棉铃虫(学名:Helicoverpa armigera),是鳞翅目夜蛾科铃夜蛾属的一种昆虫[2],别名钻心虫、棉桃虫等[3]。其为世界性害虫[7],主要分布于北纬50度至南纬50度之间的欧洲、亚洲、非洲、澳洲及太平洋西南部岛屿[4]。在中国各省区均有分布,主要分布于黄河流域、长江流域、辽河流域等地棉区[4]。
棉铃虫体长14-20mm,触角丝状,前翅颜色变化大,雌虫多赤褐色至灰褐色,雄虫多青灰色至绿褐色,体型略小于雌虫;雄虫前翅中部近前缘有1条深褐色环形纹和1条肾形纹,比雌虫明显,外横线有深灰色宽带,带上有7个小白点[3][7]。其成虫一般黄昏开始活动,取食花蜜,有趋光性,对半枯菱的杨树枝有很强的趋性。幼虫有自残习性[9]。
棉铃虫为多食性害虫[5],可为害花生、玉米、小麦、蔬菜、林果等多种农作物[3]。其发生严重程度与棉铃虫的数量、温度和湿度密切相关[10],在生产中可采用农业措施、化学药剂及理化诱控等多手段进行防治[3]。
分类变动
棉铃虫曾被置于实夜蛾属(Heliothis)中,这是一个多型属。1965年,生物学家哈德维克(Hardwick)经过对棉铃虫复合种的详细研究,从实夜蛾属中分出了部分种类,并放在他所建立的新属铃夜蛾属(Helicoverpa)中,但一直未被人们广泛接受,后经学者马休斯(Matthews,1991)、米特(Mitter,1993)和普尔(Poole,1993)等人的进一步研究和证实,越来越多的人接受了此属[4]。
亚种分化
棉铃虫种下共有三个公认的亚种,分别为Helicoverpa armigera armigera (Hübner)、Helicoverpa armigera conferta (Walker)、Helicoverpa armigera commoni (Hardwick)。3个亚种之间的差别主要为前后翅的颜色、斑纹的深浅、明暗及个体大小等,尤其是Helicoverpa armigera armigera和Helicoverpa armigera conferta更难从形态上区分,而且同功酶的研究也证明这两个亚种十分近似,几乎难以区分,唯一可以明显区分的就是地理分布界限[4][11]。
成虫
成虫体长14~20mm,触角丝状。前翅颜色变化大,雌虫多赤褐色至灰褐色,雄虫多青灰色至绿褐色,体型略小于雌虫,且雄虫前翅中部近前缘有1条深褐色环形纹和1条肾形纹,雄虫比雌虫明显,外横线有深灰色宽带,带上有7个小白点[3][7]。

幼虫
幼虫初孵出时为灰色,2龄时变为灰黄色,3龄时不同个体体色变化较大,多为青绿色或灰绿色,乃至黄绿色,体表可见到许多灰色小刺状突起,其中第一和第八腹节的背部最多,且肉眼明显可见。4龄后体色变化较大有黄绿、灰绿红绿、黄褐、淡红等多种体色,田间以绿色者多。至6龄时体长可达40~42mm[7]。

蛹
蛹体长17~20mm,浅红褐色,羽化前体色变暗乃至深红褐色,腹部末端钝圆形,有两个小突起,每个突起上着生有长而直的细刺1根[7]。

卵
卵近半球形,直径0.5~0.8mm,高略大于宽,表面有许多纵棱。初产时乳白色,后变黄白色近孵化时紫褐色[7][3]。

分布范围
棉铃虫在欧洲、亚洲、非洲、美洲、澳洲及太平洋西南部岛屿等地皆有分布[12],其3个亚种各自的分布区分别是:Helicoverpa armigera armigera亚种要分布在欧洲、亚洲及非洲地区。Helicoverpa armigera conferta为澳大利亚特有分布。Helicoverpa armigera commoni仅分布于太平洋中部的坎顿岛[13]。在中国,棉铃虫广泛分布于各省区,其种群密度大小依次为黄河流域棉区、长江流域棉区、辽河流域棉区、西北内陆棉区和华北棉区。在北纬40度左右以南均可正常越冬,但在夏季可以迁飞、扩散到北纬40度以北的其他地区和一些高海拔地区[14][4]。

生活习性
棉铃虫具有寄主广泛、对环境适应性强、繁殖系数高、极易产生抗药性等特点,其生活习性也较为独特[7]。
成虫
成虫常进行夜间活动,以取食、求偶、交配、产卵和寻觅隐蔽场所为主要目的,日出后停止飞翔活动,栖息于棉叶背面、花冠内和玉米、高梁心叶内或其他植物丛间。成虫飞翔能力强,往往在植株的中部或上部穿飞,能借助气流作迁移扩散。其主要在夜间羽化,羽化当夜即可交配,后有取食花蜜、趋光、趋向嫩绿植物和杨树枝把的习性[7][15]。
幼虫
初孵的棉铃虫幼虫会首先取食卵壳,继而取食嫩叶、花蕾的表皮,很快钻蛀,进入棉花的生长顶心和花蕾之内。幼蕾被害,苞叶很快张开、脱落,后期幼虫常蛀食花和棉铃,造成大量烂铃[7]。此外,3龄以上幼虫取食量增大还具有一定自残性[9][15]。
蛹
棉铃虫幼虫取食结束后,在植株附近入土,不食不动排空体内粪便,蜷缩进入预蛹期,多在土表2~6厘米深处。棉铃虫化蛹前有1~3天预蛹期,一般蛹期为10~14天。蛹期对土壤湿度要求不高,持续降雨,特别是田间积水可导致大量的蛹窒息死亡。在中国大部分棉区,棉铃虫均以滞育蛹越冬,根据其适应当地气候的滞育、抗寒特点,中国棉铃虫被划分为四个地理型: 热带型(华南地区) 、亚热带型(长江流域)、温带型 (黄河流域) 、新疆型 (新疆) 。棉铃虫不能在中国东北越冬,东北棉铃虫种群主要是从黄河流域迁飞过去的[7][15]。
卵
棉铃虫的卵通常散产在棉株上,产卵部位随寄主种类不同而异。凡长势好、现蕾早而多的棉田着卵量大;棉花生长后期多产卵在贪青晚熟的棉株上。在其他寄主作物上,卵多产于结实器官。初产时卵为乳白色,次日变黄白色,第三天孵化前变为灰色。多分散产在植株上部的幼嫩部分,以上部叶片正面和蕾、铃上最多,卵期一般为3天[7][15]。
生长发育
棉铃虫的生命周期会因因⽓候和光周期而产生差异,不同生长阶段持续时间会随着气温的升高而缩短,平均来说,棉铃虫从卵发育到成虫需要475日度[注1]。棉铃虫幼虫的发育过程通常可分6个龄期,各龄幼虫大致历期为: 1龄2~5天,2龄2~4天,3龄2~3天,4龄2~4天,5龄2~3天,6龄2~5天,幼虫历期共计12~24天。[7][11]
此外,在温带地区,当白天长度变短到10-12小时且环境温度降至24°C-15°C时,棉铃⾍会进⼊冬季滞育。当环境温度为25°C或更⾼时,其较少个体进入滞育,而当环境温度为15°C时,所有个体都会进⼊滞育期。而当棉铃虫幼虫长期暴露于37°C以上的炎热、⼲燥条件下时,其就会进⼊夏季滞育。一般来说,棉铃虫在亚热带和温带地区会发⽣2到5代重叠,在最佳条件下最多可发⽣11代,特别是在热带地区[11]。
交配繁殖
棉铃虫成虫多在夜间羽化,羽化后当夜即可交配,一生可交尾15次。羽化后第2~5天开始产卵,产卵期一般5~10天[15]。棉铃虫的繁殖力很强,一般每雌虫可产卵900-1800粒,最多可达5000余粒。卵散产,在棉田的分布一般呈核心型,如卵量较多,则呈嵌纹型。成虫产卵具有明显的选择性。主要是根据寄主植物叶片的毛茸、蜜腺和各部位分泌的有机化学物质情况而定。因而表现在不同世代,对不同寄主、不同品种、不同发育阶段和不同部位的卵都有差异。成虫一般喜欢产卵在现蕾、开花的寄主植物上。成虫产卵对棉株的部位也有一定选择性。在棉花上,第二代卵大多数集中在棉株顶部的嫩头及嫩叶。此外,棉铃虫还特别喜欢在叶面多毛的棉花品种上产卵[16]。
寄主范围
危害特点
棉铃虫危害棉花时,幼虫啃食嫩叶造成缺刻或孔洞;危害棉蕾后苞叶张开变黄,蕾的下部有蛀孔,蕾内无粪便,蛀孔处有粪便,蕾苞叶张开变成黄褐色脱落。青铃受害时,铃的基部有蛀孔,粪便堆积在蛀孔之外,铃内被食去一室或多室的棉籽和纤维,未吃的纤维和种子呈水渍状,造成烂铃。1只幼虫常危害10多个蕾铃严重的蕾铃脱落[17]。

发生规律
不同地理位置的棉铃虫的世代具有一定差异。在中国,其从北向南年发生3-7代不等。 新疆北部棉铃虫每年发生3代。以蛹的形式在寄主根际附近的土壤中越冬,次年春季陆续破壳产卵。阿勒泰地区第1代多在食葵上危害,第1代为害较小,而第2代为害更重。在第2代之后,在这个领域出现了几代重叠现象。每年在黄河流域共发生4代,第1代棉铃虫主要为害麦田,第2-4代会对花生、玉米、棉花等经济作物的叶片造成危害[10]。
棉铃虫的发生严重程度与棉铃虫的数量、温度和湿度密切相关。当温度上升到15℃时,越冬蛹开始逐渐出现。第1代棉铃虫在6月中下旬盛发,在田间大量产卵,幼虫主要为害小麦、豌豆、苜蓿、春玉米等作物。2代幼虫化蛹盛发期为6月下旬至7月中下旬,7月下旬至8月上旬为2代成虫盛发期,其主要在棉花上产卵。第3代幼虫的侵害在8月上中旬达到高峰,由于积温不足,第3代幼虫发育不完全。成虫在8月底至9月初盛发;9月下旬至10月上旬,第4代幼虫在土壤中成熟蛹化越冬,开始新一轮的重复[10]。
农业防治
春播前精细整地,秋季翻土耙地,暴晒土壤,冬季灌水,通过机械损伤、不良气候影响或天敌侵食等,消灭越冬蛹。麦收后及时中耕灭茬,减少一代成虫。棉铃虫化蛹期合理浇水,消灭入土化蛹的虫源[3]。
理化诱控
可在田间或地边安装频振式杀虫灯、黑光灯、高压汞灯、高空诱虫灯等对棉铃虫进行诱杀;还在田间安置棉铃虫性诱剂诱捕器诱杀雄成虫;利用半枯菱带叶的杨树枝、柳树枝,或玉米株捆扎成枝把,上紧下松呈伞形,傍晚插摆在田间,次日晨捕杀隐藏其中的成虫;在成虫羽化始盛期,将食诱剂与水按一定比例及适量胃毒杀虫剂混匀,倒入盘形容器内,放入田间或周边对棉铃虫进行诱杀[3]。
生物防治
棉铃虫的天敌种类较多,寄生性天敌主要有赤眼蜂属(Trichogramma)[6]等,捕食性天敌主要有蜘蛛、瓢虫、步甲等,病原微生物主要有绿僵菌、白僵菌等,应注意对其天敌的保护。可在棉铃虫成虫产卵初期至卵盛期,人工释放赤眼蜂进行防治[3]。
化学防治
棉铃虫化学防治适期为卵孵盛期至2龄幼虫期,以卵孵盛期喷药效果最佳,药液应对准顶部叶片均匀喷施,可施用苏云金杆菌可湿性粉剂、棉铃虫核型多角体病毒可湿性粉剂、甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂等生物药剂,或高效氯氰菊酯乳油、除虫脲悬浮剂、虱螨脲乳油等化学药剂[3]。
相似物种
棉铃虫与同属烟青虫(Helicoverpa assulta)[18]极其相似,幼虫更难辨别,由于它们的寄主植物有一定的重叠,所以在田间误鉴的情况时有发生。其二者具体区别如下[4]:
| 物种 | 图片 | 不同龄期对比 | 头部毛序对比 | |
|---|---|---|---|---|
| 3龄以前 | 3龄以后 | |||
| 棉铃虫 | ![]() | 不透明,不反光,头部由黑色渐变为褐色,气门线、背侧线清晰 | 体表布纵向细条纹,体表密布褐色或灰色小刺,长而尖,腹面有明显的黑褐色小刺 | 后毛不低于对应的傍额毛 |
| 烟青虫 | ![]() | 皮肤透明感较强,表面反光,头部由暗褐色渐变为土黄色,体纵纹不清晰 | 体表布满不规则的小斑块,体表小刺圆锥形,短而钝,腹面小刺色浅,不明显 | 后毛低于对应的傍额毛 |
| 以上内容参考文献来源[4] | ||||
相关研究
2003年,中国研究人员刘志等将Cry1A和雪花莲凝集素基因GNA导入棉花,选育获得转Cry1A+GNA双基因抗虫棉花纯合株系 TBG,在苗期、蕾期、开花期和结铃期主茎叶都对棉铃虫幼虫具有很高杀虫活性[19]。同年,中国研究人员吴家和等将人工设计合成的Cry1Ac、Bt29K和慈菇蛋白酶抑制剂基因API-B导入棉花,培育出9个抗虫性好、农艺性状优良的转基因棉品系,对棉铃虫抗性均达到90%以上[20]。2005年,中国研究人员张林水等将Cry1Ac3与Cpti的融合基因和GNA共转化棉花,获得了同时含有3个抗虫基因的转基因棉花新材料,该材料对棉铃虫具有较高的抗性[21]。2014年,中国研究人员雒珺瑜等将Cry1Ac与Cry2Ab导入棉花,获得了双基因抗虫棉育种材料2009002。该转基因棉花除了抗棉铃虫外,对小地老虎、刺吸类害虫、蛀食类害虫和食叶类害虫均有一定的抗虫性[22]。
参考资料 22
- 10年磨一剑!基因组所联合国内外科研单位揭示重大农业害虫世界范围的扩散和环境适应性进化机制
- 棉铃虫 — 物种2000
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 赤眼蜂属 — 物种2000
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=U6-nvttFko20SirJ2qKAHLX6_QL0j-Qp2NPo1LLTNwWnwUIkerkKjuGNl7clR_XrZYTZEySFDQRUbnAX_OCNc44SbqxX1kccl8NsmWrCUAUh8YgIDoc4rHlgnD3btiYfS8Z5HeuvU5usyttKp6VLaQ==&uniplatform=NZKPT&language=CHS
- Helicoverpa armigera — CAPS
- Helicoverpa armigera — GBIF
- https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev-ento-011118-111959
- 参考 14
- 棉铃虫 — 中国大百科全书
- 参考 16
- 参考 17
- 烟青虫 — 物种2000
- https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=Epsgq4wCkk2XnWkeC8UuqRinM3y6lGXujb_aI0HeGw5a3ayrFA-1A6wgZd3ILyjh_XrM_4PsTRZWyIh9YBp9IUL9H4FOOKXOIlMLZnMtBQrKKHyzeTVrYCPJeKA_M6gq_Q6HDAAtglI=&uniplatform=NZKPT&language=CHS
- https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=Epsgq4wCkk32wDAwBiimJ3tyyQge0B6ztMoLt_8BSqgQssfRwsNb1r5MpJ_49_ZMp83cwDTpyUaAUAlwAiaCtd_BSwo3Fo29PrUydkJ_zkh8w8_yC5ePrfBRe-9ZlUz8t9XqZudB4aM=&uniplatform=NZKPT&language=CHS
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- https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=Epsgq4wCkk2RvA58P-3xBRubwI497WdCU8s9y7OcZEEJDwGDe9ipBXWm4cFvuW279qkOD48ppPvn4y-l9vrXoi8RxwL8dKQ5urpOCHonqNqW6FgaWpSD1AARTvdOHJZEywdynlGj1XI=&uniplatform=NZKPT&language=CHS
注释
- 日度:有效积温的单位,昆虫完成一定发育阶段,需要一定的温度积累,即发育所需天数与同期内的有效温度的乘积是一常数,这一常数称为有效积温,而这一规律则称为有效积温法则

