉紧张。觉醒时，通常足部先缓慢伸缩，随后全身恢复活动。取食与24 h 不饲喂任何食料对咖啡果小蠹成虫的假死行为反应的影响无明显差异，试虫出现假死反应的比例分别为9.0%和8.0%，出现假死行为的个体平均假死时长分别为33.63、46.89 s，差异不显著（P=0.4939）。

45 ℃短时高温处理2 h 后，咖啡果小蠹成虫出现假死反应的比例和时长均显著提高，出现假死反应的比例达72.0%，显著高于26 ℃的10.0%；45 ℃短时高温处理2 h 后平均假死时长为320.33 s，显著高于26 ℃下的43.26 s（P=0.0018）。

2.2 咖啡果小蠹成虫的耐饥力

咖啡果小蠹成虫具有较强的耐饥能力，在不提供食料和水的情况下，其最长存活时间可达204 h，平均存活时长达90.17 h；饥饿36 h 的总体存活率为90.00%。在饥饿时长为48～72 h，试虫的耐饥饿能力快速下降，从饥饿48 h 总体存活率为78.57%，快速降至饥饿72 h 的38.57%，随后缓慢下降（图1）。

2.3 短时高温对咖啡果小蠹成虫存活的影响

咖啡果小蠹成虫经短时高温处理后，温度与时长均显著影响其存活，在试验温度范围内，随着温度升高及处理时间的延长，咖啡果小蠹成虫的死亡率逐渐提高；恢复到26 ℃后随饲养时间的延长，死亡率继续升高。45 ℃处理2、3 h 对其校正死亡率的影响差异不显著，处理4 h 死亡率快速提升，24、48 h 校正死亡率分别为72.88%和77.97%，显著高于处理2、3 h，与处理5 h 差异不显著；处理12 h 后24 h 死亡率为100%。36、39 ℃处理6 h 及以下时长对咖啡果小蠹存活能力的影响较小，36、39 ℃处理6 h，其24 h 校正死亡率分别为16.94%和23.73%，随着观察时间的延长，死亡率有所增加，48 h 校正死亡率分别为28.81%和33.89%（表1，表2）。

2.4 咖啡果小蠹半致死时间和半致死温度

通过计算得到不同短时高温条件下的回归方程和半致死时间（Lt50）。不同短时高温条件下，处理后24、48 h 的半致死时间均表现为随处理温度的增高而缩短，且随着观察时间的延长，半致死时间也缩短，其中45 ℃处理的Lt50 最短，分别为3.11、2.70 h；36 ℃处理的Lt50 最长，分别为17.85、11.42 h（表3）。

通过计算得到不同短时高温处理6 h 的回归方程和半致死温度，处理后24 h 的回归方程为y=?42.270+29.600x，R2=0.9534，处理后24 h 和48 h的半致死温度（LT50）分别为39.53 ℃和38.66 ℃，半致死温度随着观察时间的延长而降低。

3 讨论

研究结果表明：24 h 不饲喂任何食料对咖啡果小蠹成虫的假死行为无显著影响，短时高温处理可显著提高咖啡果小蠹成虫出现假死反应的比例和时长。咖啡果小蠹成虫具有较强的耐饥能力，在不提供任何食料的情况下，平均存活时长达90.17 h。短时高温处理显著影响咖啡果小蠹成虫的存活能力，随处理温度的升高及处理时间的延长，死亡率逐渐增加。不同短时高温处理的半致死时间随处理温度的升高或观察时间的延长而缩短。不同短时高温处理6 h 的半致死温度随观察时间的延长而降低。

假死作為昆虫重要的防御行为，受昆虫自身内部影响因素，包括性别、体重或饥饿程度等及外界因素光照、温度、声音等的影响[10]。本研究观察发现45 ℃短时高温处理对咖啡果小蠹成虫出现假死反应的比例和时长均有显著影响，因此，在开展高温对其致死影响的相关研究时，应注意延长观察时间或反复观察以免误判。

咖啡果小蠹除在田间自然扩散外，在咖啡豆中存活且随咖啡豆调运是其远距离扩散的主要方式，且雌虫在离开为害果前已完成交配，耐饥能力较强，在不提供食料和水的情况下，其最长存活时间可达204 h，因此，对仓储期或调运前的咖啡豆进行熏蒸或高温等处理是防止咖啡果小蠹远距离扩散的重要措施[5， 7， 11]。利用干燥炉，49 ℃处理0.5 h 可灭杀咖啡豆内的害虫，但容易影响咖啡豆的色泽[12-13]。高温热处理对昆虫的致死效应不仅取决于温度的高低，还取决于暴露时间的长短。本研究结果表明，咖啡果小蠹成虫在36～45 ℃范围内，随着处理温度的升高及处理时间的延长，其死亡率逐渐升高；45 ℃处理12 h 的死亡率为100%；处理后24、48 h 的半致死时间表现为随处理温度的升高而缩短，且随观察时间的延长，其半致死时间逐渐缩短；其中45 ℃处理的Lt50 最短；处理6 h 后24、48 h 的半致死温度随着观察时间的延长而逐渐降低。关于高温处理过程中环境温度、环境湿度及储藏设施条件对咖啡果小蠹的致死作用的影响亟需进一步研究，以便有效地利用高温处理彻底杀灭储藏期的咖啡果小蠹，为咖啡及其制品后期的安全储运提供基础数据。