瓜實蠅2種蛹寄生蜂生防潛能比較

李 磊， 韓冬銀， 張方平， 陳俊諭， 王建赟， 符悅冠

中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室， 海南 ?？?71101

瓜實蠅Zeugodacuscucurbitae(Coquillett)是我國果蔬的重要入侵害蟲，起源于印度，目前已擴散至我國10余個省份和地區(qū)，且有進(jìn)一步蔓延的趨勢 (李磊等,2016; 馬錁等,2010; 歐劍峰等,2008; Dhillonetal.,2005)。瓜實蠅寄主廣泛，可對120多種蔬菜水果造成毀滅性危害；其繁殖能力強，1只雌性瓜實蠅一生產(chǎn)卵多達(dá)上千粒，且一年可發(fā)生3～9代，給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失 (李磊等,2019; 馬錁等,2010; Dhillonetal.,2005)。目前，我國對瓜實蠅的防治主要依靠化學(xué)農(nóng)藥，但由于其成蟲善飛、幼蟲隱藏于果實內(nèi)部取食以及蛹在土壤中化蛹等特點 (Dhillonetal.,2005)，農(nóng)藥很難直接作用在蟲體上，導(dǎo)致防治效果差，迫使種植戶多次、大量用藥，易存在環(huán)境安全、食品安全等隱患。

寄生蜂的高效利用是瓜實蠅生物防治的重要技術(shù)手段之一。目前報道的瓜實蠅寄生蜂有10余種，其中阿里山潛蠅繭蜂Fopiusarisanus(Sonan)、弗氏短背繭蜂Psyttaliafletcheri(Silvestri) 是目前國際上擴繁以及應(yīng)用較為成功的2種寄生蜂，其利用技術(shù)已被多個國家納入瓜實蠅綜合治理中 (曾憲儒等,2019; Dhillonetal.,2005; Vargasetal.,2012)。有研究表明，2種寄生蜂聯(lián)合應(yīng)用后對瓜實蠅的控害效能高于任一寄生蜂單獨應(yīng)用的效能 (Bautistaetal.,2004; Harrisetal.,2010)。阿里山潛蠅繭蜂主要寄生瓜實蠅卵，而弗氏短背繭蜂主要寄生瓜實蠅幼蟲，這說明不同類型寄生蜂的組合應(yīng)用可以提升瓜實蠅生物防治的效能。但室內(nèi)和田間的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，2種寄生蜂聯(lián)合應(yīng)用也不能使防效達(dá)到100%，說明經(jīng)歷卵和幼蟲寄生蜂寄生后仍有部分瓜實蠅化蛹。因此，蛹寄生蜂的引入顯得尤為必要。蠅蛹俑小蜂SpalangiaendiusWalker和蠅蛹金小蜂PachycrepoideusvindemmiaeRondani是蠅類害蟲蛹期的重要寄生蜂，可寄生包括瓜實蠅在內(nèi)的數(shù)十種蠅類 (黃文楓,2018; 劉歡等,2016b; Brandaoetal.,2011; Machtinger & Geden,2015)。目前國內(nèi)外有許多關(guān)于2種寄生蜂對瓜實蠅寄生效能以及適應(yīng)性的研究 (黃文楓等,2018; 劉歡,2015; 劉歡等,2016b; 趙海燕,2013; Lietal.,2020)，但鮮見2種寄生蜂對瓜實蠅蛹生防潛能比較的報道?；诖耍狙芯客ㄟ^比較蠅蛹俑小蜂和蠅蛹金小蜂的生物防治潛能，篩選出適合防治瓜實蠅蛹的寄生蜂，為聯(lián)合應(yīng)用寄生蜂對瓜實蠅的控制提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

瓜實蠅、蠅蛹俑小蜂以及蠅蛹金小蜂的初始種群來源于海南三亞苦瓜園(18°19′N, 108°50′E)，供試的瓜實蠅為室內(nèi)人工飼料飼養(yǎng)20代以上的穩(wěn)定種群(Lietal.,2020)，2種寄生蜂為瓜實蠅蠅蛹飼養(yǎng)15代以上的穩(wěn)定種群，飼養(yǎng)條件：溫度(26±1)℃，相對濕度(65±5)%，光周期L∶D=14∶10。

1.2 2種寄生蜂對瓜實蠅的寄生效能評價

收集新羽化蠅蛹俑小蜂與蠅蛹金小蜂若干，分別置于獨立的養(yǎng)蟲籠(20 cm×20 cm×20 cm)飼養(yǎng)48 h備用，期間提供10%的蜂蜜水供其取食。取10個圓柱形透明塑料盒(直徑7.5 cm，高10 cm)洗凈備用，分批挑取300頭健康完整且大小均勻的3日齡瓜實蠅蛹置于每一個盒中，用雙面膠在盒壁上粘上一個含有10%蜂蜜水的棉團(tuán)，然后取10對(雌∶雄)健康活潑的寄生蜂放入盒中，蠅蛹俑小蜂和蠅蛹金小蜂各5組，最后用200目紗網(wǎng)封口放入人工氣候箱中，設(shè)置氣候箱條件與1.1一致。24 h后將塑料盒中的寄生蜂和蛹同時倒入14目分樣篩并篩除寄生蜂，保留瓜實蠅蛹培養(yǎng)至寄生蜂完全羽化，同時在顯微鏡下解剖既未出蜂又未出蠅的蛹，統(tǒng)計被寄生蜂寄生且能出蜂以及被寄生蜂寄生但未出蜂的蛹的數(shù)量(劉歡等,2016a)。

1.3 2種寄生蜂繁殖能力比較

收集新羽化的蠅蛹俑小蜂、蠅蛹金小蜂各10對分別置于不同的圓柱形塑料盒(直徑7.5 cm，高10 cm)中，每個盒中事先放入300粒3日齡瓜實蠅蛹以及10%蜂蜜水棉球，塑料盒用200目紗網(wǎng)封口。每隔24 h替換一次相同數(shù)量的瓜實蠅蠅蛹直至所有寄生蜂死亡，收集替換出的蛹置于人工氣候箱中培養(yǎng)，待寄生蜂開始羽化，每日統(tǒng)計其數(shù)量，實驗重復(fù)5次。環(huán)境條件設(shè)置與1.2一致。

1.4 覆土厚度對2種寄生蜂寄生瓜實蠅蛹效能的影響

從中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所苦瓜園中收集土壤(接近壤土)并篩出雜草，定量稱取土壤置于105 ℃烘箱中烘干至恒重，然后添加無菌水將土壤含水量調(diào)至采集時的含水量(約15%～20%)。55個1 L燒杯洗凈備用，設(shè)置1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 cm共10種深度處理，用游標(biāo)卡尺從燒杯底部測量燒杯深度并用記號筆做好深度標(biāo)記，每個燒杯標(biāo)記一種深度。挑取完整且大小一致的3日齡瓜實蠅蛹300頭分別置于每個燒杯底部，依次將土壤均勻撒在蛹上直至與每個燒杯標(biāo)記好的刻度線平齊。隨后引入10對2日齡寄生蜂(每個燒杯僅引入一種寄生蜂)，并提供一個10%的蜂蜜水棉球，用200目紗網(wǎng)封口后放入人工氣候箱，48 h后移除寄生蜂，收集燒杯中的瓜實蠅蛹繼續(xù)培養(yǎng)至寄生蜂羽化，同時在顯微鏡下解剖既未出蜂又未出蠅的蛹，統(tǒng)計被寄生的瓜實蠅蛹數(shù)量(劉歡等,2016a)。以將3日齡瓜實蠅蛹置于5 cm厚度土壤表面不覆蓋土壤作為對照(即0 cm)，對照和處理均設(shè)置5次重復(fù)，環(huán)境條件設(shè)置與1.2一致。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

寄生蜂對瓜實蠅蛹的寄生率由被寄生的蛹數(shù)量占供試蛹數(shù)量的百分比獲得。實驗中所有數(shù)據(jù)均由SPSS 20進(jìn)行統(tǒng)計分析，其中同等條件下2種寄生蜂對瓜實蠅的寄生效能比較采用t檢驗，2種寄生蜂繁殖能力的比較采用雙因素方差分析結(jié)合Tukey HSD法進(jìn)行檢驗，當(dāng)P<0.05時表示數(shù)據(jù)間的比較有顯著性差異；采用Origin 2019制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種寄生蜂對瓜實蠅的寄生效能評價

由圖1可知：在相同條件下通過非選擇性寄生實驗發(fā)現(xiàn)蠅蛹俑小蜂和蠅蛹金小蜂對瓜實蠅蛹的寄生率分別約為58%和56%，但2種寄生蜂寄生率之間并無顯著性差異。

圖1 2種寄生蜂對瓜實蠅蛹的寄生率Fig.1 The parasitism rate of the two parasitoids to Z. cucurbitae pupae寄生率數(shù)據(jù)在分析前通過公式代換； “ns” 表示經(jīng)t檢驗在0.05水平上無顯著差異。 The data of parasitism rate were transformed by the formula of before analyzing; the "ns" means indicates there is no significant difference according to t test (α=0.05).

2.2 2種寄生蜂繁殖能力研究

由圖2可知：蠅蛹俑小蜂平均壽命為10.2 d，其最長可產(chǎn)卵至第7天；而蠅蛹金小蜂平均壽命為11.4 d，其最長可產(chǎn)卵至第8天。通過對2種寄生蜂逐日產(chǎn)卵量比較發(fā)現(xiàn)，蠅蛹俑小蜂在2～4日齡時單雌產(chǎn)后代數(shù)相對較多，單雌一生平均累計產(chǎn)后代數(shù)可達(dá)23頭；而蠅蛹金小蜂在2～5日齡單雌產(chǎn)后代數(shù)相對較多，單雌一生平均累計產(chǎn)后代數(shù)可達(dá)30頭，顯著高于蠅蛹俑小蜂單雌累計產(chǎn)后代數(shù)。

2.3 覆土厚度對2種寄生蜂寄生瓜實蠅蛹效能的影響

由圖3可知：覆土的厚度顯著影響2種寄生蜂的寄生效能。隨著土壤厚度的增加，2種寄生蜂對瓜實蠅蛹的寄生率顯著下降。研究發(fā)現(xiàn)，2種寄生蜂對裸露在土壤表面的瓜實蠅蛹寄生率最高，均超過92%；當(dāng)覆蓋1 cm厚度的土壤后，蠅蛹俑小蜂的寄生率下降至58.84%，而蠅蛹金小蜂的寄生率下降至20.61%。此外，研究發(fā)現(xiàn)蠅蛹俑小蜂最深可寄生8 cm土壤下的瓜實蠅蛹，而蠅蛹金小蜂在土壤厚度達(dá)到3 cm時就不能完成寄生(即寄生率為0)。

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，蠅蛹俑小蜂和蠅蛹金小蜂以家蠅蛹為寄主時平均產(chǎn)卵歷期、平均單雌產(chǎn)后代數(shù)分別為8.93 d、45頭以及9.58 d、34頭 (陳中正等,2011; 詹月平等,2013)，而本研究發(fā)現(xiàn)，蠅蛹俑小蜂和蠅蛹金小蜂以瓜實蠅蛹為寄主時至多可產(chǎn)卵至第7和第8天，平均單雌產(chǎn)后代數(shù)分別約為23和30頭。從這2組數(shù)據(jù)來看，以家蠅蛹為寄主時蠅蛹俑小蜂的繁殖力比蠅蛹金小蜂的稍高，而以瓜實蠅蛹為寄主時蠅蛹金小蜂的繁殖力稍高，這說明寄主類型以及寄生蜂自身對寄主的適應(yīng)性可能是影響2種寄生蜂繁殖能力的重要因素。

雖然蠅蛹金小蜂在繁殖力上占有一定的優(yōu)勢，但這一優(yōu)勢需要瓜實蠅蛹未被覆蓋的前提才能體現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)瓜實蠅蛹被土壤覆蓋后，相同厚度土壤條件下蠅蛹金小蜂的寄生率顯著比蠅蛹俑小蜂的低，且前者寄生率下降的速度尤為迅速，如當(dāng)土壤厚度僅為1 cm時，蠅蛹金小蜂的寄生率從未被土壤覆蓋寄生率的94.03%下降至20.61%，當(dāng)土壤厚度到達(dá)3 cm時，其寄生率為0。而蠅蛹俑小蜂在土壤厚度為8 cm時還有少數(shù)的瓜實蠅蛹被寄生，說明蠅蛹俑小蜂的鉆土能力比蠅蛹金小蜂強。劉歡 (2015)研究了砂土、壤土以及黏土對瓜實蠅老熟幼蟲化蛹習(xí)性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，98%以上的瓜實蠅均嗜好在土壤里化蛹，極少在土壤表面化蛹；研究還發(fā)現(xiàn)瓜實蠅偏好在2～3 cm厚度壤土、3～4 cm厚度的黏土、3～5 cm厚度的砂土中處化蛹。這些結(jié)果也間接說明，要想通過釋放蛹寄生蜂控制瓜實蠅蛹，寄生蜂至少需要能鉆入2～5 cm的土壤中，而從本研究結(jié)果可知蠅蛹金小蜂很難滿足這一要求。對比之下，蠅蛹俑小蜂更適合應(yīng)用于瓜實蠅蛹的生物防治。

Bautistaetal. (2004)室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)阿里山潛蠅繭蜂與弗氏短背繭蜂的聯(lián)合應(yīng)用可寄生93.3%的瓜實蠅，而本研究發(fā)現(xiàn)蠅蛹俑小蜂對瓜實蠅蛹的寄生率達(dá)58%，由于3種寄生蜂寄生的蟲態(tài)不同，理論上來說，蠅蛹俑小蜂的介入更會提高其聯(lián)合控害效能，但具體3種寄生蜂聯(lián)合應(yīng)用的寄生效能還需進(jìn)一步評估。

圖2 不同產(chǎn)卵歷期時2種寄生蜂單雌產(chǎn)后代數(shù)Fig.2 Number of offspring per female for the two parasitoids at different oviposition durations實線和虛線分別代表累計產(chǎn)后代數(shù)和寄生蜂壽命終止線；矩形的大小代表單雌產(chǎn)后代的數(shù)量；相同小寫字母表示經(jīng)Tukey HSD法 在0.05水平上無顯著差異；“*”表示2種寄生蜂累計產(chǎn)后代數(shù)經(jīng)t檢驗在0.05水平上有顯著性差異。The solid line and dotted line represent the cumulative total quantity of offspring and end-of-life line, respectively; the area of rectangle indicates the number of offspring per female parasitoid; means within the same lowercase letter are not significant different (Tukey′s HSD test, α=0.05); "*" shows there is no significant difference between the cumulative total quantity of offspring of the two parasitoids according to t test (α=0.05).

圖3 不同土壤厚度下2種寄生蜂對瓜實蠅蛹的寄生率Fig.3 The parasitism rate of the two parasitoids to Z. cucurbitae pupae at different soil depth寄生率數(shù)據(jù)在分析前通過公式代換； “*”表示2種寄生蜂在相同覆土厚度下的寄生率 經(jīng)t檢驗在0.05水平上有顯著性差異。The data of parasitism rate were transformed by the formula of analyzing; "*" represent the two parasitoids have significant different parasitism rate at the same soil depth (t test, P=0.05).