文章信息
- 杨忠岐, 王小艺, 王传珍, 乔秀荣, 庞建军.
- Yang Zhongqi, Wang Xiaoyi, Wang Chuanzhen, Qiao Xiurong, Pang Jianjun.
- 白蛾周氏啮小蜂可持续控制美国白蛾的研究
- Studies on Utilizing Parasitoid Chouioia cunea Yang (Hymenoptera: Eulophidae) for Sustainable Control of Fall Webworm
- 林业科学, 2005, 41(5): 72-80.
- Scientia Silvae Sinicae, 2005, 41(5): 72-80.
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文章历史
- 收稿日期:2005-05-26
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作者相关文章
2. 山东省烟台市林木保护站 烟台 264000;
3. 河北省秦皇岛市森林病虫害防治站 秦皇岛 066004;
4. 天津市园林绿化研究所 天津 300181
2. Yantai Forest Protection Station of Shandong Province Yantai 264000;
3. Qinhuangdao Forest Disease and Insect Pest Control Station of Hebei Province Qinhuangdao 066004;
4. Tianjin Municipal Institute of Gardening-Forestry Science Tianjin 300181
白蛾周氏啮小蜂(Chouioia cunea)(膜翅目:姬小蜂科Eulophidae)内寄生在美国白蛾[Hyphantria cunea (Drury)] (鳞翅目:灯蛾科)的蛹中(杨忠岐,1989)。在美国白蛾发生区的大连、烟台和秦皇岛连续4年的调查表明,其在美国白蛾越冬蛹中的平均寄生率为25.80%,在夏季世代蛹中的寄生率为16.13%,而且未发现重寄生性天敌的寄生。多元统计分析的结果也表明,白蛾周氏啮小蜂对美国白蛾的总寄生率最大,多重比较分析的结果也显示这种小蜂是控制美国白蛾最重要的天敌种类(Yang et al., 2005a)。
在筛选出这种重要寄生性天敌后,作者先后研究了白蛾周氏啮小蜂的行为学(杨忠岐等,1998)、发育与温度的关系,研究确定了有效积温和发育起点温度(杨忠岐,2000);通过雌性成虫内部生殖系统的解剖,研究了其雌虫的怀卵量和繁殖潜能(杨忠岐,1995)。在这些研究的基础上,进行了小蜂的人工大量繁殖技术研究,包括繁蜂替代寄主的筛选、替代寄主的常年保存技术、人工接蜂、温湿度控制技术等,使繁蜂实现了规模化。随后又研究了蜂种复壮技术、人工放蜂防治技术等(Yang et al., 2005b)。
通过作者对白蛾周氏啮小蜂在林间转主寄主的研究发现,在我国北方美国白蛾发生区,除美国白蛾外,有6种常见的林木食叶害虫是它的转主寄主。白蛾周氏啮小蜂一年发生7代,而美国白蛾一年只发生2代,小蜂除寄生两代美国白蛾蛹外,其余的世代在这些寄主的蛹中寄生,这些寄主的蛹期在一年中的生长发育阶段相互衔接,从而使小蜂能够保证种群的延续,保持较高的种群数量,达到对美国白蛾的有效控制。研究还发现,美国白蛾的世代重叠现象比较普遍,自然界中的蛹期时间持续较长,也有利于小蜂的寄生和高种群数量的维持。同时,作者还利用生命表方法,研究了放蜂防治区,第1代和第2代美国白蛾种群趋势指数(I值)。2年4代的I平均值分别为0.29和0.14,表明美国白蛾的发生趋势在放蜂后整体呈显著的下降趋势,可以达到持续控制的效果(魏建荣等,2003)。但在自然界中,在放蜂防治后,小蜂实际对美国白蛾的长期而持续的控制效果如何?为了探讨这个问题,作者在原放蜂区进行了长达5年的跟踪调查,以评价利用白蛾周氏啮小蜂进行生物防治后对美国白蛾的持续控制效果,现将结果报道如下。
1 材料和方法 1.1 调查时间与地点从1998年至2003年, 连续5年系统调查了辽宁大连、山东烟台、河北秦皇岛和天津释放白蛾周氏啮小蜂防治区的美国白蛾控制情况,共有12个防治试验区(试验区的名称见表 1)。
利用白蛾周氏啮小蜂控制美国白蛾的效果主要用放蜂防治后林分的有虫株率、株平均网幕数和天敌的寄生率等指标评价。
1.2.1 有虫株率、株平均网幕数和株平均虫口密度每年在美国白蛾第1代和第2代3龄幼虫期时调查,此时为网幕幼虫期,但幼虫仍聚集在产卵时的同一网幕内取食而没有分网扩散。由于3龄幼虫取食量已增大,其网幕已扩大,比较明显,容易识别和观察。山东烟台和天津分别在每年6月上中旬和8月上中旬调查,秦皇岛在6月中下旬和8月下旬调查,大连在6月下旬和8月下旬至9月上旬调查。具体调查时间,由于不同年份温度的变化造成幼虫发育的差异而不一致。调查时,逐株在东南西北四个方位仔细观察,统计有网幕的植株数量,其与该区内树木总数之比即为受害株率;调查中同时统计网幕数,总网幕数与该试验区内树木总数之比即为株平均网幕数,最后取第一代与第二代株平均网幕数之均值。
1.2.2 美国白蛾幼虫期寄生性天敌调查美国白蛾卵期天敌很少,作者在系统调查其天敌种类时没有发现,主要原因是其卵块上覆盖一层鳞毛,使卵寄生蜂等天敌难以接近。因此,作者主要调查美国白蛾幼虫期和蛹期的天敌寄生控制美国白蛾情况。
幼虫期天敌主要有2种:白蛾孤独绒茧蜂(Dolichogenidea singularis)和白蛾聚集绒茧蜂(Cotesia gregalis),前者寄生美国白蛾低龄幼虫,为单性内寄生,在2~3龄时杀死寄主,钻出寄主幼虫,结茧化蛹,蛹悬挂在网幕内的丝网上,容易识别;后者寄生美国白蛾大龄幼虫,为群集内寄生性,在寄主6龄时杀死寄主幼虫钻出,结茧化蛹在寄主尸体两旁,茧呈堆状,十分明显。根据上述幼虫期2种主要天敌的特性,幼虫期天敌调查分二次进行。一次是美国白蛾3龄网幕幼虫期,一次是在美国白蛾幼虫6龄中期,即下树爬行,准备化蛹和化蛹之前。在3龄幼调查时,随机剪取6个网幕,轻拿轻放,仔细检查网幕内丝网上附着的白色小茧,统计数字,然后采集小茧放入指形管内饲养,以得到茧蜂成虫;将其他的美国白蛾幼虫带回室内分笼饲养,每天观察记载美国白蛾幼虫死亡和寄生蜂结茧数量。对美国白蛾老龄幼虫寄生情况调查时,每个试验区随机选10株受害树,每株采集40头6龄幼虫,共采集400头美国白蛾饲养,每天观察记载死亡和寄生蜂出蜂数量。
1.2.3 美国白蛾蛹期天敌调查美国白蛾蛹期天敌较多,主要是寄生性天敌昆虫。在美国白蛾虫口数量大且危害严重时,蛹比较容易采到,调查蛹期天敌比较容易。但在虫口数量较少时,其蛹采集十分困难。作者采用在受害树干绑草把,以诱集老熟幼虫进入化蛹。在化蛹盛期之后,解草把采集美国白蛾蛹,然后将蛹放入指形管中饲养,每管1蛹,调查蛹期的寄生天敌种类和寄生率等。分别统计第1代和第2代蛹的寄生率,而后取其均值。
2 结果 2.1 放蜂防治后美国白蛾有虫株率、网幕数量及天敌寄生情况的变化进行放蜂防治试验时,一般选择美国白蛾危害中等而稍偏重的地段或林分作为试验区,一方面可以试验白蛾周氏啮小蜂在害虫发生严重时的控制效果,另一方面可作为防治示范基地,便于以后大面积推广本项生物防治技术。放蜂防治前作好虫情调查(表 1),和美国白蛾发生时期的预测预报,以便及时在大部分幼虫老熟期和化蛹初期放蜂时能够繁育出足够量的小蜂用于防治。
每代美国白蛾防治时的放蜂数量按公式TN=W×AN×5计算。(式中TN为放蜂总量,W为放蜂后美国白蛾网幕数,AN为每网幕中美国白蛾幼虫平均数量)。在老熟幼虫期和化蛹初期各释放50%。连续放蜂2代4次。美国白蛾在我国北方每年发生2代,即一年中放蜂4次,于放蜂防治后的第2年开始调查防治效果。放蜂防治试验区严禁喷洒任何化学药剂。连续5年调查各个试验区的控制情况。根据表 1中的调查数据,做出了防治前后各放蜂防治区美国白蛾的有虫株率图和小蜂的寄生情况图(图 1-10)。
从表 1和图 1-10中可以看出,在经过连续2代4次(1年)放蜂防治的地区,美国白蛾的种群数量迅速下降,防治后第一年有虫株率就降到了1.05%, 第二年降到了0.56%,随后一直保持在0.1%的低水平以下。白蛾周氏啮小蜂的寄生率和其他天敌的寄生率很快上升,防治后第一年达92.67%, 随后一直保持着这样的高寄生率水平,有效抑制了美国白蛾的危害。在放蜂防治后的第5年,美国白蛾的种群数量仍然被控制在很低水平,没有造成危害,达到了较长时期持续控制的显著效果。
2.2 放蜂防治后白蛾周氏啮小蜂与其他天敌寄生情况的数学模型检验白蛾周氏啮小蜂是控制美国白蛾种群数量的主要因子,是所有天敌中的优势种。在寄生性天敌昆虫中,它的寄生率最高。作者根据放蜂防治后第2年所作的调查数据,建立了表述白蛾周氏啮小蜂寄生率与其他8种寄生性天敌,即:日本追寄蝇(Exorista japonica), 舞毒蛾黑瘤姬蜂(Coccygonimus disparis), 稻苞虫黑瘤姬蜂(C. parnarae), 白蛾黑棒啮小蜂(Tetrastichus septentrionalis), 白蛾派姬小蜂(Pediobius elasmi), 白蛾黑基啮小蜂(Tetrastichus nigricoxae), 白蛾索棒金小蜂(Conomorium cunea), 广大腿小蜂(Brachymeria lasus)的总寄生率之间的回归模型(Yang et al., 2005a; 200b):y=-51.607 95+77.475 12 lg x, 其中y表示总寄生率(%),x表示白蛾周氏啮小蜂的寄生率(%)。
根据该模型,在释放利用白蛾周氏啮小蜂进行美国白蛾的生物防治中,只要调查白蛾周氏啮小蜂的寄生率,就可以利用此模型计算出所有天敌对美国白蛾的总寄生率,从而可以大大减少调查的工作量。经方差分析,表明该模型的回归关系十分显著,回归模型成立。但在放蜂防治后的几年中,天敌的实际寄生情况是否与该模型吻合,也就是该模型能否比较准确的反映实际的多种天敌的总的寄生情况,能否在今后生物防治中应用,为此,作者在放蜂防治后连续5年调查了白蛾周氏啮小蜂与其他天敌对美国白蛾的寄生情况,以检验该模型的可用性和可靠性,结果见表 2。
根据白蛾周氏蜂实际寄生率与实际总寄生率数值,比较用白蛾周氏啮小蜂寄生率代入回归模型中计算出来的总寄生率数值(表 2中最后一栏),经DMRT多重检验,两组数据的均值在α=0.05和α=0.01水平上均无显著差异,表明拟合结果很好。说明此模型是可靠的,可以在防治中使用。
3 讨论 3.1 利用白蛾周氏啮小蜂防治美国白蛾可以达到持续控制的作用根据上述作者连续5年的持续跟踪调查结果显示,在小蜂释放后第2年美国白蛾的种群数量即急剧下降,虫口密度急剧减少。这是由于防治时是采用淹没式释放法。根据作者研究,1头白蛾周氏啮小蜂即可寄生消灭1头美国白蛾,而作者的释放量是美国白蛾数量的5倍;再者,该小蜂雌雄性比为(45~96)♀:1♂,因而释放的基本上都是可以寄生害虫的雌性,因而能够迅速控制其种群数量。由于放蜂防治区严禁使用化学农药,从而也保护了其他的天敌,这些天敌的数量也迅速上升,寄生率提高,与白蛾周氏啮小蜂一起,共同发挥作用,因而能够很快抑制美国白蛾的种群数量。
在严格、及时、足量释放白蛾周氏啮小蜂4次后,达到的控制效果很明显。而且随后的5年中,美国白蛾的种群数量一直保持在低水平上,没有再形成危害。其原因是在自然界据作者调查有16种农林果树食叶害虫是其转主寄主,如柳毒蛾(Stilpnotia salicis)、榆毒蛾(Ivela ochropoda)、杨扇舟蛾(Clostera anachoreta)、国槐尺蛾(Semiothisa cinerearia)、大袋蛾(Clania variegeta)、桃剑纹夜蛾(Acronycta intermelia)等食叶害虫。在美国白蛾数量被控制下去时,它可以转移寄生这些害虫,以保持其必要的高的种群数量。在美国白蛾发生时,它又可转移寄生美国白蛾,达到对这种严重的外来入侵害虫的持续控制。因此,在放蜂防治区,其它的林木食叶害虫也没有成灾,甚至一些农作物害虫也得到了控制,达到了防治多种害虫的效果。更重要的是达到了对美国白蛾的持续控制作用。
3.2 利用回归模型推算天敌总寄生率可行,大大减少了调查的工作量经过利用实际调查数据验证以白蛾周氏啮小蜂寄生率推算天敌的总寄生率,表明该模型成立,计算结果可靠,可以供生产单位调查天敌控制效果时应用。
魏建荣, 杨忠岐, 苏智. 2003. 利用生命表评价白蛾周氏啮小蜂对美国白蛾的控制作用. 昆虫学报, 46(3): 318-324. |
杨忠岐, 谢恩魁. 1998. 白蛾周氏啮小蜂的行为学. 中国生物防治, 14(2): 49-52. |
杨忠岐. 1989. 中国寄生于美国白蛾的啮小蜂一新属一新种(膜翅目, 姬小蜂科, 啮小蜂亚科). 昆虫分类学报, 11(1-2): 117-130. |
杨忠岐. 1995. 白蛾周氏啮小蜂雌性成虫内部生殖系统的解剖研究. 林业科学, 31(1): 23-26. |
杨忠岐. 2000. 白蛾周氏啮小蜂的有效积温与发育起点温度研究. 林业科学, 31(6): 119-122. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2000.06.021 |
Yang Zhongqi, Wang Xiaoyi, Wei Jiangrong. 2005a. Survey on the Insect Natural Enemies of the fall webworm, Hyphantria cunea (Lepidoptera: Arctiidae) in China. Applied Entomology and Zoology, 40(4). |
Yang Zhongqi, Wei Jianrong, Wang Xiaoyi. 2005b. Mass rearing and augmentative releases of the native parasitoid Chouioia cunea (Hymenoptera: Eulophidae) for biological control of the introduced fall webworm Hyphantria cunea in China. Bio Control, 50(6). |