棉鈴蟲卵齡和密度對松毛蟲赤眼蜂寄生效能的影響

李耀發(fā)，趙玉敬，安靜杰，黨志紅，潘文亮，宋 健，高占林

（河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所/河北省農(nóng)業(yè)有害生物綜合防治工程技術研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室，保定 071000）

赤眼蜂Trichogrammaspp.屬膜翅目，赤眼蜂科，是一類重要的農(nóng)林害蟲卵寄生蜂[1]，也是世界范圍內(nèi)商業(yè)化最早、最成功的天敵昆蟲種類[2]。赤眼蜂寄主范圍廣泛，以1200余種昆蟲的卵作為寄主，其中多數(shù)是農(nóng)林業(yè)重要的鱗翅目害蟲[3]。松毛蟲赤眼蜂T.dendrolimi、螟黃赤眼蜂T.chilonis和玉米螟赤眼蜂T.ostriniae是目前我國應用最成功的赤眼蜂種類，尤其在我國北方地區(qū)。根據(jù)不同種類赤眼蜂對不同寄主昆蟲具有不同的寄生嗜好性，可將松毛蟲赤眼蜂用于防治粘蟲Mythimnaseparata，螟黃赤眼蜂用于防治小菜蛾Plutellaxylostella和二化螟Chilosuppressalis，玉米螟赤眼蜂用于防治玉米螟Ostriniafurnacalis和小菜蛾等[4]。

棉鈴蟲Helicoverpaarmigera是一種世界范圍內(nèi)的重要農(nóng)業(yè)害蟲，20世紀90年代，該蟲曾經(jīng)在我國棉花等多種作物上造成了重大經(jīng)濟損失[5]。自1997年轉Bt基因抗蟲棉的種植以及隨后大面積推廣應用，棉鈴蟲在我國北方農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了有效控制[6]。但是自2010年以來，隨著黃河、長江流域棉花種植面積的逐年下降，轉 Bt基因棉花“誘殺陷阱”作用明顯減弱，使我國東部地區(qū)棉鈴蟲種群再一次在棉田之外多種作物上快速發(fā)展，如花生、玉米、中藥材等[7,8]。自20世紀70年代，我國便開展了松毛蟲赤眼蜂防治棉鈴蟲的田間應用技術研究[9-11]，90年代后期，螟黃赤眼蜂[12-14]、甘藍赤眼蜂T.brassicae[15]、廣赤眼蜂T.evanescens[16]等也逐漸被用于防治棉鈴蟲。

目前，已有研究多集中于赤眼蜂生物學特性[16]、室內(nèi)繁育技術[9]、田間釋放技術等[10,11,13,14]。關于赤眼蜂對寄主昆蟲卵的選擇性研究較少，王衛(wèi)華等[15]研究發(fā)現(xiàn)不同品系甘藍夜蛾赤眼蜂對麥蛾、小菜蛾、棉鈴蟲等不同寄主卵具有明顯的選擇性差異。許晶[4]通過對6種赤眼蜂寄生5種寄主昆蟲卵后的生物學參數(shù)分析，為玉米螟、小菜蛾、粘蟲等5種昆蟲篩選出了最佳的優(yōu)勢赤眼蜂種類。Huang等[17]發(fā)現(xiàn)，與粘蟲卵相比，玉米螟赤眼蜂產(chǎn)卵時更偏好米蛾卵，而松毛蟲赤眼蜂和稻螟赤眼蜂則在兩種昆蟲卵的選擇性上沒有顯著性差異。Pizzol等[18]發(fā)現(xiàn)赤眼蜂對寄主昆蟲不同日齡卵也具有不同的寄生選擇性，如卷蛾赤眼蜂T.cacoeciae在寄生葡萄花翅小卷蛾Lobesiabotrana時，對1～2日齡卵寄生嗜好性明顯高于3～4日齡卵。因此，為了進一步提高松毛蟲赤眼蜂對棉鈴蟲的田間防治效果，優(yōu)化赤眼蜂田間釋放技術，本文開展了松毛蟲赤眼蜂對棉鈴蟲卵的室內(nèi)寄生選擇性研究，為進一步補充完善應用松毛蟲赤眼蜂防治棉鈴蟲田間釋放技術奠定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試蟲

松毛蟲赤眼蜂T.dendrolimi成蜂，北京市密云植保植檢站提供。將赤眼蜂卵于室內(nèi)恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)（25±1）℃條件下培養(yǎng)，取新羽化的赤眼蜂成蜂進行棉鈴蟲卵的寄生選擇性試驗。

棉鈴蟲H.armigera卵，采用河北省農(nóng)林科學院植物保護研究所養(yǎng)蟲室長期人工飼養(yǎng)種群，于室內(nèi)（25±1）℃，60%～80%相對濕度，自然光照條件下進行室內(nèi)飼養(yǎng)，待其成蟲產(chǎn)卵后，選擇適宜的棉鈴蟲卵進行赤眼蜂成蜂寄生選擇性試驗。

1.2 松毛蟲赤眼蜂對不同日齡棉鈴蟲卵的寄生選擇性

松毛蟲赤眼蜂羽化后用蘸有20%蜂蜜水的濾紙條飼喂約8 h，以保證雌蜂與雄蜂充分交配。分別取產(chǎn)有0～1 d、1～2 d、2～3 d棉鈴蟲卵的卵布置于玻璃指形管（直徑1.8 cm，長8.0 cm）中，每管中棉鈴蟲卵數(shù)為40粒。用細毛筆取5頭赤眼蜂雌蜂，置于裝有棉鈴蟲卵布的指形管內(nèi)，并用濾紙條飼喂蜂蜜水，以黑紗布封口。每個處理重復10次。將處理好的玻璃管置于（25±1）℃恒溫培養(yǎng)箱中，相對濕度為60%～80%，光周期為16L:8D。待赤眼蜂雌蜂死后取出，5 d后調(diào)查被寄生的棉鈴蟲卵數(shù)量。

1.3 不同“蜂-卵”比對松毛蟲赤眼蜂寄生選擇性的影響

取松毛蟲赤眼蜂羽化24 h內(nèi)已交配的雌蜂，分別按1、2、5和10頭/管的接蜂密度，接入干凈的玻璃指形管（直徑1.8 cm，長8.0 cm）中，指形管中提前按10、20、40和80粒/管的密度放入棉鈴蟲卵布，并飼喂20%蜂蜜水，用黑布封口。試驗共計16個處理，每個處理重復3次。將處理好的玻璃指形管置于（25±1）℃恒溫培養(yǎng)箱中，濕度為60%～80%，光周期為16L:8D。待赤眼蜂雌蜂死后取出，并于5 d后記錄各處理被寄生的棉鈴蟲卵數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與方法

統(tǒng)計各處理中棉鈴蟲卵被寄生數(shù)，計算棉鈴蟲卵被寄生率、赤眼蜂單頭雌蜂寄生效能，試驗結果采用DPSv 6.55軟件進行Duncan’s多重比較。棉鈴蟲卵被寄生率（%）＝棉鈴蟲被寄生卵粒數(shù)/供試棉鈴蟲卵粒數(shù)×100；赤眼蜂寄生效能＝棉鈴蟲被寄生卵粒數(shù)/供試赤眼蜂雌蜂數(shù)。

2 結果與分析

2.1 松毛蟲赤眼蜂對不同日齡棉鈴蟲卵的寄生選擇性

松毛蟲赤眼蜂對棉鈴蟲不同日齡卵的寄生嗜好性存在較大差異，更偏好寄生 1～2日齡的棉鈴蟲卵，寄生率高達69.44%，明顯高于其他日齡卵，其次為2～3日齡卵，寄生率為54.72%，對新產(chǎn)的0～1日齡卵偏好性最差，寄生率僅為37.43%（表1）。

表1 松毛蟲赤眼蜂對不同日齡棉鈴蟲卵的寄生選擇性Table 1 Parasitic selectivity of T.dendrolimi to different age of cotton bollworm eggs

2.2 不同“蜂-卵”比對松毛蟲赤眼蜂寄生效能的影響

2.2.1 不同“蜂-卵”比下松毛蟲赤眼蜂對棉鈴蟲卵總寄生量的變化 相同棉鈴蟲卵密度下，隨著赤眼蜂雌蜂密度的增加，其對棉鈴蟲卵的寄生量也明顯增加；相同赤眼蜂雌蜂密度下，隨著棉鈴蟲卵量的逐步增加，棉鈴蟲被寄生卵量也顯著增加。棉鈴蟲被寄生卵量最少的為1頭赤眼蜂雌蜂和10粒棉鈴蟲卵的組合（4.00粒），而最多的為10頭赤眼蜂雌蜂和80粒棉鈴蟲卵的組合（26.33粒）（表2）。

表2 不同“蜂-卵”比下松毛蟲赤眼蜂對棉鈴蟲卵總寄生量的變化Table 2 Parasitized egg amount of cotton bollworm by T.dendrolimi with different ‘wasp-egg’ ratios

在相同或相近“蜂-卵”密度時，棉鈴蟲被寄生卵量隨著棉鈴蟲供試卵量的增加而增大。如在松毛蟲赤眼蜂:棉鈴蟲卵為1:10（4.00粒）、2:20（9.33粒）、5:40（17.67粒）、10:80（26.33粒）時，此時松毛蟲赤眼蜂和棉鈴蟲卵比約為 1:10～1:8，棉鈴蟲被寄生卵量隨著棉鈴蟲卵量的增加而明顯增加；當松毛蟲赤眼蜂:棉鈴蟲卵為2:10（5.67粒）、5:20（10.67粒）、10:40（20.67粒）時，也得出了相同的結論。同時也可以看出，隨著棉鈴蟲供試卵量的增加，赤眼蜂單蜂寄生效能卻出現(xiàn)了一定程度的下降。

2.2.2 不同“蜂-卵”比下松毛蟲赤眼蜂單頭雌蜂的寄生效能 從赤眼蜂單頭雌蜂的寄生效能（圖1）來看，相同赤眼蜂雌蜂密度下，隨著棉鈴蟲卵量的增加，其單頭雌蜂寄生效能逐步上升，其中赤眼蜂雌蜂蟲量和棉鈴蟲卵量比值為1∶80，赤眼蜂的寄生效能最高，單頭雌蜂可寄生14.33粒棉鈴蟲卵。但是相同棉鈴蟲卵量時，隨著赤眼蜂雌蜂密度的增加，其寄生效能逐步降低，其中，棉鈴蟲卵量和赤眼蜂雌蜂蟲量比值為10∶10時，赤眼蜂的寄生效能最低，單頭雌蜂僅可寄生0.73粒棉鈴蟲卵。

圖1 不同“蜂-卵”比下赤眼蜂單頭雌蜂的寄生效能Fig.1 Parasitic efficiency of T.dendrolimi per female adult with different ‘wasp-egg’ ratios

2.3 利用松毛蟲赤眼蜂和棉鈴蟲卵的寄生選擇關系確定最佳“蜂-卵”配比

隨著赤眼蜂雌蜂和棉鈴蟲卵的‘蜂-卵’比值的逐漸增加，赤眼蜂雌蜂的單蜂寄生效能逐漸下降，從14.33粒/蜂降至0.73粒/蜂，而棉鈴蟲卵的被寄生率則逐漸上升，從17.92%上升至73.33%。兩條曲線在‘蜂-卵’比值為1∶20左右時，出現(xiàn)了交匯，在交匯點附近，赤眼蜂雌蜂的單蜂寄生效能約為7.50粒/蜂，即1頭雌蜂可寄生7.5粒棉鈴蟲卵，而棉鈴蟲卵的被寄生率約37%。此點為較佳的田間赤眼蜂參考釋放點，即赤眼蜂雌蜂量和棉鈴蟲卵量為1∶20時，能夠保障赤眼蜂雌蜂的寄生效果，同時也可以保障棉鈴蟲卵的被寄生率，為最佳“蜂-卵”比的比值（圖2）。

圖2 不同“蜂-卵”比時松毛蟲赤眼蜂單蜂寄生效能和棉鈴蟲卵被寄生率的關系Fig.2 Relationships of parasitic efficiency of T.dendrolimi and parasitized rate of cotton bollworm eggs with different ‘wasp-egg’ ratios

3 討論

利用卵寄生蜂防治鉆蛀性鱗翅目害蟲，可在鱗翅目害蟲幼蟲鉆蛀前進行防治，進而提高防效[17]。不同種類赤眼蜂對不同寄主害蟲卵的寄生選擇性存在差異。如松毛蟲赤眼蜂對玉米螟等5種不同害蟲具有明顯的選擇偏好性，對害蟲不同日齡卵的寄生性方面也表現(xiàn)出了顯著差異。多數(shù)赤眼蜂對大部分害蟲較低日齡的卵表現(xiàn)出了較高的偏好性[4]。例如，松毛蟲赤眼蜂對玉米螟[19]和煙青蟲的卵[20]，卷蛾赤眼蜂對葡萄花翅小卷蛾的卵[18]，螟黃赤眼蜂對煙青蟲的卵[20]，以及5種赤眼蜂對粘蟲的卵[21]均表現(xiàn)出了同樣的偏好性。但是本研究發(fā)現(xiàn)，松毛蟲赤眼蜂對棉鈴蟲1～2日齡卵的偏好性明顯高于0～1日齡和2～3日齡的卵。本研究結果與 Olson[22]關于歐洲玉米螟赤眼蜂對歐洲玉米螟卵的寄生選擇性研究結果一致。已有研究表明赤眼蜂對不同顏色表現(xiàn)出不同的趨性。螟黃赤眼蜂對不同顏色瓜葉菊花的選擇上，更趨向于亮度高（白色和粉紅色）的顏色[23]。玉米螟赤眼蜂雌雄個體均偏好黃色，而且顏色的亮度和色調(diào)均可在不同程度上影響其偏好性[24]。為了初步探究松毛蟲赤眼蜂對不同日齡棉鈴蟲卵寄生選擇性產(chǎn)生差異的原因，采用三維數(shù)字顯微系統(tǒng)（VHX-1000，日本基因公司）對不同日齡棉鈴蟲卵進行了觀察。棉鈴蟲初產(chǎn)卵為淺綠色（0～1日齡），逐漸變?yōu)闇\黃色（1～2日齡），后出現(xiàn)深黃色斑塊（2～3日齡），近孵化時變?yōu)樽虾稚?。而棉鈴蟲卵的顏色變化是否影響松毛蟲赤眼蜂成蜂的選擇性，還需做進一步研究。

多年來，科研人員一直致力于赤眼蜂防治棉鈴蟲最佳釋放技術的研究，包括田間釋放蜂量、釋放時間和次數(shù)等。從20世紀70年代針對普通棉田棉鈴蟲進行5～6次釋放，總釋放量為7.5～10萬頭[9]，到2000年以后針對轉基因棉田棉鈴蟲進行3次釋放，總釋放量為3.6～4.2萬頭[13,14]。這些關于赤眼蜂田間釋放的作物背景產(chǎn)生了重要變化，轉基因棉花替代了普通棉花，而棉鈴蟲種群數(shù)量也發(fā)生了巨大變化[6]。隨著對赤眼蜂寄生特點的研究，科研人員發(fā)現(xiàn)“蜂-卵”比影響著赤眼蜂對寄主昆蟲卵的寄生效能。Saljoqi等[25]研究發(fā)現(xiàn)，室內(nèi)飼養(yǎng)玉米螟赤眼蜂時，蜂密度和寄主卵密度可明顯影響玉米螟赤眼蜂對米蛾卵的寄生效能，寄主卵密度的增加可明顯增加玉米螟赤眼蜂的寄生效能，而蜂密度的增加卻明顯降低了玉米螟赤眼蜂的寄生效能。諶江華等[26]研究表明，螟黃赤眼蜂“蜂-卵”比從 2:1到 1:5 時寄生率相對穩(wěn)定，“蜂-卵”比小于1:5寄生率急劇下降。這些研究與本文研究結果，均可證明赤眼蜂種群密度和寄主昆蟲卵數(shù)量之間存在一個較佳的“蜂-卵”比值，在此比值附近既可達到最佳的赤眼蜂寄生效能，又可較大限度獲得對害蟲卵的寄生效果。本研究還發(fā)現(xiàn)，即使在相近或相同的“蜂-卵”比值時，赤眼蜂的寄生效能也會發(fā)生一定范圍內(nèi)的波動，這可能是由于赤眼蜂種群間存在一定的競爭寄生現(xiàn)象。因此，田間釋放赤眼蜂時，應該考慮田間棉鈴蟲種群密度及落卵量等指標，以在保障赤眼蜂雌蜂寄生效果的同時，也可以保障棉鈴蟲卵的被寄生率，從而達到田間最佳的赤眼蜂釋放效果。

此外，赤眼蜂對棉鈴蟲的田間控制效果受多種因素的影響，常無法達到完全控制害蟲卵的目的，因此就需要補充使用中紅側溝繭蜂等棉鈴蟲幼蟲寄生蜂[27]，或使用對天敵昆蟲安全性較高的高效化學殺蟲劑掃除殘蟲[28,29]。