藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的控制作用

李 賢,朱俊洪,葉政培,陳俊諭,符悅冠,張方平,*

1 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所, ?？?571101 2 海南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院, ?？?570228

橡副珠蠟蚧ParasaissetianigraNietner屬同翅目Hemiptera蚧總科Coccoidea蠟蚧科Coccidae,來源于非洲,目前分布于除南極洲之外的六大洲[1]。橡副珠蠟蚧為多食性昆蟲,可取食92科寄主植物[2],可為害橡膠樹,近年來云南、海南橡膠產(chǎn)業(yè)受其影響嚴(yán)重[3—4]。早期對該蟲的防治主要依賴化學(xué)農(nóng)藥,但存在有效藥劑種類少、施藥困難、對人畜與環(huán)境有安全隱患等問題。因此,對該蟲的防治急需尋求新的技術(shù)手段。目前,生物防治技術(shù)的應(yīng)用,尤其利用天敵是該蟲防治的一個(gè)新方向。而通過天敵資源的廣泛篩選、評價(jià)可獲得更多適宜性強(qiáng)、應(yīng)用前景好的天敵種類,為進(jìn)一步的研究及利用提供基礎(chǔ)支撐。目前,已有多位學(xué)者對其開展了天敵資源調(diào)查及防控技術(shù)的研究,發(fā)現(xiàn)了多種可利用的橡副珠蠟蚧本土天敵,如斑翅食蚧蚜小蜂CoccophagusceroplastaeHoward、副珠蠟蚧闊柄跳小蜂MetaphycusparasaissetiaeZhang and Huang、日本食蚧蚜小蜂CoccophagusjaponicusCompere、優(yōu)雅岐脈跳小蜂DiversinervuselegansSilvestri等[5—8]。其中,斑翅食蚧蚜小蜂、日本食蚧蚜小蜂、優(yōu)雅岐脈跳小蜂可寄生橡副珠蠟蚧2齡若蟲至成蟲[9—11],副珠蠟蚧闊柄跳小蜂只對橡副珠蠟蚧成蟲有控制作用[12]。

本研究團(tuán)隊(duì)于2018年在海南省瓊中縣一橡膠苗圃中新發(fā)現(xiàn)了一種橡副珠蠟蚧的成蟲寄生蜂,經(jīng)鑒定該蜂為藍(lán)色長盾金小蜂ScutellistacaeruleaFonscolombe,屬膜翅目Hymenoptera小蜂總科Chalcidoidea金小蜂科Pteromalidae[13]。該蜂的寄主有無花果蠟蚧CeroplastesrusciLinnaeus、橄欖黑盔蚧SaissetiaoleaeOlivier、褐軟蚧CoccushesperidumLinnaeus、佛州龜蠟蚧CeroplastesfloridensisComstock等[14—15]。該蜂是一種外寄生蜂,其成蟲將卵產(chǎn)在寄主的腹面,以寄主產(chǎn)在腹下的卵為食物[16], 只寄生成蟲期橡副珠蠟蚧,嗜好產(chǎn)卵于黑色成蟲期(體色黑色,產(chǎn)卵1—2 d)橡副珠蠟蚧[17]。目前,國內(nèi)外對藍(lán)色長盾金小蜂的報(bào)道較為缺乏,且以寄主、分布范圍、季節(jié)豐富度為主[13,18],尚未見其對寄主控害潛能的相關(guān)研究報(bào)道。利用藍(lán)色長盾金小蜂來控制橡副珠蠟蚧,首要是需明確其對橡副珠蠟蚧的寄生功能反應(yīng)及其自身密度干擾效應(yīng)。本研究在室內(nèi)進(jìn)行不同溫度、寄主橡副珠蠟蚧的不同發(fā)育階段條件下藍(lán)色長盾金小蜂的寄生功能反應(yīng)和自身密度干擾效應(yīng)試驗(yàn),以期明確藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的控害潛能以及找到利用該寄生蜂控制橡副珠蠟蚧的最佳溫度,寄主發(fā)育階段以及蜂蟲比,為藍(lán)色長盾金小蜂的田間應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試?yán)ハx：于云南省熱帶作物研究所試驗(yàn)場六隊(duì)(20.05°N,102.72°E)橡膠樹采集橡副珠蠟蚧,在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所養(yǎng)蟲室內(nèi)用南瓜Cucurbitamoschata(Duch. ex Lam.) Duch. ex Poiret(品種：蜜本,購買于海南省儋州市南瓜供應(yīng)商)果實(shí),繁殖至成蟲備用,繁殖條件為溫度25—27℃、相對濕度70%—90%。于海南省瓊中縣新進(jìn)農(nóng)場橡膠增殖苗圃園(19.03°N, 109.84°E)收集藍(lán)色長盾金小蜂蛹,待其羽化后,用南瓜果實(shí)飼養(yǎng)的橡副珠蠟蚧繁殖,25—27℃、相對濕度70%—90%。

1.2 方法

1.2.1不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生功能

試驗(yàn)以橡副珠蠟蚧黑色期成蟲(體色黑色,產(chǎn)卵1—2 d成蟲)為供試寄主,設(shè)置的寄主密度分別為5、10、15、20、25頭。在南瓜上挑選有上述橡副珠蠟蚧密度的部位,用刀切下,去除多余的瓜馕和瓜肉,只留下帶有上述蚧蟲的南瓜塊(約4 mm厚),分別單獨(dú)放在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi),然后每個(gè)皿內(nèi)接入1頭已交配的藍(lán)色長盾金小蜂雌蜂,并放入蘸有15%蔗糖水的小棉球,隨后用紗布封住皿口,再將上述正接蜂的培養(yǎng)皿放在人工氣候箱中,設(shè)置光周期為L12 h∶D12 h,濕度為(70±5)%,并設(shè)置不同的溫度梯度,分別為21、24、27、30、33、36℃,接蜂24 h后取出,將藍(lán)色長盾金小蜂從培養(yǎng)皿中移除,在體視鏡下解剖橡副珠蠟蚧,并記錄被寄生的蠟蚧數(shù)量。每個(gè)實(shí)驗(yàn)處理重復(fù)4次。

1.2.2不同寄主發(fā)育階段下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生功能

試驗(yàn)分別以橡副珠蠟蚧初期成蟲(1—2 d成蟲)、褐色期成蟲(體色褐色,產(chǎn)卵前3—4 d成蟲)、黑色期成蟲(體色黑色,產(chǎn)卵1—2 d成蟲)為供試寄主,設(shè)置的寄主密度分別為5、10、15、20、25頭。按照1.2.1的方法將藍(lán)色長盾金小蜂接入置有橡副珠蠟蚧的培養(yǎng)皿,并將正接蜂的培養(yǎng)皿放在人工氣候箱中,設(shè)置光周期為L12 h∶D12 h,濕度為(70±5)%,溫度為27℃,接蜂24 h后取出,將藍(lán)色長盾金小蜂從培養(yǎng)皿中移除,在體視鏡下解剖橡副珠蠟蚧,并記錄被寄生的蠟蚧數(shù)量。每個(gè)實(shí)驗(yàn)處理重復(fù)4次。

1.2.3不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂自身密度干擾效應(yīng)

試驗(yàn)以橡副珠蠟蚧黑色期成蟲(體色黑色,產(chǎn)卵1—2 d成蟲)為供試寄主,設(shè)置寄主密度為30頭,接下來試驗(yàn)方法同1.2.1。每個(gè)實(shí)驗(yàn)處理重復(fù)4次。

1.3 數(shù)據(jù)分析

藍(lán)色長盾金小蜂的日均寄生量用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析,采用單因素方差分析(ANOVA),Duncan法比較差異顯著性。圖表用Microsoft Excel 2016版完成。

Holling-Ⅱ型功能反應(yīng)模型[19]：Na=aNT/(1+aThN),Na為被寄生寄主數(shù)；a為瞬時(shí)攻擊率；N為寄主密度；Th為處理時(shí)間,即平均寄生一頭寄主所花的時(shí)間；T為天敵發(fā)現(xiàn)和寄生寄主的總時(shí)間(本試驗(yàn)為1 d)。

Holling-Ⅲ型功能反應(yīng)模型[20]：Na=a′e-b/N,Na為被寄生寄主數(shù)；N為寄主密度；a′為最大寄生量；b為最佳尋找密度。

尋找效應(yīng)[21]：S=a/(1+aThN),S為尋找效應(yīng)；a為瞬時(shí)攻擊率；Th為處理時(shí)間；N為寄主密度。

Hassell-Varley干擾模型[22]：E=QP-m,E為寄生作用率；Q為搜尋常數(shù)；P為寄生蜂密度；m為干擾參數(shù)。

分?jǐn)偢偁帍?qiáng)度[23]；I=(E1-Ep)/E1,I為分?jǐn)偢偁帍?qiáng)度；E1為1頭寄生蜂的寄生作用率；Ep為p頭寄生蜂的寄生作用率。

2 結(jié)果

2.1 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生功能

2.1.1溫度對藍(lán)色長盾金小蜂日均寄生量的影響

同一寄主密度下,當(dāng)寄主密度為5頭時(shí),日均寄生量在27、30、33℃時(shí)最大,均為4.3頭,21℃時(shí)最小,為2.3頭,顯著小于其他5個(gè)溫度下的日均寄生量；當(dāng)寄主密度為10頭時(shí),日均寄生量在30、33℃時(shí)最大,均為8.7頭,顯著大于其他溫度下的日均寄生量；當(dāng)寄主密度為15頭、20頭、25頭時(shí),日均寄生量33℃時(shí)最大,分別為11.0頭、13.0頭、15.3頭,均顯著高于21和24℃下的日均寄生量。同一溫度下,隨著寄主密度的增大,藍(lán)色長盾金小蜂日均寄生量呈上升趨勢,但增幅逐漸減小,當(dāng)寄主密度為5頭時(shí)最小,顯著小于其他寄主密度下的日均寄生量,25頭時(shí)最大,特別是33℃時(shí),寄主密度為25頭時(shí)的寄生量約是5頭時(shí)的3.56倍(表1)。

表1 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的日均寄生量

2.1.2擬合Holling-Ⅱ型功能反應(yīng)模型

表2 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的Holling-Ⅱ型功能反應(yīng)參數(shù)估計(jì)

2.1.3擬合Holling-Ⅲ型功能反應(yīng)模型

2.1.4不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的尋找效應(yīng)

同一溫度下,藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的尋找效應(yīng)隨著寄主密度的增大而降低,寄主密度為5頭時(shí)最高,25頭時(shí)最低。在同一寄主密度下,藍(lán)色長盾金小蜂的尋找效應(yīng)受溫度影響明顯,在21—33℃,隨著溫度的升高,其尋找效應(yīng)逐漸增大,33℃時(shí)達(dá)到最大值,當(dāng)溫度高于33℃,其尋找效應(yīng)下降(圖1)。

表3 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的Holling-Ⅲ型功能反應(yīng)參數(shù)估計(jì)

圖1 不同溫度條件下藍(lán)色長盾金小蜂尋找效應(yīng)與寄主密度的關(guān)系Fig.1 Relationship between search effect of S. caerulea and densities of host at different temperatures

2.2 不同寄主發(fā)育階段條件下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生功能

2.2.1寄主發(fā)育階段對藍(lán)色長盾金小蜂日均寄生量的影響

不同寄主發(fā)育階段下,寄主密度一定時(shí),日均寄生量均以黑色期成蟲時(shí)最大；但當(dāng)寄主密度為5、15頭時(shí),三種寄主發(fā)育階段下的日均寄生量差異不顯著,當(dāng)寄主密度為10、20、25時(shí),寄主發(fā)育階段為黑色期成蟲的日均寄生量顯著高于初期成蟲時(shí)的日均寄生量。同一寄主發(fā)育階段下,隨著寄主密度的增大,藍(lán)色長盾金小蜂日均寄生量逐漸增大,但增幅逐漸減??；寄主在3個(gè)發(fā)育階段,均是寄主密度為5頭時(shí)的日均寄生量顯著低于25頭時(shí)的日均寄生量,特別是寄主發(fā)育階段為黑色期成蟲時(shí),寄主密度為5頭時(shí)的寄生量約是25頭時(shí)的41.75%(表4)。

表4 不同寄主發(fā)育階段下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的日均寄生量

2.2.2擬合Holling-Ⅱ型功能反應(yīng)模型

將Holling-Ⅱ模型轉(zhuǎn)化為一元線性方程,對N及Na分別取倒數(shù)進(jìn)行回歸分析。結(jié)果表明：參數(shù)估計(jì)R2值均大于0.9212,經(jīng)卡方檢驗(yàn),χ2為0.0058—0.0687,χ2<χ2(0.05)=7.81,表明理論值與觀測值較吻合,說明藍(lán)色長盾金小蜂對不同發(fā)育階段橡副珠蠟蚧的功能反應(yīng)符合Holling-Ⅱ型模型。寄主為褐色期成蟲時(shí),藍(lán)色長盾金小蜂瞬時(shí)攻擊率最大；寄主為黑色期成蟲時(shí),其處理時(shí)間最短,寄生效能最大,寄生上限最大,分別為0.0638、18.9044、15.7頭。寄主為初期成蟲時(shí),其瞬時(shí)攻擊率最小、處理時(shí)間最長、寄生效能最小、寄生上限最小,分別為0.9295、0.1291、7.2002、7.7頭。因而,可知寄主為黑色期成蟲時(shí),藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生能力最強(qiáng)(表5)。

2.2.3擬合Holling-Ⅲ型功能反應(yīng)模型

表5 不同寄主發(fā)育階段下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的Holling-Ⅱ型功能反應(yīng)參數(shù)估計(jì)

表6 藍(lán)色長盾金小蜂對不同發(fā)育階段橡副珠蠟蚧的Holling-Ⅲ型功能反應(yīng)參數(shù)估計(jì)

2.2.4不同寄主發(fā)育階段下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的尋找效應(yīng)

圖2 不同寄主發(fā)育階段條件下藍(lán)色長盾金小蜂尋找效應(yīng)與寄主密度的關(guān)系Fig.2 Relationship between search effect of S. caerulea and densities of host at different host ages

同一寄主發(fā)育階段下,藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的尋找效應(yīng)隨著寄主密度的增大而降低,當(dāng)寄主密度為5頭時(shí)最大,為25頭時(shí)最小,在同一寄主密度下,藍(lán)色長盾金小蜂的尋找效應(yīng)隨著寄主發(fā)育階段的增大而增大,寄主為黑色期成蟲的尋找效應(yīng)最大,寄主為初期成蟲的尋找效應(yīng)最小(圖2)。

2.3 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂自身密度干擾效應(yīng)

在同一溫度下,藍(lán)色長盾金小蜂的平均寄生量及寄生作用率隨其自身密度的增加而下降,分?jǐn)偢偁帍?qiáng)度則增大,說明該蜂個(gè)體間存在種內(nèi)競爭和相互干擾。對不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂受自身密度干擾的寄生作用率采用Hassell-Varley干擾模型進(jìn)行擬合,寄生作用率和寄生蜂密度間的相關(guān)系數(shù)R2>0.8458,表明該模型能較好的反映該蜂寄生時(shí)種內(nèi)個(gè)體間自我干擾情況。溫度會影響藍(lán)色長盾金小蜂的搜尋和自我干擾,在21—33℃范圍內(nèi),隨著溫度升高,搜尋常數(shù)和干擾常數(shù)增大,33℃達(dá)到最大值,分別為0.6116、0.7535,當(dāng)溫度高于33℃時(shí),搜尋常數(shù)和干擾常數(shù)減小(表7)。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生功能

功能反應(yīng)是評價(jià)天敵對害蟲控制潛能的一種重要方法[24—26],其中Holling-Ⅱ型和Ⅲ型模型在寄生蜂的寄生功能評價(jià)中應(yīng)用較為廣泛,這兩個(gè)模型具有一定的互補(bǔ)作用,同時(shí)采用這兩種模型可以更好的描述天敵對害蟲的控害潛能[27]。本研究中,不同溫度下,藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生功能反應(yīng)符合Holling-Ⅱ型和Ⅲ型模型,藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的日均寄生量隨著寄主密度的增大而增大,當(dāng)寄主密度達(dá)到一定數(shù)量,其日均寄生量趨于飽和,這與稻虱纓小蜂AnagrusnilaparvataePang et Wang、淡足側(cè)溝繭蜂MicroplitispalidpesSzépligeti、日本平腹小蜂AnastatusjaponicusAshmead等寄生蜂類似[28—30]。天敵的捕食效能受溫度影響[31],在33℃時(shí),藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生效能最大,為44.4201,其次是30℃、36℃。本實(shí)驗(yàn)采用Holling-Ⅱ型和Ⅲ型模型擬合出的藍(lán)色長盾金小蜂的寄生上限均在33℃時(shí)最大,分別為45.6頭和19.2頭,兩者相比較,Holling-Ⅲ型模型的結(jié)果更加符合藍(lán)色長盾金小蜂的實(shí)際寄生情況,所以實(shí)際應(yīng)用中,可以選擇參考Holling-Ⅲ型模型的結(jié)果。此外,溫度會影響寄生蜂的尋找效應(yīng)[32—33],本實(shí)驗(yàn)中,溫度對藍(lán)色長盾金小蜂尋找效應(yīng)有影響,同一密度下,溫度在33℃時(shí)的尋找效應(yīng)高于其他溫度下的尋找效應(yīng)。該研究表明藍(lán)色長盾金小蜂在較高溫度下有較強(qiáng)的寄生能力,所以在實(shí)際應(yīng)用中,可以考慮在溫度較高的情況下釋放藍(lán)色長盾金小蜂,進(jìn)行田間控害。

表7 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂自身密度的干擾反應(yīng)方程及參數(shù)估計(jì)

3.2 不同寄主發(fā)育階段下藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧的寄生功能

捕食者(寄生蜂)的功能反應(yīng)受到獵物(寄主)發(fā)育階段的影響,例如斑痣懸繭蜂MeteoruspulchricornisWesmael對不同齡期斜紋夜蛾SpodopteralituraFabricius幼蟲、茶足柄瘤蚜繭蜂LysiphlebustestaceipesCresson對不同齡期苜蓿蚜AphiscraccivoraKoch的寄生功能反應(yīng)因寄主齡期的不同而受到明顯影響[34—35]。目前,大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道寄生蜂不同齡期寄主的寄生功能反應(yīng)只采用Holling-Ⅱ型模型進(jìn)行擬合,很少采用Holling-Ⅲ型模型進(jìn)行擬合。本研究采用上述兩種模型進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)Holling-Ⅱ和Holling-Ⅲ型均能擬合藍(lán)色長盾金小蜂對不同發(fā)育階段橡副珠蠟蚧的寄生功能反應(yīng),以瞬時(shí)攻擊率與處理時(shí)間之比a/Th作為評價(jià)指標(biāo),藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧不同發(fā)育階段的成蟲的寄生效能為：黑色期成蟲>褐色期成蟲>初期成蟲。本實(shí)驗(yàn)采用Holling-Ⅱ型和Ⅲ型模型擬合出的藍(lán)色長盾金小蜂的寄生上限均以黑色期成蟲時(shí)最大,分別為15.7頭和12.2頭,兩者相比較,無較大差異,結(jié)果均符合藍(lán)色長盾金小蜂的實(shí)際寄生情況。此外,寄主發(fā)育階段對寄生蜂尋找效應(yīng)也有影響,胡浩等研究發(fā)現(xiàn)斑痣懸繭蜂對2、3齡斜紋夜蛾幼蟲的搜尋效應(yīng)均高于對4齡幼蟲的搜尋[35],本試驗(yàn)中,同一寄主密度下,寄主為黑色期成蟲時(shí),藍(lán)色長盾金小蜂尋找效應(yīng)高于褐色期成蟲和初期成蟲時(shí)的尋找效應(yīng)。該研究表明藍(lán)色長盾金小蜂對發(fā)育成熟的寄主有較強(qiáng)的寄生能力,所以在實(shí)際應(yīng)用中,可以考慮在蚧蟲以褐色期至黑色期成蟲為主的情況下釋放藍(lán)色長盾金小蜂,進(jìn)行田間控害。

3.3 不同溫度下藍(lán)色長盾金小蜂自身密度干擾效應(yīng)

研究發(fā)現(xiàn),許多寄生蜂在一定空間內(nèi)會隨自身種群數(shù)量的增加而出現(xiàn)干擾現(xiàn)象,如菜蛾盤絨繭蜂Cotesiavestalis(Haliday)、象蟲金小蜂Anisopteromaluscalandrae(Howard)等[36—37]。本研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)色長盾金小蜂個(gè)體間也存在這種干擾現(xiàn)象,在一定空間內(nèi),寄主數(shù)量一定時(shí),藍(lán)色長盾金小蜂自身密度越大,其寄生作用率逐漸減小,分?jǐn)偢偁帍?qiáng)度逐漸增大,干擾作用也就越大。此外,溫度是影響干擾效應(yīng)的一個(gè)重要影響因子,如黃色潛蠅繭蜂OpiusflavusWeng et Chen、腰帶長體繭蜂MacrocentruscingulumBrischke等的自身密度干擾效應(yīng)會受到溫度的影響[33,38]。在本實(shí)驗(yàn)中,21—33℃范圍內(nèi),隨著溫度升高,藍(lán)色長盾金小蜂個(gè)體間干擾作用增大,33℃干擾作用達(dá)到最大,當(dāng)溫度高于33℃時(shí),其干擾效應(yīng)開始下降,這可能是溫度過低或者過高會抑制該蜂的活動能力[39],從而使其個(gè)體間干擾作用減小。因此,在進(jìn)行藍(lán)色長盾金小蜂的室內(nèi)擴(kuò)繁和田間應(yīng)用時(shí),應(yīng)控制寄生蜂和寄主的密度,以免造成天敵資源的浪費(fèi)。

4 結(jié)論

當(dāng)溫度為33℃時(shí),藍(lán)色長盾金小蜂對橡副珠蠟蚧黑色期成蟲,有較強(qiáng)的寄生效能; 藍(lán)色長盾金小蜂存在自身相互干擾,33℃干擾作用最強(qiáng)。因此,田間釋放藍(lán)色長盾金小蜂控制橡副珠蠟蚧時(shí),選擇橡副珠蠟蚧多數(shù)處于黑色期成蟲、溫度為33℃左右時(shí)進(jìn)行釋放,同時(shí)要控制好寄生蜂和寄主的密度,避免天敵的浪費(fèi)。