花絨寄甲松褐天牛生物型對(duì)云杉花墨天牛的寄生效果

鄭雅楠，王 玨，王偉韜，李 洋，范立淳，時(shí) 勇，張彥龍

（1.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，沈陽(yáng) 110866；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與自然保護(hù)研究所/國(guó)家林業(yè)和草原局森林保護(hù)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100091）

云杉花墨天牛Monochamussaltuarius屬鞘翅目Coleoptera天牛科Cerambycidae墨天牛屬M(fèi)onochamus，是一種為害松科植物的蛀干害蟲(chóng)，之前在我國(guó)未見(jiàn)造成嚴(yán)重為害的報(bào)道。1987年日本首次證實(shí)云杉花墨天牛為傳播松材線(xiàn)蟲(chóng)的媒介昆蟲(chóng)[1,2]，隨后在韓國(guó)也發(fā)現(xiàn)它可攜帶松材線(xiàn)蟲(chóng)傳播[3]。2018年云杉花墨天牛首次被確認(rèn)為我國(guó)松材線(xiàn)蟲(chóng)的媒介昆蟲(chóng)，可在中溫帶地區(qū)攜帶松材線(xiàn)蟲(chóng)傳播擴(kuò)散[4,5]。該天牛在我國(guó)分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北等地，主要為害紅松Pinuskoraiensis[4,5]、油松P.tabulaeformis、樟子松P.sylvestrisvar.Mongholica[6]、落葉松Larixspp.等多種松科植物[7,8]。

天?？坪οx(chóng)營(yíng)隱蔽生活，生活史的大部分時(shí)間在樹(shù)體內(nèi)鉆蛀為害，常規(guī)措施防治難度較大[9]，利用天敵昆蟲(chóng)進(jìn)行防治是一種有效的防治措施，現(xiàn)已有很多成功實(shí)例[10]，其中花絨寄甲是目前在天?？坪οx(chóng)的防治中應(yīng)用比較廣泛的一種天敵昆蟲(chóng)。花絨寄甲Dastarcushelophoroides隸屬鞘翅目 Coleoptera穴甲科Bothrideridae，又名花絨穴甲、花絨堅(jiān)甲、縊翅寄甲、木蜂寄甲等[11]。目前，人工大量飼養(yǎng)繁育的花絨寄甲已被廣泛應(yīng)用于防治多種天牛類(lèi)害蟲(chóng)，如光肩星天牛Anoplophoraglabripennis[11]、栗山天牛Massicusraddei[12]、銹色粒肩天牛Aprionaswainsoni[13]、褐梗天牛Arhopalusrusticus[14]、云斑天牛Batocerahorsfieldi[15]等，尤其是在中國(guó)南方松材線(xiàn)蟲(chóng)主要傳播媒介——松褐天牛M.alternatus的可持續(xù)性控制中發(fā)揮了重要作用[16,17]。在我國(guó)，寄生不同天牛的花絨寄甲為同一個(gè)種，因與寄主長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化，分化成為不同的寄主種群，稱(chēng)之為生物型。不同花絨寄甲生物型的種群對(duì)其原始寄主表現(xiàn)出強(qiáng)烈的嗜好性和專(zhuān)化性，如花絨寄甲松褐天牛生物型對(duì)松褐天牛的個(gè)體攻擊和寄生的效率遠(yuǎn)高于栗山天牛[18,19]。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于云杉花墨天牛天敵資源及生防技術(shù)的研究較少，我國(guó)僅在遼寧撫順地區(qū)發(fā)現(xiàn)了自然寄生的花絨寄甲云杉花墨天牛生物型[20]，但還未開(kāi)展人工繁育研究，因此本研究選擇同為墨天牛屬的松褐天牛的花絨寄甲生物型，研究其對(duì)云杉花墨天牛的控制作用。

本研究在室內(nèi)分別測(cè)定了寄甲幼蟲(chóng)對(duì)天牛蛹和幼蟲(chóng)強(qiáng)迫性寄生率，寄甲卵卡釋放到天牛為害的木段上時(shí)對(duì)天牛的寄生率；還在林間測(cè)定了按照不同益害比釋放寄甲卵時(shí)的對(duì)天牛的控制情況。研究可以明確花絨寄甲防治云杉花墨天牛的最佳時(shí)期和野外防治時(shí)最佳益害比，將有助于為我國(guó)中溫帶地區(qū)松材線(xiàn)蟲(chóng)媒介昆蟲(chóng)的防治提供新的方法。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

試驗(yàn)所需花絨寄甲為花絨寄甲松褐天牛生物型，其卵卡來(lái)自中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與自然保護(hù)所（原中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所），卵粒為15日齡。每張卵卡含卵粒100粒；試驗(yàn)所需云杉花墨天牛的蛹和幼蟲(chóng)均采自遼寧省撫順市大伙房試驗(yàn)林場(chǎng)元帥林的紅松疫木中。

1.2 室內(nèi)花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛寄生效果試驗(yàn)

1.2.1 室內(nèi)直接接種寄生試驗(yàn) 2020年3月，將花絨寄甲卵卡置于22 ℃，濕度55%條件下自然孵化，每日在解剖鏡下觀察花絨寄甲幼蟲(chóng)的孵化情況。將無(wú)機(jī)械損傷、健康的云杉花墨天牛蛹和幼蟲(chóng)單頭分裝到帶通氣孔的5 mL指型管內(nèi)，隨后將孵化的花絨寄甲幼蟲(chóng)按照2:1、4:1、6:1、8:1和10:1的益害比（寄甲幼蟲(chóng)數(shù)量:天牛數(shù)量）用小毛刷接到蛹和幼蟲(chóng)的體節(jié)處，不接入寄甲幼蟲(chóng)的天牛作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)10次重復(fù)。置于25 ℃，濕度50%～60%的條件下，每日觀察并記錄寄生情況。

1.2.2 室內(nèi)對(duì)木段中天牛寄生試驗(yàn) 2020年3月，將云杉花墨天牛為害的紅松疫木鋸成50 cm長(zhǎng)的木段，記錄每個(gè)木段上的侵入孔數(shù)量并編號(hào)。每5個(gè)木段作為一組置于大號(hào)整理箱內(nèi)（長(zhǎng)70 cm，寬45 cm，高45 cm）。根據(jù)木段上侵入孔的數(shù)量，按照2:1、4:1、6:1、8:1和10:1的益害比（寄甲卵數(shù)量:侵入孔數(shù)量）釋放花絨寄甲卵卡，不放寄甲卵卡的木段作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè)5次重復(fù)。將木段置于25 ℃，濕度50%～60%的條件下，45 d后解剖木段調(diào)查寄生率。

1.3 林間花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛寄生效果試驗(yàn)

2021年4月，在遼寧省撫順市大伙房試驗(yàn)林場(chǎng)，將云杉花墨天牛為害的紅松疫木鋸成100 cm長(zhǎng)的木段，記錄每個(gè)木段上的侵入孔數(shù)量并編號(hào)。根據(jù)侵入孔的數(shù)量，按照2:1、4:1、8:1和10:1的益害比（寄甲卵數(shù)量:侵入孔數(shù)量）釋放花絨寄甲卵卡，不放寄甲卵卡的木段作為對(duì)照，每個(gè)處理設(shè) 5次重復(fù)。將木段置于林間自然環(huán)境，60 d后解剖木段調(diào)查寄生率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 22.0，Origin 2017軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，各數(shù)值間的差異采用SNK多重比較法分析和t檢驗(yàn)進(jìn)行顯著性分析。

花絨寄甲寄生率（%）＝被花絨寄甲寄生的云杉花墨天牛數(shù)量/云杉花墨天牛總數(shù)量×100%；云杉花墨天牛死亡率（%）＝死亡云杉花墨天牛數(shù)量/云杉花墨天?？倲?shù)量×100%；云杉花墨天牛校正死亡率（%）＝（處理組死亡率―對(duì)照組死亡率）/（1―對(duì)照組死亡率）×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛的寄生效果

2.1.1 室內(nèi)直接接種的寄生效果 在直接接種的條件下，花絨寄甲幼蟲(chóng)可成功寄生云杉花墨天牛的蛹和幼蟲(chóng)?；ńq寄甲幼蟲(chóng)在云杉花墨天牛蛹上的平均寄生數(shù)量為3.10頭/天牛蛹，平均寄生率為86.00%，平均存活率為57.79%，顯著高于在云杉花墨天牛幼蟲(chóng)上的平均寄生數(shù)量、平均寄生率和平均存活率（寄生數(shù)量：F＝21.105，df＝1,8，P＜0.05；寄生率：F＝47.515，df＝1,8，P＜0.05；存活率：F＝36.083，df＝1,8，P＜0.05）（表1）。

表1 花絨寄甲幼蟲(chóng)直接接種對(duì)云杉花墨天牛的寄生效果Table 1 The effect of D.helophoroides larvae forced parasitisized on M.saltuarius

結(jié)果表明，按照不同益害比接入花絨寄甲幼蟲(chóng)時(shí)，寄甲幼蟲(chóng)對(duì)云杉花墨天牛蛹的寄生率均高于對(duì)天牛幼蟲(chóng)的寄生率。在天牛蛹體表按照不同益害比接入花絨寄甲幼蟲(chóng)時(shí)，寄甲幼蟲(chóng)對(duì)天牛的寄生率均≥80.00%，其中益害比為 6:1時(shí)，寄生率達(dá)到 100.00%。在天牛幼蟲(chóng)體表按照不同益害比接入花絨寄甲幼蟲(chóng)時(shí)，寄甲幼蟲(chóng)對(duì)天牛的寄生率均≤50.00%，其中益害比為4:1時(shí)，其寄生率最高為50.00%（圖1）。

圖1 花絨寄甲幼蟲(chóng)對(duì)不同蟲(chóng)態(tài)云杉花墨天牛的寄生率Fig.1 Parasitic rate of D.helophoroides larvae parasitisized on different development stages of M.saltuarius

按照不同益害比將花絨寄甲幼蟲(chóng)接到云杉花墨天牛蛹體表后，寄甲幼蟲(chóng)的存活率均高于接到天牛幼蟲(chóng)體表時(shí)的存活率，且都在益害比為2:1時(shí)寄甲幼蟲(chóng)存活率最高。其中在天牛蛹體表的寄甲幼蟲(chóng)存活率最高為70.00%，在天牛幼蟲(chóng)體表的寄甲幼蟲(chóng)存活率最高為30.00%（圖2）。

圖2 花絨寄甲幼蟲(chóng)寄生不同蟲(chóng)態(tài)云杉花墨天牛上的存活率Fig.2 Survival rate of D.helophoroides larvae parasitisized on different development stages of M.saltuarius

2.1.2 室內(nèi)對(duì)木段中天牛的寄生效果 在室內(nèi)條件下，當(dāng)益害比為 10:1時(shí)的寄生率最高為 42.59%，顯著高于其他益害比時(shí)的寄生率（F＝20.344，df＝5,15，P＜0.05）；當(dāng)益害比為 10:1時(shí)，云杉花墨天牛的校正死亡率最高為40.71%，顯著高于益害比為其他益害比時(shí)的校正死亡率（F＝9.272，df＝5,15，P＜0.05）（表2）。

2.2 林間花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛的寄生效果

通過(guò)在林間釋放花絨寄甲卵卡后解剖樹(shù)干，在云杉花墨天牛的幼蟲(chóng)（圖3A）、蛹（圖3B）和成蟲(chóng)（圖3C）上均觀察到了寄甲幼蟲(chóng)寄生，表明該寄甲可在林間有效寄生云杉花墨天牛。且花絨寄甲寄生的位置為天牛蛹室，說(shuō)明寄生時(shí)期為天牛剛開(kāi)始化蛹的幼蟲(chóng)期和蛹期。此外，還發(fā)現(xiàn)寄甲卵可成功孵化并成功發(fā)育為蛹（圖3D），防治效果可持續(xù)。

圖3 林間花絨寄甲幼蟲(chóng)寄生云杉花墨天牛Fig.3 D.helophoroides parasitized M.saltuarius in forests

林間試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)益害比為 4:1時(shí)花絨寄甲寄生率最高（47.68%），寄生率由高至低為 2:1（45.51%），10:1（33.38%），8:1（25.69%）。當(dāng)益害比為10:1時(shí)云杉花墨天牛的校正死亡率最高（74.15%），校正死亡率由高至低為8:1（74.00%），4:1（51.63%），2:1（43.79%）（表3）。

表3 林間釋放花絨寄甲卵卡對(duì)云杉花墨天牛的寄生效果Table 3 Parasitic effect of releasing D.helophoroides eggs on M.saltuarius in forests

2.3 室內(nèi)和林間花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛的寄生效果比較

在室內(nèi)條件下釋放花絨寄甲卵卡，寄甲對(duì)云杉花墨天牛的寄生率與益害比成正比，與之相反，在林間條件下寄甲對(duì)天牛的寄生率與益害比成反比。其中，在益害比為2:1和4:1時(shí)，林間寄甲寄生率高于室內(nèi)寄甲寄生率；在益害比為8:1和10:1時(shí)，室內(nèi)寄甲寄生率高于林間寄甲寄生率（圖4A）。在室內(nèi)和林間條件下釋放花絨寄甲卵卡，云杉花墨天牛的校正死亡率均與益害比成正比，且在5種益害比時(shí)林間天牛校正死亡率均高于室內(nèi)天牛校正死亡率（圖4B）。

圖4 在室內(nèi)和林間花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛寄生效果的比較Fig.4 Parasitic effect of D.helophoroides parasitisized on M.saltuarius indoor and in forests

3 討論

云杉花墨天牛因產(chǎn)卵期長(zhǎng)，種群中個(gè)體發(fā)育不整齊，會(huì)在同一時(shí)間段出現(xiàn)不同蟲(chóng)態(tài)，而本研究證實(shí)花絨寄甲松褐天牛生物型在林間對(duì)云杉花墨天牛幼蟲(chóng)、蛹和成蟲(chóng)均能有效寄生。其中花絨寄甲寄生成蟲(chóng)的現(xiàn)象可能是因?yàn)橛紫x(chóng)在化蛹末期的花墨天牛上寄生，而天牛被寄生后仍然繼續(xù)發(fā)育直至成功羽化，表現(xiàn)為寄甲在天牛成蟲(chóng)上寄生的狀態(tài)。雖然花絨寄甲對(duì)天牛不同蟲(chóng)態(tài)均可有效寄生，但對(duì)天牛蛹的寄生效果優(yōu)于對(duì)天牛幼蟲(chóng)的寄生效果，這與花絨寄甲寄生松褐天牛最佳蟲(chóng)態(tài)的研究中所得結(jié)論相符[21]。在室內(nèi)將花絨寄甲卵釋放到有云杉花墨天牛為害的木段上時(shí)，發(fā)現(xiàn)花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛的寄生率低于林間條件下釋放時(shí)的寄生率，分析原因可能為：花絨寄甲的室內(nèi)寄生試驗(yàn)中，寄主主要為天牛5齡幼蟲(chóng)；而林間釋放時(shí)多數(shù)天牛已化蛹，寄主蟲(chóng)態(tài)為蛹期，進(jìn)一步證實(shí)花絨寄甲對(duì)云杉花墨天牛蛹的寄生效果優(yōu)于對(duì)幼蟲(chóng)的寄生效果。因此花絨寄甲釋放的時(shí)期將直接影響防治效果[22]，準(zhǔn)確把握天?；嫉臅r(shí)機(jī)在林間釋放花絨寄甲，對(duì)防治云杉花墨天牛具有重要意義。4月在遼寧釋放花絨寄甲，從卵孵化為幼蟲(chóng)，正值云杉花墨天牛化蛹高峰期，有利于花絨寄甲的寄生和繁育生長(zhǎng)，能達(dá)到更好的防治效果。

目前花絨寄甲在防治天牛中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的防治效果，如應(yīng)用花絨寄甲卵防治栗山天牛試驗(yàn)中，天牛死亡率為88.60%[12]；林間釋放花絨寄甲卵防治云斑天牛，天牛死亡率為83.27%[23]；在林間伐倒的死樹(shù)上釋放花絨寄甲卵對(duì)松褐天牛的防治效果達(dá)到了 91.48%[18]；在林間同時(shí)釋放花絨寄甲成蟲(chóng)和卵塊來(lái)防治銹色粒肩天牛，天牛死亡率為 82.64%[13]。本研究證實(shí)花絨寄甲松褐天牛生物型對(duì)云杉花墨天牛具有較好的防治效果，具有生物防治應(yīng)用前景。在林間條件下釋放花絨寄甲松褐天牛生物型后，云杉花墨天牛的校正死亡率為 74.15%，高于對(duì)天牛的寄生率（33.38%），有可能是由于除直接寄生外，花絨寄甲補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)時(shí)咬食天牛也會(huì)導(dǎo)致天牛死亡，具體由補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致的天牛死亡率有待進(jìn)一步研究確定。同時(shí)花絨寄甲卵卡的釋放量應(yīng)根據(jù)林間云杉花墨天牛發(fā)生情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，掌握最佳益害比才能在達(dá)到最好的防治效果的同時(shí)降低防治成本[24]。前人在花絨寄甲寄生松褐天牛的林間試驗(yàn)中，當(dāng)釋放的花絨寄甲與松褐天牛的益害比為16:1[18]和15:1[21]時(shí)所得防治效果最佳。本試驗(yàn)中在林間釋放寄甲卵卡時(shí)，寄甲平均寄生率在益害比為4:1時(shí)最高（47.68%），與益害比為2:1時(shí)僅差2.17%，差異不顯著。當(dāng)益害比為10:1時(shí)天牛校正死亡率最高（74.15%），但寄甲平均寄生率較低僅為 33.38%。這可能是因?yàn)榛ńq寄甲補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)致死了部分天牛，但由于釋放密度過(guò)大種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇，寄甲難以有效寄生，導(dǎo)致防治效果的可持續(xù)性降低?？梢?jiàn)當(dāng)益害比為2:1時(shí)能以較低的成本達(dá)到較好且可持續(xù)的防治效果，因此在林間防治云杉花墨天牛時(shí)推薦按照2:1的益害比釋放花絨寄甲。

本研究對(duì)應(yīng)用花絨寄甲松褐天牛生物型防治云杉花墨天牛開(kāi)展了研究，明確了其對(duì)云杉花墨天牛的寄生效果及最佳益害比，但由于是初步探索階段，試驗(yàn)中還存在一些不足之處：如設(shè)置重復(fù)較少，導(dǎo)致結(jié)果存在較大誤差；所設(shè)置的不同釋放梯度處理較少，沒(méi)能精準(zhǔn)地確定最佳益害比。此外，花絨寄甲松褐天牛生物型作為南方地區(qū)應(yīng)用較為廣泛的天敵昆蟲(chóng)[24]，耐寒性研究表明，遼寧只有南部地區(qū)為適生地區(qū)[25]，花絨寄甲松褐天牛生物型能否適應(yīng)東北地區(qū)的環(huán)境并順利越冬的問(wèn)題尚不明確，同時(shí)花絨寄甲云杉花墨天牛生物型在中國(guó)北方地區(qū)的規(guī)模化繁殖和釋放技術(shù)也有待進(jìn)一步研究。如能將花絨寄甲在中國(guó)北方地區(qū)推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)云杉花墨天牛的有效防治，將對(duì)控制北方地區(qū)松材線(xiàn)蟲(chóng)病的傳播擴(kuò)散具有重要的意義。