文章信息
- 张彦龙, 杨忠岐, 张翌楠, 王小艺, 吴成进, 马生福, 陆之贵
- Zhang Yanlong, Yang Zhongqi, Zhang Yinan, Wang Xiaoyi, Wu Chengjin, Ma Shengfu, Lu Zhigui
- 利用花绒寄甲防治越冬后松褐天牛试验
- Biocontrol of the Overwinter Monochamus alternatus with Dastarcus helophoroides
- 林业科学, 2014, 50(3): 92-98
- Scientia Silvae Sinicae, 2014, 50(3): 92-98.
- DOI: 10.11707/j.1001-7488.20140313
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文章历史
- 收稿日期:2013-01-09
- 修回日期:2013-12-02
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作者相关文章
2. 北京农业职业学院 北京 102442;
3. 九华山风景区农村工作局 池州 242811
2. Beijing Vocational College of Agriculture Beijing 102442;
3. Rural Affair Bureau of Jiuhua Mountain Scenic Area Chizhou 242811
花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)隶属于鞘翅目穴甲科(Coleoptera: Bothrideridae),也称花绒穴甲,以前被称为花绒坚甲,是天牛、吉丁、象甲、木蜂等蛀干害虫的重要天敌(王希蒙等,1996),其中可被寄生的天牛包括光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)、刺角天牛(Trirachys orientalis)、云斑白条天牛(Batocera horsfieldi)和松褐天牛(Monochamus alternatus)等(高瑞桐等,1983)。花绒寄甲具有分布范围广、适应性强和易于大规模繁殖等特点,被广泛地应用于重大林木天牛的防治上。
国内外很早就对花绒寄甲进行研究。周嘉熹等(1985)早在1981年就用野外采集的花绒寄甲防治黄斑星天牛(A. nobilis),防治区黄斑星天牛成虫虫口最高降低了29.6%。1982年,Taketsune(1982)发现花绒寄甲能寄生松褐天牛蛹。秦锡祥等(1988)对花绒寄甲进行了初步研究,发现限制逃逸状态下其对光肩星天牛寄生率平均为84.6%,第2年为88%。此后学者们开始对花绒寄甲进行系统的研究,如生物学特性(雷琼等,2003)、生态学特性(陈向阳等,2006; 2010; 黄大庄等,2008; 李孟楼等,2007a; Wei et al.,2009)、行为学特性(魏建荣,2009a; 2009b)、人工饲料等(Ogura,1999; 尚梅等,2009; 牧本卓史,2008; 熊琳娜等,2011); 另外还利用花绒寄甲防治天牛类蛀干害虫,例如光肩星天牛(李孟楼等,2007b)、锈色粒肩天牛(Apriona swainsoni)(卢希平等,2011)、云斑天牛(李建庆等,2009)、栗山天牛(Massicus raddei)(魏建荣等,2009b),松褐天牛(杨忠岐,2004; 李晓娟等,2013; 杨远亮等,2013; Urano,2003)等。最初,人们普遍使用成虫进行防治试验,但成虫的繁殖成本高,研究者开始将花绒寄甲卵卡用于松褐天牛的防治(董广平等,2013),并且利用多种天敌综合治理松褐天牛(Xu et al.,2013; Yang et al.,2013),提高了效果且节约了成本; 但目前还缺乏系统性的对卵和成虫在林间的最适释放量、最优释放方法的研究。由于日本没有大规模繁殖花绒寄甲技术,研究者仅限于使用野外采集的花绒寄甲成虫做小规模试验(Urano,2004; 2006; 2010; 牧本卓史,2008),防治林分大部分为黑松(Pinus thunbergii)和赤松(Pinus densiflora),与我国大面积存在的马尾松(Pinus massoniana)有别。在我国,主要由松褐天牛传播的松材线虫病(Bursaphelenchus xylophilus)(Kobayashi et al.,1984)已经累计导致5亿多株松树死亡,折合松林面积33.3多万hm2,造成数千亿元的经济损失(杨宝君等,1995; 2003),而今其不断蔓延的趋势对我国南方大面积的松树和大批世界自然文化遗产、国家重点风景名胜区和重点生态区域的松林安全造成威胁。因此亟需加强对松褐天牛的除治,以减少松材线虫的传播扩散。本次试验分别利用松褐天牛生物型花绒寄甲——花斑花绒寄甲的成虫和卵进行室内外防治松褐天牛试验,比较不同释放方法的效果,对花绒寄甲成虫和卵在马尾松人工林内防治松褐天牛的科学释放比例和释放量进行研究。
1 材料与方法 1.1 试验样地2010年设置试验林地。样地位于安徽省九华山风景区(30°35'04.14″—30°28'12.53″ N,117°45'40.84″—117°48'21.83″ E,海拔80~212 m)老田村、拥华村、二圣村内的小班内,林分为马尾松纯林,树高6~15 m,胸径6~50 cm,树龄30~50年。
1.2 供试昆虫花绒寄甲成虫由北京农业职业学院园艺植物病虫害防治中心生产提供,室温下饲养保存,喂养饲料,及时补水。卵由安徽省林业科学研究院森林保护实验室提供,以卵卡形式保存在恒温箱中(温度为8℃、相对湿度为50%),存放时间低于30天,使用前需转移至15 ℃的恒温箱中缓冲3天。
松褐天牛采自试验地内前一年的马尾松诱木或死树; 挑选粗细和危害接近的死树,锯成35 cm长的小段,记录每个木段上的侵入孔数并编号。
1.3 试验方法 1.3.1 室内试验花绒寄甲成虫试验: 将1.2中编号的木段放入单口玻璃筒(高0.40 m、口径0.20 m),依据木段上的侵入孔的数量(hole bored by larvae,HBL),以8∶1,6∶1,4∶1,2∶1,1∶1(侵入孔数量∶寄甲成虫数量)的释放比例将成虫放入玻璃筒,将开口用双层80目纱网封好,每个处理重复4次,置于室内(温度为25 ℃±2 ℃,相对湿度为75%±5%),60天后解剖木段检查寄生情况。设置不作任何处理的木段为对照。
花绒寄甲卵试验: 将1.2中编号的木段放入同上的玻璃筒,同样依据侵入孔的数量,以 1∶1,1∶2,1∶4,1∶8,1∶16(侵入孔数量∶寄甲卵数量)释放比例,将卵卡均匀钉到木段上,每个处理重复4次,放置条件同上。45天后全部解剖检查,设置对照木段,不做任何处理。
1.3.2 试验样地本底调查1)死树虫口和侵入孔数调查 2010年4月,将试验区的马尾松林根据地理分界线分成4块,每块内随机抽取3个小班,在小班内随机抽取3株死树,齐地面锯倒,记录胸径、树高,以1 m为一段分段记录侵入孔数量,并解剖木段记录松褐天牛的虫口量。通过dps回归分析建立树高、胸径同死树虫口数量和侵入孔数的关系式。
2)试验样地虫口数量调查 2010年4月在均匀释放成虫试验的样地中,记录样地内所有死树的胸径、树高。依据上述回归关系式计算出总的侵入孔数和虫口数。2011年4月份再调查一次。
1.3.3 野外试验1)病死树直接释放成虫在试验地内,选择病死树15株,株距不小于10 m,测量胸径和树高,按上述回归关系式计算出天牛侵入孔数量,然后以8∶1,6∶1,4∶1,2∶1,1∶1(侵入孔数量∶寄甲成虫数量)的释放比例在死树基部释放寄甲成虫,每种处理释放3株树,60天后伐倒截段并解剖,检查效果。
2)林间均匀释放花绒寄甲成虫在经过上述本底调查的小班内,分别以750,1 500,2 250,3 000,3 750头·hm-2的释放量均匀地将花绒寄甲成虫撒在林间,每个处理释放3个小班。不同释放量所在小班保持相对独立。60天后,每个小班随机抽取1株死树并解剖,检查防治效果。2011年同期以同样的方法再调查一次。
3)对伐倒死树释放花绒寄甲成虫在样地内随机选择15株病死树,记录树高、胸径,伐倒,按回归关系式计算侵入孔数量;然后截成2 m的木段,按单株堆放,然后以8∶1,6∶1,4∶1,2∶1,1∶1比例(侵入孔数量∶寄甲数量)在木堆上释放成虫,每个比例释放3株树,60天后统计防治效果。
4)直接在伐倒死树上均匀释放卵卡在样地内随机选择15株病死树,记录树高、胸径,伐倒,按回归关系式计算侵入孔数量,然后以1∶1,1∶2,1∶4,1∶8,1∶16(侵入孔数量∶寄甲卵数量)的比例在整株病死树上均匀钉卵卡,每个比例处理3株,45天后解剖,检查防治效果。
5)设置对照区设置3块对照样地在西面山、肖杨冲2个小班内,距离处理区500 m,对照区不作任何处理。
1.4 数据处理与分析所有的数据分析均用dps 6.55软件,涉及单因素方差分析和多元逐步回归(唐启义等,2007)。防治效果计算公式为防治效果=(处理区虫口减退率-对照区虫口减退率)/(1-对照区虫口减退率)×100%。
2 结果与分析 2.1 侵入孔数和虫口数共解剖36株马尾松死树,调查结果见表 1。所得数据逐步回归分析,得到侵入孔与胸径树高关系式为y1=-140.323 8+6.082 2x1+24.462 2x2(F=28.76,Df=2,33; P=0.000 1,R=0.80)。式中:x1为胸径(cm),x2为树高(m),y1为侵入孔数。还可得到虫口数和胸径树高关系式为y2=-80.844 8+4.014 3x1+10.658 7x2(F=23.07,Df=2,33; P=0.000 1,R=0.76)。式中:x1为胸径(cm),x2为树高(m),y2为虫口数。在九华山地区特定时间内,按照上述公式,根据马尾松死树的胸径和树高即可估算虫口数量和侵入孔数量。
释放后60天,解剖处理和对照的全部木段,统计花绒寄甲寄生情况,松褐天牛存活状况以及其他原因致死情况,结果见表 2,从平均寄生率来看,各个处理与对照均存在显著性差异(Df=5,23,F=27.64,P=0.000 1),其中,1∶1的效果最好,2∶1优于4∶1,4∶1与6∶1无显著差异,6∶1和8∶1无显著差异,说明随着比例增大,寄生率呈上升趋势。在存活率方面除了8∶1和6∶1不存在差异外,其余各处理存活率之间存在显著差异(Df=5,23; F=41.06,P=0.000 1),各个处理间由其他原因导致松褐天牛死亡的数量间无显著差异(Df=5,23;F=0.43,P=0.83),说明花绒寄甲的释放比例发生变化时,不会引起其他原因致死松褐天牛比例的变化。
45天后,解剖各处理全部木段,记录防治后状况,结果见表 3。释放比例为1∶16的处理寄生率显著高于其他处理(Df=5,23; F=27.20,P=0.000 1),1∶8和1∶4处理间无显著差异,1∶8的处理显著好于1∶1和1∶2的处理。1∶1,1∶2,1∶4处理之间无显著差异,所有处理与对照均存在显著差异。从存活率来看,对照和释放过卵的各处理间存在显著差异(Df=5,23; F=40.32,P=0.000 1),1∶16的处理中松褐天牛的存活率显著低于其他处理,1∶1与1∶2处理之间无显著差异,1∶8和1∶4处理之间无显著差异。其他原因致死率之间无显著差异(Df=5,23; F=0.63,P=0.65),原因同2.2。1∶16处理防治效果最好。
释放后60天,将释放过成虫的树伐倒,截断解剖,结果见表 4。各个释放比例松褐天牛虫口减退率与对照差异显著(Df=5,17; F=41.12,P=0.000 1),1∶1的处理(侵入孔数∶花绒寄甲释放量)中松褐天牛虫口减退率显著高于其他比例,对应的防效最好,为66.02%; 释放比例8∶1和6∶1处理之间无显著差异,4∶1和2∶1处理无显著差异,释放比例为4∶1显著好于6∶1的处理。以上结果表明,随着天敌释放量的增大,防治效果相应增强。
释放天敌60天后,在每种处理的样地内随机抽取3株病死树进行解剖,统计相关数据,结果见表 5。各处理天牛虫口减退率与对照间存在显著差异(Df=5,17; F=91.561 0,P=0.000 1),释放量为750和1 500头·hm-2的虫口减退率之间无显著差异,与其他释放量之间存在显著差异,释放量为2 250,3 000和3 750头·hm-2之间无显著差异。释放量为3 000和3 750头·hm-2防效接近。总体而言,随着释放量的加大,防效越来越好。
一年后同期(2011年4月)重新调查此试验地,调查方法同上,结果见表 6。根据回归关系式估算出的单位面积侵入孔数,与释放前的数据相比,各处理与对照侵入孔的减退率间存在显著差异(Df=5,17; F=192.153 0,P=0.000 1),释放量为1 500,2 250,3 000头·hm-2的处理和3 750头·hm-2的处理之间无显著差异。750头·hm-2的处理和1 500头·hm-2的处理间无显著差异,这说明1年后林中花绒寄甲经过繁衍,数量进入了相对稳定状态,初始释放量的多少对虫口减退率影响不大。从防治效果来看,3 750头·hm-2的处理为83.68%。
将表 6中释放量与侵入孔数量的比例作为自变量x,侵入孔减退率作为因变量y,利用麦夸特法拟合二次曲线(图 1)如下:
y=-1.469 2x2+1.608 9x+0.051 4(Df=2,14; F=10.13,R2=0.628 1,P=0.002 6)。当y取最大值时,x为0.547 5,即当每公顷实际释放量与侵入孔数量比例为0.547 5时,侵入孔减退率可达到最大值,该值是林间均匀释放花绒寄甲成虫防治松褐天牛的最佳比例。
释放寄甲后60天,解剖所有木段(以单株树为单位)统计相关数据,结果见表 7。各个释放比例和对照间的天牛虫口减退率存在显著差异(Df=5,17; F=33.81,P=0.000 1),8∶1和6∶1处理之间存在显著差异,6∶1,4∶1,2∶1处理之间不存在显著差异,1∶1处理与其他比例存在显著差异,以1∶1处理的释放比例防效最好,为91.16%。
释放卵45天后,解剖所有释放过卵的死树,结果见表 8。各个处理和对照的松褐天牛虫口减退率间存在显著差异(Df=5,17; F=107.89,P=0.000 1),1∶1和1∶2的处理间不存在显著差异,其余各处理间均有显著差异。从防治效果来看,16∶1的处理最好,为91.48%。
我国有关花绒寄甲的研究较多,大规模繁殖和小范围防治技术也日渐成熟,且已开始防治多种天牛,但在松褐天牛的防治上未能形成规模,主要受限于当前的防治技术和方法。本研究通过比较花绒寄甲卵和成虫在不同释放方法和不同释放量下对松褐天牛的控制效果发现:花绒寄甲的卵是最适宜防治松褐天牛的虫态,而松褐天牛的老熟幼虫和蛹期也是最佳的防治时期; 在林间将死树伐倒直接释放卵卡是最佳的释放方法,效果最好,成本最低。
不同生物型的天敌对其自身寄主具有强烈的嗜好和专化性。Wei等(2009)研究了3种采自不同地理位置、不同寄主的花绒寄甲对不同类型的寄主幼虫粪便木屑的嗅觉反应和对不同寄主的寄生情况、趋性和寄生率存在的差异,认为花绒寄甲存在生物型。本次试验所选择的天敌是寄生松褐天牛生物型的花斑花绒寄甲,更利于天敌的搜寻和寄生。室内试验60天后,释放花绒寄甲成虫的处理虫口减退率最高为91.23%,而释放卵的处理45天后虫口减退率最高为91.18%。林间将花绒寄甲成虫释放到单株伐倒木段处理的防治效果为91.16%,林间伐倒死树释放卵的处理中,防效最高为91.48%。而Urano(2003)利用花绒寄甲分别在室内和室外限制空间内防治松褐天牛,成虫对松褐天牛的寄生率为7.9%,幼虫为63.2%,卵为35%,2种方法的寄生率均低于本试验,可能与其所使用的天敌生物型和释放时间有关。因此,防治不同种类的天牛应选择不同生物型的花绒寄甲,还应选择合适的释放时间。
本次试验模拟了林间的各种情况,针对不同的实际情况提出不同的释放方法。在松材线虫病零星发生的地区,由于死树数量少且集中,直立死树释放成虫、伐倒死树木段释放成虫、直接释放卵于伐倒的死树上最适合。在疫情普遍发生的地区,疫情范围大,死树多,均匀释放成虫法较适合。防治林间未伐倒死树上的松褐天牛时,释放比例为1∶1(花绒寄甲成虫量∶侵入孔数量)时防效最好,达66.02%,与Urano(2004)防效接近:在几株人工致死的赤松上释放花绒寄甲成虫,对松褐天牛的最高寄生率69%,平均34.8%。在未伐倒死树上释放花绒寄甲成虫是直接将其放在死树基部,依靠其自身的爬行搜索能力去寻找树中、上部的寄主。本次研究发现树中部松褐天牛被寄生率最高,与Urano(2004)的发现类似,原因可能是马尾松死树的基部潮湿,寄主松褐天牛数量较少,捕食性天敌多,不适于花绒寄甲生存。另外在树的顶部和枝梢部位,含水量低,光照强度大,温度高,也不利于花绒寄甲生存,树中部的光、热、水较适合寄甲寄生。林间均匀释放花绒寄甲成虫1年后,防效最好,达83.68%,与崔永三(2011)、范军祥等(2011)、Urano(2006)的研究结果接近,这说明在野外花绒寄甲扩散能力较强,并且成虫可长期定居在释放地(安全越冬),可长期有效地控制松褐天牛。本试验中,当实际释放量与同面积林分内松褐天牛侵入孔数量比例为0.547 5∶1时,可使松褐天牛侵入孔减退率达到最大。笔者认为天敌的释放量应当以防治地的实际虫口基数来决定,应在生物防治前调查防治区的实际虫口,再依据虫口基数释放天敌,最适比例为0.547 5∶1(单位面积实际释放量与同面积松褐天牛侵入孔数量),此结果与崔永三等(2011)所得林间防治释放量6 000头·hm-2有差异。根据最适比例释放成虫,不仅减少浪费,而且还能提高防治效果。
国内外诸多研究证实,花绒寄甲是松褐天牛的优秀天敌,它能有效地降低其虫口密度,从而遏制松材线虫的传播。利用现有的天敌规模化繁殖技术,通过以虫治虫的生物防治方法,不仅有效避免了化学防治污染,也维护了自然界的生态平衡,可达到对松褐天牛的有效控制。
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