楚雄腮扁葉蜂羽化和生殖行為觀察

劉凌，閆大琦，祁榮頻，劉登英，閆爭亮，劉宏屏

(1．云南省林業(yè)科學院森林保護研究所，云南 昆明 650201;2．華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術(shù)學院，湖北 武漢 430070;3．云南森林自然中心，云南 昆明 650224)

楚雄腮扁葉蜂Cephalica chuxiongnica Xiao隸屬于膜翅目Hymenoptera扁葉蜂科Pamphiliidae腮扁葉蜂屬Cephalica，1984年蕭剛?cè)崾状螆蟮溃?］。楚雄腮扁葉蜂主要寄主植物是云南松Pinus yunnanensis、華山松Pinus armandii等針葉樹。該蟲以幼蟲取食松針，造成樹木畸形、生長緩慢，危害嚴重時導致寄主死亡;由于楚雄腮扁葉蜂危害，造成樹勢衰弱，易引發(fā)小蠹蟲等次期性害蟲的侵害［2-3］。同時，其幼蟲取食吐絲形成的灰白色幕巢也影響觀瞻。

雖然國內(nèi)外對扁葉蜂屬其它種類的研究，包括其生活史及預測預報技術(shù)［4-7］、行為習性［8-9］、環(huán)境因子與害蟲危害［7，10-12］、防控技術(shù)［13-16］等，已有諸多報道，但由于楚雄腮扁葉蜂只在云南部分地區(qū)發(fā)生，相關(guān)研究［1-3，17］主要對楚雄腮扁葉蜂的生活史和防治做過觀察和試驗，對其羽化、求偶、產(chǎn)卵和產(chǎn)卵行為等尚無詳盡的觀察和研究。研究楚雄腮扁葉蜂羽化和生殖行為等生理節(jié)律，不僅有利于科學確定防治該蟲的最佳時期，而且有利于預測該蟲的暴發(fā)期和種群動態(tài)變化。同時，了解昆蟲生理節(jié)律是進一步研究其性信息素，提高防控害蟲能力的基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 生活史觀察2011—2012年在祿豐縣和平村云南松林地進行調(diào)查。從6月上旬開始，每隔10 d在林間觀察1次成蟲是否出現(xiàn);成蟲出現(xiàn)后，每隔5 d在林間觀察1次，檢查在松樹針葉上是否出現(xiàn)卵;發(fā)現(xiàn)松樹針葉著卵后，隨機選擇5個枝條，每日觀察卵的色澤變化及孵化;卵孵化后，每隔15 d檢查1次幼蟲取食情況，直至發(fā)現(xiàn)有幼蟲下樹入土。記錄成蟲、卵、幼蟲的始現(xiàn)期，盛發(fā)期及老熟幼蟲入土的日期等。

2010，2012年每年4—9月觀察楚雄腮扁葉蜂蛹(預蛹)期。每次隨機選取樹下遺留有前1年楚雄腮扁葉蜂幼蟲聚集取食時形成蟲包的松樹，沿樹冠垂直投影下方從樹基向外緣挖深度為0～20 cm，面積約1 m2的小方，每隔15 d觀察1次楚雄腮扁葉蜂蟲態(tài)變化。

1.2 羽化節(jié)律研究2012年4月下旬在祿豐縣和平村采集楚雄腮扁葉蜂的越冬預蛹，帶回室內(nèi)。先濕潤直徑25 cm，高15 cm透明塑料圓盒中的森林土壤，然后放入從林間采回的淺綠色預蛹。每天觀察其化蛹(蛻皮成具有翅和足雛形的淡黃色體態(tài))數(shù);將收集到的蛹分別雌雄，然后放入預先墊有濕潤濾紙的小培養(yǎng)皿中，觀察其羽化情況;雌雄成蟲分別放入40 cm×40 cm×40 cm的養(yǎng)蜂籠內(nèi)，每日更換飼喂10%蔗糖水。養(yǎng)蟲室溫度為自然室溫20～27℃，相對濕度60%±10%。記錄每只預蛹化為蛹的日期并做標記。在觀察到第1只成蟲羽化后，每天進行24 h全天候觀察，且每隔1 h記錄1次羽化的雌雄蜂數(shù)，直到所有蛹全部羽化結(jié)束為止。

1.3 求偶節(jié)律觀察將當日羽化的楚雄腮扁葉蜂單只雌蜂放入一次性塑料杯(高11 cm、上口直徑8 cm、下口直徑5 cm)中，杯子倒扣于培養(yǎng)皿內(nèi)，以10%蔗糖水飼喂。每隔1 h觀察記錄1次雌蜂的求偶情況。求偶行為以雌蜂用前足摩擦觸角、腹部做伸縮動作并展翅為標準。從雌蜂羽化當日即開始觀察，連續(xù)觀察7 d，共觀察41只處女雌蜂。

1.4 交配節(jié)律研究分別取1～5日齡雌蜂各30只、雄蜂各70只;將相同日齡的雌、雄蜂放于同一養(yǎng)蟲籠(40 cm×40 cm×40cm)中觀察，每個日齡設(shè)3個重復。觀察時間在7:00—22:00，每隔1 h觀察記錄1次籠中的交配對數(shù);在同日齡的3個養(yǎng)蟲籠內(nèi)，任意選擇20對當天羽化的正在交配的成蟲，記錄交配開始和結(jié)束時間。

1.5 產(chǎn)卵行為及產(chǎn)卵量的研究直接在林間觀察楚雄腮扁葉蜂雌蜂的產(chǎn)卵行為。在林間已落卵的松梢上統(tǒng)計雌蜂的產(chǎn)卵量。隨機選擇已著卵的松梢，統(tǒng)計40只雌蜂的產(chǎn)卵數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 楚雄腮扁葉蜂生活史楚雄腮扁葉蜂在云南祿豐縣2 a發(fā)生1代，以老熟幼蟲或預蛹在地表下10～20 cm處筑土室越冬越夏，直至第3年6月下旬始見成蟲零星出現(xiàn)，7月上旬成蟲逐漸增多，8月為成蟲羽化盛期，成蟲羽化可持續(xù)到10月中旬。楚雄腮扁葉蜂生活史見表1。

表1楚雄腮扁葉蜂生活史

成蟲羽化后即可交尾產(chǎn)卵。產(chǎn)卵具有聚集性，一般2～4只成蟲產(chǎn)卵于同一枝梢上，多者達18只雌蜂群集產(chǎn)卵。卵產(chǎn)于2年生針葉上，成排地從針葉基部一直到針葉近端部，每一針葉有卵1～3排，每只雌蜂產(chǎn)卵量較大可達150粒左右。卵期7～15 d。初產(chǎn)卵約2 mm，長橢圓形，金黃色。卵將孵化時色澤變?yōu)辄S白色，體積稍微膨大至3 mm左右，可以看到幼蟲的兩組黑色單眼，卵孵化率85%～100%。初孵幼蟲為黃綠色，群集于針葉取食;幼蟲取食時會分泌出絲狀物，絲狀物逐漸在所取食的松梢上形成保護膜，同時也將蟲糞包裹在絲狀物內(nèi)形成蟲巢。幼蟲隨著取食量增大，個體間呈分離狀，將松梢針葉食光后則轉(zhuǎn)移到其它松梢繼續(xù)取食，直至老熟下樹。幼蟲共4齡，其中1齡4～7 d，2齡4～6 d，3齡3～5 d，4齡4～7 d。8月下旬老熟幼蟲開始陸續(xù)下樹入土，直至10月中旬基本結(jié)束，但至11月中旬尚發(fā)現(xiàn)有少量幼蟲滯留樹上取食。

2.2 楚雄腮扁葉蜂羽化節(jié)律研究楚雄腮扁葉蜂成蟲羽化時間節(jié)律共統(tǒng)計225只蛹，羽化222只，其中雌蜂65只，雄蜂157只。楚雄腮扁葉蜂成蟲羽化主要發(fā)生于11:00—17:00。雄蜂羽化高峰在13:00，此后羽化率逐漸下降;雌蜂則主要集中在12:00—16:00羽化，羽化高峰為14:00，比雄蜂羽化高峰晚1 h(圖1)。

圖1 楚雄腮扁葉蜂羽化日節(jié)律

楚雄腮扁葉蜂雌雄羽化期，雌蜂在化蛹后第4天開始羽化，比雄蜂稍早1 d。雌、雄蜂的羽化高峰期發(fā)生于化蛹后第6～8天(圖2)。

圖2 楚雄腮扁葉蜂雌雄成蟲羽化率與蛹歷期的關(guān)系

雌蜂的羽化高峰在化蛹后第6天，羽化率為38．5%(25只)，第7天羽化率為27．7%(18只)。雄蜂的羽化高峰為化蛹后第7天，羽化率為38．9%(61只)，但在化蛹后第6天已有較多雄蜂(53只)羽化。雌雄蜂在化蛹后第8、9天羽化數(shù)都較少，第10天只有少量雄蜂羽化，第11天后再無羽化。

2.3 楚雄腮扁葉蜂的求偶節(jié)律楚雄腮扁葉蜂雌蜂的求偶行為呈現(xiàn)出明顯的時間動態(tài)規(guī)律(圖3)。雌蜂在6:00以前無求偶行為，從7:00開始，有少量雌蜂發(fā)生求偶，隨后求偶率逐漸上升，在11:00—16:00為求偶活躍期，至22:00所有雌蜂停止求偶行為。

不同日齡的楚雄腮扁葉蜂雌蜂求偶節(jié)律基本一致，但最高求偶率有明顯差異(圖3)。雌蜂在羽化后即可發(fā)生求偶行為，2日齡雌蜂最高求偶率最大，為65．9%，1日齡的最高求偶率為56．1%;3日齡和4日齡時最高求偶率比1日齡、2日齡提前1 h，分別為41．5%和31．7%。求偶高峰期后，求偶率略有下降，但之后有一個較平緩的持續(xù)期，仍保持有較高的求偶率。求偶率隨日齡增加而減少，5日齡、6日齡只有少量雌蜂發(fā)生求偶行為。

圖3 楚雄腮扁葉蜂不同日齡雌蜂求偶日節(jié)律

2.4 楚雄腮扁葉蜂的交配節(jié)律楚雄腮扁葉蜂雌蜂交配姿勢為轉(zhuǎn)頭式(strophandrous)，雌蜂的上顎略微張開，觸角向前觸碰雄蜂的觸角或身體，待觀察和檢查后，上顎收回、觸角向后、表現(xiàn)安靜并允許雄蜂嘗試與其交配，而在交配初期和交配即將結(jié)束時雌蜂腹部來回搖動;雄蜂嗅到處女雌蜂發(fā)出的信號物質(zhì)，很快就飛到雌蜂所在處進行求偶，求偶分4個階段:靠近、觀察、檢查、交配。楚雄腮扁葉蜂可多次交配。

楚雄腮扁葉蜂全天各個時間段的交配率變化如圖4。在7:00之前，未觀察到1日齡成蟲交尾。從8:00開始，交配率逐漸升高，到14:00達到高峰，交配率為48．9%。2日齡雌蜂的交配最為活躍，最高交配率為55．6%。11:00—17:00為交配活躍期。3日齡以后，交配期提前，而隨日齡的增加最高交配率降低，5日齡則只有零星發(fā)生交配?？梢姡廴馊~蜂的交配行為是一個較長的持續(xù)過程，是否發(fā)生交配行為與個體的生理狀況有關(guān)。

雌蜂隨日齡的增加，平均交配持續(xù)時間逐漸增加，1日齡平均交配持續(xù)時間為(21．84±7．54)min，2日齡為(26．38±6．93)min，至3日齡達到最大(27．33±5．29)min;此后交配持續(xù)時間快速減少，4日齡為(15．12±5．55)min，5日齡為(6．87±5．02)min。

圖4 不同日齡楚雄腮扁葉蜂室內(nèi)交配日節(jié)律(平均值±偏差)

2.5 楚雄腮扁葉蜂產(chǎn)卵量楚雄腮扁葉蜂雌蜂在交配后即可產(chǎn)卵。產(chǎn)卵具有群集性，大多3～4只雌蜂集中于一枝松梢上產(chǎn)卵。產(chǎn)卵時，一只雌蜂占據(jù)一束針葉;卵產(chǎn)于2年生針葉上，從針葉的基部一直排到針葉近端部，每一針葉有卵1～3排，大多為2排。產(chǎn)卵后，雌蜂則以頭朝前腹向卵、上顎張開、觸角直立的佯攻防守姿勢保護卵不受傷害。

雌蜂的產(chǎn)卵量在12～147粒之間，大多數(shù)為41～68粒，平均產(chǎn)卵(54．93±7．34)粒。

3 結(jié)論與討論

大部分昆蟲的發(fā)育、行為和代謝都具有一定的時辰節(jié)律性，尤以鱗翅目成蟲的羽化、求偶、交配、產(chǎn)卵等行為的時辰節(jié)律性明顯，如豆野螟Maruca testulalis［18］、蜀柏毒蛾P(guān)arocneria orienta［19］、甜菜夜蛾Spodoptera exigua［20］等。在林間，從6月中旬至10月上旬都可發(fā)現(xiàn)新羽化的楚雄腮扁葉蜂成蟲，主要集中在7月上旬至9月中旬。本研究中，楚雄腮扁葉蜂的羽化發(fā)生于8:00—20:00，與鱗翅目昆蟲存在很大的差異，這可能與楚雄腮扁葉蜂區(qū)別于鱗翅目昆蟲的特有行為習性和較長生命周期有關(guān)。

往往會看到雄蜂圍繞于樹下草地上某一點群集飛舞、爬行。這時在這一地點尋找往年蟲巢，在其附近的土層總能找到已羽化但尚未破土而出的雌蜂。室內(nèi)試驗雌蜂比雄蜂早一天羽化，楚雄腮扁葉蜂的雌雄比約為1:2．4，可部分解釋這一現(xiàn)象。

楚雄腮扁葉蜂的求偶行為主要發(fā)生于1～4日齡，尤其以1日齡、2日齡雌蜂求偶最為活躍，但比3日齡、4日齡雌蜂求偶高峰稍晚1 h。1日齡的交配活動在11:00—18:00比較活躍，高峰期為14:00;2日齡的交配高峰期比1日齡提前1 h。這種現(xiàn)象其他昆蟲也存在，如蓓帶夜蛾Mamestra Configurata［21］和螟蛾科的Zamagiria dixolophella［22］的雌蟲求偶時間隨日齡的變化而變化。

綜上，楚雄腮扁葉蜂在蛹期5～9 d羽化，11:00—18:00為集中羽化期;求偶行為主要發(fā)生于11:00—16:00，交配活躍期為11:00—17:00。試驗證明，楚雄腮扁葉蜂的羽化、求偶、交配等行為都具有一定的時辰節(jié)律性。昆蟲羽化和交尾節(jié)律的變化、昆蟲性信息素的產(chǎn)生和釋放是由內(nèi)分泌系統(tǒng)控制的，是昆蟲尋找配偶和發(fā)生交配等行為的重要環(huán)節(jié)［23］。根據(jù)本試驗結(jié)果，應(yīng)在楚雄腮扁葉蜂成蟲羽化的當天或翌日，對其進行信息素提取;應(yīng)用誘捕器誘殺則應(yīng)在白天進行。

［1］ 蕭剛?cè)幔颇先馊~蜂亞科兩新種(膜翅目:扁葉蜂科)［J］．昆蟲分類學報，1984，6(2-3):137-140．

［2］ 畢加勛，邵維福，劉鴻濱，等．楚雄腮扁葉蜂生物學特性及防治初步研究［C］//李典謨，伍一軍，武春生，等．中國昆蟲學會成立60周年紀念大會暨學術(shù)討論會論文集．北京:中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社，2004:728-734．

［3］ 姜紅．楚雄腮扁葉蜂的發(fā)生與防治［J］．中國林業(yè)，2007(6):57-58．

［4］ 王傳珍，王京剛，楊雋，等．昆崳山腮扁葉蜂生物學特性研究［J］．森林病蟲通訊，2000(4):20-22．

［5］ 張軍生，王志英，溫震．落葉松腮扁葉蜂預測預報技術(shù)研究［J］．內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計，2006，29(4):53-56．

［6］ Battisti A，Rodeghiero M．Monitoring spruce web-spinning sawflies Cephalcia spp．:the correlation between trap catches and soil sampling［J］．Entomologia Experimentalis et Applicata，1998，88(2):211-217．

［7］ Holuˇsa J，Liˇska J，Modlinger R，et al．On the occurrence of webspinning sawflies of the genus Cephalcia(Hymenoptera，Pamphiliidae)in the Czech Republic［J］．Journal of Forest Science，2007，53(Special Issue):57-62．

［8］ 羅正均，張力，楊德敏，等．馬尾松腮扁葉蜂幼蟲的生物學習性及防治技術(shù)研究［J］．林業(yè)科學研究，2008，21(5):686-692．

［9］ Kud^o S，Maet^o K，Ozaki K．Maternal Care in the red-headed spruce web-spinning sawfly，Cephalcia isshikii(Hymenoptera:Pamphiliidae)［J］．Journal of Insect Behavior，1992，5(6):783-785．

［10］ Holusa J and Kuras T．Diurnal behaviour of Cephalcia lariciphila(Hymenoptera:Pamphiliidae):relation to climatic factors and significance for monitoring［J］．European Journal of Forest Research，2010，129(2):243-248．

［11］ Ozaki K，F(xiàn)ukuyama K，Isono M，et al．Simultaneous outbreaks of three species of larch web-spinning sawflies:influences of weather and stand structure［J］．Forest Ecology and Management，2004，187(1):75-84．

［12］ 孫志強，張星耀，林琳，等．赤松純林林分特征對昆崳山鰓扁葉蜂發(fā)生量的影響［J］．生態(tài)學報，2010，30(4):857-866．

［13］ Eichhorn O，Bogenschütz H．Studies on the web-spinning spruce sawflies of the genus Cephalcia spp．1 Panz．(Hym．，Pamphiliidae)．IV．Population dynamics of Cephalcia abietis L．in Upper Suabia．［German］［J］．Journal of Applied Entomology，2000，124(3):121-139．

［14］ Maha A A．Cedars of Lebanon saved from sawfly［J］．International Pest Control，2008，50(1):22-23．

［15］ Battisti A．Effects of entomopathogenic nematodes on the spruce web-spinning sawfly Cephalcia arvenis Panzer and its parasitoids in the field［J］．Biocontrol Science and Technology，1994，4(1):95-102．

［16］ Battisti A，Boato A，Masutti L．Influence of silvicultural practices and population genetics on management of the spruce sawfly，Cephalcia arvensis［J］．Forest Ecology and Management，2000，128(3):159-166．

［17］ 馬蘋，李永和，謝開立，等．生物農(nóng)藥林得保防治楚雄腮扁葉蜂藥效試驗［J］．中國森林病蟲，2011，30(2):40-41．

［18］ 陸鵬飛，喬海莉，王小平，等．豆野螟成蟲行為學特征及性信息素產(chǎn)生與釋放節(jié)律［J］．昆蟲學報，2007，50(4):335-342．

［19］ 張坤勝，楊偉，卓志航，等．蜀柏毒蛾生殖行為及性信息素產(chǎn)生與釋放節(jié)律［J］．昆蟲學報，2012，55(1):46-54．

［20］ Dong Shuanglin，Du Jiawei．Diel rhythms of calling behavior and sex pheromone production of beet armyworm，Spodoptera exigua(Lepidoptera:Noctuidae)［J］．Entomologia Sinica，2001，8(1):89-96．

［21］ Howlader M A，Gerber G H．Calling behavior of the bertha armyworm，Mamestra configurata(Lepidoptera:Noctuidae)［J］．The Canadian Entomologist，1986，118(8):735-743．

［22］ Castrejón-Gómez，Victor R．Evidence of a sex pheromone and daily calling pattern of females of Zamagiria dixolophella(Lepidoptera:Pyralidae)［J］．Florida Entomologist，2010，93(2):147-152．

［23］ Giebultowicz JM．Molecular mechanism and cellular distribution of insect circadian clocks［J］．Annual Review of Entomology，2000，45(1):769-793．