李小珍,崔汝強,宋水林,張思為,文 林
(江西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院,江西 南昌 330045)
褐飛虱[Nilaparvata lugens(Stal)]是我國水稻上的重要遷飛性害蟲,每年春夏季蟲源從越南、泰國、柬埔寨等蟲源地隨偏南或西南氣流逐次遷入,對我國水稻造成嚴重危害[1]。多年來,褐飛虱的防治方法均以化學防治為主,然而農(nóng)藥的長期大量使用,一方面污染了環(huán)境,殺傷了害蟲天敵;另一方面使靶標害蟲產(chǎn)生了較強的抗藥性,造成害蟲再猖獗,這引起了科研工作者對生物防治的關(guān)注與重視。目前,較多學者都在研究寄生蜂、黑肩綠盲蝽等捕食性或寄生性天敵對飛虱類害蟲的控制作用,并取得一定的效果[2-4]。然而,作為褐飛虱的一種重要寄生性線蟲——兩索線蟲(未定種)(Amphimermissp.),卻未引起必要的關(guān)注。
兩索線蟲是一類寄生于昆蟲體內(nèi)的病原線蟲,其分布范圍廣,寄生譜廣,寄生率高,對控制被寄生害蟲的發(fā)生發(fā)展起重要作用[5]。通常,被線蟲寄生的稻飛虱行動遲緩,食欲減退,腹部腫脹,懷卵量減少,甚至導致宿主死亡[6]。目前,兩索線蟲對飛虱類害蟲寄生方面的研究并不多,少量文獻均集中在20世紀90年代以前[7-9],江西省境內(nèi)僅萬金貴和詹興高于1983年[10]報導了兩索線蟲在江西省崇仁縣寄生飛虱類害蟲。2012年8月,筆者在對采自江西南昌稻田的褐飛虱進行室內(nèi)飼養(yǎng)時發(fā)現(xiàn),許多個體因被兩索線蟲寄生而死亡,導致種群難以建立起來。隨后,筆者于2012年9—10月,專門調(diào)查了晚稻田間兩索線蟲對褐飛虱的寄生作用,旨在為開展進一步的研究奠定基礎(chǔ),也為褐飛虱的生物防治提供信息。
研究地點:江西農(nóng)業(yè)大學教學科研基地,東經(jīng)115.72°,北緯28.76°,每年褐飛虱于4月下旬遷飛進入江西,在晚稻田內(nèi)于9—10月份達到種群密度高峰[11]。水稻品種分別為:① 株兩優(yōu)120(江西天涯種業(yè)有限公司),② 豐華占(湖南湘重穗種業(yè)有限責任公司,廣東省農(nóng)科院水稻所選育),③ 合美(豐)占(江西天涯種業(yè)有限責任公司)。水稻種植期間,不施用任何化學殺蟲(螨)劑防治稻田內(nèi)的害蟲和線蟲。
3個水稻品種隨機種植在3個小區(qū),每個小區(qū)約100 m2,每個小區(qū)間間隔約1 m。水稻于5月底種植,10上旬水稻黃熟收割。褐飛虱采集時間為2012年9月中旬,取長×寬×高=40 cm×30 cm×8 cm的長方形塑料托盤裝適量水(約0.2 cm,浸滿托盤底部即可),輕放于水稻基部,用手拍打水稻葉鞘部位4至5次,拍完后取回托盤,將盤內(nèi)的褐飛虱轉(zhuǎn)入塑料盒,帶回實驗室解剖。3個品種水稻上的褐飛虱,均分為短翅型雌蟲、短翅型雄蟲、長翅型雌蟲和長翅型雄蟲4種類型。然后,用細針將各類型褐飛虱腹部剖開,置于1.0 g/L食鹽(NaCl)水溶液中,寄生的線蟲將自行脫出到水溶液中,查看褐飛虱是否有兩索線蟲寄生,寄生線蟲數(shù)量有多少條;如有看不清楚或線蟲太小,在解剖鏡下進一步觀察確認。
不同水稻品種和不同類型褐飛虱體內(nèi)線蟲的寄生差異顯著性,采用SPSS 12.0統(tǒng)計軟件One-Way ANOVA Duncan's進行方差分析。
兩索線蟲的特征為:兩索線蟲雄蟲體長2~2.9 cm,雌蟲體長2.6~3.9 cm。雄蟲尾部向腹面卷曲,有長交合刺一對,其形狀相似,大小相等,成熟時呈淡棕色,交合刺的基部較粗大,在接近中部處呈螺旋形扭曲;有大量的尾乳突,生殖孔前的乳突多于生殖孔后的乳突。雌蟲尾部是直的,尾端呈鈍圓形,其陰門位于身體的中部,開口較明顯,附近的角質(zhì)皮稍增厚,陰道細小,呈窄管狀[12-14]。
通過田間采集褐飛虱,解剖并取出其體內(nèi)的線蟲。對照兩索線蟲的鑒定特征,判斷在江西南昌水稻田內(nèi)采集的線蟲為兩索線蟲(圖1)。它無規(guī)則盤曲纏繞在褐飛虱消化道周圍的血腔中,成蟲大多從腹部節(jié)間膜處脫出[15]。
在3個水稻品種上,兩索線蟲對短翅型雌蟲、短翅型雄蟲,長翅型雌蟲和長翅型雄蟲的寄生率之間,均存在顯著性差異,其寄生率的大小順利為:短翅型雌蟲>長翅型雌蟲>短翅型雄蟲>長翅型雄蟲,表明兩索線蟲對雌性個體,尤其是短翅型雌性個體的寄生力,顯著強于對雄性個體的寄生力。例如,采自水稻品種株兩優(yōu)120上的短翅型雌蟲、短翅型雄蟲、長翅型雌蟲和長翅型雄蟲的寄生率分別為45.16%,11.54%,20.83%和12.50%。
在3個水稻品種株兩優(yōu)120、豐華占和合美(豐)上,除長翅型雄蟲的寄生率存在顯著差異外,短翅型雌蟲、短翅型雄蟲,長翅型雌蟲的寄生率均無顯著差異(表1)。
圖1 寄生褐飛虱的兩索線蟲
表1 3個水稻品種上兩索線蟲對褐飛虱的寄生效率(Mean±SE)
2.3.1 株兩優(yōu)120 圖2表明,在水稻品種株兩優(yōu)120上,褐飛虱短翅型雌成蟲體內(nèi)寄生的兩索線蟲頭數(shù)最多達到3條,占短翅型雌成蟲個體總數(shù)的9.68%;短翅型雄蟲、長翅型雌蟲和長翅型雄蟲體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)寄生3條線蟲的現(xiàn)象。短翅型雌成蟲和長翅型雌成蟲均可寄生2條線蟲,分別占該類型褐飛虱總數(shù)的6.45%和8.33%。寄生1條線蟲的褐飛虱則最為普通,在各種類型的褐飛虱體內(nèi)均可發(fā)現(xiàn),且寄生率較高。
2.3.2 豐華占 在水稻品種豐華占上,各類型褐飛虱體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)寄生3條兩索線蟲的現(xiàn)象,短翅型雌蟲、長翅型雌蟲體內(nèi)可寄生2條,其寄生率分別為5.25%和2.04%,而在短翅型雄蟲、長翅型雄蟲體內(nèi)僅發(fā)現(xiàn)1條線蟲,且寄生率較低,寄生率分別為3.67%和2.17%(圖3)。
2.3.3 合美(豐)占 在水稻品種合美(豐)占上,短翅型雌蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)寄生2條線蟲,寄生率為4.35%。短翅型雌蟲、短翅型雄蟲、長翅型雌蟲和長翅型雄蟲體內(nèi)均可寄生1條線蟲,寄生率為39.13%、4.44%、17.78%和2.15%,同樣表明兩索線蟲對褐飛虱短翅型雌蟲的寄生率最高(圖4)。
圖2 “株兩優(yōu)120”褐飛虱體內(nèi)兩索線蟲的寄生數(shù)量
圖3 “豐華占”褐飛虱體內(nèi)兩索線蟲的寄生數(shù)量
圖4 “合美(豐)占”褐飛虱體內(nèi)兩索線蟲的寄生數(shù)量
兩索線蟲對稻飛虱的寄生作用,具有3個特點。第一,兩索線蟲對稻飛虱尤其是褐飛虱的寄生率高。陳果等[5]和陳道海等[7]研究表明,兩索線蟲對褐飛虱的寄生率可達90%,一般為30%~70%;本研究得出的寄生率相對較低,短翅型雌蟲的寄生率為30%~50%,對長翅型雄蟲的寄生率則在15%以下,這可能與土壤條件、農(nóng)藥施用和褐飛虱的種群密度等有關(guān)。第二,兩索線蟲的分布范圍廣。較早的研究明確,廣東湛江[16]、湖北棗陽[17]、陜西西安[18]、江蘇南京[8]、廣西玉田[19]、湖南岳陽[6]和江西崇仁[10]等地具有分布,本文明確兩索線蟲在江西南昌稻區(qū)內(nèi)有分布,在江西其它地區(qū)是否具有分布仍需要進一步調(diào)研。第三,兩索線蟲寄生的宿主多。目前已經(jīng)明確兩索線蟲幼蟲可寄生褐飛虱、灰飛虱、白背飛虱等10多種害蟲[12,20],在江西南昌兩索線蟲的寄生對象至今尚未有調(diào)研。因此,兩索線蟲在控制我國稻飛虱的發(fā)生發(fā)展具有極其重要的地位。如果可以科學地對田間兩索線蟲種群進行管理,一方面可充分發(fā)揮兩索線蟲對稻飛虱的控制作用,另一方面可有效減少田間化學農(nóng)藥的大量使用。
研究表明,在同一水稻田塊,兩索線蟲對不同類型褐飛虱的寄生率存在顯著差異,通常雌性個體的寄生率高,尤其是短翅型個體,而雄性的寄生率明顯較低,這表明兩索線蟲對褐飛虱的寄生與性別和翅型有關(guān)。那么兩索線蟲對不同類型褐飛虱的寄生率為什么會存在差異?筆者認為,一方面短翅型個體大,行為相對遲緩,有利于線蟲發(fā)現(xiàn),并依附到蟲體上進行寄生;另一方面雌性個體具有生殖孔,可能有利于寄生前期幼蟲進入到褐飛虱腹部。當然,除了這些因素之外,是否還與不同類型褐飛虱的營養(yǎng)成分等有關(guān),這仍需要進一步研究。在3個水稻品種間,除長翅型雄蟲外,兩索線蟲對同一類型褐飛虱的寄生率并不存在顯著差異。這主要是由于調(diào)查田塊設(shè)置在同一區(qū)域,具有相近的土壤環(huán)境,兩索線蟲在土壤中具有相似的種群密度和相似的發(fā)育階段。同時,田塊間褐飛虱的發(fā)育階段和行為習性也非常相似。至于兩索線蟲對長翅型雄蟲的寄生率則存在顯著差異,這是否與水稻品種間的某些性狀差異或?qū)嶒炚`差等因素有關(guān),目前尚不清楚。
兩索線蟲主要在前期幼蟲階段完成對飛虱類害蟲的寄生[21]。在自然狀況下,如果兩索線蟲幼蟲未能找到宿主,僅能存活1~3 d,最長存活時間為13 d[7]。同時,田間水份、土壤溫度、化肥農(nóng)藥等均可影響兩索線蟲的存活能力和種群密度,從而影響兩索線蟲對飛虱類害蟲的寄生作用[22-23]。然而,目前這些因素對兩索線蟲的影響尚不明確。因此,要有效發(fā)揮兩索線蟲對飛虱類害蟲的自然控制作用,仍有大量的工作需要開展。
[1]盧冬梅, 孫六娣, 羅美娟.2005年南昌地區(qū)稻飛虱暴發(fā)流行與氣象條件的關(guān)系[J].江西農(nóng)業(yè)學報, 2006, 18(2): 106-107.
[2]俞曉平, 胡萃, Heong K L.不同生境源的稻飛虱卵寄生蜂對寄主的選擇和寄生特性[J].昆蟲學報, 1998, 41(1): 41-47.
[3]Heong K L, Aquino G B.Population dynamics of plant and leafhoppers and their natural enemies in the rice ecosystems in the Philippines[J].Crop Protection, 1992, 11(4): 371-379.
[4]Fowler S V, Claridge M F.Egg mortality of the brown planthopper,Nilaparvata lugens(Homoptera: Delphacidae) and green leafhoppers,Nephotettixsp.(Homoptera: Cicadellidae) on rice in Srilanka[J].Bulletin of Entomological Research, 1991, 31:161-167.
[5]陳果, 伍惠生.我國昆蟲寄生線蟲研究進展[J].生物防治通報, 1985, 1(4): 25-37.
[6]徐冠軍.被索科線蟲寄生的半翅目、同翅目、鱗翅目、雙翅目昆蟲[J].昆蟲天敵, 1987, 9(2): 118-121.
[7]陳道海, 林秀喜, 王愛蘭.不同溫度下兩種索科線蟲寄生前期幼蟲生活力及感染力的研究[J].華中師范大學學報: 自然科學版, 1999, 33(2): 266-270.
[8]方繼朝, 杜正文, 夏禮如, 等.稻飛虱寄生性天敵兩索線蟲田間制約因素[J].植物保護學報, 1994, 21(2): 147-154.
[9]嚴紹良, 錢漢良, 夏克祥, 等.褐飛虱寄生性天敵兩索線蟲研究[J].植物保護學報, 1986, 13(2): 79-84.
[10]萬金貴, 詹興高.兩索線蟲寄生褐稻虱的初步觀察[J].江西植保, 1983, 5(2): 19-20.
[11]李小珍, 舒暢, 王建國, 等.江西省稻飛虱發(fā)生特點及成災(zāi)機制淺析[J].植物保護, 2008, 34(6): 121-124.
[12]嚴紹良, 錢漢良, 王少南, 等.褐飛虱寄生蟲: 兩索線蟲的初步研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學, 1979(3): 29-31.
[13]夏克祥.寄生稻褐飛虱的二種索線蟲的識別[J].昆蟲天敵, 1989, 11(3): 148-149.
[14]羅大民, 鮑學純.索線蟲寄生前期幼蟲的分類研究[J].動物學研究, 1991, 12(1): 15-26.
[15]陳道海, 陳國生.褐飛虱兩索線蟲生物學特性的初步研究[J].湛江師范學院學報: 自然科學版, 1994(2): 60-64.
[16]陳道海, 凌志忠.湛江市稻田索科線蟲資源狀況分析[J].廣東農(nóng)業(yè)科學, 1997(5): 34-36.
[17]陳道海, 陳國生.湖北省棗陽市稻田索科線蟲種類及分布的初步調(diào)查[J].華中師范大學學報: 自然科學版, 1995(1):106-110.
[18]鐘玉林, 鄭哲民.西安及附近地區(qū)農(nóng)田索科線蟲的種類及分布[J].陜西師范大學學報: 自然科學版, 2002(1): 103-107.
[19]謝文海, 王國秀, 曹文波, 等.廣西玉林市稻田索科線蟲資源調(diào)查初報[J].四川動物, 2006, 25(4): 804-808.
[20]陸自強,陳麗芳,紀志君,等.兩索線蟲(Amphimermissp.) 寄生稻飛虱的制約因素研究初報[J].華東昆蟲學報, 1995, 4(2):65-69.
[21]王智.不同施肥和施藥水平對稻虱多索線蟲的影響[J].河北大學學報: 自然科學版, 2004, 24(4): 406-408.
[22]Mullens B A, Luhring K A.Salinity and pollution effects on survival and infectivity ofHeleidomermis magnapapula(Stichosomida: Mermithidae) forCulicoides variipennis sonorensis(Diptera: Cerato pogonidae)[J].Environmental Entomology,1996, 25(5): 1202-1208.
[23]汪義平, 張鑫.兩索線蟲分布特點及其寄生稻飛虱影響因素的研究[J].安徽農(nóng)學通報, 2011, 17(5): 80-81.