林业科学  2018, Vol. 54 Issue (8): 117-123   PDF    
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20180813
0

文章信息

王亚召, 嵇保中, 刘曙雯, 徐立军, 金明霞, 王怡
Wang Yazhao, Ji Baozhong, Liu Shuwen, Xu Lijun, Jin Mingxia, Wang Yi
黑翅土白蚁菌圃对采食工蚁的诱食活性
Induction Feeding Activity of Fungus Garden of Odontotermes formosanus (Isoptera: Termitidae) to Foragers
林业科学, 2018, 54(8): 117-123.
Scientia Silvae Sinicae, 2018, 54(8): 117-123.
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20180813

文章历史

收稿日期:2017-05-20
修回日期:2018-05-02

作者相关文章

王亚召
嵇保中
刘曙雯
徐立军
金明霞
王怡

黑翅土白蚁菌圃对采食工蚁的诱食活性
王亚召1, 嵇保中1, 刘曙雯2, 徐立军1, 金明霞1, 王怡1     
1. 南方现代林业协同创新中心 南京林业大学林学院 南京 210037;
2. 南京中山陵园管理局 南京 210014
摘要:【目的】黑翅土白蚁是一种重要的培菌白蚁,采食工蚁有取食菌圃物质的习性。研究菌圃物质、菌圃物质提取液、杂交鹅掌楸树干外表皮、密黏褶菌松木粉培养物对黑翅土白蚁采食工蚁的诱食活性,为研究开发食性引诱剂提供依据。【方法】从采食工蚁数量、泥被出现时间、泥被面积、泥被覆盖率及饵料被食率5个指标比较不同饵料对采食工蚁的诱食活性。【结果】黑翅土白蚁的副巢菌圃、主巢中层菌圃、主巢下层菌圃的诱食活性优于主巢上层菌圃、密黏褶菌松木粉培养物和杂交鹅掌楸树干外表皮(P < 0.01);副巢菌圃在工蚁数量、饵料被食率方面优于主巢下层菌圃(P < 0.01);主巢上层菌圃在采食工蚁数量、泥被出现时间方面优于密黏褶菌松木粉培养物(P < 0.01),在饵料被食率方面与密黏褶菌松木粉差异不显著(P>0.05);与前5种饵料相比,杂交鹅掌楸树干外表皮在各方面都最差且差异极显著(P < 0.01)。在菌圃正己烷提取液、密黏褶菌松木粉培养物、杂交鹅掌楸树干外表皮构成的食物选择试验中,副巢菌圃提取液饵料与主巢下层菌圃提取液饵料诱食活性均优于杂交鹅掌楸外表皮、主巢上层菌圃提取液饵料、主巢中层菌圃提取液饵料及密黏褶菌松木粉培养物(P < 0.01);主巢中层菌圃提取液饵料与密黏褶菌松木粉培养物诱食活性差异不显著(P>0.05),但优于主巢上层菌圃提取液饵料及杂交鹅掌楸外表皮(P < 0.01);主巢上层菌圃提取液饵料优于杂交鹅掌楸树干外表皮(P < 0.01);副巢菌圃提取液饵料在采食工蚁数量、饵料被食率方面优于主巢下层菌圃提取液饵料(P < 0.05)。【结论】菌圃物质和菌圃提取液(上层主巢菌圃提取液除外)的诱食活性优于密黏褶菌松木粉培养物;菌圃物质的诱食活性优于其提取液;副巢菌圃及其提取液的诱食活性最高;密黏褶菌松木粉培养物的诱食活性优于杂交鹅掌楸树干外表皮的诱食活性;菌圃及其提取液诱食活性的强度与菌圃的分布和部位有关。
关键词:黑翅土白蚁    采食工蚁    菌圃    诱食活性    密黏褶菌松木粉培养物    
Induction Feeding Activity of Fungus Garden of Odontotermes formosanus (Isoptera: Termitidae) to Foragers
Wang Yazhao1, Ji Baozhong1 , Liu Shuwen2, Xu Lijun1, Jin Mingxia1, Wang Yi1    
1. Co-Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China College of Forestry, Nanjing Forestry University Nanjing 210037;
2. The Administration Bureau of Dr. Sun Yat-sen's Mausoleum Nanjing 210014
Abstract: 【Objective】Odontotermes formosanus is a fungus-growing termite, on whose fungus garden the foragers have the habit of feeding.In this paper, we investigated the induction feeding activity of ten kinds of materials to O. formosanus foragers.The materials included the top layer of fungus garden in main chamber (TFM), the middle layer of fungus garden in main chamber (MFM), the bottom layer of fungus garden in main chamber (BFM), the fungus garden in satellite chamber (FSC), extraction of fungus garden, the pine wood powder infected by Gloeophyllum trabeum (PWG) and trunk's outer epidermis of Liriodendron chinense×L. tulipifera(TEL). The purpose was to provide basis for the research and development of food attractant.【Method】Induction feeding activities of different diets were evaluated according to the amount of foraging workers, the appearing time of mud sheet, the mud sheet area, the mud sheet covering rate, and the consumption rate of diet.【Result】The induction feeding activities from FSC, MFM and BFM were stronger than those from TFM, PWG and TEL (P < 0.01). In terms of the amount of foraging workers and the consumption rate of diet, the induction feeding activity of FSC was superior to that of BFM (P < 0.01). In terms of the amount of foraging workers and the appearing time of mud sheet, the induction of feeding activity of TFM was superior to that of PWG (P < 0.01). There was no significant difference in the consumption rate of diet between TFM and PWG. Among all tested diets, the induction feeding activity of TEL was the lowest (P < 0.01). In another diet selection test, the n-hexane extraction of fungus garden, PWG and TEL were used as inducing materials. The induction of feeding activity of the diet dipped with FSC extraction (TEL+FSC extraction) or that of TEL+BFM extraction were all superior to that of TEL, TEL+TFM extraction, TEL+MFM extraction and PWG (P < 0.01). The induction of feeding activity of TEL+MFM extraction was similar to that of PWG(P>0.05), but it was superior to that of TEL+TFM extraction or TEL(P < 0.01). Moreover, the induction of feeding activity of TEL+TFM extraction was stronger than that of TEL (P < 0.01) and TEL+FSC extraction got better performance than TEL+BFM extraction in the number of foraging workers and the consumption rate of diet.【Conclusion】The induction of feeding activity of fungus garden or that of the n-hexane extraction of fungus garden (except TEL+TFM extraction) were superior to that of PWG. The induction of feeding activity of fungus garden was superior to those of the n-hexane extraction of fungus garden. The induction of feeding activity of FSC and its extraction were highest in different experiment. The induction of feeding activity of PWG was superior to that of TEL. The intensity of induction of feeding activity of fungus garden and that of its n-hexane extraction were related to the location of fungus garden material or the type of fungus garden.
Key words: Odontotermes formosanus    foragers    fungus garden    induction of feeding activity    the pine wood powder infected by Gloeophyllum trabeum    

在白蚁食材研究过程中,不同食材诱食活性的测定一般通过食物选择性加以判断,是白蚁食饵配制和木材保护的基础工作(宋晓钢,1993Morales-Ramos et al., 2003)。黑翅土白蚁(Odontotermes formosanus)是我国华东、华南地区和东南亚国家危害最严重的白蚁种类,其食性选择研究也获得了较多关注。黄求应等(2005)的研究发现香菇、松花粉、白砂糖、蜂蜜都能显著提高小米粉对采食工蚁的诱食效果,其中以白砂糖的增效作用最明显;苏德伟等(2012a2012b)发现木屑、菌草草粉及竹屑对采食工蚁均有较好的诱食活性;刘佳佳等(2015)通过室内构建采食场研究了黑翅土白蚁采食工蚁的林分来源、饵料种类对取食选择性的影响,结果表明来自香樟(Cinnamomum camphora)林、杂交鹅掌楸(Liriodendron chinense× L. tulipifera)林、广玉兰(Magnolia grandiflora)林及香樟、麻栎(Quercus acutissima)、榉树(Zelkova serrata)混交林的采食工蚁最初均表现出一定的取食记忆现象;当取食记忆消失后,所有的采食工蚁均表现为喜食鹅掌楸树皮粉,说明采食工蚁取食记忆的存在不会影响高诱食活性饵剂的林间使用效果。

黑翅土白蚁是一种高等培菌白蚁,与蚁巢伞属的鸡枞菌(Termitomyces albuminosus)形成互惠共生关系,成熟蚁巢内培植有大型鸡枞菌菌圃,其菌圃培植和利用过程主要环节包括大龄采食工蚁出巢采集枯枝落叶等植物材料回巢,幼龄工蚁取食植物材料及菌圃菌丝和分生孢子,排出含有共生菌分生孢子、未完全消化植物材料的“初级粪便”。初级粪便集中排放于菌圃顶端,其中的分生孢子萌发形成菌丝和分生孢子,供幼龄工蚁取食,幼龄工蚁再通过交哺作用喂养幼蚁、兵蚁、蚁王和蚁后。采食工蚁则取食被分解程度较高的下层菌圃,排出“最终粪便”(Sieber et al., 1981Badertscher et al., 1983Veivers et al., 1991Hinze et al., 2002Hongoh et al., 2006Nobre et al., 2011李鸿杰,2014)。在上述过程中,采食工蚁既是培菌基质的采集者,又是菌圃成熟基质的消费者。作为巢外活动的采食工蚁,也是成灾和防治的重要靶标。以密黏褶菌感染的松木腐朽物配制而成白蚁引诱剂在美国、澳大利亚和加拿大等国已被广泛应用于白蚁的日常监测和防治,这些毒饵对低等白蚁的诱杀效果较好,但对培菌白蚁诱杀效果较差(Ngee et al,2004丁芳等,2015aKasseney et al,2011Kirker et al,2012)。这可能与培菌白蚁特殊的营巢和培菌习性有关,培菌白蚁采食工蚁外出采集的植物材料主要用于培植菌圃,作为蚁巢共生真菌的培养基质,较为新鲜、杂菌含量低的植物材料可能更加合适,黑翅土白蚁采食工蚁主要以巢内共生菌圃为食(李鸿杰,2014)。

本文以黑翅土白蚁采食工蚁为研究对象,通过构建采食场,比较黑翅土白蚁采食工蚁对不同部位菌圃物质及其提取液的诱食活性,并与密黏褶菌松木粉培养物及采食工蚁的野外食材进行比较,判断菌圃物质及其提取液的诱食活性强度及其作为食饵成分的价值。同时,也为针对培菌白蚁开发高效食性引诱剂提供依据。

1 材料与方法 1.1 供试昆虫

2016年5月于南京林业大学北大山树木园杂交鹅掌楸成熟林(平均胸径约25 cm),用镊子轻轻剥除覆盖在树干表面的泥被,用底部衬有湿滤纸的培养皿收集树干表面泥被下的黑翅土白蚁采食蚁群,培养皿置于遮光处理的塑料桶中带回实验室后,将工蚁置于底部衬有湿滤纸的培养皿内并用保鲜膜包裹保湿,黑暗环境(25±1 ℃、相对湿度75%±5%),去除白蚁采食蚁群中的兵蚁个体后,根据体型大小和体色,选择龄期相近且健壮的采食工蚁置于开放培养皿,待用。

1.2 供试菌圃

林间挖掘黑翅土白蚁蚁巢,获得菌圃,挖巢时间、地点同1.1。根据颜色和层次将主巢菌圃(Φ30 cm)按上、中、下3个部位分别采集;副巢菌圃(Φ15 cm)为单层结构,直接采集。采集的菌圃随即装入标记好的塑料自封袋,封口。带回实验室,用小毛笔清除菌圃上的所有白蚁个体,将菌圃重新装袋封口,-80 ℃条件下将保存备用。试验前,取出菌圃,按试验的部位要求各取出一部分,室温下解冻,并分别平铺在培养皿中,置电热恒温鼓风干燥箱25 ℃鼓风干燥约40 min,菌圃略呈松散颗粒状,待用。

1.3 密黏褶菌松木粉培养物制备

参考丁芳等(2015b)的试验方法。将购自中国科学院普通微生物菌种保藏管理中心的密黏褶菌菌种,经PDA培养基平板活化、接种,在26 ℃条件下培养14天后,挑取约0.75 g菌丝混合无菌水定容至300 mL,再将其加入经过灭菌处理的培养袋(松木粉150 g、12 cm×28 cm)中,25 ℃条件下培养6周,将获得的培养物置于冰箱内4 ℃冷藏备用。试验前将密黏褶菌松木粉培养物取出,室温风干约10 min,呈松散粉状物,待用。

1.4 白蚁野外食材的采集

供试白蚁群体位于杂交鹅掌楸人工林,林间自然状况下白蚁采集的食材为杂交鹅掌楸树干外表皮层。供试杂交鹅掌楸树干外表皮层的采集时间、地点同1.1,采集后装入干净塑料自封袋,封口。带回实验室4 ℃保存备用。试验前,将杂交鹅掌楸外表皮粉碎成粉末状,待用。

1.5 供试土壤的处理

参考刘佳佳等(2015)的试验方法。2016年5月于南京林业大学树木园杂交鹅掌楸林挖取一定量的深层土(距地表面深度>30 cm),装入塑料自封袋,带回实验室,鼓风干燥箱中80 ℃烘干24 h,烘干后的碎土块取出碾碎过40目筛后待用。

1.6 含有菌圃提取液的饵料制备

将上、中、下层主巢菌圃、副巢菌圃经室温风干后,适当破碎成小颗粒,称取约5.0 g,装入50 mL的具塞刻度试管中,加入95%正己烷10.0 mL,盖好瓶塞后用Parafilm封口膜封口,试管40 ℃超声波震荡3 h,静置8 h后,过滤,获得菌圃的提取液,并将所获得的提取液1 mL氮吹浓缩至0.5 mL时的浓度为1个浓度单位(concentration unit,CU)。

按同样的方法分别获得主巢(上、中、下)菌圃、副巢菌圃的正己烷提取液30 mL,浓度为4 CU。试验前将适量杂交鹅掌楸树干外表皮粉放入制备好的菌圃提取液中,表皮粉用量以液体完全吸收为度,继续静置4 h后,获得含有不同菌圃提取液浸泡过的表皮粉,取出,室温挥发15 min,待用。

1.7 取食场的制作

将过筛后的泥土粉平铺在塑料盆中(底部内径25 cm),土层厚度约1.5 cm,喷洒适量蒸馏水以保持泥土湿润。在盆的边缘放置一带水培养皿(Φ2 cm,高0.5 cm)作为白蚁的生活水源。以土层中心为基点半径15 cm的圆周上对称放置6个底部垫有湿滤纸的塑料培养皿(Φ5.7 cm,高1.5 cm),培养皿上边有一个开孔(Φ6 mm),孔口朝向中心基点。

1.8 食物选择试验 1.8.1 黑翅土白蚁采食工蚁对不同饵料的选择

分别称取杂交鹅掌楸树干外表皮粉、上层主巢菌圃、中层主巢菌圃、下层主巢菌圃、副巢菌圃和密黏褶菌松木粉培养物各5.0 g,分别铺放在培养皿内的滤纸上,盖好培养皿,旋转皿盖关闭开孔。取龄期大致相同的健壮工蚁500头,置于土层中心,用纸筒围住1 h,待适应测试环境后,去掉纸筒,打开四周培养皿开孔,使用大小合适的透明玻璃板盖在塑料盆之上。整个试验场表面以黑布遮光,试验环境温度为25±1 ℃,采食场内空气相对湿度为80%±5%,整个试验期间保持黑暗条件。

1.8.2 黑翅土白蚁采食工蚁对含有菌圃提取液饵料的选择

分别称取杂交鹅掌楸树干外表皮粉、含上层主巢菌圃提取液的饵料、含中层主巢菌圃提取液的饵料、含下层主巢菌圃提取液的饵料、含副巢菌圃提取液的饵料、密黏褶菌松木粉培养物各5.0 g,分别铺放在培养皿内的滤纸上,其他操作同上。

1.8.3 试验观察和记录

该过程分为3个阶段。第1阶段:在红光照射的条件下,从将采食工蚁置于土层中心开始观察,观察记录采食工蚁的整个移动轨迹,直至观察到有采食工蚁开始修筑泥被为止;第2阶段:记录第1条泥路出现的时间,之后每隔2 h观察采食工蚁的泥被修筑情况,观察到所有朝向饵料的方向均有泥被出现为止。第3阶段:7天后,将塑料盆打开,取出其中装有饵料的培养皿,统计其中的工蚁数量,并用计算纸测算饵料泥被面积,取出剩余的饵料,小心去掉泥被,置于80 ℃的烘箱中烘干,电子天平称质量,计算各饵料的被食率。所有阶段的观察均不打开玻璃板,而是透过玻璃板观察,以免惊扰采食工蚁。每种试验均重复3次。

1.9 数据处理

运用Microsoft Excel 2010软件记录每次试验的所有数据,采用SPSS19.0统计分析软件计算出各个指标的平均数、标准误,同时采用最小显著差数(LSD)法和新复极差(SSR)法进行单因素方差分析的显著性检验。饵料被食率和泥被覆盖率的计算方式如下:

$ 泥被覆盖率(\%) = \frac{泥被面积}{测试虫总数量} \times 100, $
$ 饵料被食率(\%) = \frac{饵料总质量-剩余饵料质量}{饵料总质量} \times 100。$
2 结果与分析 2.1 黑翅土白蚁采食工蚁觅食行为

1) 采食工蚁在不同饵料选择试验中的觅食行为。采食工蚁被放入圆形塑料盆内的采食场后,先围绕着圆形纸筒做圆周运动。约10 min后,逐渐有采食工蚁钻入泥土,约20 min后,大部分采食工蚁都钻入泥土,只有少量还在纸筒内。约1 h后可见个别采食工蚁从泥土中钻出晃动触角朝培养皿方向慢慢运动,此为采食工蚁利用触角感受器探测饵料散发出的挥发性气味,同时还可见到,朝菌圃物质作定向运动的采食工蚁无论是数量还是速度都远超其他供试物质,以副巢菌圃最为明显,说明采食工蚁除了可利用触角上的感受器感知饵料所散发出的挥发性气味外,对这些气味也能进行有效的甄别;当采食工蚁移动到培养皿附近时,晃动触角敲击培养皿以感知气味的准确来源,并迅速进入到培养皿中,用触角触碰饵料,用口器对饵料进行尝试性的啃食;而后,这些先锋工蚁,便按原路径返回土中,约2 h后便看到有朝培养皿方向的泥线出现,泥线内有大量采食工蚁,表明先锋工蚁在返回途中分泌出了踪迹信息素,招募了更多工蚁按此路径构筑泥线直达培养皿内的饵料,进入培养皿内的工蚁便开始构筑泥被,将饵料逐步覆盖。

2) 采食工蚁在含菌圃提取液饵料选择试验中的觅食行为。本试验中采食工蚁的觅食行为与采食工蚁对纯菌圃饵料的觅食行为基本相同,区别在于在本试验中采食工蚁朝向培养皿移动的时间和泥路的出现时间均晚于取食纯菌圃的采食工蚁,移动的速度也慢于取食纯菌圃的采食工蚁,取食菌圃提取液饵料的采食工蚁朝向培养皿方向移动的时间是在1.5 h左右,本试验在3 h左右才观察到有泥路出现。

2.2 采食工蚁对饵料的选择

表 1可见,取食6种饵料的采食工蚁的数量之间存在着极显著差异(F=90 270.576,df=5,P < 0.01),采食工蚁数量由高到低依次是:副巢菌圃>主巢下层菌圃>主巢中层菌圃>主巢上层菌圃>密黏褶菌松木粉培养物>杂交鹅掌楸树干外表皮。

表 1 黑翅土白蚁采食工蚁对饵料的选择性 Tab.1 The selections of O. formosanus foragers among multiple kinds of baits

泥被出现时间:从表 1中可以看出,6种饵料的泥被出现时间呈极显著性差异(F=1 338.859,df=5,P < 0.01)。其中,副巢菌圃和主巢下层菌圃方向上的泥被出现时间是最早的,总体上也是相同的,但实际观察到的情况是副巢菌圃方向泥路出现时间略早于主巢下层菌圃,两者之间相差几分钟,且试验数据也表明主巢下层菌圃的泥被出现时间波动幅度大于副巢菌圃。因此相对于主巢下层菌圃,副巢菌圃是采食工蚁的最先选择,菌圃物质在泥被出现时间上不存在显著性差异(P>0.05)。菌圃物质与杂交鹅掌楸树干外表皮、菌圃物质与密黏褶菌松木粉培养物均达到极显著水平(P < 0.01),泥被出现的先后顺序依次是:副巢菌圃=主巢下层菌圃>主巢中层菌圃>主巢上层菌圃>密黏褶菌松木粉培养物>杂交鹅掌楸树干外表皮。

泥被面积和泥被覆盖率:6种饵料的泥被面积和泥被覆盖率呈极显著性差异(F=2 598.043,df=5,P < 0.01)。其中,副巢菌圃和主巢下层菌圃完全被泥被所覆盖,覆盖率达到了100%,没有显著性差异(P>0.05),其他4种饵料的泥被面积和泥被覆盖率都低于副巢菌圃和主巢下层菌圃,且呈现极显著差异(P < 0.01),其他各组,两两之间的差异也均达到了极显著水平(P < 0.01),这也从侧面反映了采食工蚁更喜欢采食副巢菌圃和主巢下层菌圃;泥被面积和泥被覆盖率由高到低的顺序相同依次是:副巢菌圃=主巢下层菌圃>主巢中层菌圃>密黏褶菌松木粉培养物>主巢上层菌圃>杂交鹅掌楸树干外表皮。

饵料被食率:6种饵料的被食率呈极显著性差异(F=10 018.340,df=5,P < 0.01)。其中,主巢上层菌圃与密黏褶菌松木粉培养物之间没有显著性差异(P>0.05),与其他各组之间均达到了极显著水平(P < 0.01);其他各组两两之间也呈现极显著差异(P < 0.01)。饵料被食率从高到低依次是:副巢菌圃>主巢下层菌圃>主巢中层菌圃>密黏褶菌松木粉培养物>主巢上层菌圃>杂交鹅掌楸树干外表皮。

综上所述:1)副巢菌圃对采食工蚁的诱食活性高于主巢菌圃;2)副巢菌圃、主巢下层菌圃、主巢中层菌圃对采食工蚁的诱食活性显著高于密黏褶菌松木粉培养物及杂交鹅掌楸树干外表皮。

2.3 采食工蚁对含有菌圃提取液饵料的选择

表 2所示:取食6种饵料的采食工蚁的数量之间呈极显著差异(F=286.699,df=5,P < 0.01)。其中,杂交鹅掌楸树干外表皮与含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸树干外表皮之间差异不显著(P>0.05),含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮与密黏褶菌松木粉培养物差异不显著(P>0.05),其余各组之间差异极显著(P < 0.01)。

表 2 黑翅土白蚁采食工蚁对含有菌圃提取液饵料的选择性 Tab.2 The selections of O. formosanus foragers among the baits containing the extracts from the fungus garden

泥被出现时间:6种饵料中的泥被出现时间呈极显著差异(F=343.863,df=5,P < 0.01)。其中,含有主巢下层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮与含有副巢菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮之间差异不显著(P>0.05),两者分别与其余各组之间均达到极显著水平(P < 0.01),含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮与密黏褶菌松木粉培养物之间差异不显著(P>0.05),但两者分别与其余各组之间均达到极显著水平(P < 0.01),含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮与杂交鹅掌楸外表皮之间差异极显著(P < 0.01),按泥被出现时间的先后顺序依次是含有副巢菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>含有主巢下层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮=密黏褶菌松木粉培养物>含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸树干外表皮>杂交鹅掌楸树干外表皮。

泥被面积和泥被覆盖率:6种饵料间的泥被出现时间和泥被覆盖率呈极显著差异(F=134.693,df=5,P < 0.01)。其中,含有主巢下层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮和含有副巢菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮之间没有显著性差异(P>0.05),但两者分别与其他各组之间均达到极显著水平(P < 0.01);含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮与密黏褶菌松木粉培养物之间差异不显著(P>0.05),但与其他各组之间均达到极显著水平(P < 0.01);杂交鹅掌楸树干外表皮与含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸树干外表皮之间差异均达到了极显著水平(P < 0.01),泥被面积和泥被覆盖率由高到低的顺序相同,依次是:含有副巢菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>含有主巢下层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>密黏褶菌松木粉培养物>含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸树干外表皮>杂交鹅掌楸树干外表皮。

饵料被食率:6种饵料间的饵料被食率呈极显著差异(F=1 639.336,df=5,P < 0.01),其中,含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮与密黏褶菌松木粉培养物之间差异不显著(P>0.05),但两者分别于其他各组之间呈极显著差异(P < 0.01);含有副巢菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮的被食率最高,与含有主巢下层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮之间存在显著差异(P < 0.05),但两者分别与其他各组呈极显著差异(P < 0.01);杂交鹅掌楸树干外表皮与含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸树干外表皮之间差异均达到极显著水平(P < 0.01),饵料被食率从高到低依次是:含有副巢菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>含有主巢下层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>密黏褶菌松木粉培养物>含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮>含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸树干外表皮>杂交鹅掌楸树干外表皮。

上述试验结果表明:1)经过不同部位菌圃提取液浸泡过的杂交鹅掌楸树干外表皮对采食工蚁的诱食活性存在着显著的差异(P < 0.05);2)含菌圃提取液的饵料对采食工蚁的诱食活性显著高于杂交鹅掌楸树干外表皮;3)含有主巢下层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮对采食工蚁的诱食效果好于密黏褶菌松木粉培养物及杂交鹅掌楸树干外表皮,含有主巢中层菌圃提取液的杂交鹅掌楸外表皮对采食工蚁的诱食活性与密黏褶菌松木粉培养物相当,含有主巢上层菌圃提取液的杂交鹅掌楸树干外表皮、杂交鹅掌楸树干外表皮的效果最差。

3 讨论

以密黏褶菌松木粉培养物作为基本材料配制白蚁引诱剂在美国、澳大利亚和加拿大等国已被广泛应用于白蚁的日常监测和防治(Kirker et al., 2012丁芳等,2015a王亚召等,2017),本研究以密黏褶菌松木粉对黑翅土白蚁的诱食活性强度为参照,以衡量菌圃物质及其提取液对黑翅土白蚁诱食活性强度。试验结果表明,上层主巢菌圃和中层主巢菌圃提取液的诱食效果接近密黏褶菌松木粉培养物的诱食效果,其他菌圃物质对黑翅土白蚁有更好的诱食效果,尤其是下层菌圃和副巢菌圃中的工蚁数量、泥被面积、泥被覆盖率和饵料被食率比其他饵料高出很多,这与早期关于黑翅土白蚁取食行为研究的结果基本一致,采食工蚁主要以下层菌圃为食(李鸿杰,2014Li et al., 2015)。特别是副巢菌圃成为黑翅土白蚁采食工蚁理想的食物来源的研究结果,进一步证明副巢菌圃可能也是黑翅土白蚁重要的食物来源,这也是“空腔巢”出现的重要原因,这种现象在黄翅大白蚁(Macrotermes barneyi)相关研究中也有提及(Wang et al., 2009莫建初,2011)。副巢菌圃和主巢下层菌圃中泥被出现时间在所有饵料中是最短的,与最邻近的主巢中层菌圃泥被出现时间相差至少1 h,这种现象的出现说明副巢菌圃和主巢下层菌圃中的某些挥发性成分对采食工蚁的引诱活性很强,可能也说明采食工蚁对副巢菌圃和主巢下层菌圃存在着一定的取食记忆。

主巢菌圃中工蚁数量、泥被出现时间、泥被面积、泥被覆盖率及饵料被食率方面的顺序从高到低依次都是主巢下层菌圃>主巢中层菌圃>主巢上层菌圃,菌圃中的菌圃物质自上而下发酵程度逐渐变大,说明菌圃物质愈腐熟,采食工蚁的嗜食程度愈高。同样的结果在含有不同菌圃提取液饵料的取食选择试验中得以重现,含有主巢菌圃提取液的饵料对采食工蚁的诱食活性,从主巢上层到下层逐渐增强;相对于含有主巢菌圃提取液的饵料,含有副巢菌圃提取液的饵料对黑翅土白蚁采食工蚁的诱食活性更强,以密黏褶菌松木粉培养物为参照,结果发现无论是菌圃提取液还是菌圃物质(主巢上层菌圃及提取液饵料除外),其诱食活性均优于密黏褶菌松木粉培养物。表明菌圃物质在白蚁饵诱防治方面具有较好的应用潜力。菌圃提取液与菌圃物质比较,菌圃物质的诱食效果更好。说明正己烷提取液中遗落了某些诱食成分,影响了诱食效果。在提取工艺研究中,提取液需要进一步选择或复合配制,以达到或超过菌圃原粉的诱食活性。

4 结论

总体上菌圃物质和菌圃提取液(上层主巢菌圃提取液除外)的诱食活性优于密黏褶菌松木粉培养物;菌圃物质的诱食活性优于其提取液;副巢菌圃及其提取液的诱食活性最高;密黏褶菌松木粉培养物的诱食活性优于杂交鹅掌楸树干外表皮的诱食活性;菌圃及其提取液诱食活性的强度与菌圃的分布和部位有关。

参考文献(References)
丁芳, 嵇保中, 刘曙雯, 等. 2015a. 白蚁的食物选择[J]. 中国农学通报, 31(2): 166-173.
(Ding F, Ji B Z, Liu S W, et al. 2015a. Food selection of termites[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 31(2): 166-173. [in Chinese])
丁芳, 嵇保中, 刘曙雯, 等. 2015b. 密黏褶菌松木粉培养物对黑翅土白蚁的生物活性[J]. 应用昆虫学报, (3): 736-742.
(Ding F, Ji B Z, Liu S W, et al. 2015b. The biological activity of pine wood powder infected with Gloeophyllum trabeum on Odontotermes formosanus (Shiraki)[J]. Chinese Journal of Applied Entomology, (3): 736-742. [in Chinese])
黄求应, 雷朝亮, 薛东. 2005. 黑翅土白蚁的食物选择性研究[J]. 林业科学, 41(5): 91-95.
(Huang Q Y, Lei C L, Xue D. 2005. Food choice of the underground termite, Odontotermes formosanus[J]. Scientia Silvae Sinicae, 41(5): 91-95. DOI:10.11707/j.1001-7488.20050515 [in Chinese])
李鸿杰. 2014. 黑翅土白蚁及其微生物协同降解木质纤维素机制研究. 杭州: 浙江大学博士学位论文.
(Li H J. 2014. The mechanism of lignocellulose degradation in the mutualism system of Odontotermes formosanus and associated microorganism. Hangzhou: PhD thesis of Zhejiang University. [in Chinese])
刘佳佳, 嵇保中, 刘曙雯, 等. 2015. 南京地区黑翅土白蚁饵料筛选与取食记忆研究[J]. 林业科学研究, 28(1): 127-133.
(Liu J J, Ji B Z, Liu S W, et al. 2015. Diets selection and feeding memory of Odontotermes formosanus in nanjing[J]. Forest Research, 28(1): 127-133. [in Chinese])
莫建初. 2011. 堤坝白蚁防治技术[M]. 北京: 化学工业出版社: 97.
(Mo J C. 2011. Control technology on termite of dam[M]. Beijing: Chemical Industry Press: 97. [in Chinese])
宋晓钢. 1993. "白蚁诱饵剂"饵料的筛选试验[J]. 白蚁科技, 10(2): 11-15.
(Song X G. 1993. Sereening of bait for"termite bait"[J]. Science and Technology of Termites, 10(2): 11-15. [in Chinese])
苏德伟, 林辉, 罗海凌, 等. 2012a. 黑翅土白蚁对姬松茸及其培养料的取食性研究[J]. 中国蔬菜, (22): 81-84.
(Su D W, Lin H, Luo H L, et al. 2012a. Studies on Odontotermes formosanus food choice between Agaricus blazei and its substrate[J]. China Vegetables, (22): 81-84. [in Chinese])
苏德伟, 林冬梅, 罗海凌, 等. 2012b. 黑翅土白蚁对菌草竹荪的取食性研究[J]. 中国农学通报, 28(31): 172-174.
(Su D W, Lin D M, Luo H L, et al. 2012b. Food choice of Odontotermes formosanus to Juncao Dictyophora[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 28(31): 172-174. [in Chinese])
王亚召, 嵇保中, 刘曙雯, 等. 2017. 菌圃材料对黑翅土白蚁采食工蚁踪迹活性的影响[J]. 南京林业大学学报:自然科学版, 41(6): 73-78.
(Wang Y Z, Ji B Z, Liu S W. 2017. Trail-following activity of Odontotermes formosanus foragers for fungus-garden materials[J]. Journal of Nanjing Forestry University:Natural Science Edition, 41(6): 73-78. [in Chinese])
Badertscher S, Gerber C, Leuthold R H. 1983. Polyethism in food supply and processing in termite colonies of Macrotermes subhyalinus (Isoptera)[J]. Behavioral Ecology and Sociobiology, 12(2): 115-119. DOI:10.1007/BF00343201
Hinze B, Crailsheim K, Leuthold R H. 2002. Polyethism in food processing and social organisation in the nest of Macrotermes bellicosus (Isoptera, Termitidae)[J]. Insectes Sociaux, 49(1): 31-37. DOI:10.1007/s00040-002-8275-1
Hongoh Y, Ekpornprasit L, Inoue T, et al. 2006. Intracolony variation of bacterial gut microbiota among castes and ages in the fungus-growing termite Macrotermes gilvus[J]. Molecular Ecology, 15(2): 505-516.
Kasseney B D, Deng T, Mo J. 2011. Effect of wood hardness and secondary compounds on feeding preference of Odontotermes formosanus (Isoptera:Termitidae)[J]. Journal of Economic Entomology, 104(3): 862-867. DOI:10.1603/EC10216
Kirker G T, Wagner T L, Diehl S V. 2012. Relationship between wood-inhabiting fungi and Reticulitermes spp[J]. in four forest habitats of northeastern Mississippi. International Biodeterioration and Biodegradation, 72(4): 18-25.
Li H J, Yang M Y, Chen Y E, et al. 2015. Investigation of age polyethism in food processing of the fungus-growing termite Odontotermes formosanus (Blattodea:Termitidae) using a laboratory artificial rearing system[J]. Journal of Economic Entomology, 108(1): 266-273. DOI:10.1093/jee/tou005
Morales-Ramos J A, Rojas M G. 2003. Nutritional ecology of the formosan subterranean termite (Isoptera:Rhinotermitidae):growth and survival of incipient colonies feeding on preferred wood species[J]. Journal of Economic Entomology, 96(1): 106-116. DOI:10.1093/jee/96.1.106
Ngee P S T, Yoshimura T, Lee C Y. 2004. Foraging populations and control strategies of subterranean termites in the urban environment, with special reference to baiting[J]. Japanese Journal of Environmental Entomology and Zoology, 15(3): 197-215.
Nobre T, Rouland-Lefèvre C, Aanen D K. 2011. Comparative biology of fungus cultivation in termites and Ants//Bignell D E, Roisin Y, Lo N. Biology of termites: a modern synthesis. Berlin: SpringerVerlag Press, 193-210.
Sieber R, Leuthold R H. 1981. Behavioural elements and their meaning in incipient laboratory colonies of the fungus-growing Termite Macrotermes michaelseni (Isoptera:Macrotermitinae)[J]. Insectes Sociaux, 28(4): 371-382. DOI:10.1007/BF02224194
Veivers P C, Mühlemann R, Slaytor M, et al. 1991. Digestion, diet and polyethism in two fungus-growing termites:Macrotermes subhyalinus Rambur and M. michaelseni Sjøstedt[J]. Journal of Insect Physiology, 37(9): 675-682. DOI:10.1016/0022-1910(91)90044-Z
Wang Z Y, Mo J C, Lu Y J. 2009. Biology and ecology of Macrotermes barneyi (Isoptera:Termitidae)[J]. Sociobiology, 54(3): 777-785.