利用黑廣肩步甲進行生物防治的可行性探索及應用展望

陳增良 宋 策 于庭洪 趙世文 李喜升

(遼寧省蠶業(yè)科學研究所，遼寧鳳城 118100)

黑廣肩步甲(CalosomamaximovicziMorawitz)是在柞蠶區(qū)分布最廣、發(fā)生最多、為害最重的步甲類群。成蟲對柞蠶的捕食性強，1頭黑廣肩步甲日均可為害2—3齡柞蠶幼蟲近百頭，蟲害暴發(fā)幾日之內(nèi)即可將發(fā)生區(qū)內(nèi)的柞蠶為害殆盡[1]。發(fā)生區(qū)內(nèi)，柞蠶被害率一般年份為20%～30%，較重年份可達70%以上。嚴重影響著柞蠶正常生產(chǎn)與柞蠶繭產(chǎn)量。目前應用遼寧省蠶業(yè)科學研究所研發(fā)的生物信息防控技術(shù)，通過行為調(diào)控的方式可以在柞園內(nèi)大量誘捕黑廣肩步甲[2]，誘捕效果可達75%左右，基本可以實現(xiàn)對該蟲的綠色安全防控。

在自然界中，黑廣肩步甲是重要的捕食性天敵昆蟲資源。利用天敵昆蟲控制農(nóng)業(yè)害蟲是安全有效的害蟲控制策略，也是未來害蟲管理發(fā)展的方向[3]。將柞園內(nèi)誘捕到的黑廣肩步甲人工助遷至非柞蠶區(qū)的菜田、茶園等農(nóng)林系統(tǒng)內(nèi)，可繼續(xù)發(fā)揮其作為天敵昆蟲的自然生態(tài)平衡作用。因此開展該蟲對菜青蟲、茶尺蠖等鱗翅目食葉害蟲的捕食性與生物防治效果評估，摸索黑廣肩步甲人工繁育與安全越冬技術(shù)，提出田間淹沒釋放生物防治應用策略[4]等相關應用基礎研究具有很強的實際應用價值，可對開發(fā)黑廣肩步甲作為生物防治天敵昆蟲產(chǎn)品提供重要的理論依據(jù)。

1 黑廣肩步甲作為天敵昆蟲應用的潛在優(yōu)勢

1.1 黑廣肩步甲的分布

黑廣肩步甲屬鞘翅目，步甲科，星步甲屬。主要分布于東北亞的俄羅斯烏蘇里地區(qū)、朝鮮、日本和我國的遼寧、內(nèi)蒙古、甘肅、河北、山西、陜西、山東、河南、江蘇、安徽、湖北、浙江、臺灣、江西、四川、云南[5-6]。

1.2 黑廣肩步甲的生活史與活動規(guī)律

黑廣肩步甲生命期可達3～4 a。在遼寧地區(qū)一年1代，以成蟲在土壤中越冬。翌年5月中、下旬及6月間有少數(shù)成蟲出土活動，8月上中旬，大量出土活動并產(chǎn)卵于土中。幼蟲8月中、下旬孵化，9月中、下旬化蛹，10月上、中旬羽化為成蟲，在原土室內(nèi)越冬，不再出土活動。

黑廣肩步甲作為一種步行甲，不善飛翔。主要在棲境內(nèi)爬行，移動迅速。在遼寧地區(qū)，立秋至處暑期間是其發(fā)生盛期，成蟲一般在當日15時開始活動，以18時至22時活動最盛，24點后活動減弱，至次日凌晨4時絕大部分潛藏于地表枯枝落葉、疏松土壤或者石縫中[1]。8月下旬，隨著氣溫的下降，活動規(guī)律發(fā)生變化，以氣溫較高的當日11時至16時活動最盛，其它時間很少活動。在天氣晴朗、氣溫較高的中午，個別成蟲可飛行。高溫強對流天氣，可借助空氣流動遠距離遷飛。近年來，在遼寧地區(qū)已呈現(xiàn)出由南向北擴散趨勢。

1.3 黑廣肩步甲的捕食性

黑廣肩步甲具有非常強的害蟲控制能力。其行動迅速，活動敏捷，搜尋能力強，捕食害蟲的種類多、數(shù)量大，環(huán)境適應性強，分布廣泛，資源豐富，具有重要的利用價值[7]。黑廣肩步甲相較其它捕食性天敵昆蟲，特點鮮明，喜好攻擊個體偏大(3齡以上)的鱗翅目食葉昆蟲幼蟲；棲境內(nèi)溫濕度愈高，獵物蟲口密度愈大，該蟲的攻擊性愈強。雖然黑廣肩步甲的每次取食量有限，卻可以持續(xù)攻擊幾十甚至上百頭幼蟲，生物防治作用突出。通過捕食試驗測定，發(fā)現(xiàn)黑廣肩步甲成蟲可以捕食幾乎所有鱗翅目食葉昆蟲幼蟲，如菜青蟲、棉鈴蟲、煙青蟲、甜菜夜蛾、甘藍夜蛾、玉米粘蟲、茶尺蠖、美國白蛾、黃二星舟蛾、肖黃掌舟蛾、蘋梢鷹夜蛾、蘋掌舟蛾、紅腹燈蛾、桑螟、桑尺蠖、舞毒蛾、柞蠶、家蠶以及蚯蚓、黃粉蟲、蝗蟲、金龜子幼蟲等[7-8]。

2 利用黑廣肩步甲進行生物防治的實踐

2.1 黑廣肩步甲生物防治菜青蟲

2013年8月22—25日，對北京市平谷區(qū)西藍花種植基地內(nèi)約3 hm2的西蘭花菜田進行黑廣肩步甲生物防治。生物防治田(約5萬株西蘭花，84行，每行約600株)內(nèi)，隨機標記西藍花100株(五點取樣法，每樣點20株)，標記樣株上有菜青蟲、甜菜夜蛾、甘藍夜蛾、朝鮮粉蝶等十字花科蔬菜幼蟲238頭。以同步開展的化學防治田(20 hm2)為對照處理區(qū)，其隨機標記的百株西藍花上蟲口數(shù)量為241頭。投放2 400頭黑廣肩步甲，48 h后調(diào)查生物防治區(qū)內(nèi)蟲口減退情況。同時調(diào)查該基地比較2種防治措施的害蟲防治效果。48 h后，生物防治區(qū)標記植株的蟲口數(shù)量為77頭，以1—2齡低齡幼蟲為主，蟲口減退率為67.6%；化學防治區(qū)標記植株的蟲口數(shù)量為32頭，以5齡幼蟲為主，蟲口減退率為86.7%。72 h后的生物防治區(qū)標記植株上的蟲口數(shù)量為63頭，蟲口減退率為73.5%，而化學防治區(qū)標記植株的蟲口數(shù)量沒有變化。試驗結(jié)果表明：利用黑廣肩步甲對菜青蟲等十字花科蔬菜鱗翅目害蟲進行生物防治，可以取得較好的防控效果。在實際應用中可考慮將其作為常規(guī)化學防治的補充措施，迅速降低高齡害蟲對蔬菜作物的為害。

2.2 黑廣肩步甲生物防治灰茶尺蠖

2016年8月31日至9月3日，在湖北省赤壁市1 333 m2(2畝)茶園內(nèi)投放黑廣肩步甲1 200頭。48 h后，生物防治處理區(qū)的灰茶尺蠖蟲口密度為85頭/m2，并以1—3齡低齡幼蟲為主；化學防治區(qū)的茶尺蠖蟲口密度為23頭/ m2，以4—5齡幼蟲為主?；也璩唧妒遣鑸@的毀滅性食葉害蟲之一。在茶園內(nèi)需及時利用化學藥劑、EgNPV等對3齡前幼蟲進行防治，如未能及時降低蟲口，待其發(fā)育至4—5齡后，因其具有較強的耐藥性，繼續(xù)采用低毒農(nóng)藥的防治效果甚微。試驗表明：利用黑廣肩步甲可對茶尺蠖4—5齡幼蟲具有很好的捕食性，可以迅速降低4—5齡茶尺蠖對茶葉的為害，但對低齡幼蟲(1—3齡)幾乎沒有效果。建議在茶園內(nèi)可采用常規(guī)防治手段控制低齡幼蟲，黑廣肩步甲控制耐藥性強的高齡幼蟲，兩種防治策略相結(jié)合，有效減少化學農(nóng)藥使用，顯著降低茶葉農(nóng)藥殘留，提高茶葉產(chǎn)量與品質(zhì)。

2.3 黑廣肩步甲生物防治玉米粘蟲

玉米粘蟲是跨區(qū)域遷飛的重大害蟲，一旦達到3齡，食量會暴增，為害極大，防治不及時會造成嚴重減產(chǎn)甚至絕收。2019年8月在遼西地區(qū)爆發(fā)成災。2019年8月21—24日，在阜新市667 m2(1畝)玉米田內(nèi)投放黑廣肩步甲800頭，48 h后調(diào)查生物防治處理區(qū)蟲口密度為185頭/百株，并以1—2齡低齡幼蟲為主；對照區(qū)蟲口密度為438頭/百株。田間觀察，1頭黑廣肩步甲平均1 h內(nèi)可捕食7～10頭4—5齡玉米粘蟲；同期室內(nèi)試驗觀察，在20 cm×15 cm×10 cm的飼育盒內(nèi)，1頭黑廣肩步甲1 h內(nèi)可以捕殺50頭3—5齡玉米粘蟲。

3 利用黑廣肩步甲進行生物防治的可行性分析

3.1 黑廣肩步甲蟲源獲取

2013年以來，黑廣肩步甲綠色安全防控技術(shù)(黑廣肩步甲誘芯及配套誘捕裝置)已累計在遼寧、山東、河南等地區(qū)推廣應用28.67余萬hm2(430余萬畝)。在遼寧地區(qū)，秋蠶期每把柞蠶放養(yǎng)面積約為5.33～6.67 hm2(80～100畝)，1個誘捕器一般可誘捕到黑廣肩步甲50～70頭，按每戶蠶農(nóng)應用100套誘捕器計，每把柞園內(nèi)可誘捕到5 000～7 000頭黑廣肩步甲。在黑廣肩步甲為害嚴重的岫巖、莊河、遼陽、鳳城、寬甸等縣(市)區(qū)的秋柞蠶放養(yǎng)近3.5萬把，據(jù)此推算，僅在上述縣區(qū)柞園內(nèi)就可誘捕到黑廣肩步甲2億頭左右。如及時將誘捕器內(nèi)黑廣肩步甲回收，可為黑廣肩步甲生物防治利用提供可靠充足蟲源。

3.2 黑廣肩步甲的人工飼養(yǎng)與繁殖

目前，國內(nèi)在實驗室已成功實現(xiàn)利用柞蠶、人工飼料[9]、黃粉蟲[10]等作為飼料的黑廣肩步甲規(guī)?；斯わ曫B(yǎng)繁殖。黑廣肩步甲成蟲規(guī)?；曫B(yǎng)，可在水泥池內(nèi)鋪40～50 cm的透氣性較好的花土，上面鋪上落葉、枯枝等模擬其自然生存環(huán)境，飼養(yǎng)環(huán)境溫度25～26 ℃，相對濕度70%～75%，短日照8L∶16D，土壤濕度15%～18%，為最佳。溫度低于20 ℃時黑廣肩步甲的活動能力明顯減弱；高于30 ℃，黑廣肩步甲活動頻繁，過度消耗體能。生存環(huán)境濕度過大，成蟲易生寄生螨。繁殖期的成蟲，可采用盒育(100 cm×50 cm×20 cm)，方便收集卵粒。黑廣肩步甲幼蟲具有同類相殘習性，適宜單頭飼養(yǎng)，如將其置于黑暗環(huán)境、食物充足，可多頭共育。飼養(yǎng)期間，定時輪換投放高蛋白的食物如柞蠶，黃粉蟲，蚯蚓，冷凍處理過的蝻、鱗翅目成蟲，植物性食物蘋果、香蕉、西瓜、黃瓜等，有利于保證營養(yǎng)均衡，維持步甲個體活力，提高繁育質(zhì)量。

3.3 黑廣肩步甲的安全越冬

在遼寧地區(qū)黑廣肩步甲發(fā)生高峰期在8月中旬，野外大量誘捕到的黑廣肩步甲需至翌年5月后才能投放到田間應用。因此，在9月中旬，可先通過短日照8 L∶16 D，日間23 ℃、暗期15 ℃低溫馴化10 d后，進入全暗期，日間17 ℃，夜間12 ℃，加速其入土滯育。滯育處理期的蟲口密度以150～200頭/m2為宜，待80%以上黑廣肩步甲入土后，將未入土黑廣肩步甲移至新飼育池內(nèi)進行滯育處理。

3.4 黑廣肩步甲冷鏈運輸與無人機投放

黑廣肩步甲耐饑餓、耐低溫，在溫濕度適宜的條件下，7～10 d內(nèi)不取食亦不會死亡。采用4～10 ℃低溫冷鏈運輸，到達目的地后，升高溫度至25 ℃，可以迅速恢復其活力與攻擊性。

黑廣肩步甲在田間投放可采取人工投放或無人機定點精準均勻投放。投放方案可采取在田塊四周布置必要的防步甲逃逸措施，采取淹沒釋放“過飽和攻擊”的投放方式，迅速壓低蟲口密度，達到防控效果后，可采用步甲誘捕器將田塊內(nèi)黑廣肩步甲大部分誘集回收，保留小部分繼續(xù)控制，然后采取“輪牧”的方式將回收的步甲轉(zhuǎn)移至下一田塊內(nèi)繼續(xù)進行生物防治。

4 利用黑廣肩步甲進行生物防治的前景與展望

黑廣肩步甲大規(guī)模飼養(yǎng)主要靠人工，工業(yè)化程度低，生產(chǎn)成本高，生防成本比化學農(nóng)藥要高3～5倍，并且該蟲在自然環(huán)境中嗜食個體偏大的鱗翅目食葉昆蟲幼蟲，生物防治應用時具有一定的限制性。但傳統(tǒng)的化學防治手段亦有由于害蟲的高齡幼蟲往往耐藥性強，防控效果欠佳這一不足之處。在生物防治實際應用時，可以因地制宜考慮將黑廣肩步甲作為化學防治、物理防治等其它防治措施的有益補充，多種手段相結(jié)合的害蟲綜合治理策略，就能夠相得益彰，取得令人滿意的害蟲治理效果。

利用天敵昆蟲開展以蟲治蟲是害蟲生物防治的核心措施，也是推進農(nóng)藥減量控害的關鍵手段，具有安全、有效、簡便、可持續(xù)、無殘留等優(yōu)點。利用天敵昆蟲防治害蟲可以有效的降低環(huán)境污染，保護生態(tài)環(huán)境，減少化學農(nóng)藥的使用量，減少害蟲的抗藥性，對生產(chǎn)者和消費者安全無害，這對推進我國綠色優(yōu)質(zhì)生態(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，讓綠水青山產(chǎn)生更大的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益大有裨益。當前對黑廣肩步甲的研究和生物防治應用實踐已表明該蟲可以顯著減少害蟲的取食，迅速降低經(jīng)濟損失，展示出了良好的害蟲控制效果。因此，應當高度重視對黑廣肩步甲的研究與利用，為進一步深入開展該天敵昆蟲的人工大規(guī)模飼養(yǎng)、繁殖與淹沒釋放提供依據(jù)，使該天敵昆蟲資源在我國的害蟲生物防治中發(fā)揮持續(xù)的重要作用。