螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾卵寄生效果評價

袁 曦，鄧偉麗，郭 義，王志烘，李敦松

(廣東省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所,廣東省植物保護新技術重點實驗室，廣州 510640)

草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda(J.E. Smith)是2018年12月11日入侵我國的重大遷飛性害蟲(吳孔明, 2020)，入侵我國后迅速蔓延到西南、華南、華北等多個地區(qū)的26省(區(qū)、市)(姜玉英等, 2019)，在我國很快進入嚴重發(fā)生階段并完成定殖過程，嚴重威脅我國玉米ZeamaysL.各產(chǎn)區(qū)。草地貪夜蛾為害植物種類達300余種，我國潛在被其為害的風險作物種植面積非常廣泛，與上世紀90年代棉鈴蟲Helicoverpaarmigera相比，草地貪夜蛾具有更大的爆發(fā)災變危險，對我國糧食安全生產(chǎn)造成潛在危險(郭井菲等, 2018; 郭井菲等, 2019; 江幸福等, 2019; 秦譽嘉等, 2019; 楊學禮等, 2019; 吳孔明, 2020)。

周年繁殖區(qū)玉米種植面積占全國玉米種植總面積的5.55%，為草地貪夜蛾越冬提供了適宜的寄主和氣候條件，是草地貪夜蛾次年全國發(fā)生的主要蟲源地，控制草地貪夜蛾在周年繁殖區(qū)的蟲源基數(shù)，并減少遷出蟲量，對草地貪夜蛾來年全國范圍防治有重要意義(劉蔚楠等, 2016; 林尤珍等, 2017; 時成俏, 2019; 王磊等, 2019; 楊普云等, 2019)。天敵是草地貪夜蛾重要控制因子(da Silvaetal., 2009; Oliveira de Moraesetal., 2015; Prasannaetal., 2018; Grijalbaetal., 2018)，其中寄生天敵起到重要作用(Molina-Ochoaetal., 2003; Muruaetal., 2009; Rios-Velascoetal., 2011a; Gutierrez-Ramirezetal., 2015; Shyleshaetal., 2018)。螟黃赤眼蜂Trichogrammachilonis是周年繁殖區(qū)草地貪夜蛾的自然天敵(李志剛等, 2019)，對草地貪夜蛾有較高寄生率(楊建國, 2019; Abangetal., 2021)。釋放赤眼蜂減少周年繁殖區(qū)草地貪夜蛾蟲源基數(shù)和遷出蟲量，是減少我國防治草地貪夜蛾化學農(nóng)藥使用量、構建綠色可持續(xù)控制技術體系的重要手段(唐璞等, 2019)。目前尚無螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵上的實驗種群生命表，和螟黃赤眼蜂在周年繁殖區(qū)的田間防效的報道。本文通過室內(nèi)組建螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵上的實驗種群生命表，調(diào)查統(tǒng)計螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾田間防效，從而評價螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾卵的寄生效果，為草地貪夜蛾化學農(nóng)藥減量使用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

螟黃赤眼蜂：采集于廣西南寧市甘蔗條螟Procerasvenosatum和二點螟Chiloinfuscatellus的田間自然卵塊。在室內(nèi)鑒定純化培育，用米蛾Corcyracephalonica卵繁育多代用于試驗。

供試草地貪夜蛾卵塊：草地貪夜蛾采自廣東省陽江市青儲玉米田里玉米品種桂單0180植株上，在試驗室人工氣候培養(yǎng)箱(江南儀器廠RXZ-288智能氣候箱，溫度27℃±1℃，RH 85%±10%，光照L ∶ D=14 ∶ 10，光照強度8 000 lx)內(nèi)飼養(yǎng)多代用于試驗。草地貪夜蛾幼蟲飼養(yǎng)方法參照袁曦等(2021)，甜玉米購買于在京東購物商城綠鮮知自營旗艦店，商品編號6856481，非轉基因，產(chǎn)地云南玉溪。

1.2 試驗方法

1.2.1生命表編制方法

溫度25℃±1℃，RH 70%～80%，光照L ∶ D=14 ∶ 10的人工氣候箱內(nèi)，編制螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵塊上的實驗種群生命表。參照黃壽山(1996)的制作方法，在草地貪夜蛾內(nèi)的赤眼蜂羽化高峰期，接入蜂卵比1 ∶ 5的草地貪夜蛾卵塊，接蜂2 h后結束寄生環(huán)節(jié)并清理干凈草地貪夜蛾卵塊上的赤眼蜂成蟲。記錄接入草地貪夜蛾卵塊時間作為X(試驗種群生命表組建中雌性個體的年齡)計算的起點，X以24 h為單位。被寄生的草地貪夜蛾卵塊放入25℃±1℃的智能氣候箱內(nèi)發(fā)育，第5天挑取100頭表皮黑色的卵粒，將100頭黑色卵粒裝入玻璃管(直徑1 cm，管長8 cm)里，按照時段記錄羽化時間和各時段羽化的雌雄蜂數(shù)量，將羽化出的成蟲引入玻璃管，每頭成蟲均獨立裝入每支玻璃管內(nèi)，各時段記錄已羽化的成蟲存活情況。

將每管羽化出的雌成蟲一一編號，并接入約100頭的新鮮草地貪夜蛾卵，每X時段更換一次管內(nèi)的卵卡，直至管內(nèi)成蟲死亡。螟黃赤眼蜂雄蜂羽化后，待雌蜂羽化出殼或在大粒寄主卵內(nèi)即交配(李麗英和張月華, 1980)，因此每X時段引出的雌蜂視為已交配。試驗中對螟黃赤眼蜂成蟲沒有喂食營養(yǎng)物質和水。對每個卵卡編號并獨立裝入玻璃管，放入25℃±1℃、RH 70%～80%的人工氣候箱內(nèi)發(fā)育，為了防止草地貪夜蛾初孵幼蟲取食其他卵粒，試驗中及時觀察并用毛筆將草地貪夜蛾卵塊上初孵幼蟲輕掃去除。由于寄生草地貪夜蛾的螟黃赤眼蜂子代卵、幼蟲和蛹期均在寄主卵內(nèi)，難以統(tǒng)計每頭雌蜂實際產(chǎn)仔數(shù)，因此參照黃壽山(1996)的制作方法，將子代卵卡羽化出的子代成蟲數(shù)量作為對應母代雌蜂在該時段產(chǎn)出子代數(shù)的估計，將該卵卡羽化出的子代雌成蟲數(shù)量作為對應母代雌蜂在該時段產(chǎn)出雌性子代的估計。各母代雌蜂在相同X時段產(chǎn)下子代數(shù)的合計，作為實驗種群在X時段的繁殖力總量。

1.2.2生命表特征參數(shù)的計算

生命表參數(shù)的計算參照徐汝梅等(1987)。計算雌性存活概率Lx、存活雌性產(chǎn)雌概率mx、凈生殖力R0=∑Lx·mx、內(nèi)稟增長率rm=lnRo/T、周限生長率λ=erm和世代的平均歷期T=∑x·Lx·mx/∑Lx·mx。

1.2.3螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾田間防治效果調(diào)查

在廣州市白云區(qū)廣東省農(nóng)科院鐘落潭基地作物研究所玉米育種區(qū)域，選取1個區(qū)域進行釋放螟黃赤眼蜂防治草地貪夜蛾效果的田間試驗。根據(jù)李敦松等(2013)報道，赤眼蜂田間應用有人工淹沒式和無人機釋放兩種方法，本次實驗需要較精準釋放螟黃赤眼蜂數(shù)量和位置，因此利用人工將赤眼蜂蜂卡懸掛固定到玉米植株葉片背面，淹沒式釋放到放蜂區(qū)。本次試驗釋放點150個/hm2，均勻釋放到玉米田間，釋放密度為1.5×105頭/hm2，釋放1次赤眼蜂。選取距離放蜂區(qū)100 m管理水平和玉米品種均相同的玉米地，作為試驗對照區(qū)。

釋放螟黃赤眼蜂的同時，在放蜂區(qū)和對照區(qū)間隔10 m懸掛草地貪夜蛾卵塊，草地貪夜蛾卵卡由室內(nèi)飼養(yǎng)收集所得，每個卵卡載有約100粒卵草地貪夜蛾24 h內(nèi)產(chǎn)下的新鮮卵。用紅色塑料繩在草地貪夜蛾卵卡釋放處做好明顯標記，便于后期回收卵卡。釋放后第4天回收草地貪夜蛾卵塊，放蜂區(qū)和對照區(qū)回收卵塊均30塊，卵卡帶回室內(nèi)置于室溫下培育并統(tǒng)計寄生情況。在放蜂區(qū)和對照區(qū)五點法各選取5點，每點選10株有草地貪夜蛾幼蟲的玉米植株，將選定植株用塑料繩標記確定。放蜂前統(tǒng)計這100株玉米植株上草地貪夜蛾及其他螟蟲幼蟲活蟲數(shù)，放蜂后第7天再調(diào)查該100株植株上對應幼蟲活蟲數(shù)。計算蟲口減退率和校正防效。

1.2.4釋放距離對螟黃赤眼蜂寄生草地貪夜蛾卵效果影響調(diào)查

在廣州市白云區(qū)廣東省農(nóng)科院鐘落潭基地作物研究所玉米育種區(qū)域，選取4塊間隔的田塊進行螟黃赤眼蜂釋放距離對草地貪夜蛾防治效果影響的田間試驗。4個田塊中的3塊用于釋放赤眼蜂，每個放蜂田塊劃分為4個小區(qū)，各小區(qū)間隔20 m以上。另外設置間隔3個放蜂區(qū)100 m的不釋放赤眼蜂的玉米地為對照區(qū)，4個田塊的噴施農(nóng)藥等田間管理方法和栽培的玉米品種均相同。每個小區(qū)的正中心為螟黃赤眼蜂釋放點，赤眼蜂采用人工方法將放蜂卡固定在玉米植株葉片背面，本次試驗共釋放1次赤眼蜂，1個釋放點釋放1個赤眼蜂蜂卡，蜂卡載有1 000頭螟黃赤眼蜂。從赤眼蜂釋放點沿東西南北四個方向各間隔1、3和5 m懸掛草地貪夜蛾卵卡，釋放螟黃赤眼蜂蜂卡的玉米當棵植株上也懸掛草地貪夜蛾卵塊，標記為距離0 m，其他卵卡到赤眼蜂釋放點的距離以卷尺丈量為準。每個小區(qū)1、3和5 m卵塊各4個重復，共設置3個重復田塊。釋放赤眼蜂第4天回收所有的草地貪夜蛾卵塊，帶回室內(nèi)置于室溫下培育并統(tǒng)計寄生情況。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)用Excel統(tǒng)計，用軟件SPSS 20.0進行單因素方差分析Duncan檢驗(各釋放距離的差異)和Dunnett檢驗(處理數(shù)據(jù)和對照是否差異顯著)分析處理(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵上的實驗種群生命表

由于螟黃赤眼蜂卵、幼蟲和蛹均在草地貪夜蛾卵內(nèi)存活，寄生產(chǎn)雌雄子代數(shù)量難以統(tǒng)計，因此將子代卵卡羽化出的子代成蟲數(shù)量作為對應母代雌蜂在該時段產(chǎn)出子代數(shù)的估計，將該卵卡羽化出的子代雌成蟲數(shù)量作為對應母代雌蜂在該時段產(chǎn)出雌性子代的估計。

螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵上的凈生殖力R0=10.8407，世代的平均歷期T=10.7348，內(nèi)稟增長率rm= 0.2220，周限生長率λ=1.2486，每雌產(chǎn)仔數(shù)=14.2273，雌性比率P♀=0.7806，雌蜂壽命=11.4659 d，單雌平均產(chǎn)雌率R0′=R0/P♀=13.8877。單雌平均產(chǎn)雌率R0′較高，說明螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾的寄生效能較高。

表1 螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵上的生殖力Table 1 Fertility table of Trichogramma chilonis on Spodoptera frugiperda

2.2 田間釋放螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾的防治效果

放蜂區(qū)的草地貪夜蛾卵塊寄生率64.44%，顯著高于未放蜂對照區(qū)6.45%(F=15.069，df=5，P=0.018)。卵粒寄生率35.42%±5.80%，顯著高于對照區(qū)0.03%±0.03%(F=43.839，df=59，P=0)，表明田間釋放赤眼蜂顯著提高了草地貪夜蛾卵的被寄生率。釋放赤眼蜂第7天后田間草地貪夜蛾蟲口減退率58.92%±2.33%，防效達50.50%±1.47%，結果表明釋放螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾有顯著的防治效果。釋放螟黃赤眼蜂也顯著減少了亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis等其他螟蟲的蟲口密度，防效達38.14%±1.82%。

表2 螟黃赤眼蜂的田間防治效果Table 2 Control effect of Trichogramma chilonis in field

2.3 釋放距離對田間寄生效能的影響

草地貪夜蛾卵塊距離赤眼蜂卡釋放點0、1、3和5 m時，卵寄生粒數(shù)分別為26.60±6.12、37.43±8.71、25.83±8.46和17.80±6.11，處理間差異不顯著(F=1.343，df=27，P=0.284)。卵粒寄生率分別為38.51%±10.82%、35.27%±8.80%、32.29%±12.17%和19.23%±6.51%，處理間的卵粒寄生率差異也不顯著(F=1.005，df=27，P=0.408)，說明釋放距離5 m對螟黃赤眼蜂寄生草地貪夜蛾效果無顯著差異。由于同一處理各重復的卵塊被寄生卵粒數(shù)和寄生率差異很大，有的卵塊只寄生1～2粒，而有的卵塊寄生50粒以上，從而導致不同釋放距離處理的卵寄生粒數(shù)和寄生率在統(tǒng)計學意義上無差異，但平均值差異已經(jīng)超過100%的現(xiàn)象。回收的草地貪夜蛾卵塊部分被自然界夜蛾黑卵蜂Telenomusremus寄生，黑卵蜂寄生粒數(shù)各處理間差異不顯著(F=10.695，df=14，P=0.574)。

表3 釋放距離對草地貪夜蛾卵寄生率效能的影響Table 3 Effect of releasing distances on control effect of Trichogramma chilonis on Spodoptera frugiperda egg mass

3 結論與討論

組建實驗種群生命表評價“蜂-卵”的寄生效能，具有農(nóng)藥室內(nèi)毒力測定的類似功能，減少了僅通過田間試驗檢測防治效果的局限性，對于赤眼蜂淹沒式田間應用有重要的參考意義(黃壽山等, 1996)。螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵上的凈生殖力R0、內(nèi)稟增長率rm、周限生長率λ、每雌產(chǎn)仔數(shù)、雌性比率、單雌平均產(chǎn)雌率R0′等指標均較高，和玉米螟赤眼蜂Trichogrammaostriniae在亞洲玉米螟卵上的各指標處于類似水平(胡學難等, 2004; 袁曦等, 2016)，說明室內(nèi)測定螟黃赤眼蜂對草地貪夜蛾卵有較高的寄生效能，具有較好的田間應用潛力。

田間釋放螟黃赤眼蜂，能顯著提高草地貪夜蛾卵的寄生率和幼蟲蟲口減退率，這和蘇湘寧等(2019)、楊建國等(2019)、田俊策等(2020)、朱凱輝等(2020)、Abangetal.(2021)的報道一致。本試驗田間草地貪夜蛾卵粒寄生率35.42%，較上述報告的寄生率低，本田間試驗防效50.50%，也低于蘇湘寧等(2020)的54.87%、楊建國等(2019)的66.7%，分析有以下幾點原因：一是本試驗開展場地為育種基地，基地為了保證育種效率，常年頻繁噴施農(nóng)藥，田間赤眼蜂等天敵自然種群偏低，從而導致田間試驗中卵寄生率偏低；二是本次試驗考慮基地田間蟲口基數(shù)低，只釋放了1次螟黃赤眼蜂。而上述報道均釋放了2次赤眼蜂后調(diào)查寄生率和防效，因此寄生率和防效高于本試驗；三是朱凱輝等(2020)文中數(shù)據(jù)顯示釋放到田間并收回的草地貪夜蛾卵塊，赤眼蜂和夜蛾黑卵蜂在其上的寄生率，均低于對田間自然卵塊的寄生率。本試驗采用釋放草地貪夜蛾卵卡到田間并收回以測定寄生效率，推測是寄生率較低的原因之一。

試驗中5 m內(nèi)釋放距離對螟黃赤眼蜂在草地貪夜蛾卵上寄生率在統(tǒng)計學上無顯著影響，但平均值差異已經(jīng)超過100%。同一處理內(nèi)均載有100粒左右的卵塊上，有的重復只寄生1～2粒，而有的重復寄生50粒以上，甚至高達75粒，為了遵循試驗數(shù)據(jù)的準確性，本試驗數(shù)據(jù)分析時沒有剔除只被寄生1～2粒卵塊和被寄生75粒的卵塊，從而導致了上述現(xiàn)象。同一處理間重復的寄生卵數(shù)和寄生率差異很大，分析有以下原因：一是溫度、濕度、風速、風向、年份、月份、氣候條件、農(nóng)田環(huán)境等多種因素影響赤眼蜂擴散距離和擴散方向(周麗楚等, 1983; 張青文等, 1998; 何余容等, 2000; 胡學難等, 2003; Chapmanetal., 2009; 田俊策等, 2017)，使種群在局部擴散較多而其他位置擴散較少，進而造成卵塊寄生卵數(shù)和寄生率差異；二是本次試驗小區(qū)以1個載有1 000頭的赤眼蜂卵卡為中心，四周設置4個處理，每個處理4個重復，卵卡四周布置的草地貪夜蛾卵塊比常規(guī)玉米地多，從而出現(xiàn)部分卵塊上被寄生卵粒極低(0～2粒)的情況。

在玉米田間釋放螟黃赤眼蜂不僅能對草地貪夜蛾有較好的防效，而且也能對亞洲玉米螟和桃蛀螟Dichocrocispunctiferalis等其他螟蟲起到一定防效。釋放螟黃赤眼蜂替代部分化學農(nóng)藥使用的同時，也保護了夜蛾黑卵蜂等重要天敵，在周年繁殖區(qū)釋放螟黃赤眼蜂減少蟲源基數(shù)，壓低春季向北方的遷出蟲量，對來年全國范圍的草地貪夜蛾防控工作有重要作用。螟黃赤眼蜂我國已實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，在全國玉米主要產(chǎn)區(qū)大面積釋放螟黃赤眼蜂，是防治草地貪夜蛾的有效方法之一，對控制草地貪夜蛾田間種群和減少農(nóng)藥使用有較大意義。