利用黑广肩步甲进行生物防治的可行性探索及应用展望

陈增良 宋 策 于庭洪 赵世文 李喜升

(辽宁省蚕业科学研究所，辽宁凤城 118100)

黑广肩步甲(CalosomamaximovicziMorawitz)是在柞蚕区分布最广、发生最多、为害最重的步甲类群。成虫对柞蚕的捕食性强，1头黑广肩步甲日均可为害2—3龄柞蚕幼虫近百头，虫害暴发几日之内即可将发生区内的柞蚕为害殆尽[1]。发生区内，柞蚕被害率一般年份为20%～30%，较重年份可达70%以上。严重影响着柞蚕正常生产与柞蚕茧产量。目前应用辽宁省蚕业科学研究所研发的生物信息防控技术，通过行为调控的方式可以在柞园内大量诱捕黑广肩步甲[2]，诱捕效果可达75%左右，基本可以实现对该虫的绿色安全防控。

在自然界中，黑广肩步甲是重要的捕食性天敌昆虫资源。利用天敌昆虫控制农业害虫是安全有效的害虫控制策略，也是未来害虫管理发展的方向[3]。将柞园内诱捕到的黑广肩步甲人工助迁至非柞蚕区的菜田、茶园等农林系统内，可继续发挥其作为天敌昆虫的自然生态平衡作用。因此开展该虫对菜青虫、茶尺蠖等鳞翅目食叶害虫的捕食性与生物防治效果评估，摸索黑广肩步甲人工繁育与安全越冬技术，提出田间淹没释放生物防治应用策略[4]等相关应用基础研究具有很强的实际应用价值，可对开发黑广肩步甲作为生物防治天敌昆虫产品提供重要的理论依据。

1 黑广肩步甲作为天敌昆虫应用的潜在优势

1.1 黑广肩步甲的分布

黑广肩步甲属鞘翅目，步甲科，星步甲属。主要分布于东北亚的俄罗斯乌苏里地区、朝鲜、日本和我国的辽宁、内蒙古、甘肃、河北、山西、陕西、山东、河南、江苏、安徽、湖北、浙江、台湾、江西、四川、云南[5-6]。

1.2 黑广肩步甲的生活史与活动规律

黑广肩步甲生命期可达3～4 a。在辽宁地区一年1代，以成虫在土壤中越冬。翌年5月中、下旬及6月间有少数成虫出土活动，8月上中旬，大量出土活动并产卵于土中。幼虫8月中、下旬孵化，9月中、下旬化蛹，10月上、中旬羽化为成虫，在原土室内越冬，不再出土活动。

黑广肩步甲作为一种步行甲，不善飞翔。主要在栖境内爬行，移动迅速。在辽宁地区，立秋至处暑期间是其发生盛期，成虫一般在当日15时开始活动，以18时至22时活动最盛，24点后活动减弱，至次日凌晨4时绝大部分潜藏于地表枯枝落叶、疏松土壤或者石缝中[1]。8月下旬，随着气温的下降，活动规律发生变化，以气温较高的当日11时至16时活动最盛，其它时间很少活动。在天气晴朗、气温较高的中午，个别成虫可飞行。高温强对流天气，可借助空气流动远距离迁飞。近年来，在辽宁地区已呈现出由南向北扩散趋势。

1.3 黑广肩步甲的捕食性

黑广肩步甲具有非常强的害虫控制能力。其行动迅速，活动敏捷，搜寻能力强，捕食害虫的种类多、数量大，环境适应性强，分布广泛，资源丰富，具有重要的利用价值[7]。黑广肩步甲相较其它捕食性天敌昆虫，特点鲜明，喜好攻击个体偏大(3龄以上)的鳞翅目食叶昆虫幼虫；栖境内温湿度愈高，猎物虫口密度愈大，该虫的攻击性愈强。虽然黑广肩步甲的每次取食量有限，却可以持续攻击几十甚至上百头幼虫，生物防治作用突出。通过捕食试验测定，发现黑广肩步甲成虫可以捕食几乎所有鳞翅目食叶昆虫幼虫，如菜青虫、棉铃虫、烟青虫、甜菜夜蛾、甘蓝夜蛾、玉米粘虫、茶尺蠖、美国白蛾、黄二星舟蛾、肖黄掌舟蛾、苹梢鹰夜蛾、苹掌舟蛾、红腹灯蛾、桑螟、桑尺蠖、舞毒蛾、柞蚕、家蚕以及蚯蚓、黄粉虫、蝗虫、金龟子幼虫等[7-8]。

2 利用黑广肩步甲进行生物防治的实践

2.1 黑广肩步甲生物防治菜青虫

2013年8月22—25日，对北京市平谷区西蓝花种植基地内约3 hm2的西兰花菜田进行黑广肩步甲生物防治。生物防治田(约5万株西兰花，84行，每行约600株)内，随机标记西蓝花100株(五点取样法，每样点20株)，标记样株上有菜青虫、甜菜夜蛾、甘蓝夜蛾、朝鲜粉蝶等十字花科蔬菜幼虫238头。以同步开展的化学防治田(20 hm2)为对照处理区，其随机标记的百株西蓝花上虫口数量为241头。投放2 400头黑广肩步甲，48 h后调查生物防治区内虫口减退情况。同时调查该基地比较2种防治措施的害虫防治效果。48 h后，生物防治区标记植株的虫口数量为77头，以1—2龄低龄幼虫为主，虫口减退率为67.6%；化学防治区标记植株的虫口数量为32头，以5龄幼虫为主，虫口减退率为86.7%。72 h后的生物防治区标记植株上的虫口数量为63头，虫口减退率为73.5%，而化学防治区标记植株的虫口数量没有变化。试验结果表明：利用黑广肩步甲对菜青虫等十字花科蔬菜鳞翅目害虫进行生物防治，可以取得较好的防控效果。在实际应用中可考虑将其作为常规化学防治的补充措施，迅速降低高龄害虫对蔬菜作物的为害。

2.2 黑广肩步甲生物防治灰茶尺蠖

2016年8月31日至9月3日，在湖北省赤壁市1 333 m2(2亩)茶园内投放黑广肩步甲1 200头。48 h后，生物防治处理区的灰茶尺蠖虫口密度为85头/m2，并以1—3龄低龄幼虫为主；化学防治区的茶尺蠖虫口密度为23头/ m2，以4—5龄幼虫为主。灰茶尺蠖是茶园的毁灭性食叶害虫之一。在茶园内需及时利用化学药剂、EgNPV等对3龄前幼虫进行防治，如未能及时降低虫口，待其发育至4—5龄后，因其具有较强的耐药性，继续采用低毒农药的防治效果甚微。试验表明：利用黑广肩步甲可对茶尺蠖4—5龄幼虫具有很好的捕食性，可以迅速降低4—5龄茶尺蠖对茶叶的为害，但对低龄幼虫(1—3龄)几乎没有效果。建议在茶园内可采用常规防治手段控制低龄幼虫，黑广肩步甲控制耐药性强的高龄幼虫，两种防治策略相结合，有效减少化学农药使用，显著降低茶叶农药残留，提高茶叶产量与品质。

2.3 黑广肩步甲生物防治玉米粘虫

玉米粘虫是跨区域迁飞的重大害虫，一旦达到3龄，食量会暴增，为害极大，防治不及时会造成严重减产甚至绝收。2019年8月在辽西地区爆发成灾。2019年8月21—24日，在阜新市667 m2(1亩)玉米田内投放黑广肩步甲800头，48 h后调查生物防治处理区虫口密度为185头/百株，并以1—2龄低龄幼虫为主；对照区虫口密度为438头/百株。田间观察，1头黑广肩步甲平均1 h内可捕食7～10头4—5龄玉米粘虫；同期室内试验观察，在20 cm×15 cm×10 cm的饲育盒内，1头黑广肩步甲1 h内可以捕杀50头3—5龄玉米粘虫。

3 利用黑广肩步甲进行生物防治的可行性分析

3.1 黑广肩步甲虫源获取

2013年以来，黑广肩步甲绿色安全防控技术(黑广肩步甲诱芯及配套诱捕装置)已累计在辽宁、山东、河南等地区推广应用28.67余万hm2(430余万亩)。在辽宁地区，秋蚕期每把柞蚕放养面积约为5.33～6.67 hm2(80～100亩)，1个诱捕器一般可诱捕到黑广肩步甲50～70头，按每户蚕农应用100套诱捕器计，每把柞园内可诱捕到5 000～7 000头黑广肩步甲。在黑广肩步甲为害严重的岫岩、庄河、辽阳、凤城、宽甸等县(市)区的秋柞蚕放养近3.5万把，据此推算，仅在上述县区柞园内就可诱捕到黑广肩步甲2亿头左右。如及时将诱捕器内黑广肩步甲回收，可为黑广肩步甲生物防治利用提供可靠充足虫源。

3.2 黑广肩步甲的人工饲养与繁殖

目前，国内在实验室已成功实现利用柞蚕、人工饲料[9]、黄粉虫[10]等作为饲料的黑广肩步甲规模化人工饲养繁殖。黑广肩步甲成虫规模化饲养，可在水泥池内铺40～50 cm的透气性较好的花土，上面铺上落叶、枯枝等模拟其自然生存环境，饲养环境温度25～26 ℃，相对湿度70%～75%，短日照8L∶16D，土壤湿度15%～18%，为最佳。温度低于20 ℃时黑广肩步甲的活动能力明显减弱；高于30 ℃，黑广肩步甲活动频繁，过度消耗体能。生存环境湿度过大，成虫易生寄生螨。繁殖期的成虫，可采用盒育(100 cm×50 cm×20 cm)，方便收集卵粒。黑广肩步甲幼虫具有同类相残习性，适宜单头饲养，如将其置于黑暗环境、食物充足，可多头共育。饲养期间，定时轮换投放高蛋白的食物如柞蚕，黄粉虫，蚯蚓，冷冻处理过的蝻、鳞翅目成虫，植物性食物苹果、香蕉、西瓜、黄瓜等，有利于保证营养均衡，维持步甲个体活力，提高繁育质量。

3.3 黑广肩步甲的安全越冬

在辽宁地区黑广肩步甲发生高峰期在8月中旬，野外大量诱捕到的黑广肩步甲需至翌年5月后才能投放到田间应用。因此，在9月中旬，可先通过短日照8 L∶16 D，日间23 ℃、暗期15 ℃低温驯化10 d后，进入全暗期，日间17 ℃，夜间12 ℃，加速其入土滞育。滞育处理期的虫口密度以150～200头/m2为宜，待80%以上黑广肩步甲入土后，将未入土黑广肩步甲移至新饲育池内进行滞育处理。

3.4 黑广肩步甲冷链运输与无人机投放

黑广肩步甲耐饥饿、耐低温，在温湿度适宜的条件下，7～10 d内不取食亦不会死亡。采用4～10 ℃低温冷链运输，到达目的地后，升高温度至25 ℃，可以迅速恢复其活力与攻击性。

黑广肩步甲在田间投放可采取人工投放或无人机定点精准均匀投放。投放方案可采取在田块四周布置必要的防步甲逃逸措施，采取淹没释放“过饱和攻击”的投放方式，迅速压低虫口密度，达到防控效果后，可采用步甲诱捕器将田块内黑广肩步甲大部分诱集回收，保留小部分继续控制，然后采取“轮牧”的方式将回收的步甲转移至下一田块内继续进行生物防治。

4 利用黑广肩步甲进行生物防治的前景与展望

黑广肩步甲大规模饲养主要靠人工，工业化程度低，生产成本高，生防成本比化学农药要高3～5倍，并且该虫在自然环境中嗜食个体偏大的鳞翅目食叶昆虫幼虫，生物防治应用时具有一定的限制性。但传统的化学防治手段亦有由于害虫的高龄幼虫往往耐药性强，防控效果欠佳这一不足之处。在生物防治实际应用时，可以因地制宜考虑将黑广肩步甲作为化学防治、物理防治等其它防治措施的有益补充，多种手段相结合的害虫综合治理策略，就能够相得益彰，取得令人满意的害虫治理效果。

利用天敌昆虫开展以虫治虫是害虫生物防治的核心措施，也是推进农药减量控害的关键手段，具有安全、有效、简便、可持续、无残留等优点。利用天敌昆虫防治害虫可以有效的降低环境污染，保护生态环境，减少化学农药的使用量，减少害虫的抗药性，对生产者和消费者安全无害，这对推进我国绿色优质生态农业的可持续发展，让绿水青山产生更大的生态效益、经济效益和社会效益大有裨益。当前对黑广肩步甲的研究和生物防治应用实践已表明该虫可以显著减少害虫的取食，迅速降低经济损失，展示出了良好的害虫控制效果。因此，应当高度重视对黑广肩步甲的研究与利用，为进一步深入开展该天敌昆虫的人工大规模饲养、繁殖与淹没释放提供依据，使该天敌昆虫资源在我国的害虫生物防治中发挥持续的重要作用。