松材線蟲(chóng)病疫區(qū)紅松林鞘翅目昆蟲(chóng)種類(lèi)及松六齒小蠹揚(yáng)飛規(guī)律1)

王建軍 曹傳旺 欒慶書(shū) 王琴 周志權(quán) 姜旭 王敬賢

( 東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040) ( 遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院)

松材線蟲(chóng)(Bursaphelenchusxylophilus)是引起松樹(shù)萎蔫病的病原物，已經(jīng)對(duì)全球針葉樹(shù)造成嚴(yán)重危害。2016和2017年，松材線蟲(chóng)病蔓延到了中國(guó)東北的大連沙河口區(qū)和丹東鳳城市[1]，開(kāi)始侵染東北地區(qū)的紅松(Pinuskoraiensis)[2]、樟子松(P.sylvestrisvar.mongolica)[3]、油松(P.tabuliformis)[4]、華山松(P.armandii)[1]、長(zhǎng)白落葉松(Larixolgensis)、日本落葉松(L.kaempferi)和華北落葉松(L.principis-rupprechtii)[5]等主要針葉樹(shù)種，導(dǎo)致大面積的松樹(shù)死亡[1]。由于個(gè)體很小，松材線蟲(chóng)的自然傳播需要借助天?？颇炫俚拿浇槔ハx(chóng)實(shí)現(xiàn)。全世界能夠傳播松材線蟲(chóng)的媒介昆蟲(chóng)已知有13種[6]，在我國(guó)主要是松墨天牛(Monochamusalternatus)和云杉花墨天牛(M.saltuarius)[7]。作者在調(diào)查受松材線蟲(chóng)侵染死亡的紅松時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅松樹(shù)干木質(zhì)部?jī)?yōu)勢(shì)種群為云杉花墨天牛，韌皮部?jī)?yōu)勢(shì)種群為松六齒小蠹(Ipsacuminatus)。

松六齒小蠹隸屬于鞘翅目(Coleoptera)小蠹科(Scolytidae)齒小蠹屬(Ips)，是危害針葉樹(shù)的蛀干害蟲(chóng)[8]。松六齒小蠹國(guó)內(nèi)分布于黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、湖南、四川、云南、陜西、新疆[9]、河南、山西[10]、甘肅[11]；國(guó)外分布于蒙古、朝鮮、日本、俄羅斯、烏克蘭[12]、意大利[13]等。該蟲(chóng)寄主樹(shù)種為松屬、落葉松屬、云杉屬等5屬21種針葉樹(shù)，在歐洲主要危害歐洲赤松(Pinussylvestris)[14]，在國(guó)內(nèi)主要危害紅松、樟子松、落葉松、華山松、馬尾松(P.massoniana)等[9，15]。

以往認(rèn)為，松六齒小蠹為跟隨性小蠹種類(lèi)，主要入侵危害衰弱的寄主樹(shù)木[15]，其危害性僅限于弱化樹(shù)木，造成的樹(shù)木死亡率很低[16]。樟子松、紅松、落葉松等堆積在林緣的小徑木和個(gè)別衰弱活立木首先遭受松六齒小蠹的危害，由伐倒木向衰弱木擴(kuò)散，再由衰弱木向健康木擴(kuò)散[9]。近年來(lái)，由于氣候變化的影響，松六齒小蠹的數(shù)量顯著增加，對(duì)健康樹(shù)木也造成較大危害[17]。松六齒小蠹在歐洲多地泛濫，導(dǎo)致意大利阿爾卑斯東南部[8]、芬蘭[18]大面積歐洲赤松死亡。松六齒小蠹在歐洲赤松林的蔓延特征表明，絕大部分樹(shù)木被越冬代成蟲(chóng)侵染而死亡，而在某些年份，越冬代成蟲(chóng)產(chǎn)生的第1代成蟲(chóng)也能殺死部分樹(shù)木；春季死亡的樹(shù)木總是在新的位置，而夏季死亡的樹(shù)木總是在靠近春季死亡樹(shù)木的邊緣[19]。松六齒小蠹在取食過(guò)程中還有可能將致病菌傳給寄主[20]。

在我國(guó)東北地區(qū)，盡管沒(méi)有直接的證據(jù)表明松六齒小蠹會(huì)導(dǎo)致寄主松樹(shù)的死亡，但是由于其數(shù)量較大，仍會(huì)對(duì)寄主樹(shù)種形成威脅；而且松六齒小蠹的寄主樹(shù)種與松材線蟲(chóng)在東北地區(qū)能夠侵染的樹(shù)種高度重合，也可能在松材線蟲(chóng)病的傳播或者松樹(shù)的死亡中起一定作用。為全面掌握傳播松材線蟲(chóng)病的可能媒介昆蟲(chóng)種類(lèi)，探索導(dǎo)致紅松死亡的原因，利用誘捕器在紅松林間對(duì)鞘翅目昆蟲(chóng)種類(lèi)開(kāi)展調(diào)查，并且對(duì)種群數(shù)量較大的松六齒小蠹揚(yáng)飛規(guī)律進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)樣地設(shè)在遼寧省新賓滿族自治縣上夾河鎮(zhèn)河西村大碾盤(pán)(41.85°～41.86°N,124.37°～124.38°E)，處在長(zhǎng)白山系龍崗山脈延伸部分，平均海拔480 m，地勢(shì)較緩，坡度為12°～28°，土壤類(lèi)型為棕壤。該地屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明、雨熱同季、寒冷期長(zhǎng)、日照豐富，年平均氣溫5.7 ℃，極端最高氣溫為39.3 ℃，極端最低氣溫-30.2 ℃；年降水量為832.15 mm，集中于6—8月，占全年的64.4%，無(wú)霜期142 d。樣地內(nèi)為54年生紅松人工純林，面積15 hm2，平均樹(shù)高16.9 m，胸徑21.5 cm，郁閉度為0.63。試驗(yàn)地紅松林少量樹(shù)木曾受到松材線蟲(chóng)病侵染死亡，試驗(yàn)開(kāi)展時(shí)死亡的紅松已經(jīng)被伐除。

2 材料與方法

誘捕器：北京中捷四方生物科技股份有限公司生產(chǎn)的昆蟲(chóng)信息素小蠹蟲(chóng)誘捕器(型號(hào)：Y006)和昆蟲(chóng)信息素天牛誘捕器(型號(hào)：Y009-1)，誘捕器由遮雨蓋、十字型擋板、漏斗、集蟲(chóng)杯及誘芯組成。誘芯：松六齒小蠹聚集信息素(型號(hào)：L012，主要成分為2-甲基-3-丁烯-2-醇、馬鞭草烯醇、(S)-(+)-小蠢二烯醇)，落葉松八齒小蠹聚集信息素(型號(hào)：L013，主要成分為小蠹烯醇)，小蠹屬聚集信息素(型號(hào)：L003，主要成分為4-甲基-3-庚醇、(3S，4S)-4-Methylhexan-3-ol)，墨天牛屬聚集信息素(型號(hào)：L002，主要成分為蒎烯、左旋-β-蒎烯、(1S)-(+)-3-蒈烯)。果蠅管、自封袋、膠帶、鑷子、昆蟲(chóng)針、記號(hào)筆、無(wú)水乙醇和體式解剖鏡(Leica EZ4HD)等。

2.1 不同種類(lèi)聚集信息素誘捕昆蟲(chóng)

2020年5月1日—10月20日，將4種昆蟲(chóng)信息素誘捕器在紅松林間分散懸掛，相鄰兩誘捕器距離80 m以上，分別將松六齒小蠹聚集信息素、落葉松八齒小蠹聚集信息素、小蠹屬聚集信息素和墨天牛屬聚集信息素掛在誘捕器上，信息素距地面1.5 m，每種信息素掛4個(gè)誘捕器，以無(wú)信息素的1個(gè)誘捕器作為對(duì)照，每2～3 d收集一次誘捕到的昆蟲(chóng)。信息素每60 d更換一次。

2.2 松六齒小蠹日揚(yáng)飛規(guī)律

將6個(gè)裝有松六齒小蠹聚集信息素的誘捕器在紅松林間懸掛，引誘劑距地面1.5 m，相鄰兩誘捕器距離80 m以上。在松六齒小蠹第1次揚(yáng)飛高峰期(6月27日—7月2日)每天7次(07:00、09:00、11:00、13:00、15:00、17:00、19:00)收集誘捕到的松六齒小蠹成蟲(chóng)，同時(shí)收集2.1和2.3中無(wú)信息素的誘捕器中松六齒小蠹作為對(duì)照，記錄不同時(shí)間段誘捕成蟲(chóng)的性別、數(shù)量和氣溫。

2.3 松六齒小蠹年揚(yáng)飛規(guī)律

在紅松林內(nèi)1.5 m高度懸掛6個(gè)誘捕器，其中5個(gè)放置松六齒小蠹聚集信息素，1個(gè)無(wú)信息素作為對(duì)照，誘捕器間距50 m。從5月上旬到10月底，每2～3 d收集誘捕到的松六齒小蠹成蟲(chóng)。

2.4 松六齒小蠹成蟲(chóng)的誘捕數(shù)量

7月18日至9月17日，在紅松林內(nèi)懸掛6組誘捕器，每組2個(gè)誘捕器在林間緊挨放置，1個(gè)距面1.5 m高度，1個(gè)距地面0.1 m高度，其中5組放置松六齒小蠹聚集信息素，1組無(wú)信息素作為對(duì)照，不同組誘捕器間距50 m。每2～3 d收集一次誘捕到的松六齒小蠹成蟲(chóng)并記錄數(shù)量。

2.5 分類(lèi)與鑒定

將收集的昆蟲(chóng)按時(shí)間和誘捕器種類(lèi)分別裝到果蠅管中帶回實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)、鑒定和分類(lèi)。昆蟲(chóng)鑒定使用分類(lèi)參考工具書(shū)和相關(guān)文獻(xiàn)資料，小蠹種類(lèi)的鑒定參考殷慧芬等[21]方法，部分種類(lèi)的樣本還使用分子鑒定技術(shù)進(jìn)行復(fù)核，DNA提取參考廖力等[22]方法；擴(kuò)增COI引物為AC1J2183:CAACATTTATTTTGATTTTTTGG;TL2N3014:TCCAATGCACTAATCTGCCATATTA，PCR退火溫度為54.9 ℃[23]。獲得分子序列通過(guò)GenBank進(jìn)行比對(duì)和分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 紅松林間鞘翅目昆蟲(chóng)種類(lèi)和數(shù)量

4種引誘劑在紅松林間共誘捕到主要鞘翅目昆蟲(chóng)18種，隸屬于6個(gè)科(表1)。其中小蠹科種類(lèi)和數(shù)量均最多，有8種，共計(jì)15 464頭；郭公蟲(chóng)科(Cleridae)3種，共計(jì)1 415頭；天牛科(Cerambycidae)4種，共計(jì)697頭；象甲科(Curculionidae)1種，共計(jì)105頭；擬步甲科(Tenebrionidae)1種，共計(jì)148頭；閻甲科(Histeridae)1種，共計(jì)75頭。在誘捕的昆蟲(chóng)中，數(shù)量較多的3個(gè)種分別為松六齒小蠹、普通郭公蟲(chóng)(Clerusdealbatus)和云杉花墨天牛。其中松六齒小蠹數(shù)量最多，占所有種類(lèi)總量的85.06%，占小蠹科總量的98.54%；普通郭公蟲(chóng)數(shù)量也較大，占郭公蟲(chóng)科總量的92.87%；云杉花墨天牛數(shù)量占天?？瓶偭康?3.17%。

表1 紅松林間誘捕鞘翅目昆蟲(chóng)種類(lèi)、數(shù)量及引誘劑類(lèi)型

3.2 紅松林間6個(gè)科鞘翅目昆蟲(chóng)數(shù)量變化動(dòng)態(tài)

5月4日首次收集昆蟲(chóng)即發(fā)現(xiàn)小蠹科、郭公蟲(chóng)科和擬步甲科昆蟲(chóng)揚(yáng)飛，5月中旬起發(fā)現(xiàn)象甲科揚(yáng)飛，天?？坪烷惣卓频?月下旬開(kāi)始揚(yáng)飛。5月4日到10月14日，6個(gè)科昆蟲(chóng)隨日期的動(dòng)態(tài)變化見(jiàn)表2。

表2 2020年松材線蟲(chóng)疫區(qū)6個(gè)科鞘翅目昆蟲(chóng)數(shù)量動(dòng)態(tài)變化 頭

3.3 松六齒小蠹每日不同時(shí)段誘捕數(shù)及雌雄比

引誘劑在白天(07:00—19:00)對(duì)松六齒小蠹的誘捕量(27.80±7.32)頭顯著大于夜間(19:00—07:00)的誘捕量(4.40±1.74)頭(t=3.110,自由度=8,P<0.05)。在白天，松六齒小蠹的誘捕量隨時(shí)間變化呈現(xiàn)先增大后減少的趨勢(shì)，07:00—09:00誘捕數(shù)量最低(1.60±0.68)頭，然后逐漸升高，13:00—15:00誘捕量最高(7.2±1.59)頭，之后數(shù)量開(kāi)始下降，至17:00—19:00誘捕量為(2.80±1.46)頭。松六齒小蠹的雌雄比在白天也是先增加后減少，09:00—11:00雌雄比最高，達(dá)到3.25∶1.00，之后逐漸降低，至17:00—19:00雌雄數(shù)量比為1∶1，夜間雌雄比最低為0.80∶1.00(表3)。

表3 松六齒小蠹成蟲(chóng)林間日揚(yáng)飛規(guī)律

3.4 松六齒小蠹不同時(shí)間誘捕數(shù)量

松六齒小蠹越冬代成蟲(chóng)從5月初開(kāi)始活動(dòng)，至10月14日結(jié)束，林間活動(dòng)時(shí)間超過(guò)6個(gè)月。松六齒小蠹在整個(gè)生活周期有2個(gè)明顯的揚(yáng)飛高峰，從5月初開(kāi)始，誘捕量隨日期的變化逐漸增加，6月18—7月4日為第1次活動(dòng)高峰期，日最大誘捕量達(dá)到74.5頭(6月22日)，之后誘捕量逐漸下降，但仍有少量成蟲(chóng)揚(yáng)飛；從8月30日開(kāi)始進(jìn)入第2次活動(dòng)高峰期，且增長(zhǎng)迅速，誘捕量更大，日最大誘捕量達(dá)到931.0頭(9月25日)，之后誘捕量再次降低，至10月14日，日誘捕量降為零，成蟲(chóng)不再揚(yáng)飛(表4)。

表4 不同日期林間日誘捕松六齒小蠹數(shù)量

3.5 誘捕器懸掛高度對(duì)誘捕量的影響

懸掛高度為1.5 m的誘捕器對(duì)松六齒小蠹成蟲(chóng)的誘捕總量、雌蟲(chóng)量、雄蟲(chóng)量都大于懸掛高度為0.1 m誘捕器的誘捕量(表5)，但相應(yīng)數(shù)據(jù)均無(wú)顯著差異(t1=1.811,自由度=160，P1>0.05；t2=1.843,自由度=160，P2>0.05;t3=1.496,自由度=160,P3>0.05)。

表5 不同高度誘捕松六齒小蠹數(shù)量

3.6 3種郭公蟲(chóng)年揚(yáng)飛規(guī)律

在松六齒小蠹誘捕器和小蠹屬誘捕器內(nèi)都發(fā)現(xiàn)了郭公蟲(chóng)科的3種昆蟲(chóng)，分別為普通郭公蟲(chóng)、紅胸郭公蟲(chóng)(Thanasimussubstriatus)和切頭郭公蟲(chóng)(Clerussp.)[24]。這幾種都是松六齒小蠹的天敵昆蟲(chóng)，能夠以松六齒小蠹成蟲(chóng)為食，與松六齒小蠹同時(shí)進(jìn)入到誘捕器內(nèi)的郭公蟲(chóng)能夠?qū)⑶罢咭?、啃食而僅剩下頭部和鞘翅。其中普通郭公蟲(chóng)5月初即開(kāi)始揚(yáng)飛，5月29日單日誘捕量最高達(dá)102頭，之后開(kāi)始降低，至6月下旬誘捕量趨于平穩(wěn)；紅胸郭公蟲(chóng)和切頭郭公蟲(chóng)的單日誘捕量都不高(圖1)。

圖1 不同日期林間單日誘捕3種郭公蟲(chóng)數(shù)量

4 結(jié)論與討論

松六齒小蠹只能被松六齒小蠹引誘劑吸引，表明松六齒小蠹對(duì)此種引誘劑有較好趨向性和專一性。3種郭公蟲(chóng)都能被松六齒小蠹引誘劑和小蠹屬引誘劑吸引，表明松六齒小蠹的天敵郭公蟲(chóng)是通過(guò)小蠹蟲(chóng)信息素進(jìn)行定位的。在有小蠹屬聚集信息素(L003)的誘捕器中也發(fā)現(xiàn)郭公蟲(chóng)，說(shuō)明3種郭公蟲(chóng)也能被其他小蠹蟲(chóng)吸引，它們可能還是其他小蠹屬昆蟲(chóng)的天敵。墨天牛屬引誘劑對(duì)4種天牛都有誘捕作用，但是云杉花墨天牛的數(shù)量最多。目前市場(chǎng)上還沒(méi)有針對(duì)云杉花墨天牛的引誘劑，墨天牛屬引誘劑對(duì)云杉花墨天牛有較好的誘捕效果，可以作為林間誘引此種天牛的誘劑用于云杉花墨天牛成蟲(chóng)的收集、監(jiān)測(cè)或者誘殺。在放置松六齒小蠹聚集信息素(L012)、落葉松八齒小蠹聚集信息素(L013)，小蠹屬聚集信息素(L003)的誘捕器中都發(fā)現(xiàn)稻水象甲(Lissorhoptrusoryzophilus)，可能是因?yàn)閷?duì)小蠹蟲(chóng)具有吸引效果的化學(xué)成分同時(shí)也能吸引稻水象甲。稻水象甲作為一種重要檢疫害蟲(chóng)，1991年傳入遼寧，主要危害水稻并以玉米、甘蔗、小麥、大麥、牧草、禾本科雜草等為寄主，具有危害時(shí)間長(zhǎng)，繁殖傳播速度快，抗藥性和抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)[25]，推測(cè)誘捕的稻水象甲可能來(lái)自試驗(yàn)林地旁邊的玉米田中。

松六齒小蠹成蟲(chóng)喜歡在白天活動(dòng)，且不同時(shí)段誘蟲(chóng)量與溫度相關(guān)性顯著(R2=0.836，P<0.05)。松六齒小蠹白天的雌雄比大于夜間，說(shuō)明雌蟲(chóng)更喜歡在白天活動(dòng)，尤其在溫度逐漸升高的09:00—11:00，這可能是因?yàn)榇葡x(chóng)喜歡在充足的光照和較高的溫度下補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)及尋找產(chǎn)卵位置。松六齒小蠹成蟲(chóng)在遼寧地區(qū)1 a發(fā)生1代，有2次揚(yáng)飛高峰期，以成蟲(chóng)越冬。5月初至8月中旬，林間活動(dòng)的松六齒小蠹成蟲(chóng)大多數(shù)是越冬代成蟲(chóng)，它們從樹(shù)木韌皮部飛出，在林間取食補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，然后交配、產(chǎn)卵，日誘捕量不大且變化趨勢(shì)比較平緩；8月下旬至10月中旬，林間活動(dòng)的松六齒小蠹是當(dāng)年羽化的第一代成蟲(chóng)，成蟲(chóng)羽化后，到林間取食，補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)準(zhǔn)備越冬，日誘捕量較大且變化趨勢(shì)較為陡峭。松六齒小蠹的日揚(yáng)飛規(guī)律與當(dāng)天的溫度和光照有關(guān)，而年揚(yáng)飛規(guī)律則與世代發(fā)育情況有關(guān)，這一結(jié)果與落葉松八齒小蠹在林間的揚(yáng)飛規(guī)律較為相似[26]。

誘捕器懸掛于1.5 m高度時(shí)，誘捕松六齒小蠹的總量、雌蟲(chóng)數(shù)量和雄蟲(chóng)數(shù)量上都大于懸掛0.1 m高度的誘捕量，但二者并無(wú)顯著差異。但考慮到操作方便以及避免受到人為或林間其他動(dòng)物的干擾，建議懸掛于1.5 m高度。普通郭公蟲(chóng)在5月下旬至6月中旬?dāng)?shù)量較大，能夠?qū)Υ穗A段活動(dòng)的松六齒小蠹有一定的控制作用；紅胸郭公蟲(chóng)和切頭郭公蟲(chóng)數(shù)量相對(duì)較少，對(duì)控制松六齒小蠹只能起到輔助作用。收集松六齒小蠹時(shí)發(fā)現(xiàn)，3種郭公蟲(chóng)不僅會(huì)在誘集瓶?jī)?nèi)取食松六齒小蠹，郭公蟲(chóng)科種間以及種內(nèi)也會(huì)相互殘殺。為了保護(hù)和利用天敵，可以將誘集到的郭公蟲(chóng)再次釋放到紅松林內(nèi)，還可以研究郭公蟲(chóng)的人工繁殖技術(shù)，大量繁殖3種郭公蟲(chóng)在林間釋放以控制松六齒小蠹的種群數(shù)量。

致謝：感謝美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)李猷博士后、拱北海關(guān)技術(shù)中心林偉高級(jí)農(nóng)藝師在小蠹蟲(chóng)鑒定方面的幫助，感謝中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所楊干燕博士在郭公蟲(chóng)鑒定方面的幫助。