松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖的寄生效果評價

錢肖娜，馬延旭，徐 偉，孫曉玲*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，杭州 310008；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部茶樹生物學(xué)與資源利用重點實驗室，杭州 310008；3.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，長春 130118；4.吉林省蠶業(yè)科學(xué)研究院，吉林 132012）

利用有益生物（捕食性或寄生性天敵）或其他生物（鳥、雞、鴨、微生物等）抑制或消滅有害生物種群的方法，統(tǒng)稱為生物防治[1,2]。由于生物防治具有不污染環(huán)境、無農(nóng)藥殘留、不殺傷天敵和不會引起害蟲產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)林害蟲的防治。赤眼蜂為卵寄生蜂，是世界上公認的高效天敵昆蟲，寄主范圍廣，對害蟲的控制能力強[3-5]。赤眼蜂的種類繁多，我國已有記載的種類就高達193種。已有大量研究結(jié)果證明，暗黑赤眼蜂 Trichogramma pintoi Voegele對棉鈴蟲 Helicoverpa armigera(Hübner)、草地螟Loxostege stieticatis Linnaeus和梨小食心蟲Grapholita molesta (Busck) 等重要農(nóng)業(yè)害蟲均具有較好的防治效果[6-8]；田間釋放螟黃赤眼蜂 T.chilonis Ishii顯著降低甘蔗螟蟲 Diatraea saccharalis (Fabricius)造成的枯心苗率和死尾率的同時，也大幅降低玉米中斑禾草螟 Chilo partellus(Swinhoe)的為害率[9,10]；夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus Nixon、螟黃赤眼蜂和短管赤眼蜂 Trichogramma pretiosum Riley可用于草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda (Smith) 的防治[11,12]。此外，阿根廷和巴勒斯坦等國家研究發(fā)現(xiàn)，卷蛾赤眼蜂T.cacoeciae Marchal和金黃赤眼蜂T.aurosum Sugonjaev & Sorokina對蘋果蠹蛾 Cydia pomonella (Linnaeus) 具有很好的防治效果[13,14]。截至目前，松毛蟲赤眼蜂 T.dendrolimi Matsumura、螟黃赤眼蜂、玉米螟赤眼蜂T.ostriniae Pang and Chen、廣赤眼蜂T.evanescens Westwood和稻螟赤眼蜂T.japonicum Ashmead等10余種已在世界范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用于玉米Zea mays Linnaeus、水稻Oryza sativa Linnaeus、甘蔗Saccharum officinarum Linnaeus和棉花Gossypium spp.等農(nóng)作物的害蟲防治中[15-17]。其中，松毛蟲赤眼蜂是在生產(chǎn)上應(yīng)用面積最大、防治效果最好的一種赤眼蜂，主要用于亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)和水稻二化螟Chilo suppressalis (Walker)的生物防治；其寄主還有米蛾 Orcyra cephalonica (Stainton)、桃蛀螟 Conogethes punctiferalis (Guenée)和柞蠶 Antheraea pernyi Guérin‐Méneville的卵等[18-21]。

茶樹Camellia sinensis (L.) O.Ktze是多年生的木本經(jīng)濟作物，常年害蟲發(fā)生嚴重。灰茶尺蠖Ectropis grisescens Warren是茶樹上重要的食葉性害蟲，以幼蟲取食茶樹葉片為害，暴發(fā)成災(zāi)時對茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的影響極大[22]。除浙江杭州和安徽十字鎮(zhèn)外，灰茶尺蠖在我國其他產(chǎn)茶區(qū)均有分布[23,24]。茶尺蠖核型多角體病毒EoNPV是控制茶尺蠖為害的重要生物防治手段，但是EoNPV對灰茶尺蠖幼蟲的致病力不強，且至今尚未有灰茶尺蠖核型多角體病毒被分離的相關(guān)報道[25]。目前，生產(chǎn)上對灰茶尺蠖的有效防治尚主要依賴于化學(xué)農(nóng)藥和燈光誘殺?；瘜W(xué)農(nóng)藥的頻繁使用不僅帶來嚴重的環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)污染，而且還會影響飲茶者的健康。因此，灰茶尺蠖的生物防治技術(shù)亟待開發(fā)[26]。盡管已有研究發(fā)現(xiàn)松毛蟲赤眼蜂單獨或與周氏嚙小蜂Chouioia cunea Yang聯(lián)合釋放對茶尺蠖具有較好的田間防效[27]。然而，松毛蟲赤眼蜂是否能夠用于灰茶尺蠖的生物防治目前尚不可知。鑒于此，本文以松毛蟲赤眼蜂和灰茶尺蠖為研究對象，主要研究松毛蟲赤眼蜂對不同密度灰茶尺蠖卵的功能反應(yīng)、松毛蟲赤眼蜂自身密度的干擾效應(yīng)，以及松毛蟲赤眼蜂在網(wǎng)籠和田間條件下對灰茶尺蠖卵的寄生效率，以期為灰茶尺蠖生物防治技術(shù)的開發(fā)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

松毛蟲赤眼蜂由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物防治研究所提供?；也璩唧队紫x采自御茶村茶業(yè)有限公司所屬茶園（浙江，紹興）。室內(nèi)飼養(yǎng)1 代后（25 ℃±2 ℃，相對濕度60%～80%，光周期14L︰10D），第2代灰茶尺蠖雌成蟲（交配后）所產(chǎn)的1日齡的卵用于試驗。

1.2 松毛蟲赤眼蜂對不同密度灰茶尺蠖卵的功能反應(yīng)

在玻璃試管（ID 1.1 cm×10.5 cm）中分別接入粘有15、30、60、90、120、150粒不同密度的新鮮灰茶尺蠖卵卡，每管引入1頭當(dāng)日羽化并充分交配12 h的雌性松毛蟲赤眼蜂，并在試管內(nèi)壁點涂20%的蜂蜜水供雌蜂補充營養(yǎng)，用脫脂棉球封口。試驗在人工氣候箱內(nèi)進行，條件同上。24 h后移出赤眼蜂，3 d后調(diào)查灰茶尺蠖卵的被寄生情況。未孵化鉛黑色的卵記為寄生卵。每個處理5次生物學(xué)重復(fù)。

1.3 松毛蟲赤眼蜂自身密度的干擾效應(yīng)

在載有30粒新鮮灰茶尺蠖卵卡的試管中，分別引入當(dāng)日羽化并充分交配12 h的松毛蟲赤眼蜂雌蜂1、2、3、4和5頭，在試管內(nèi)壁點涂20%的蜂蜜水供雌蜂補充營養(yǎng)，用脫脂棉球封口。24 h后移出赤眼蜂，3 d后調(diào)查灰茶尺蠖卵的被寄生情況。每個處理5次生物學(xué)重復(fù)。

1.4 網(wǎng)籠條件下松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵的寄生能力

試驗在通風(fēng)透光良好的室內(nèi)進行。室內(nèi)溫度（25±2）℃，相對濕度 60%～80%，光周期 14L:10D。在網(wǎng)籠（75 cm×75 cm×75 cm）中央放置一個插有15個新鮮茶枝（15 cm長，6葉/枝）的花泥塊，4個卵卡（30粒卵/卡）用雙面膠粘于葉片背面。將20頭當(dāng)日羽化并充分交配12 h的松毛蟲赤眼蜂雌蜂接入網(wǎng)籠內(nèi)，并配以20%的蜂蜜水供雌蜂補充營養(yǎng)。24 h后取出前一日放入的卵卡，并更換新的卵卡，連續(xù)3次。取出的卵卡放入培養(yǎng)皿中，室內(nèi)放置3 d后檢查卵的被寄生情況。5次生物學(xué)重復(fù)。

1.5 松毛蟲赤眼蜂在田間對灰茶尺蠖卵的寄生情況

試驗在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所實驗茶場進行，茶樹品種為龍井43，常規(guī)管理茶園。在直徑7 cm的紙杯中分別用雙面膠粘入2張新鮮灰茶尺蠖卵卡（200粒/卡）或3張松毛蟲赤眼蜂蜂卡（100粒/卡）。將不銹鋼管插入茶行中用于固定紙杯，鋼管之間水平距離為2 m，垂直間距為1.5 m，將紙杯倒置固定在鋼管上；鋼管下端用雙面膠纏繞一圈，防止螞蟻或蜘蛛沿鋼管爬至卵卡上食卵。載有卵卡和蜂卡的紙杯在田間間隔放置，具體布局詳見圖1。共設(shè)A、B、C、D、E五個調(diào)查樣點，每個樣點放置3～5個紙杯。于下午16：00～17：00放蜂，7 d后觀察灰茶尺蠖卵卡的被寄生情況。

圖1 田間布置示意圖（A：田間小區(qū)設(shè)計圖；B：現(xiàn)場布置圖）Fig.1 Schematic diagram of field arrangement (A:Field plot; B:Site layout)

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。功能反應(yīng)得到的數(shù)據(jù)用Holling功能反應(yīng)II型進行擬合[28]，數(shù)學(xué)模型為：Na＝aTN/(1＋aThN)。式中：Na為被寄生數(shù)；a 為瞬時攻擊率；T 為總寄生時間；N 為寄主密度；Th為寄生蜂寄生1頭寄主所需的時間。將公式線性化，用最小二乘法估算a和Th。當(dāng) N→∞時，Na為 1/Th，即寄生蜂最大寄生量。天敵尋找效應(yīng)（E）用Hassell方程[29]進行描述：E＝QPt-m。式中：Pt為天敵自身密度；Q、m分別為在無競爭條件下天敵尋找效應(yīng)的搜索參數(shù)和天敵種內(nèi)競爭的相互干擾參數(shù)。將公式線性化，用最小二乘法估算參數(shù)Q、m的值，天敵尋找效應(yīng)用下式估計：E＝1/Ptln[Nt/(Nt―Na)]，得出數(shù)學(xué)模型。分攤競爭強度（I）用下式估計：I＝（EI—EP）/EI，式中 EI為 1 頭天敵的捕食作用率，EP為密度為 P的天敵捕食作用率。以上方程的擬合度用卡方檢驗方法檢驗。不同處理之間的差異顯著性分析采用單因素方差分析（ANOVA），如果方差分析差異顯著（P＜0.05），則采用Turkey HSD檢驗進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 松毛蟲赤眼蜂對不同密度灰茶尺蠖卵的功能反應(yīng)

松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵的功能反應(yīng)符合Holling功能反應(yīng)Ⅱ型，功能反應(yīng)圓盤方程Na＝1.3179N/（1＋0.0464N），相關(guān)系數(shù)為0.9988，χ2＝11.070＜χ24,0.05，表明經(jīng)過實測值估算出的寄生功能反應(yīng)擬合方程與圓盤方程模型擬合較好。從模型得到松毛蟲赤眼蜂的瞬時攻擊率為1.3179，寄生1?；也璩唧堵阉钑r間為0.0352 h，最大寄生量為28.43粒/雌。

松毛蟲赤眼蜂的寄生效率隨著灰茶尺蠖卵密度的提高而增加。但是，當(dāng)灰茶尺蠖卵密度增加到一定程度后，松毛蟲赤眼蜂寄生效率的增幅隨之變?。▓D2）。

圖2 松毛蟲赤眼蜂對不同密度灰茶尺蠖卵的功能反應(yīng)Fig.2 Functional responses of T.dendrolimi to the eggs of E.grisescens in different densities

2.2 松毛蟲赤眼蜂自身密度的干擾效應(yīng)

試驗結(jié)果表明，在灰茶尺蠖卵量相同的情況下，隨著引入松毛蟲赤眼蜂數(shù)量的增加，被寄生的灰茶尺蠖卵量也隨之增加，但是單雌赤眼蜂寄生的平均卵量卻逐漸減少。例如，當(dāng)赤眼蜂釋放數(shù)量為1頭時，單雌赤眼蜂寄生的卵量顯著高于其他4個赤眼蜂釋放數(shù)量；當(dāng)赤眼蜂釋放數(shù)量為2頭時，單雌赤眼蜂寄生的卵量顯著高于釋放數(shù)量為5頭時的卵量；當(dāng)赤眼蜂釋放數(shù)量為2頭、3頭和4頭時，三者的單雌赤眼蜂寄生的卵量之間無顯著差異；當(dāng)赤眼蜂釋放數(shù)量為3頭、4頭和5頭時，三者的單雌赤眼蜂寄生的卵量之間亦無顯著差異。詳細結(jié)果詳見表 1。不同密度松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵的寄生情況采用Hasse II模型擬合，結(jié)果見表1。松毛蟲赤眼蜂寄生灰茶尺蠖卵所產(chǎn)生的競爭是分攤競爭，松毛蟲赤眼蜂I與lgP之間的關(guān)系式為I＝1.0376 lgP＋0.0816，分攤競爭強度隨自身密度的增加而上升。χ2檢驗得χ2小于χ2(4,0.05)＝9.488，表明該模型可科學(xué)描述松毛蟲赤眼蜂寄生灰茶尺蠖卵過程中的分攤競爭情況。同時，隨著赤眼蜂引入數(shù)量的增大，赤眼蜂的發(fā)現(xiàn)域相應(yīng)縮小，即搜索寄主卵的效率降低（圖3）。

表1 松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵寄生作用率和分攤競爭強度Table 1 Parasitizing ratio and intensity of scrambling competition of T.dendrolimi on E.grisescens eggs

圖3 松毛蟲赤眼蜂自身密度對尋找效應(yīng)的影響Fig.3 Effect of T.dendrolimi own density on the searching effect

2.3 網(wǎng)籠條件下松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵的寄生能力

在網(wǎng)籠條件下，松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵的寄生率為25.94%±7.74%。這與功能反應(yīng)的試驗結(jié)果基本一致，即松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵具有一定的控制作用。

2.4 松毛蟲赤眼蜂在田間對灰茶尺蠖卵的寄生情況

田間調(diào)查結(jié)果表明：松毛蟲赤眼蜂在A、B、C、D和E五個樣點上對灰茶尺蠖卵的寄生率之間無顯著差異，寄生率分別是37.50%、25.00%、42.83%、38.67%和41.00%，平均寄生率為37.00%（表2）。

表2 松毛蟲赤眼蜂在田間對灰茶尺蠖卵的寄生情況Table 2 Parasitic ratio of T.dendrolimi on the eggs of E.grisescens in the field

3 討論

寄生性天敵昆蟲對害蟲的寄生功能反應(yīng)是評價其對害蟲控制效能的基礎(chǔ)性研究[30,31]。馮宏祖等[30]研究發(fā)現(xiàn)松毛蟲赤眼蜂吉林種群、新疆抗旱種群以及螟黃赤眼蜂對蘋果蠹蛾卵的功能反應(yīng)模型為Holling II型；其中，松毛蟲赤眼蜂寄生1粒蘋果蠹蛾卵所需的時間為 0.0472 h，最大寄生量為21.2粒/雌。本文研究結(jié)果表明，松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵的寄生功能反應(yīng)為Holling II型，寄生1?；也璩唧堵阉璧臅r間為0.0352 h，最大寄生量為28.43粒/雌。這一結(jié)果說明松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵具有一定的控制能力，其對灰茶尺蠖卵的寄生能力略強于蘋果蠹蛾卵。松毛蟲赤眼蜂在網(wǎng)籠中對灰茶尺蠖卵的寄生率為25.94%，在田間的平均寄生率為37.00%，說明松毛蟲赤眼蜂可在一定程度上殺滅灰茶尺蠖的卵，可用于灰茶尺蠖的生物防治。

在一定空間范圍內(nèi)，寄生性或捕食性天敵自身種群數(shù)量的增加會干擾天敵對害蟲的控制能力[29]。因此，研究赤眼蜂的自身密度干擾效應(yīng)，對于田間實際放蜂量的確定具有一定的參考價值。例如，黃壽山等[32]的研究結(jié)果表明隨著玉米螟赤眼蜂自身密度的增加，個體間的干擾效應(yīng)逐漸增強，從而導(dǎo)致寄生率的下降；宋麗威等[33]的研究結(jié)果表明，粘蟲赤眼蜂T.leucaniae Pang et Chen、玉米螟赤眼蜂和螟黃赤眼蜂的自身密度對寄生作用也存在明顯的干擾效應(yīng)。本文的研究結(jié)果表明，在相同的空間范圍內(nèi)，釋放1頭松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖卵的寄生數(shù)量為20粒，釋放5頭時卵的寄生數(shù)量為23.2粒，單雌平均寄生率僅為1頭時的22.39%，這主要是由于分攤競爭強度增強所致。這一結(jié)果說明赤眼蜂個體之間確實存在著干擾效應(yīng)，與前人的研究結(jié)果基本一致。因此，在制訂應(yīng)用松毛蟲赤眼蜂防治灰茶尺蠖的方案時，應(yīng)將赤眼蜂自身密度的干擾效應(yīng)考慮進去。需要強調(diào)的是，由于功能反應(yīng)試驗是在玻璃試管內(nèi)的非自然條件下進行的，與赤眼蜂田間搜尋寄主時的空間大小無對應(yīng)關(guān)系，因此在制訂防治方案之前應(yīng)當(dāng)在田間進行多次試驗才能確認最適的放蜂數(shù)量。

有研究結(jié)果表明，一些非生物因素如溫度、光照和濕度等也會影響赤眼蜂的寄生率和發(fā)育歷期[34,35]。本文未將溫度、光照與濕度等非生物因素納入測試范疇，今后需進一步展開深入研究。前人對赤眼蜂寄生功能的研究多局限于室內(nèi)功能反應(yīng)方面[13,31]，本試驗通過功能反應(yīng)測定、室內(nèi)網(wǎng)籠測定，以及田間驗證等一系列試驗證明了松毛蟲赤眼蜂對灰茶尺蠖具有較好的控制能力，可用于灰茶尺蠖的田間防治。但是，在正式利用松毛蟲赤眼蜂防治灰茶尺蠖之前，仍有以下問題需要進一步明確：1）放蜂的適宜時間；2）單次放蜂的數(shù)量；3）每年放蜂的次數(shù)；4）人工食源的供給和補充方式。