我國(guó)松墨天牛生物防治研究進(jìn)展*

張龍淵 ,張旭曉

(1.河南省洛寧縣下峪鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心,河南洛寧 471700;2.登封市第二中等專業(yè)學(xué)校,河南登封 452472)

松材線蟲(chóng)引起的松樹(shù)萎焉病(Pinew ilt disease)已成為我國(guó)南方松林最嚴(yán)重的森林病害,給林業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的損失。該病主要借助羽化后的松墨天牛(Monochamusalternatus)成蟲(chóng)于補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)和產(chǎn)卵時(shí)進(jìn)行傳播。根據(jù)有關(guān)研究數(shù)據(jù)證明,松墨天牛攜帶線蟲(chóng)率達(dá)62.5%,攜帶線蟲(chóng)量為4 601～12 737條/頭,最高達(dá)到71 740條/頭。因此,有效地控制松墨天牛的發(fā)生,切斷松材線蟲(chóng)的侵染循環(huán)是松材線蟲(chóng)病綜合治理中的關(guān)鍵。由于松墨天牛危害的隱蔽性,化學(xué)防治一般難于奏效,利用生物防治方法防治松墨天牛已經(jīng)成為關(guān)鍵措施[1-2]。據(jù)報(bào)道松墨天牛的天敵有97種,其中病原微生物17種,天敵昆蟲(chóng)47種,捕食性鳥(niǎo)類33種(6目16科),在調(diào)節(jié)和控制害蟲(chóng)的種群數(shù)量上發(fā)揮著重要作用[3]。

1 利用病原微生物防治松墨天牛

我國(guó)主要利用真菌、細(xì)菌類病原微生物防治松墨天牛,其中白僵菌、綠僵菌等絲孢真菌對(duì)松墨天牛的生防作用方面研究進(jìn)展較快。如球孢白僵菌(Beauveria bassiana)、金龜子綠僵菌(Metarhizium anisop liae)、粉擬青霉(Paecilom yces farinosus)等對(duì)防治松墨天牛都有較好的效果[4]。

1.1 白僵菌的應(yīng)用

松墨天牛幼蟲(chóng)是白僵菌侵染的主要目標(biāo),通過(guò)在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、產(chǎn)孢量、孢子活力、抗逆性和對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的毒力諸多性狀指標(biāo)的測(cè)定發(fā)現(xiàn),從象山縣松墨天牛幼蟲(chóng)(3齡)采集的球孢白僵菌菌株BXB和來(lái)自江蘇的B5菌株寄生能力強(qiáng),其中B5在生長(zhǎng)指標(biāo)和抗性指標(biāo)上略占優(yōu)勢(shì)[4,5]。蟲(chóng)生真菌寄生昆蟲(chóng)后在寄主體內(nèi)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的同時(shí),還分泌一些毒素類代謝物質(zhì),這些物質(zhì)本身具有一定的毒性,可以直接殺死寄主或加快寄主的死亡。李建慶等[6-8]從蟲(chóng)生真菌中分離純化4種對(duì)松墨天牛毒性蛋白,毒力最強(qiáng)的蛋白Bb36WD,該蛋白含2個(gè)亞基,大亞基和小亞基的分子量分別約為24 kD和17 kD,等電點(diǎn)分別為9.47和9.32。該蛋白含16種氨基酸,其中精氨酸、組氨酸及丙氨酸含量較高。從白僵菌代謝物中提取蛋白類毒素用于防治松墨天牛,且血腔注射生測(cè)所表現(xiàn)的毒性最高[9]。將球孢白僵菌孢懸液添加海藻糖可使天牛幼蟲(chóng)的致死率平均提高18.05%[10]。球孢白僵菌(Beauveria bassiana)Bb050715,Bb060721菌株接種處理后第4～8 d對(duì)松墨天牛的累積死亡率分別為13.3%～80.0%,13.3%～86.7%[3]。

從白僵菌在松墨天牛幼蟲(chóng)體內(nèi)的有效繼代宿存率來(lái)看,白僵菌對(duì)松墨天牛的致病力受溫度的影響較大。在適宜的溫度范圍內(nèi),白僵菌孢子的活性隨溫度的升高而增強(qiáng);超過(guò)一定溫度,孢子活性就會(huì)受到抑制。在20～25℃溫度范圍內(nèi),1.0×107spores/m L處理的松墨天牛4齡幼蟲(chóng)的校正死亡率為95%。在春季和秋季施菌防治時(shí),選配1.0×107spores/m L的白僵菌孢懸液可收到較理想的防治效果。球孢白僵菌感染松墨天牛成蟲(chóng)后,松墨天牛成蟲(chóng)平均日進(jìn)食量減少,壽命明顯縮短,但對(duì)雌成蟲(chóng)產(chǎn)卵情況沒(méi)有顯著影響[11-13]。

對(duì)白僵菌菌株的DNA圖譜的系統(tǒng)聚類,分析其特異性、多態(tài)性以及與采集地和毒力等指標(biāo)的相關(guān)性分析,表明寄生松墨天牛的白僵菌菌株間具有豐富的遺傳多態(tài)性,在自然界存在豐富的松墨天牛白僵菌資源,其多態(tài)性與菌株的采集地有一定的相關(guān)性,與采集地的相關(guān)性更大程度上是反映菌株DNA多態(tài)性與其生境的相關(guān)性,因此來(lái)自不同采集地但具有相似生境的菌株間會(huì)表現(xiàn)出較近的親緣關(guān)系。同時(shí),試驗(yàn)結(jié)果表明白僵菌菌株DNA的多態(tài)性與對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的毒力不表現(xiàn)相關(guān)性[14-16]。

1.2 綠僵菌的應(yīng)用

綠僵菌(Metarhizium spp.)作為當(dāng)今世界應(yīng)用最為廣泛的昆蟲(chóng)病原真菌之一,在農(nóng)、林以及衛(wèi)生害蟲(chóng)的防治中越來(lái)越受到人們的重視。金龜子綠僵菌(M.anisop liae)可以有效寄生松墨天牛,王四寶等[17]選用7株蟲(chóng)生真菌對(duì)松墨天牛成蟲(chóng)進(jìn)行了生物測(cè)定,結(jié)果表明以金龜子綠僵菌Ma83菌株的致病力最強(qiáng);何學(xué)友等[18](2005)用來(lái)自日本為主的10個(gè)金龜子綠僵菌菌株對(duì)松墨天牛進(jìn)行致病力測(cè)定,也得到較為理想的結(jié)果。蔡守平等[19](2009)對(duì)松墨天牛成蟲(chóng)采用爬行、跗節(jié)、噴霧3種方式接種金龜子綠僵菌M aYTTR-04后的帶菌量和死亡率進(jìn)行了比較試驗(yàn),結(jié)果表明爬行接種效果最好。何學(xué)友等[20-22](2007,2008,2009)從采自不同季節(jié)、不同的森林植被類型和土壤種類的土壤樣品中,均分離到金龜子綠僵菌菌株,初篩出的9個(gè)菌株對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)的侵染效果以及產(chǎn)孢量,結(jié)果M aYTTR-04菌株的綜合指標(biāo)最好,表現(xiàn)出良好的生防潛力。在此基礎(chǔ)上作者進(jìn)一步測(cè)定了M aYTTR-04菌株在室內(nèi)對(duì)松墨天牛成蟲(chóng)的致病力、林間感染效果和該菌株感染后松墨天牛成蟲(chóng)僵蟲(chóng)體上綠僵菌孢子的宿存動(dòng)態(tài),僵蟲(chóng)體上的孢子在野外宿存的過(guò)程中,可以較好地保持其致病力。當(dāng)菌液濃度為1×107/m L個(gè)孢子的懸浮液林間套籠 21 d后,成蟲(chóng)平均死亡率為60%,僵蟲(chóng)率為48.9%;無(wú)紡布菌條的成蟲(chóng)死亡率為86.7%,僵蟲(chóng)率為75.6%,為生產(chǎn)上大面積應(yīng)用綠僵菌生物防治提供菌株資源。

另外,王國(guó)良和王勇[23](2010)采用紫外或加熱方法分別對(duì)蟲(chóng)生曲霉天牛生葡萄曲霉(Aspergillus vitis)和葉甲生煙曲霉(Aspergillus f umigatus var fum igatus)的原生質(zhì)體分別進(jìn)行滅活,然后對(duì)滅活雙親用PEG6000作融合劑進(jìn)行原生質(zhì)體融合,結(jié)果發(fā)現(xiàn)融合株U4-2對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的死亡百分率為73.3%,且比2個(gè)親本毒力強(qiáng)。來(lái)燕學(xué)等[24](2003)報(bào)道球孢白僵菌和蠟蚧輪枝孢菌對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)均有較強(qiáng)的致病性,2種菌混合使用致病作用倍增。2種菌混合物寄生率平均47.9%,野外試驗(yàn)2菌混合物防治效果為69.69%。

2 利用天敵昆蟲(chóng)控制松墨天牛

防治松墨天牛的天敵昆蟲(chóng)主要是寄生和捕食。目前,約有20種以上的昆蟲(chóng)可以捕食或寄生松墨天牛,我國(guó)研究和利用較多的天敵昆蟲(chóng)是管氏腫腿蜂、川硬皮腫腿蜂和花絨堅(jiān)甲。此外,據(jù)報(bào)道尚有黑色枝附刺蜂、姬蜂、蚊態(tài)郭公蟲(chóng)、朽木堅(jiān)甲、小步甲等。

2.1 花絨堅(jiān)甲(Dastarcushelophoroides)

花絨堅(jiān)甲是松墨天牛的重要寄生性天敵之一。對(duì)松墨天牛的寄生有專一性強(qiáng)、穿過(guò)樹(shù)皮及蛹道堵塞物的能力強(qiáng)、寄生率高的特點(diǎn),室內(nèi)寄生率達(dá)92%,室外可達(dá)46%[25]。不同松樹(shù)上花絨堅(jiān)甲種群數(shù)量有變動(dòng),且純林和混交林的種群變動(dòng)有所不同,純林中馬尾松＞黑松＞濕地松;混交林中黑松＞馬尾松＞濕地松;松墨天牛和花絨堅(jiān)甲在純林的黑松、馬尾松、濕地松和混交林的黑松、濕地松的垂直格局上均為均勻分布,而在混交林馬尾松上,松墨天牛為均勻分布。花絨堅(jiān)甲為聚集分布,花絨堅(jiān)甲與松墨天牛三維空間分布格局一致,前者對(duì)后者在空間上有追隨關(guān)系[26,27]。

2.2 管氏腫腿蜂和川硬皮腫腿蜂

管氏腫腿蜂在野外對(duì)松墨天牛入木幼蟲(chóng)的寄生作用顯著[28]。林間放蜂以每株放蜂法和隔株放蜂法為優(yōu),最佳放蜂時(shí)間為6～7月份,對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的寄生死亡率隨著接蜂量的增加而提高。在一定的接蜂量(蟲(chóng)蜂比 1∶2～1∶5)下,松墨天牛齡期越大,被寄生效果越低,對(duì)3齡幼蟲(chóng)的平均寄生死亡率為90%,管氏腫腿蜂攜帶球孢白僵菌防治木段內(nèi)的松墨天牛幼蟲(chóng)寄生感染死亡率為87.13%[29,30]。在三峽地區(qū)放蜂當(dāng)年的寄生率達(dá)81.3%,第2年管氏腫腿蜂能繼續(xù)在松林間自然繁殖,仍有53.5%的寄生率[31]。

利用新鮮凍死黃粉甲蛹作為中間寄主繁殖川硬皮腫腿蜂[32]。利用川硬皮腫腿蜂攜帶球孢白僵菌可主動(dòng)感染松墨天牛幼蟲(chóng)。松墨天牛幼蟲(chóng)個(gè)體大小對(duì)川蜂能否成功寄生影響很大,在4齡天牛幼蟲(chóng)川蜂不能寄生;3齡幼蟲(chóng)寄生率達(dá)到70%,寄生成功后川蜂能在寄主上完成生活史[33]。

3 展望

目前,我國(guó)對(duì)松墨天牛的生物防治工作取得了一些初步結(jié)果,可作為進(jìn)一步深入研究的基礎(chǔ)。隨著研究工作的繼續(xù)深入,必將會(huì)為松墨天牛的防治提供更加完善的技術(shù)。同時(shí),合理地協(xié)調(diào)運(yùn)用檢疫措施、營(yíng)林措施(包括病死樹(shù)的清理)、化學(xué)防治及物理防治,松墨天牛是可以得到有效控制的。

[1] 張貽平.放養(yǎng)管氏腫腿蜂防治松褐天牛試驗(yàn)成效分析[J].安徽林業(yè),2006(3):44.

[2] 胡 霞,蔣學(xué)建.松材線蟲(chóng)病生物防治研究進(jìn)展[J].廣西林業(yè)科學(xué),2007,36(4):199-201.

[3] 李庚祥,陳 斌,李正躍,等.三株絲孢蟲(chóng)生真菌對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的感染效應(yīng)[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,24(1):47-50,66.

[4] 張立欽,劉軍,吳鴻.松墨天牛優(yōu)良白僵菌菌株篩選[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,24(3):33-37.

[5] 馬良進(jìn),楊 毅,張立欽.松墨天牛寄生白僵茵的優(yōu)良菌株篩選[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,34(5):4-6,9.

[6] 李建慶,張永安,王玉珠,等.從白僵菌中篩選殺天牛蛋白的初步研究[J].中國(guó)森林病蟲(chóng),2003,22(2):8-10.

[7] 李建慶,張永安,張星耀,等.蟲(chóng)生真菌中對(duì)松墨天牛高毒性蛋白的篩選及性質(zhì)測(cè)定[J].昆蟲(chóng)學(xué)報(bào),2005,48(1):1-6.

[8] 李建慶,張永安,梅增霞,等.白僵菌和綠僵菌蛋白對(duì)松墨天牛致病性的研究[J].福建林學(xué)院學(xué)報(bào),2006,26(2):165-168.

[9] 梅增霞,李建慶,張永安,等.白僵菌代謝蛋白對(duì)松墨天牛毒性生測(cè)方法試驗(yàn)[J].福建林業(yè)科技,2007,34(4):31-34.

[10] 劉洪劍,束慶龍,汪來(lái)發(fā).白僵菌孢懸液添加增效劑對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的致死作用[J].林業(yè)科學(xué)研究,2009,22(5):652-656.

[11] 劉洪劍,樸春根,汪來(lái)發(fā),等.白僵菌和腫腿蜂對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的作用[J].林業(yè)科學(xué),2007,43(5):63-68.

[12] 劉洪劍,束慶龍,汪來(lái)發(fā).白僵菌孢懸液添加增效劑對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)的致死作用[J].林業(yè)科學(xué)研究,2009,22(5):652-656.

[13] 劉洪劍,石建偉,束慶龍,等.球孢白僵菌對(duì)松墨天牛成蟲(chóng)生活習(xí)性的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,37(2):196-199.

[14] 楊 毅,周祖基,張立寄,等.生松墨天牛的球孢白僵菌不同菌株DNA多態(tài)性的 RAPD分析[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào),2005,22(3):306-309.

[15] 王成樹(shù),黃勃,王四寶,等.球孢白僵菌培養(yǎng)特征多樣性與寄生及地理來(lái)源的相關(guān)性分析[J].生物多樣性,2002,10(2):196-201.

[16] 方志剛,張立欽,林新春.不同球孢白僵菌菌株DNA的RAPD分析[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2001,25(4):65-68.

[17] 王四寶,黃勇平,張心團(tuán),等.松褐天牛成蟲(chóng)高毒力病原菌篩選及林間感染試驗(yàn)[J].中國(guó)森林病蟲(chóng),2004,23(6):13-16.

[18] 何學(xué)友,陳順立,黃金水.感染松墨天牛的金龜子綠僵菌菌株的初步篩選[J].昆蟲(chóng)學(xué)報(bào),2005,48(6):975-981.

[19] 蔡守平,何學(xué)友,黃金水,等.不同方式接種綠僵菌后松墨天牛帶菌量及致死率的比較[J].福建林業(yè)科技,2009,36(4):32-35.

[20] 何學(xué)友,陳順立,楊希,等.金龜子綠僵菌在森林土壤中的分布及對(duì)松墨天牛致病性測(cè)定[J].菌物學(xué)報(bào),2007,26(2):289-294.

[21] 何學(xué)友,蔡守平,余培旺,等.金龜子綠僵菌MaYTTR-04菌株對(duì)松墨天牛成蟲(chóng)的致病力[J].昆蟲(chóng)學(xué)報(bào).2008,51(1):102-107.

[22] 何學(xué)友,黃金水,蔡守平,等.金龜子綠僵菌在松墨天牛成蟲(chóng)僵蟲(chóng)體上的宿存動(dòng)態(tài)[J].林業(yè)科學(xué),45(12):77-82.

[23] 王國(guó)良,王 勇.不同蟲(chóng)生曲霉原生質(zhì)體融合選育松墨天牛高毒力菌株[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2010,12(2):128-132.

[24] 來(lái)燕學(xué),柳建定,徐企堯,等.球孢白僵茵×蠟蚧輪枝孢茵(BV制劑)對(duì)松墨天牛幼蟲(chóng)寄生試驗(yàn)初報(bào)[J].江蘇林業(yè)科技,2003,30(4):7-9.

[25] 王健,付甫永,司徒春南.花絨寄甲對(duì)松墨天牛寄生性試驗(yàn)初報(bào)[J].中國(guó)森林病蟲(chóng),2010,29(4):38-39.

[26] 陳向陽(yáng),鄒運(yùn)鼎,丁玉洲,等.不同松樹(shù)上松墨天牛和花絨堅(jiān)甲種群及白僵菌自然寄生率動(dòng)態(tài)[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,33(2):200-203.

[27] 陳向陽(yáng),鄒運(yùn)鼎,丁玉洲,等.松墨天牛及其天敵花絨堅(jiān)甲種群的三維空間分布格局[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2006,17(8):1547-1550.

[28] 程紹傳,余金勇,朱秀娥,等.管氏腫腿蜂在兩種試驗(yàn)條件下對(duì)松墨天牛人木幼蟲(chóng)的寄生.中國(guó)森林病蟲(chóng),2007,26(6):9-11.

[29] 康文通,湯陳生,梁農(nóng),等.應(yīng)用管氏腫腿蜂林問(wèn)防治松墨天牛[J].福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào),2008,37(6):575-579.

[30] 楊希,黃金水,何學(xué)友,等.管氏腫腿蜂及其帶菌室內(nèi)防治松墨天牛幼蟲(chóng)試驗(yàn)[J].福建林業(yè)科技,2005,32(3):94-96/99.

[31] 王功桂,周靈會(huì),王長(zhǎng)旭,等.管氏腫腿蜂防治松墨天牛技術(shù)[J].中國(guó)森林病蟲(chóng),2004,23(3):32-34.

[32] 何振,童新旺,陳良昌,等.利用川硬皮腫腿蜂防治松墨天牛試驗(yàn)初報(bào)[J].湖南林業(yè)科技,2007,34(5):27-29.

[33] 胡中成,楊 毅,馬良進(jìn),等.川硬皮腫腿蜂攜帶白僵茵主動(dòng)傳染松墨天牛探索試驗(yàn)[J].浙江林業(yè)科技,2007,27(3):48-50.