林业科学  2011, Vol. 47 Issue (10): 116-121   PDF    
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卢希平, 杨忠岐, 孙绪艮, 乔鲁芹, 王晓红, 魏建荣
Lu Xiping, Yang Zhongqi, Sun Xugen, Qiao Luqin, Wang Xiaohong, Wei Jianrong
利用花绒寄甲防治锈色粒肩天牛
Biological Control of Apriona swainsoni (Coleoptera: Cerambycidae) by Releasing the Parasitic Beetle Dastarcus helophoroides (Coleoptera: Bothrideridae)
林业科学, 2011, 47(10): 116-121.
Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(10): 116-121.

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收稿日期:2010-04-21
修回日期:2010-09-10

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卢希平
杨忠岐
孙绪艮
乔鲁芹
王晓红
魏建荣

利用花绒寄甲防治锈色粒肩天牛
卢希平1, 杨忠岐2, 孙绪艮1, 乔鲁芹1, 王晓红2, 魏建荣2    
1. 山东农业大学植物保护学院 泰安 271018;
2. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 100091
摘要: 室内在器皿内和半自然条件下,利用花绒寄甲对锈色粒肩天牛进行寄生性试验,最佳效果分别达80%和86.67%。林间在山东泰安、聊城等地选取5处被锈色粒肩天牛危害的国槐行道树作为试验地,释放花绒寄甲成虫、卵块对锈色粒肩天牛幼虫进行生物防治试验。以天敌释放前后被害株虫口数为依据,对花绒寄甲的防治效果进行评价。林间各处理最佳防治效果为:单纯释放花绒寄甲成虫、卵块后,株虫口减退率分别为72.23%和71.67%,同时释放花绒寄甲成虫及卵块时,其株虫口减退率为82.64%。但3者间差异不显著。林间释放花绒寄甲成虫和卵块,对锈色粒肩天牛均有良好的控制效果。
关键词:锈色粒肩天牛    花绒寄甲    寄生性天敌昆虫    生物防治    
Biological Control of Apriona swainsoni (Coleoptera: Cerambycidae) by Releasing the Parasitic Beetle Dastarcus helophoroides (Coleoptera: Bothrideridae)
Lu Xiping1, Yang Zhongqi2 , Sun Xugen1, Qiao Luqin1, Wang Xiaohong2, Wei Jianrong2    
1. College of Plant Protection, Shandong Agricultural University Tai'an 271018;
2. Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, CAF Beijing 100091
Abstract: Dastarcus helophoroides (Fairmaire) (Coleoptera: Bothrideridae) is an important insect natural enemy for controlling Apriona swainsoni (Hope) (Coleoptera: Cerambycidae). Adults and eggs of D. helophoroides were released in laboratory and semi-field condition to control A. swainsoni in Tai'an and Liaocheng of Shandong Province, and the optimum efficiency was up to 80% and 86.67%, respectively. Before releasing the natural enemy and after releasing it, the populations of A. swainsoni larvae per tree were investigated. Based on the investigation, the optimal controlling effect was as follows: After released just adults, or eggs, or a mixture of them outdoor, the reducing rate of the population of A. swainsoni larvae per tree was at 72.2%, 71.6%, 82.64%, respectively. However, the reducing rate have had no significant difference among the three treatments. Results showed that releasing adults and eggs of D. helophoroides in field could be an efficient measure for controlling A. swainsoni.
Key words: Apriona swainsoni    Dastarcus helophoroides    parasite natural enemy insect    biological control    

锈色粒肩天牛(Apriona swainsoni)分布于我国华南、华中、华北以及西南、西北的部分地区,是危害园林树木国槐(Sophora japonica)最严重的蛀干害虫,还危害云实(Caesalpinia sepiaria)、黄檀(Dalbergia hupeana)、紫铆(Butea frondosa)等豆科树木(肖刚柔,1992)。由于国槐树冠大而优美、花期长、材质好、树龄长,因而是我国华中、华北地区园林绿化常栽的主要树种,而且是北京、西安和石家庄等城市的市树。还有许多国槐作为名木古树分布在我国众多的名胜古迹和寺庙中,具有珍贵的历史文化价值。但近20~30年来,随着全球气候变暖,锈色粒肩天牛的危害逐渐北移,逐年加重,造成许多名胜古迹内的古槐死亡,也造成了大量园林绿化树木被害致死。同时,其幼虫在树干中蛀食排出的木屑、虫粪及危害后树干形成环状隆肿、凹凸不平,叶黄枝枯,严重影响了市容市貌和生态景观。

由于锈色粒肩天牛在树干、侧枝中钻蛀取食,隐蔽性生活,防治十分困难。近年来,虽然利用化学防治和物理防治等方法取得了一些控制效果,但存在费时费工、成本高、污染环境等问题。因此,寻找和探索对环境安全、防治效果持久的生物防治技术势在必行。

花绒寄甲(Dastarcus helophoroides) (鞘翅目Coleoptera:寄甲科Bothrideridae)又称花绒穴甲,花绒坚甲,是松褐天牛(Monochamus alternates)、光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)、星天牛(A. chinensis)、栗山天牛(Massicus raddei)等个体较大天牛幼虫的重要寄生性天敌(王希蒙等,1996),对这些害虫具有重要的自然控制作用。

目前, 笔者已确定了花绒寄甲锈色粒肩天牛生物型,并解决了其人工大量繁殖难题。国内外学者也对花绒寄甲的分类地位(雷琼等,2003Slipinski et al., 1989)、形态特征(周亚君,1989)、生物学和生态特性(雷琼等,2003王小东等,2004秦锡祥等,1988Inoue,1991)、室内饲养与发育(王卫东等,1999b孔晓凤等,2002a2002bOgura et al., 1999)、人工饲料研发(雷琼等,2005王卫东等,1999c)、人工助迁利用技术(周嘉熹等,19921985)及其分布和寄生范围等(黄焕华等,2003王卫东等,1999a李建庆等,2009)进行了研究,利用花绒寄甲防治个体较大的天牛取得了一定的进展(杨忠岐,2004Wei et al., 2008)。如释放花绒寄甲成虫和卵防治光肩星天牛幼虫,虫口减退率达90 %(李孟楼等,20072009);对松褐天牛的寄生率达50%以上(黄焕华等,2003);利用花绒寄甲防治云斑天牛(Batocera horsfieldi)、栗山天牛效果达80%以上(魏建荣等,2009Inoue,1991)。但利用花绒寄甲防治锈色粒肩天牛的研究尚未见报道。本研究旨在筛选出有效控制锈色粒肩天牛的生物防治技术,探索天敌的释放虫态、方法以及释放量,以达到最佳的防治效果。

1 材料与方法 1.1 试验用虫及材料

花绒寄甲成虫和卵由中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所生物防治研究室提供,成虫在25 ℃的温度条件下饲养并保存。成虫饲喂烘干后磨碎的黄粉虫粉,并及时补充水源。由于花绒寄甲卵在1星期之内即孵化,因而在防治前先将获得的花绒寄甲卵块置5 ℃的冰箱中保存备用,使用时提前1天从冰箱中取出即可。

锈色粒肩天牛幼虫采自泰安市郊区省庄镇附近的国槐被害木内,将获得的天牛幼虫放入7 ℃的冰箱中保存备用。试验中所用到的天牛幼虫均为老熟幼虫。

试验所用国槐木段采自泰安市省庄镇附近行道树。

1.2 试验地概况

试验于2007—2009年进行。试验地分别设在泰安市城区的财源街、金山东路以及泰安市省庄镇文化路等。另外,在山东东阿县也进行了部分防治试验。试验地国槐均为行道树。

1.3 花绒寄甲对锈色粒肩天牛的室内寄生效果 1.3.1 器皿内寄生情况

选直径100 mm×高20 mm的培养皿,将培养皿的上部和底部用滤纸遮光,每培养皿中接1头天牛幼虫,然后将刚孵化的花绒寄甲幼虫接到天牛幼虫虫体上。为了保证天牛幼虫的正常生长,同时加入一定量的人工饲料饲养。试验共设4个处理,即每头供试天牛幼虫释放花绒寄甲分别为4头幼虫、8头幼虫、12头幼虫和4头成虫,并设立一组对照(以不释放花绒寄甲为对照处理)。每个处理设5个重复。由于目前花绒寄甲的雌雄成虫还难以辨别,所以对雌雄成虫的选择是随机的。

将培养皿放在25 ℃,L:D=14 h:10 h的光照培养箱中,每天上午进行观察并记录,同时向滤纸上滴水保湿,3~5天更换1次饲料。

1.3.2 半自然条件下的寄生情况

自试验地截回长1 m左右、胸径10~14 cm的国槐健康木段16个,使木段按照自然生长状态树立在容器内,将容器盛有少量的水以保湿。具体做法是:在木段的上半部分凿一长方形凹刻,深达木质部。具体方法:先将凿下的树皮取下,然后在木质部凿一长方形槽,(比前述树皮稍小),槽的大小以天牛幼虫刚好放入为宜。再将提前准备好的天牛幼虫放入槽内,最后将取下的树皮盖上,用透明胶带固定。最后将木段的两头用石蜡封好,以减少水分的散失。每个木段放1头天牛幼虫。

固定好幼虫后,再将预先准备好的花绒寄甲成虫随机放置在木段的缝隙中。试验中共有6个处理,依次为每头天牛幼虫放置花绒寄甲成虫3,4,5,8,12头,每个处理设3个重复(3个木段),最后将木段用4目不锈钢铁纱网围好, 以防寄甲成虫逃逸。另设一个不放花绒寄甲成虫的木段为对照。第10天开始检查寄生情况,以后每5天检查1次,共检查5次。

1.4 林间防治试验

选择锈色粒肩天牛幼虫危害较重的单株进行释放。释放天敌前仔细调查每株树的虫口密度,用镊子将排粪孔中的木屑及虫粪清理干净以备检查,并对其进行编号和标记,然后根据排粪孔的数量确定花绒寄甲的释放量:一般10个排粪孔/株以下,释放60~160粒花绒寄甲卵或3~5头成虫;10个排粪孔/株以上,释放220~800粒卵或6~8头成虫。

1.4.1 释放花绒寄甲成虫

在山东东阿县城进行。试验分别设置了花绒寄甲成虫每株8,7,6头,分别处理了26,10,3株,同时设置7株不放花绒寄甲成虫作为对照。防治时,将成虫放在离天牛幼虫排粪孔较近的树皮缝中,然后任其自由爬行寻找天牛的排粪孔。释放成虫选择在天气晴朗的傍晚至天黑后进行(周亚君,1989)。

1.4.2 释放花绒寄甲卵

在山东东阿县城进行。试验分别设置了花绒寄甲卵每株600,400,200,800粒,分别处理了10株,同时设置6株不放花绒寄甲的卵作为对照。防治时,尽量靠近锈色粒肩天牛幼虫排粪孔释放,将卵卡钉在树荫或有树叶遮阳的树皮上,使其边缘尽量紧贴树皮上,以便幼虫孵化后能够顺利爬向树皮,寻找到天牛幼虫并迅速寄生。

1.4.3 同时释放花绒寄甲成虫与卵

在山东泰安进行。试验设置了5个处理,即处理1:5头成虫、220粒卵;处理2:5头成虫、420粒卵;处理3:5头成虫、160粒卵;处理4:5头成虫、100粒卵;处理5:5头成虫、60粒卵。分别处理了8,10,12,12,15株,同时设置5株不放花绒寄甲成虫与卵作为对照。卵卡以及成虫的释放方法同上。

1.5 效果检查

释放花绒寄甲后的效果检查根据试验设计进行,最后以不再排出新鲜虫粪为标准。检查时主要调查原标记的新鲜排粪孔数量,每次检查后用镊子将排粪孔处的木屑清理干净,以便下一次检查。调查防治效果时,每次都要剖查1株被害树,从而验证当时向外排粪的排粪孔数即为虫口数,没有新鲜虫粪排出的排粪孔内的天牛幼虫均被花绒寄甲寄生致死。各试验地开始检查的时间、试验中检查的次数不同。统计释放天敌后天牛幼虫的虫口减退率,计算公式如下:

虫口减退率(%)=[(天敌释放前虫口数-天敌释放后虫口数)/天敌释放前虫口数]×100;

防治效果(%)=[(处理组虫口减退率-CK组虫口减退率)/(100-CK组虫口减退率)] ×100。

1.6 统计方法

数据用SPSS软件进行统计分析。

2 结果与分析 2.1 室内寄生效果 2.1.1 器皿内接天敌寄生结果

图 1可知:每头天生上有4头花绒寄甲成虫寄生时效果最明显,寄生率达80%,但是寄生速度较慢,在第13天时天牛幼虫才开始死亡;每头天牛上有4头花绒寄甲幼虫寄生时天牛幼虫死亡速度最快,第4天天牛幼虫就开始死亡,但寄生效果与每头天牛上有8头花绒寄甲幼虫相似,寄生率分别为72%,68%;每头天牛上有12头花绒寄甲幼虫寄生效果最差,第19天时天牛幼虫才开始死亡,且寄生率仅为20%。试验中发现,被寄生天牛幼虫的气门附近和腹部末端节间膜处有较多伤口,说明花绒寄甲幼虫寄生的同时也会啃食天牛幼虫。对照处理中天牛的死亡率为0。

图 1 花绒寄甲寄生锈色粒肩天牛老熟幼虫不同处理的寄生性结果(室内) Figure 1 Parasitism rate of D. helophoroides to A. swainsoni old larvae with different treatments (Indoor)

观察中发现:花绒寄甲成虫也可啃食天牛幼虫,造成寄主丧失大量水分或体壁损伤;花绒寄甲初孵幼虫与成虫同时取食和寄生天牛幼虫,使天牛幼虫死亡更多、更快。

2.1.2 半自然条件下的寄生效果

在人工模拟的木槽中,花绒寄甲成虫对天牛的寄生效果显著(表 1),各处理与对照间均存在着显著的差异(χ2=13.798,df=5,P=0.017)。但寄生效果在释放12头与8头处理间、释放5头与释放4头和释放3头处理间无显著差异,但前2个处理与后3个处理之间存在着显著的差异。寄生效果与寄甲的释放量成正比,寄生率最高的为释放12头处理,达86.67%(各处理对照均无试虫死亡)。

表 1 花绒寄甲成虫在半自然条件下的寄生率 Tab.1 Parasitism rate of D. helophoroides adults to A.swainsoni in simulation infested stem
2.2 林间防治试验 2.2.1 释放花绒寄甲成虫

在山东东阿县城进行,表 2结果可以看出,释放花绒寄甲成虫防治锈色粒肩天牛效果明显,标记的虫孔数/株显著下降(F=3.827, P=0.016<0.05)。虫口减退率最大的是释放8头花绒寄甲成虫,平均为72.33%;虫口减退率最小的是释放6头花绒寄甲成虫,平均为55.77%。经检验分析,不同处理与对照间有着显著性差异(各处理对照均无试虫死亡)。1个月后平均虫口减退率为59.51%,个别株虫口减退率高达100%,虫口减退率随释放的寄甲成虫增多而明显上升。

表 2 花绒寄甲成虫对锈色粒肩天牛幼虫的林间防治效果 Tab.2 Control effect to A. swainsoni larvae by releasing D. helophoroides adults in field
2.2.2 释放花绒寄甲卵

释放花绒寄甲卵,1个月后虫口数/株明显减退,平均株虫口减退率为52.52%,防治效果明显(表 3)。

表 3 花绒寄甲卵的林间防治效果 Tab.3 Control effect to A. swainsoni larvae by releasing D. helophoroides eggs in field

表 3所示,每株释放600粒卵时减退率最大,平均为72.97%,每株释放800粒卵时,平均减退率只有30.77%。通过处理间多重比较发现,600粒/株与800粒卵/株2个处理间差异显著(P=0.027<0.05)。结果与室内试验一致,可能是花绒寄甲幼虫孵化后,由于数量较大,相互间竞争比较激烈因而影响其寄生效果。

2.2.3 同时释放花绒寄甲成虫与卵

表 4可见,5个处理均有一定的防治效果。其中,处理1(释放5头成虫、220粒卵)效果最好,1个月后的校正死亡率达82.64%;处理2(释放5头成虫、420粒卵)和处理3(释放5头成虫、160粒卵)效果次之,分别为77.77%、77.20%;处理4(释放5头成虫、100粒卵)和处理5(5头成虫、60粒卵)的效果最差,分别为52.83%、51.30%。各处理间具有显著性差异(F=11.00,P=0.001<0.05),通过多重比较显示,处理1,2均与处理3,4,5间有显著性差异。

表 4 花绒寄甲成虫、卵林间防治结果 Tab.4 Control effect to A. swainsoni larvae by releasing D. helophoroides adults and eggs in field
2.2.4 林间防治效果

图 2所示,释放花绒寄甲的成虫、卵或同时释放成虫和卵的3种处理,林间防治效果均明显,71.24%~82.64%,且各处理间没有显著性差异(F=0.192,P=0.827)。

图 2 各处理林间防治效果 Figure 2 Control effect of each treatment in field
3 结论与讨论

本试验中所用的为花绒寄甲锈色粒肩天牛生物型,为采自山东泰安、济宁等地自然寄生锈色粒肩天牛的花绒寄甲,经室内人工繁殖的饲养群。结果表明供试的花绒寄甲锈色粒肩天牛生物可以有效降低寄主的虫口数量。

室内试验中发现:天牛幼虫能够很快取食花绒寄甲的卵块,所以释放花绒寄甲初孵幼虫。但花绒寄甲初孵幼虫体壁较薄,在转接过程中容易受到损伤。另外,被花绒寄甲幼虫啃食的会发生天牛虫体剧烈扭动,从而导致花绒寄甲幼虫被挤压致死,对寄生效果造成一定的影响。

另外,在同时进行的淹没式对比试验中,每头天牛幼虫接花绒寄甲幼虫约80头左右,寄生效果非常明显,寄生率达100%。同时发现,花绒寄甲幼虫多在天牛体躯的后半部分寄生,寄生后期天牛整个身体暗褐色,体内被食一空,只剩表皮。试验证明,花绒寄甲幼虫量足够大,使得天牛幼虫失去抵抗能力,便很快被寄生而且迅速被食尽体内物质最后干枯死亡。

有研究表明:释放花绒寄甲卵块比直接释放花绒寄甲成虫时寄生率高,原因可能是有飞翔习性的成虫释放于林间后,部分成虫飞逃至目标林地以外,而卵则是直接固定在了目标立木上(李孟楼等,2009),本试验研究也证实了这一点。但卵在孵化时受环境中温湿度的影响较大,如果在天牛寄主上再释放少量的成虫,补充花绒寄甲的自然产卵量,寄生效果会明显提高。因而,建议林间释放花绒寄甲时,最好将卵卡与成虫同时释放以提高防治效果。

另外,由于本研究所用国槐均为位于城区马路两边行道树,受人为影响比较大,不利于天敌的自行扩散。但花绒寄甲仍表现出了良好的控制效果。

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