星天牛(Anoplophora chinensis)在我国北起吉林、南迄海南、西达陕西等广泛区域均有分布, 寄主有木麻黄(Casuarina spp.)、杨(Populus sp.)、柳(Salix sp.)、苦楝(Melia azedarach)、柑桔(Citrus sp.)、核桃(Juglans regia)等19科29属的林果植物(萧刚柔, 1992)。近年来, 星天牛对我国东南沿海木麻黄防护林造成严重危害, 在福建省惠安、莆田、东山等地, 发生严重的林地虫株率达50 %以上, 轻者影响生长, 重者易遭风折, 并导致其它病虫害发生, 造成林木死亡, 极大影响防护林工程的建设, 威胁当地人民安居乐业(黄金水等, 1993; 徐起, 1997)。对星天牛进行综合治理过程中, 必须掌握和弄清该虫的生物学特性, 以便抓住最有利时机和薄弱环节进行防治, 控制害虫蔓延爆发。对星天牛生物学特性进行过一些观察研究(陈祖成, 1964; 丁珌等, 1995; 刘永正, 1980; 黄炳勋等, 1966; 黄金水等, 1993, 2001; 谢佩华, 1979; 徐起, 1997), 但对其蛹的形态、发育与温度的关系, 成虫期补充营养与产卵量、寿命的关系等却未见详细报道。对桑天牛(Apriona germari)、光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)、云斑天牛(Batocera horsfieldi)雌虫的产卵量研究表明, 不同补充营养寄主植物对产卵量有很大影响(汪永俊等, 1986; 高瑞桐等, 1998)。本文通过在福建惠安赤湖国有防护林场和福建林科院设点及结合林间调查, 对木麻黄星天牛蛹的生长发育, 不同补充营养植物对成虫寿命和产卵量的影响等进行了详细的观察研究, 以期对星天牛的发生期发生量进行有效的预测预报, 为混交林树种配置提供可靠依据。

1 材料与方法 1.1 供试材料 1.1.1 供试星天牛

每年2—4月间, 在林间解剖被害木麻黄, 取回健康星天牛老熟幼虫, 或截取带有星天牛幼虫的木麻黄主干木段, 观察蛹的生物学特性。在室内饲养的为新羽化1~4 d的健康成虫, 其它调查观察为羽化时间不详的成虫。

1.1.2 供试植物

苦楝、木麻黄(C. equisetifolia)、细枝木麻黄(C. cunninghamiana)、芦柑(Citrus reticulata blanco var. poonensis)、柚子(C. grandis)、麻楝(Chukrasia tabulsris)、梧桐(Firmiana simplex)、悬铃木(Platanus acerifolia)、湿地松(Pinus elliottii)、柠檬桉(Eucalyptus citriodora)、台湾相思(Acacia aurichlaeformis)、大叶相思(A. confusa)。

1.2 试验方法 1.2.1 蛹期

方法:劈开被害木, 取出老熟幼虫, 放入装有木麻黄木屑的玻璃培养皿饲养; 用木麻黄木段模拟蛹室饲养; 直接截取有蛹室的木段。室内自然变温饲养, 逐日观察记录蛹的形态和颜色的变化, 每天3次, 同时记录每日的温度变化, 直至羽化成虫。根据下列公式计算出星天牛蛹的发育起始温度与有效积温(薛贤清, 1992; 张克斌等, 1981; 英仝等, 1990)。

式中:C为发育起始温度, K为有效积温, f_n为蛹数, T为累积温度。

1.2.2 成虫

1996—1998年, 在福建各地调查成虫补充营养取食情况。在室外规格为3m×2.5m×2.5 m的2个养虫笼中, 分别种植或水培足量的各寄主植物枝条, 每笼放入5对成虫, 观察取食情况。1998、1999年, 在规格为60 cm×50 cm×90 cm的长方形尼龙纱笼中, 水培枝条法放入长30~80 cm的苦楝或木麻黄枝条和一定大小的粗枝段供成虫取食和产卵, 隔3 d换新鲜的嫩枝, 每笼分别饲养1对。换饲料时, 统计产卵量, 并继续观察卵的孵化率, 最后统计成虫寿命。取食量按取食枝皮的表面积计算。

2 结果与分析 2.1 蛹期 2.1.1 蛹的历期

木麻黄星天牛在自然情况下, 幼虫老熟后于翌年春季在木质部内部筑一个粗纤维包围的蛹室, 在其间化蛹并羽化为成虫。化蛹盛期为4月中、下旬, 成虫羽化盛期在5月中、下旬。在日平均温度19.5 ℃时蛹期25 d, 21.5 ℃时蛹期21 d, 平均温度20.5 ℃, 蛹期21~26 d。

2.1.2 蛹的颜色变化与发育期

木麻黄星天牛幼虫淡黄色, 化蛹初期为乳白色, 略透明, 其颜色变化由浅变深, 即化蛹第1天乳白色, 渐变乳黄色, 再不断加深变为淡棕黑色, 再转变为黑褐色, 随发育期的延长, 体色越深; 每一部位变色总是由点到面, 不断扩大。每年4月1日—5月15日, 共观察120只蛹的颜色变化与发育历期, 颜色变化见表 1。

2.1.3 发育起始温度与有效积温

室内饲养的老熟幼虫, 蛹发育起始温度与有效积温计算见表 2, 计算出蛹的发育起始温度为(13.91±0.69)℃, 有效积温为(144.04±15.96)d ℃。

发育起始温度的方差

有效积温的方差

其中δ²=|∑fT²-k∑fT-(∑f_nT)|/(∑f-2)=30.485, t(∑f-2)_(a=0.05)=2.074, 故发育起始温度C的区间为C′=C±t(V_c)^1/2=(13.91±0.69)℃; 有效积温K的区间为K′=K±t(V_k)^1/2=(144.04±15.96)d ℃

2.2 成虫 2.2.1 对树种及取食部位的选择

成虫补充营养最喜欢取食苦楝, 占总取食量的68.3 %; 其次是木麻黄, 为13.2 %; 柑桔、相思树分别为8.8 %、5.0 %; 其它树种仅占4.7 %。但不取食湿地松、柠檬桉。主要取食嫩枝皮, 并少量取食叶柄和叶片。野外调查, 也主要发现成虫在苦楝上进行补充营养, 其它树种上很少见, 与室内饲养结果相符。

2.2.2 取食量与树种的关系

虽然在野外调查和混合饲养时星天牛都是最喜欢取食苦楝; 但从表 3可见, 在单一植物饲养时, 木麻黄的取食量却远大于苦楝, 产卵前每天取食量平均是苦楝的1.98倍, 产卵期的取食量是苦楝的2.21倍, 产卵后期(死亡前10 d)是苦楝的2.05倍。

2.2.3 雌虫产卵量与补充营养树种的关系

从表 4可见, 星天牛成虫一边补充营养一边产卵, 产卵期内的产卵量较为平均, 但主要集中在6~7月。苦楝饲养的5头雌虫总产卵量882粒, 平均176.4粒; 木麻黄饲养的仅为281粒, 平均56.2粒。苦楝是木麻黄的3.14倍, t=196.4, t_0.001=5.041, t检验差异显著; 苦楝饲养的成虫日平均产卵量是木麻黄饲养的1.57倍。说明成虫取食不同树种作为补充营养, 将对雌成虫产卵量和产卵期产生极大影响。补充营养对孵化率影响不大。

2.2.4 成虫寿命与补充营养树种的关系

室内饲养成虫寿命结果见图 1。取食苦楝, 雌虫存活72~110 d, 平均91.8 d; 雄虫存活88~125 d, 平均103 d。取食木麻黄, 雌虫存活56~65 d, 平均61.6 d; 雄虫存活58~65 d, 平均63 d。取食苦楝树的雌虫比取食木麻黄的多存活30.2 d, 雄虫多存活40 d。

3 结论与讨论

木麻黄星天牛化蛹盛期在4月中、上旬, 蛹期21~26 d。蛹的发育起始温度为(13.91±0.69)℃, 有效积温为(144.04±15.96)d ℃。根据蛹的形态和颜色变化, 整个蛹期可分为4个时期, 每一时期都各具有不同特征。颜色变化由浅黄色至黑褐色, 发育期越长, 体色越深, 每一部位变色均由点到面, 不断扩大。

成虫因补充不同营养而对其寿命和雌虫产卵量有极大影响。成虫最喜欢取食苦楝, 用苦楝饲养的雌成虫产卵量平均176.4粒, 是木麻黄56.2粒的3.14倍; 寿命72~110 d, 平均91.8 d。雄虫寿命88~125 d, 平均103 d。取食苦楝的雌虫比取食木麻黄的多存活30.2 d, 雄虫多存活40 d。前人记载星天牛取食木麻黄的产卵量为8~32粒, 最多71粒, 寿命一般40~50 d(刘永正, 1980; 黄炳勋等, 1966); 取食柑桔产卵量约70粒, 寿命1个月左右(邹钟琳等, 1983)。本研究结果与前人有较大差异, 研究结果为今后混交林树种配比提供了科学依据。

昆虫通过取食获得生命活动所需营养成分和水分(钦俊德, 1987)。星天牛只有通过对木麻黄树皮的大量取食来弥补所需营养成分、水分过低的不足, 以保持旺盛的繁殖活动, 这可能就是在只有木麻黄的情况下, 它的取食量反而比苦楝高出许多的重要原因。

苦楝是南方分布广泛的树种, 适应性强, 即使在沿海地区也很常见, 一些木麻黄林分边缘都有野生植株。根据星天牛成虫喜欢取食苦楝的特性, 可以利用其作为诱饵树诱杀成虫, 在这方面已取得一些效果(黄金水等, 1998); 但由于成虫取食苦楝后产卵量、寿命都有很大提高和延长, 所以如在其未被利用作为诱饵树采取诱杀措施的林分中, 则应考虑清除苦楝, 降低危害程度。