林业科学  2004, Vol. 40 Issue (2): 90-95   PDF    
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魏建荣, 王传珍, 曲花荣, 杨忠岐, 邵凌松.
Wei Jianrong, Wang Chuanzhen, Qu Huarong, Yang Zhongqi, Shao Lingsong.
天敌昆虫对美国白蛾的生物控制研究
Study on Biological Control of Fall Webworm by Insect Natural Enemy
林业科学, 2004, 40(2): 90-95.
Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(2): 90-95.

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收稿日期:2002-06-18

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魏建荣
王传珍
曲花荣
杨忠岐
邵凌松

天敌昆虫对美国白蛾的生物控制研究
魏建荣1, 王传珍2, 曲花荣2, 杨忠岐1, 邵凌松2     
1. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 100091;
2. 山东省烟台市森保站 烟台 264000
摘要: 利用白蛾周氏啮小蜂对美国白蛾进行生物防治,取得了较好效果。在连续对4代美国白蛾进行放蜂的防治区,美国白蛾的危害下降,而对照区美国白蛾仍造成一定的危害。放蜂区白蛾周氏啮小蜂对美国白蛾蛹期的寄生率经2?a的防治后达到50%~70%,同时由于没有施用化学农药,保护了其它天敌,各种天敌昆虫的总寄生率达到83.26%~95.82%。应用灰色数学中关联度的计算方法,表明人工释放的白蛾周氏啮小蜂是生物控制美国白蛾的主要因子,但几乎不影响其它天敌昆虫对美国白蛾的寄生。各种天敌共同而有效地控制了美国白蛾的危害。
关键词: 美国白蛾    白蛾周氏啮小蜂    生物防治    天敌昆虫    关联度    
Study on Biological Control of Fall Webworm by Insect Natural Enemy
Wei Jianrong1, Wang Chuanzhen2, Qu Huarong2, Yang Zhongqi1, Shao Lingsong2     
1. The Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry Beijing 100091;
2. The Forestry Protection Station of Yantai, Shandong Province Yantai 264000
Abstract: Hyphantria cunea were effectively controlled by using Chouioia cunea as a major biological control agent. In parasitic wasp successively released areas where 4 consecutive generations of H. cunea were studied, the damage caused by Fall Webworm decreased but in control areas the damage had no change. The parasitism rates in pupae of Fall Webworm caused by C. cunea reached to 50%~70% after 2 years of Control effort. Because of no pesticide used in these areas, Where almost all the natural enemies were protected, overall parasitism rates of all parasitic insects in pupae of Fall Webworm reached to 83.26%~95.82%. The results obtained by calculating the relational grade among parasitism rates of different insect natural enemies showed that C. cunea released by man was the major factor in biological control of the Fall Webworm and had little influence on other insect natural enemies. The damage caused by Fall Webworm was effectively reduced by all of natural enemies acting together.
Key words: Hyphantria cunea    Chouioia cune    Biological control    Insect natural enemy    Relational grade    

美国白蛾(Hyphantria cunea)是一种世界性检疫害虫,具有食性杂、耐饥性强、繁殖力高、适应性广而又极易传播的特点(Isik et al., 1992Kim,1982)。该虫原产地为美国和加拿大,目前已传播到欧亚18个国家和地区1)。我国自1979年首次在辽宁省丹东市发现以来,该害虫现已扩散蔓延到山东、河北、陕西、天津等省市(梅丽娟等,2002)。烟台市于1988年首次发现该虫,虽然经积极防治取得了一些成绩,但危害仍十分严重。尤其是多年的化学防治带来了诸多弊端:污染环境,杀伤天敌,使害虫的抗药性增强,生态平衡遭到破坏(于长义,1993Allegro,1997),造成美国白蛾每隔几年就要大发生一次的恶性循环。1997年以来,笔者通过人工大量繁殖、释放白蛾周氏啮小蜂(Chouioia cunea)(杨忠岐,19901998)进行生物防治,达到了对其生态控制的目的。

1)张生芳,于长义,美国白蛾,沈阳:农牧渔业部植护保护总站,1985

1 生物防治试验区概况

防治区设在烟台龙口市羊岚镇、徐福镇,芝罘区幸福镇,长岛县南长山镇,牟平区养马岛镇等地。选择不同的林型进行放蜂防治试验,并分别设立对照区。放蜂防治前这些地方主要采用化学防治和人工摘除网幕控制美国白蛾的危害,防治效果很不理想。选为试验区后,禁止喷洒化学农药。

1.1 混交林

龙口市徐福镇港栾村海防林,树种以刺槐(Robinia pseudoacacia)、黑松(Pinus thunbergii)为主,间杂少量杨树(Populus simonii)、桑树(Morus alba)等。树高15~20 m,树龄20~30 a,面积13.3 hm2。地形复杂,树木高大,原有的美国白蛾天敌种类较多,寄生率也较高。调查样树80株。

1.2 纯林

龙口市羊岚镇黄河营海防林:刺槐纯林,树高20~25 m,树龄20~30 a,面积26.6 hm2。调查样树80株。芝罘区幸福十二村围村林:榆树(Ulmus pumila),树高10~15 m,树龄10~15 a,面积3.3 hm2。样树122株。

1.3 行道树

牟平区养马岛镇,树种以法桐(Platanus orientalis)为主,树高5~15 m,树龄10~15 a。调查样树50株。

1.4 单位庭院树

长岛县南长山镇,以法桐为主,有少量榆树、泡桐(Paulownia tomentosa),树高6~10 m,树龄10~15 a。样树50株。

2 材料和方法 2.1 寄生蜂来源

自野外采集美国白蛾蛹,从中选出被天敌寄生的蛹,放在室内培养。待天敌羽化后,鉴定寄生蜂的种类(杨秀卿等,2001)。选择其中健壮的白蛾周氏啮小蜂作为人工繁殖用蜂种,进行人工大量繁殖。

2.2 放蜂防治方法

根据预测预报,确定美国白蛾的化蛹时间。每代美国白蛾需放2次蜂,一次在美国白蛾化蛹初期,一次在化蛹盛期,两次相隔5~10 d。放蜂时选择晴好天气,于10~17时放蜂效果较好。根据美国白蛾幼虫数量,按3:1的蜂虫比例放蜂(乔秀荣,2001庞建军等,2001)。可将出蜂的寄主茧直接挂在树枝上,或用小钉钉在树干上,让小蜂自行羽化即可。

2.3 防治效果调查

防治效果以有虫株率、平均株虫口密度以及放蜂前后白蛾周氏啮小蜂对美国白蛾蛹的寄生率等指标来评价。由于美国白蛾幼虫在4龄和4龄以前结网幕危害,所以虫口数量在4龄初期容易调查。随机统计40个网幕的虫口数量,计算得每个网幕的平均虫口数量为398头。以后在野外调查平均株网幕数即可,然后再换算成株平均虫口密度。放蜂后,依不同的代数隔一定的时间(第一代在放蜂后约7 d左右,第2代在放蜂3个月后),在放蜂区、对照区分别采集美国白蛾蛹带回室内培养,待各种天敌羽化出后,分别调查寄生率。调查放蜂当代、下一代美国白蛾的虫口密度(包建中等,1998)。

3 结果与分析 3.1 放蜂防治效果

分别将释放白蛾周氏啮小蜂防治前和放蜂防治1代、2代、3代、4代(2?a)后的资料统计,结果见表 1表 2表 1是对各调查点放蜂前后的虫口密度和有虫株率的调查。从中看出,放蜂区有虫株率和虫口密度基本呈逐代下降的趋势,而对照区则表现不规律。

表 1 放蜂前后各调查点美国白蛾有虫株率与虫口密度调查表 Tab.1 Population density of Fall Webworm and rates of trees attacked by pests in different areas before and after C.cunea released
表 2 放蜂前后各调查点白蛾周氏啮小蜂等天敌对美国白蛾蛹的寄生率 Tab.2 Parasitism rate of C.cunea and other natural enemies in pupae of Fall Webworm in different areas before and after C.cunea released

表 2看出,在放蜂防治区,经过2 a的放蜂防治,白蛾周氏啮小蜂的寄生率达到52.07%~64.94%,而对照区仅有5.60%~14.97%。由于放蜂区没有施用化学农药,因而保护了其他天敌,如舞毒蛾黑瘤姬蜂(Coccygomimus disparis)、日本追寄蝇(Exorista japonica)、白蛾黑棒啮小蜂(Tetrastichus septentrionalis)、白蛾派姬小蜂(Pediobius elasmi)等天敌昆虫,使美国白蛾蛹期寄生性天敌昆虫的总寄生率达到83.26%~95.82%,再加上其它病原微生物的作用,使美国白蛾的危害得到了有效的控制。如芝罘区幸福十二村围村林,龙口市港栾、黄河营海防林等地,在放蜂前有虫株率在40%左右,每年都花费大量的人力物力和财力进行化学防治,但是由于树木高大且地形复杂,防治效果一直不好。1998年以后进行放蜂防治,经过连续4代放蜂,取得了显著效果,2001年第1代美国白蛾的有虫株率在大部分地方已经降到0.1%以下。

将连续放蜂4代后放蜂区白蛾周氏啮小蜂以及其他寄生性天敌昆虫对美国白蛾的寄生率与对照区各天敌的寄生率进行比较,放蜂区的白蛾周氏啮小蜂的寄生率远比对照区要高,其它天敌昆虫的寄生率比对照区略高,总寄生率则大为提高(见图 1)。

图 1 放蜂区与对照区寄生率(连续放蜂4代)比较图 Fig. 1 Parasitism rate compared in parasitic wasps released areas and controlled areas after four generations of Fall Webworm 1:养马岛Yangma island;2:长岛Chang island;3:芝罘区Zhifu district;4:龙口Longkou; r:放蜂区Chouioia cunea released area;c:对照区CK.

将不同调查点于不同放蜂阶段的美国白蛾有虫株率的变化做成趋势线,以作比较,见图 2。从图中可以看出,虽然在第1代放蜂后,美国白蛾的危害呈现上升趋势,但随后的趋势线表明,随着各代连续的放蜂,美国白蛾的危害逐渐下降,2 a后的危害率己降到很低。说明释放白蛾周氏啮小蜂可有效地控制美国白蛾的危害。对照区的有虫株率(见图 3)则在各代之间的表现不明显,一般是每年第1代发生量小,而第2代发生量大一些。

图 2 放蜂区放蜂前和连续放蜂后美国白蛾有虫株率变化趋势图 Fig. 2 Change trend of rates of trees attacked by Fall Webworm before and after wasps consecutively released in different released areas
图 3 各对照区美国白蛾在不同发生代间的有虫株率变化曲线 Fig. 3 Change trend of rates of trees attacked by Fall Webworm along with pest's different consecutive generation in controlled areas
3.2 放蜂后白蛾周氏啮小蜂的寄生率、其它天敌昆虫的寄生率与总寄生率之间的关系

为了解白蛾周氏啮小蜂和其它天敌昆虫对美国白蛾的寄生率与它们的总寄生率之间的关系,即哪个对总寄生率的影响较大,应用灰色数学中的关联度分析方法(邓聚龙,1987),分别计算、分析不同放蜂控制阶段的白蛾周氏啮小蜂的寄生率、其它天敌昆虫的寄生率与总寄生率之间的关系。原始数据见表 2,依不同的放蜂阶段分别计算关联度。计算关联系数的公式为:

然后,计算二者之间的关联度,应用公式:

1代的美国白蛾经放蜂防治后白蛾周氏啮小蜂的寄生率与各天敌对美国白蛾的总寄生率的关联度为:r1=0.708 0;其它寄生性天敌寄生率与总寄生率之间的关联度为:r2=0.642 7。

关联度r1 > r2,说明放蜂防治1代美国白蛾后,白蛾周氏啮小蜂的寄生率对总寄生率的影响超过了其它寄生性天敌昆虫的寄生率对总寄生率的影响。表明放蜂后虽然保护了其它天敌,但其它天敌的种群数量在自然条件下的上升速率不会比人工释放白蛾周氏啮小蜂的数量大,所以其影响要相对小于白蛾周氏啮小蜂的寄生率对总寄生率变化的影响,基本上保持原有的对美国白蛾的寄生率或略有升高(见表 2放蜂前和1代放蜂后)。因此,1代美国白蛾经释放白蛾周氏啮小蜂后,该小蜂的寄生率对总寄生率的变化的关联度相对较大。

同理可得:连续2代放蜂后白蛾周氏啮小蜂的寄生率与总寄生率的关联度以及其他天敌寄生率与总寄生率的关联度分别为:r1=0.532 0,r2=0.531 7,r1r2,说明由于生物防治(放蜂)不施用化学农药,从而保护了其它天敌,所以其对美国白蛾的寄生率也有上升,其对美国白蛾总寄生率的贡献(关联度)有可能接近白蛾周氏啮小蜂的寄生率对总寄生率的贡献(关联度),因此各天敌昆虫对美国白蛾的总寄生率最高可达95.82%(见表 2)。

连续3代放蜂后白蛾周氏啮小蜂的寄生率与总寄生率的关联度以及其他天敌寄生率与总寄生率的关联度分别为:r1=0.710 6,r2=0.658 3,r1 > r2;连续4代放蜂后白蛾周氏啮小蜂寄生率与总寄生率的关联度以及其他天敌寄生率与总寄生率的关联度分别为:r1=0.657 0,r2=0.508 8,r1 > r2,说明由于连续放蜂,白蛾周氏啮小蜂在自然界对美国白蛾的寄生率相应增长,同时使得天敌昆虫对美国白蛾的总寄生率升高,两者关联度升高。其它天敌的种群数量和寄生率与放蜂前相比虽有上升(见图 1),但对总寄生率的贡献——关联度相对于白蛾周氏啮小蜂要小,这可能是由于人工连续释放白蛾周氏啮小蜂,人为增加了该小蜂的竞争力。

3.3 经济效益评估

目前,化学防治美国白蛾的经济成本依使用不同的化学农药和器械而不同,约为45~120元·hm-2不等。使用仿生农药相对花费高一些,而传统的化学农药虽价格便宜,但污染环境严重。利用白蛾周氏啮小蜂防治美国白蛾的成本依美国白蛾的虫口密度而定。对于美国白蛾的虫口密度在不高于597头·株-1(美国白蛾幼虫4龄初期计数)的情况下,释放白蛾周氏啮小蜂的成本近似于化学防治的成本,约为30~149元·hm-2,虫口密度低则防治的成本要低。但考虑到其不污染环境所带来的生态效益,生物防治的成本是可以被接受的。对于美国白蛾的虫口密度大于597头·株-1的情况下,则应先用灭幼脲等对环境影响较小的仿生制剂将其发生的势头压下去,再利用生物防治的措施进行控制。

4 结论与讨论

研究结果表明,经过连续多代放蜂,白蛾周氏啮小蜂与其它天敌昆虫对美国白蛾的总寄生率上升,生物控制作用明显。一般经2~4代连续放蜂防治,美国白蛾的危害可以基本得到控制。

放蜂防治效果一般第2代好于第1代。生物多样性高或树种较丰富的林分好于树种较单一的行道树。如处于沿海防护林的龙口港栾和黄河营以及农村围村林,由于林下植被丰富,生态条件较好,所以防治效果好于长岛和养马岛的行道树。

利用白蛾周氏啮小蜂对美国白蛾进行生物防治前景广阔。人工大量繁蜂技术简便,容易操作;繁蜂替代寄主成本低,易获得,能够长年繁蜂(乔秀荣,2001);人工释放后能够较快取得良好的控制效果,是值得大力推广的防治美国白蛾的有效生物防治措施。

经过野外释放白蛾周氏啮小蜂控制住美国白蛾的危害后,这种控制效果可以持续多长时间还需进一步观察。本研究中,每次释放小蜂防治美国白蛾时释放小蜂数量较少,或许是不能迅速将美国白蛾种群数量压低的原因。烟台部分地区地处海边,常年风大,也可能影响天敌昆虫对美国白蛾的控制效果。

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