白蜡外齿茎蜂幼虫龄数和龄期测定

闫家河，夏明辉，刘焕秀，王晓燕，杨启萌，柏鲁林，武海卫*

(1. 商河县森林保护站，山东商河 251600；2. 济南市森林保护站，济南 250099；3. 山东省林业科学研究院，济南 250014；4. 济南市园林花卉苗木培育中心，济南 250099；5. 商河县林业站，山东商河 251600)

白蜡外齿茎蜂StenocephusfraxiniWei是危害白蜡树Fraxinusspp.枝梢的重要钻蛀性害虫(Weietal.，2015；桂炳中等，2018；闫家河等，2018 a；闫家河等，2018 b；)。成虫将卵产于梢茎和复叶叶轴茎内，幼虫孵化后即蛀入髓心危害，致使被害部位的复叶青枯萎蔫，影响绿化美化景观效果。

幼虫龄数及各龄发育历期是确定防治时期的关键因子，也是该虫生物学的重要研究内容。Dyar研究发现幼虫某个部位的长宽度随着龄期增长呈一定几何数学关系，通过Dyar法则可推断幼虫龄期(彩万志和庞雄飞，2001)。基于此，王小艺等(2005)认为尾叉长度和口缘宽度是白蜡窄吉丁AgrilusplanipennisFairmaire幼虫龄期划分的最佳指标，钩长和咽骨长则常用作枣实蝇Carpomyavesuviana龄期划分的依据(胡陇生等，2012)。蛾类幼虫则常用头壳宽度作为龄期划分的重要指标(孙艳娟等，2009)。本文拟通过测定白蜡外齿茎蜂幼虫体长、头宽、体宽、尾铗长及尾铗基径宽5项指标，以期得到区分和判定幼虫虫龄的最佳形态特征及指标。

1 材料与方法

1.1 材料仪器

体视显微镜(OLYMPUS-SZX7-1063)、CCD成像系统(北京斯内克创新科技有限公司生产)等。

1.2 幼虫采集与体值测量

2017-2018年4月中下旬成虫高峰期过后、幼虫初孵化起，选择山东省济南市商河县城青年路、商中路、商展路、彩虹路、县林业局及县教体局院内等处的白蜡树Fraxinusspp.(美国红梣F.pennsylvanica、绒毛白蜡F.velutina、美国白梣F.americana等)，每隔1～3 d剪取1 a生新梢、复叶叶轴进行剖检，每批次取幼虫6～92头不等，在体视显微镜下用自动测量软件，测量幼虫的体长(头部至尾铗末端)、头宽、体宽(胸部第3节)(图1)、尾铗长(尾铗端部至基部)和尾铗基径宽(尾铗基部与腹末相接处的尾铗直径或两侧宽度值)(图2)共5个数值；幼虫危害中后期直至老熟、进入预蛹期，每隔6～10 d在上述地点取白蜡树1 a生枝梢，继续测量上述5个数值。试验共测量803头计2 608头次，测定过程中记录好显微镜的放大倍数(目镜10×、物镜1×，总放大倍数8～56倍；统一在标定的12.5×下测量，部分同时在25～56×下测量)，统计分析前对测定结果进行校正。

1.3 幼虫龄数的确定

采用频次分布法、戴氏法则和Crosby生长法则，应用Brooks指数、Crosby指数以及线性回归来确定白蜡外齿茎蜂最佳龄数划分(万喻等，2015；李小敏等，2017)。

计算公式如下：

Brooks指数=Xn/Xn-1；

Crosby指数=(bn-bn-1)/bn-1；

式中：Xn和Xn-1分别指第n龄幼虫和第n-1龄幼虫所测指标的均值；bn和bn-1分别指第n和第n-1个Brooks指数。

1.4 幼虫龄期的确定

2015-2018年，本试验自幼虫孵化初期至老熟休眠期(咬食完预羽化孔、作好蛹室)持续剖检枝条、测量幼虫，根据1.3的测定结果，测算各龄幼虫的龄期。

1.5 数据分析

采用SPSS Statistics 17.0和 Microsoft Excel 2013等软件，对白蜡外齿茎蜂幼虫的体长、头宽、体宽、尾铗长、尾铗基径宽各项指标计算均值、标准偏差，进行频次统计、回归分析和制图。

图1 幼虫体长、头宽、体宽测量示意图Fig.1 Measurement diagram of body length, head width and body width of the larvae注：1，体长；2，头宽；3，体宽(胸部第3节)。Note: 1, Body length; 2, Head width; 3, Body width (3rd segment of thorax).

2 结果与分析

2.1 白蜡外齿茎蜂幼虫龄数的确定

2.1.1频次分布统计

对白蜡外齿茎蜂各龄幼虫的体长、头宽、体宽、尾铗长、尾铗基径宽5项指标测定值频次分布统计分析结果显示：体长(图3)、体宽(图5)和尾铗长(图6)频次分布集中区域分布不明显，且Crosby指数有的大于10%(表1)，不适宜作为分龄指标(刘永华等，2014)。而头宽(图4)和尾铗基径宽(图7)都出现了5个相对明显的集中分布区，且头宽和尾铗基径宽Crosby指数均小于10%(表1)，初步判定头宽和尾铗基径宽为划分幼虫龄数的主要指标。根据频次分布一个频次分布集中的区域对应一个幼虫龄数的原则(Hunt and Chapman，2001)，可将白蜡外齿茎蜂幼虫划分为5龄。1～5龄幼虫的头宽值分别为0.414±0.002 mm、0.526±0.002 mm、0.713±0.005 mm、1.003±0.006 mm、1.398±0.010 mm，尾铗基径宽值分别为0.060±0.001 mm、0.095±0.001 mm、0.150±0.002 mm、0.231±0.002 mm、0.344±0.005 mm。

图2 幼虫尾铗长、尾铗基径宽测量示意图Fig.2 Measurement diagram of forceps length and forceps basal width of the larvae注：1，尾铗长；2，尾铗基径宽。Note: 1, Forceps length；2, Forceps basal width.

图3 白蜡外齿茎蜂幼虫体长频次分布图Fig.3 Frequency distribution of the body length of Stenocephus fratini larvae

图4 白蜡外齿茎蜂幼虫头宽频次分布图Fig.4 Frequency distribution of the head width of Stenocephus fratini larvae

图5 白蜡外齿茎蜂幼虫体宽频次分布图Fig.5 Frequency distribution of the body width of Stenocephus fratini larvae

图6 白蜡外齿茎蜂幼虫尾铗长频次分布图Fig.6 Frequency distribution of the forceps length of Stenocephus fratini larvae

图7 白蜡外齿茎蜂幼虫尾铗基径宽频次分布图Fig.7 Frequency distribution of the forceps basal width of Stenocephus fratini larvae

2.1.2回归分析

对白蜡外齿茎蜂各龄幼虫的体长、头宽、体宽、尾铗长、尾铗基径宽5项指标和龄数进行线性和指数回归分析(表2)，结果表明，各项指标的线性关系、指数关系与幼虫龄数存在极显著相关关系(P<0.0001)，表明幼虫分为5龄是合理的；其中指数模型决定系数最大，二次线性和直线模型决定系数较小。由表2还可以看出，幼虫头宽和尾铗基径宽测量值与幼虫龄数的决定系数明显优于幼虫体长、体宽、尾铗长测量值与幼虫龄数的决定系数，即头宽和尾铗基径宽可作为划分白蜡外齿茎蜂的主要指标。由图8可以看出，白蜡外齿茎蜂幼虫各测量值的平均值自然对数与幼虫龄数存在极显著线性关系(P<0.0001)，且尾铗基径宽与龄数的决定系数(R2=0.9991)最大，头宽与龄数的决定系数(R2=0.9957)次之，明显优于体长、体宽、尾铗长，这进一步验证了头宽和尾铗基径宽可作为划分白蜡外齿茎蜂幼虫龄数的主要指标，根据头宽和尾铗基径宽将白蜡外齿茎蜂幼虫分为5龄是合理的。

表2 白蜡外齿茎蜂5种形态结构测量值回归方程及决定系数

图8 白蜡外齿茎蜂幼虫体长、头宽、体宽、尾铗长及尾铗基径宽平均值的自然对数与虫龄的回归关系Fig.8 The regression relationship between the natural logarithm of the mean and instars of Stenocephus fraxini larva

2.2 白蜡外齿茎蜂幼虫的龄期

根据2015-2018年连续4年的不同时期各龄幼虫所占比例，推算各龄幼虫龄期大致如下。

1龄幼虫2～3 d，平均2.5 d；2龄幼虫3～4 d，平均3.5 d；3龄幼虫4～7 d，平均5 d；4龄幼虫6～10 d，平均8 d；5龄幼虫35～50 d，平均40 d。从孵化至老熟，整个幼虫历期50～70 d，平均60 d左右。幼虫历期与气温、同枝条内幼虫数量及营养均有一定关系。

成虫高峰期之后约10 d，幼虫大量孵化。前2龄幼虫历期很短，只有5～7 d，头壳皮及虫蜕混杂于梢茎或复叶叶轴茎蛀道内的虫粪及碎屑中；第4～5龄幼虫历期较长，尤其第5龄幼虫达35～45 d，远高于前4龄历期之和，显示该幼虫发育历期较为特殊。

根据历年测量结果及野外调查，4月下旬，幼虫普遍进入4龄期；4月下旬末至5月上旬初，幼虫普遍开始进入5龄；5月中旬至6月上中旬为5龄幼虫蛀食危害最甚期，而此期也正是幼虫倒蛀型危害方式所致寄主落叶盛期，显示5龄幼虫发育进度与危害盛期高度契合。

3 结论与讨论

3.1 幼虫龄数

研究表明，茎蜂科的灰翅麦茎蜂CephusfumipennisEversmann幼虫有5龄(吴秀花等，2016)，也有报道为4龄(祈乐民等，1995)；梨茎蜂JanuspiriOkanotaetMuramatsu幼虫有8龄(陈东华等，1994)。同时，膜翅目其他科幼虫也多有雌雄不同龄数现象，如中华厚爪叶蜂StauronematussinicusLiu, Li & Wei雄虫4龄，雌虫5龄(闫家河等，2018 c)；杨黑点叶蜂PristophoraconjugataDahlbom雄虫5龄，雌虫6龄(范丽清，2008)。本研究通过测定白蜡外齿茎蜂幼虫体长、头宽、体宽、尾铗长和尾铗基径宽5项指标，确定白蜡外齿茎蜂幼虫共5龄，头宽值和尾铗基径宽值可作为龄数划分的主要指标，与Dyar法则相一致。在不同环境条件下，幼虫的生理状况会出现明显差异，从而导致幼虫的体长和体宽变化较大，再者尾铗长度测量难度较大，且Crosby指数均出现大于10%，因此体长、体宽和尾铗长均不宜作为龄数划分的指标和依据。

本文依据不同时段幼虫发育进度，依次进行测量。自幼虫孵化之初便持续测量幼虫头宽、尾铗基径等5个数值，并在蛀道内发现和测量部分头壳皮及虫蜕(尾铗基径宽)，进一步明晰了幼虫龄数。另外，本试验还通过测定雌雄成虫头宽(分别平均为1.84 mm、1.61 mm)，发现其最大值与最小值(2.14/1.24)相差悬殊；其末龄幼虫头宽值平均1.40 mm也相应差距很大。通过测量老熟幼虫、预蛹并按其头宽值分为大、中、小3级分别饲养至蛹和成虫，结合持续测量结果，推测雌雄幼虫龄数可能相同。饲养224头预蛹，头宽值≥1.41 mm，均为雌虫；头宽值≤1.20 mm，均为雄虫；头宽值介于1.21～1.30 mm，约10%为雌虫、90%为雄虫；头宽值介于1.31～1.40 mm，约55%为雌虫、45%为雄虫。也即雄性幼虫头宽值介于1.04～1.40 mm，雌性幼虫头宽值介于1.20～1.61 mm。

需要指出，少数个体，主要是体型较大的 4龄幼虫与体型较小的5龄幼虫，或者部分雌性4龄幼虫与部分雄性5龄幼虫，如果两者相混杂、同批出现，依据现有头宽值和尾铗基径值则难以准确界定，只能根据幼虫发育和危害时段，大致进行区分。

3.2 幼虫龄期

根据幼虫测量结果及不同阶段各龄幼虫所占比例，测算1～5龄幼虫平均龄期分别为约2.5 d、3.5 d、5 d、8 d、40 d。商河县从4月20日左右开始孵化至6月下旬、7月上中旬幼虫大部分老熟，整个幼虫历期50～70 d，平均60 d左右。

对于隐蔽性害虫幼虫龄期的测算，应用“种群众数龄期”测算法较为适宜。但由于本项研究侧重于龄数的确定，调查时期不十分连贯、个别虫龄过于集中、虫龄有所选择等，采集数据不便于应用“种群众数龄期”法进行统计分析，只能根据测量结果和发育进度大致估测。各龄历期的精确值，有待今后进行科学的调查与统计。

调查中发现，在商河县，6月下旬至8月初(多为6月下旬至7月中旬)白蜡外齿茎蜂大多以老熟幼虫滞育或休眠越夏，少量近老熟幼虫待8-9月高温过后，9-11月间仍可略微活动、取食，或者继续啃食木质部作此前未完成的预羽化孔(闫家河等，2018 b)。因此，这部分5龄幼虫的龄期会大大延长，或可达到甚至超80～90 d。另外，部分9-10月后仍继续在枝条内活动的部分近老熟幼虫(体型呈S状)，不能排除有的系被天敌昆虫产卵寄生，可能因条件不适或时机不到，而未发育出天敌幼虫(闫家河等，2018 b)；2020年3月剖检3头S状老熟幼虫，发现其体内均有已死亡或发育不良的天敌幼虫，为没有正常变态的这部分幼虫可能被寄生提供了佐证。目前已基本明确，在沈阳地区，10月中下旬气温降至0℃以下后，美国红梣和花曲柳F.chinensissubsp.rhynchophylla(Hance)枝条髓部被何氏双短姬蜂BicurtahejunhuaiLiu, Yan & Broad(Liuetal.，2019)寄生的白蜡外齿茎蜂幼虫仍呈微弱活动的S状，直至其体内的姬蜂幼虫完全脱出而死亡；而未被寄生的白蜡外齿茎蜂幼虫，则在低温作用下快速变态为不动不食、头胸相对分离、虫体平直的预蛹(闫家河等，2018 b)，幼虫的两种形态较易辨别。

明确幼虫的龄数和龄期，是昆虫生物学特性研究的基本要求，也是确定幼虫防治时机的重要依据。白蜡外齿茎蜂幼虫3龄前危害较轻，进入4～5龄后除蛀害枝梢髓部外，还蛀食复叶叶轴基部的营养组织，造成大量复叶青枯、干枯脱落(闫家河等，2018 a)。本研究测定表明，测量幼虫的头宽及尾铗基径宽，可基本确定幼虫龄数，生产上抓住3～4龄前有利时机尤其1～2龄期及时进行防治，可取得良好防效。

致谢：商河县森林保护站王涛、王晶、王登利等帮助进行试验调查，特致谢意！