基于煙蚜繭蜂機(jī)械化釋放的僵蚜球參數(shù)優(yōu)化

李成軍， 李 娟， 郭梅燕， 李莎莎， 趙 鈞， 邱 睿，李小杰， 陳玉國， 白靜科， 李淑君*

(1. 河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 煙草研究所，河南 許昌 461000； 2.項(xiàng)城市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所， 河南 項(xiàng)城 466200)

0 引言

【研究意義】蚜蟲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要害蟲之一，不僅刺吸植物汁液，而且還傳播植物病毒病，造成嚴(yán)重為害。長期以來，對蚜蟲的防治主要依靠化學(xué)農(nóng)藥，導(dǎo)致蚜蟲抗藥性明顯增強(qiáng)，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。隨著生活水平的提高，人們對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全和生態(tài)安全等提出了新的要求，為此，大力推廣病蟲害的綠色防控具有重要意義和必要性，也是現(xiàn)代植保的必然趨勢?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】天敵生物防治在害蟲可持續(xù)治理中發(fā)揮著重要作用[3-4]。煙蚜繭蜂(Aphidiusgifuensis)是煙蚜(Myzuspersicae)、麥二叉蚜(Schizaphisgraminum)和蘿卜蚜(Lipaphiserysimi)等多種蚜蟲的內(nèi)寄生性天敵，在我國各地均有分布，田間對煙蚜的自然寄生率為20%～60%[5]。目前，在我國煙蚜繭蜂已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；曫B(yǎng)，并廣泛應(yīng)用于煙草和蔬菜等農(nóng)作物蚜蟲的生物防治，取得顯著的防治效果[6-13]。近年來，全國范圍內(nèi)開展了煙蚜繭蜂的大面積推廣應(yīng)用，釋放的產(chǎn)品主要包括成蜂和僵蚜，但成蜂在運(yùn)輸過程中會造成較高的死亡率，且不易長期保藏，而僵蚜在運(yùn)輸、低溫保藏等方面更具優(yōu)勢[6]。煙蚜繭蜂的僵蚜產(chǎn)品主要有僵蚜苗、僵蚜葉片、僵蚜盒、僵蚜卡等，而僵蚜苗和僵蚜葉片存在運(yùn)輸成本高、低溫保藏難度大以及“帶毒帶蚜放蜂”的風(fēng)險等，因此，通過機(jī)械將僵蚜從葉片上剝離并包裝成為僵蚜盒、僵蚜卡等產(chǎn)品更適宜運(yùn)輸、低溫保藏和精準(zhǔn)釋放，是目前主要的釋放形式[14-18]?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，僵蚜盒、僵蚜卡等僵蚜產(chǎn)品已通過人工實(shí)現(xiàn)田間釋放，但由于釋放效率低、周期長、成本高，無法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和蚜蟲防控的需求，也在一定程度上影響控制效果?！緮M解決的問題】在前人研究的基礎(chǔ)上，以僵蚜球不同參數(shù)對羽化率和僵蚜散落率的影響程度等為評價指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)探索煙蚜繭蜂僵蚜球出蜂孔直徑和孔數(shù)與煙蚜繭蜂羽化、成活等的關(guān)系，探明可用于煙蚜繭蜂僵蚜高效釋放的產(chǎn)品形式，為煙蚜繭蜂僵蚜的機(jī)械化和規(guī)?；尫盘峁├碚搮⒖?。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 蟲源 煙蚜繭蜂僵蚜，由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所繁育提供。

1.1.2 儀器設(shè)備 RXZ-380B人工氣候箱，寧波楊輝儀器有限公司生產(chǎn)；PP材質(zhì)保鮮盒(長20 cm×寬12.8 cm×高8.5 cm)、白色PE材質(zhì)表面粗糙的塑料小球(直徑2.6 cm)，希爾達(dá)牌小型手持電動打孔器，100目尼龍紗網(wǎng)等，市購。

1.2 方法

1.2.1 煙蚜繭蜂僵蚜繁育 煙蚜繭蜂僵蚜由河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所提供。繁育在溫度為(25±1)℃、相對濕度(70±5)%、光照為14 L∶10D的人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行。先采用蘿卜苗對煙蚜和煙蚜繭蜂進(jìn)行繁種，再用煙苗進(jìn)行煙蚜和煙蚜繭蜂擴(kuò)繁，在形成僵蚜后，使用毛筆刷人工收集僵蚜備用。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計

1) 僵蚜球出蜂孔直徑(孔徑)對煙蚜繭蜂僵蚜羽化的影響。按僵蚜球出蜂孔直徑設(shè)T1～T4共4個處理，各處理孔徑依次為1.0 mm、1.2 mm、1.5mm和1.8 mm。采集僵化24 h內(nèi)完整無損的僵蚜裝入試驗(yàn)所用的白色塑料小球內(nèi)，出峰孔數(shù)均為10孔。每個球填充200頭僵蚜，每處理1個球，3次重復(fù)。先搖動僵蚜球直至不再有僵蚜從球內(nèi)散落出來為止，之后將僵蚜球放入保鮮盒中，保鮮盒蓋打孔并用紗網(wǎng)密封透氣，每天統(tǒng)計從僵蚜球中飛出的煙蚜繭蜂成蜂數(shù)量，直至3 d內(nèi)不再有成蜂飛出為至，計算有效羽化率、死亡率和散落率。

2) 僵蚜球出蜂孔數(shù)(孔數(shù))對煙蚜繭蜂僵蚜羽化的影響。按僵蚜球出蜂孔數(shù)設(shè)K1～K4共4個處理，各處理孔數(shù)依次為5孔、10孔、15孔和20孔。采集僵化3 d內(nèi)完整無損的僵蚜裝入試驗(yàn)所用的白色塑料小球內(nèi)，孔徑為1.5 mm，每個球填充200頭僵蚜，每處理1個球，3次重復(fù)。試驗(yàn)調(diào)查方法同上，統(tǒng)計各處理僵蚜有效羽化率、死亡率和僵蚜散落率。

僵蚜散落率=(散落僵蚜數(shù)/僵蚜總數(shù))×100%

有效羽化率=(羽化鉆出成蜂數(shù)/僵蚜總數(shù))×100%

死亡率=(羽化未鉆出成蜂數(shù)/僵蚜總數(shù))×100%

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用SPSS 21和Excel 2003對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同孔徑處理煙蚜繭蜂僵蚜的羽化效果

2.1.1 有效羽化率、死亡率及散落率 從圖1看出，不同孔徑對煙蚜繭蜂僵蚜有效羽化率、死亡率及散落率均有不同程度的影響。1) 散落率。各處理煙蚜繭蜂僵蚜散落率隨孔徑增大呈上升趨勢。其中，T4的僵蚜散落率最高，為45.83%，與T1(5.67%)、T2(6.67%)和T3(7.33%)間存在顯著差異，T1、T2及T3間差異不顯著；2) 有效羽化率。T3的有效羽化率最高，為63.17%，與其余處理差異顯著。其次是T4，為44.66%，T1與T2的有效羽化率分別僅為24.73%和24.67%；3)死亡率。各處理煙蚜繭蜂僵蚜死亡率隨孔徑增大死亡率呈下降趨勢。其中，T4的死亡率最低，為1.92%，其次是T3，為13.26%，T1和T2死亡率最高，分別為55.12%和55.74%。綜上表明，僵蚜球孔徑為1.5 mm(T3)的處理，僵蚜的散落率、有效羽化率和死亡率等指標(biāo)綜合優(yōu)于其余處理。當(dāng)球孔徑低于1.5 mm時(T1和T2)，僵蚜有效羽化率較低，死亡率較高。當(dāng)球孔徑高于1.5 mm時(T4)，僵蚜的散落率較高，導(dǎo)致有效羽化率低。

注：圖柱上的不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

2.1.2 羽化規(guī)律 從圖2看出，各處理的羽化規(guī)律趨于一致，即隨著出蜂時間延長，羽化量呈先增后減趨勢，出蜂高峰主要分布在羽化后的第2天至第4天，出蜂量占總出蜂量的81.61%～92.75%。

圖2 不同孔徑處理煙蚜繭蜂的羽化量

2.2 僵蚜球孔數(shù)處理煙蚜繭蜂僵蚜的羽化效果

2.2.1 有效羽化率、死亡率及散落率 從圖3看出，不同孔數(shù)對僵蚜羽化率和死亡率有顯著影響，對散落率的影響不顯著。1)有效羽化率。各處理煙蚜繭蜂僵蚜有效羽化率隨孔數(shù)增多呈上升趨勢，其中，K4的有效羽化率最高，為70.00%；其次為K3，有效羽化率為67.33%，二者差異不顯著，均顯著高于K1(57.17%)和K2(57.67%)。2)死亡率。各處理煙蚜繭蜂僵蚜死亡率隨孔數(shù)增多呈下降趨勢，其中，K3和K4的死亡率分別為5.50%和4.50%，均顯著低于K1(11.84%)和K2(10.67%)。3)散落率。各處理煙蚜繭蜂僵蚜散落率為7.00～8.34%，各處理之間差異不顯著?？傮w看，較為適宜的僵蚜球孔數(shù)為15～20孔。

圖3 不同孔數(shù)處理煙蚜繭蜂的僵蚜散落率、有效羽化率和死亡率

2.2.2 羽化規(guī)律 從圖4可知，各處理的羽化規(guī)律趨于一致，即隨著出蜂時間延長，羽化量呈先增后減趨勢，出蜂高峰主要分布在第3天至第4天，出蜂量占總出蜂量的80.17%～84.58%。

圖4 不同孔數(shù)處理煙蚜繭蜂的羽化量

3 討論

天敵釋放是天敵控害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，通過選擇高效精準(zhǔn)的釋放方法可以提高釋放效率，使釋放的天敵能夠最大程度地發(fā)揮作用[19-20]，目前，天敵釋放過程中主要采用卵卡、散放、緩釋紙袋及膠囊等形式，但傳統(tǒng)的人工釋放效率低，釋放時間延長，錯過最佳防治時間，不能夠滿足大面積作業(yè)的需求[21-23]。研究結(jié)果表明，不同僵蚜球的孔徑和孔數(shù)對僵蚜羽化率、散落率和死亡率有顯著影響，其中，當(dāng)孔徑小于1.5 mm時，僵蚜有效羽化率降低，僵蚜羽化后無法鉆出，導(dǎo)致死亡率增加。當(dāng)孔徑大于1.5 mm時，僵蚜的散落率高，僵蚜損失較大，影響運(yùn)輸、保藏和釋放，該結(jié)果主要可能和煙蚜繭蜂僵蚜及成蜂個體大小有直接關(guān)系[24]。該研究證明，僵蚜球孔徑在1.5 mm時，孔數(shù)越多，僵蚜羽化后成蜂的鉆出機(jī)會較大，有效羽化率也越高，但孔數(shù)越多是否會影響僵蚜球的構(gòu)造和結(jié)實(shí)程度，以及是否能夠滿足僵蚜球在運(yùn)輸、釋放等過程的需求也有待進(jìn)一步研究。

僵蚜球的有效羽化率(僵蚜羽化后鉆出球體的成蜂比例)在70%左右，與闕勁松等[17]報道的采用僵蚜卡包裝的僵蚜羽化率(66.72%)結(jié)果相似，而采用僵蚜葉片盒和僵蚜盒方式包裝的僵蚜羽化率分別為93.92%和83.31%，顯著高于該研究結(jié)果，其主要原因是僵蚜葉片盒和僵蚜盒是采用人工釋放，釋放過程中由人工打開盒蓋，羽化后的成蜂能順利飛出，僵蚜卡制作時需輕壓僵蚜使其黏在紙上，會對僵蚜造成損傷，影響羽化。該研究使用的僵蚜球?yàn)镻E材質(zhì)，與已報道的普通紙、瓦楞紙制作而成的僵蚜盒、僵蚜卡相比[15-17]，其優(yōu)點(diǎn)在于包裝后的僵蚜球更便于運(yùn)輸、貯藏，釋放過程中可以有效保護(hù)僵蚜免受雨水等外界環(huán)境的影響；同時，僵蚜球具有機(jī)械化釋放的潛力，經(jīng)濟(jì)簡便省工。

近年來，關(guān)于瓢蟲、果蠅、螨蟲和赤眼蜂等天敵機(jī)械化釋放也開展了較多的研究和應(yīng)用。GEORGE等[25]研究了利用風(fēng)送裝置釋放捕食性螨；KHELIFI等[26]提出了一種搭載與拖拉機(jī)上的重力與振動結(jié)合的機(jī)械釋放馬鈴薯甲蟲的裝置；FABIO等[27]提出了一種電磁與風(fēng)送結(jié)合的釋放螨蟲的裝置。以上釋放裝置在保證存活率的情況下更加經(jīng)濟(jì)省時，提高了釋放效率。RUBEN等[28]提出了一種搭載于飛行器上的重力與振動結(jié)合的釋放冷凍果蠅的裝置，該裝置搭載于飛行器上，使地形比較復(fù)雜的地區(qū)也能高效運(yùn)用生物防治方法。李敦松等[29]研究了無人機(jī)釋放赤眼蜂技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了赤眼蜂隨浸泡液經(jīng)蠕動泵釋放的效果，與傳統(tǒng)人工釋放方式相比，具備高效、釋放均勻等優(yōu)點(diǎn)。該研究僅初步明確了僵蚜球較適宜的孔徑和孔數(shù)，但對僵蚜球的不同材質(zhì)以及能夠與其相配套的釋放器未展開相關(guān)研究，有待進(jìn)一步深入探究。

無人機(jī)釋放天敵防治林業(yè)及農(nóng)業(yè)有害生物是近年來創(chuàng)新的一項(xiàng)新技術(shù)，在無人機(jī)釋放天敵過程中釋放器和釋放體的選擇是提高天敵成活率和防治效果的關(guān)鍵[21]。該研究僅明確了僵蚜釋放球參數(shù)，而適宜僵蚜球釋放的無人機(jī)釋放器種類以及僵蚜球材質(zhì)有待進(jìn)一步研究和標(biāo)準(zhǔn)化。同時，利用無人機(jī)進(jìn)行煙蚜繭蜂僵蚜釋放的田間防治效果和防治成本也有待進(jìn)一步評價。

4 結(jié)論

本研究通過評價僵蚜球不同參數(shù)對僵蚜羽化率和散落率等指標(biāo)的影響，明確了適用于僵蚜運(yùn)輸、保藏和釋放的產(chǎn)品參數(shù)。僵蚜球的孔徑和孔數(shù)對僵蚜的有效羽化率、死亡率和散落率均有一定程度的影響，在僵蚜球直徑為2.6 cm和僵蚜裝填量為200頭，僵蚜球出蜂孔直徑為1.5 mm左右，孔數(shù)為15～20孔時，煙蚜繭蜂有效羽化效率較高，散落率較低，該結(jié)果為煙蚜繭蜂僵蚜的機(jī)械化釋放提供了理論參考。