陈琦,齐晓红*,段云,段宸宇,李霖,范志业,沈海龙,刘迪,侯艳红,陈莉,李雷雷,李世民
(1.漯河市农业科学院/国家农业科学植物保护郾城观测实验站,河南 漯河 462300;2.河南省农业科学院植物保护研究所,河南 郑州 450002;3.舞阳县气象局,河南 舞阳 462400;4.河南农业职业学院,河南 郑州 451450)
黏虫[Mythimna separata(Walker)]是我国玉米、小麦和水稻三大主要粮食作物的重大害虫,每年在我国南北往返迁飞为害,具有突发性、暴发性、毁灭性的特点,对我国粮食安全有重大威胁[1]。黏虫的耐低温能力较弱,且无滞育特性。20世纪中后期,我国对黏虫越冬情况进行了大量研究。结果表明,我国东部地区的南方(大致为27°N以南),黏虫可终年繁殖为害;1月份0~8℃等温线间(大致为27°~33°N)黏虫多以幼虫或蛹越冬,1月份0℃等温线(大致为33°N)以北地区,黏虫则不能越冬[2,3]。近年来,随着气候条件、作物种植结构等的变化,黏虫在我国的发生危害呈现出新的特点和加重趋势[4-6],可能会导致黏虫越冬北界北移、越冬区域扩大以及越冬存活率的提高[7,8]。
天敌在控制黏虫为害、抑制种群数量上起着十分重要的作用[9-11]。黏虫的天敌昆虫资源十分丰富,不同地区黏虫天敌的种类、优势种有较大差异。20世纪80年代,鲁信纯等[12]明确了贵州毕节地区黏虫寄生性天敌昆虫包括15种寄生蜂和5种寄蝇,黏虫卵的优势寄生天敌为黏虫黑卵蜂,幼虫的优势寄生天敌为弯尾姬蜂和螟蛉绒茧蜂;杨光安[13]报道了吉林省黏虫天敌昆虫49种、寄生性天敌昆虫45种,黏虫悬茧蜂、两色长距姬小蜂和中华星步甲是重要的类群;赵建铭等[14]对我国南方农田寄蝇种类调查结果表明,不同省份黏虫的寄蝇种类明显不同。近期,黄芊等[15]的调查发现,螟蛉绒茧蜂为广西稻田越冬黏虫寄生性天敌昆虫优势种;张怡卓等[16]记录了我国内蒙古草原寄蝇科分布情况,并提供了黏虫在内已知种的寄主。有关河南黏虫天敌昆虫及寄生情况报道较多,李继培等[17]对河南省中南部小麦田寄生一代黏虫的优势天敌——索线虫的生活习性,以及对黏虫的抑制作用进行了初步调查研究。郑祥义等[18]报道河南麦蚜、黏虫、小菜蛾、叶蝉等麦田害虫的天敌昆虫138种,并记述了在河南各地的分布情况。郭春燕等[19]记录了信阳县小麦害虫寄生性天敌15种,捕食性天敌35种。段云等[20]对河南漯河、洛阳、潢川和原阳等4个地区的一代和二代黏虫田间种群的幼虫寄生情况进行了观察。至今未见有关漯河黏虫越冬存活和越冬寄生天敌的相关报道。本试验于2015—2020年对漯河市黏虫进行了越冬存活和越冬寄生性天敌的调查,明确了黏虫越冬存活率和寄生率,并发现一种黏虫越冬寄生性天敌——日本追寄蝇。
2015—2019年每年6月下旬至7月上旬在漯河市玉米田采集黏虫二代幼虫,在室内连续饲养三代至高龄幼虫、蛹或成虫。饲养条件为温度(23±1)℃,85% RH,光周期12 L∶12 D。
试验地位于河南省漯河市郾城区孟庙镇五里岗村的漯河市农业科学院试验基地的防虫网室,地理坐标为33°36′N,113°59′E。属暖湿性季风气候,四季分明,常年降水量786 mm。农田大部分为旱田,以小麦—玉米轮作为主。
每年11月上中旬至12月上中旬(视虫态、虫龄、天气条件而定),把黏虫高龄幼虫、蛹或成虫分别放入防虫网室不同罩笼(2 m ×1 m ×1.5 m)中,罩笼内种有小麦苗供幼虫取食。每天上午定时观察,并适时添加新鲜小麦苗,至幼虫越冬或自然落土化蛹;蛹埋土深度约5 cm;放有成虫的罩笼内置入蘸有10%蜂蜜水的脱脂棉球供其取食。次年2—3月,调查罩笼内壁及罩笼内麦苗、表土层黏虫越冬情况,并挖土10 cm深查蛹。把得到的各个虫态的黏虫(包括已死亡)全部带回实验室,单头放入指形玻璃管(12.0 cm ×2.5 cm),置于RDN/GDN顶置LED人工气候箱中,幼虫饲以新鲜麦苗。逐日跟踪观察并记录其存活、死亡、寄生情况等。存活率(%)=越冬存活虫数/越冬观察虫数×100;寄生率(%)=被寄生虫数/越冬观察虫数×100。
待天敌出现,及时置入浸满95%乙醇液的50 mL离心管保存,并标记采集时间、采集地点和采集人。寄蝇种类由沈阳师范大学生命科学学院张春田教授鉴定。
由表1可知,2015—2016年度有1头黏虫蛹越冬存活,存活率为0.32%。2019—2020年度黏虫越冬存活有幼虫和蛹两种虫态,包括2头幼虫和27头蛹(越冬幼虫化的蛹),越冬存活率为5.80%;有2头幼虫被寄蝇寄生,寄生率为0.40%。其他年份无越冬存活的幼虫、蛹或成虫。存活的幼虫或蛹最终均未发育至成虫,未能正常完成整个生活史。
图1 日本追寄蝇雄虫形态特征
2020年2月15日发现,在已死亡的2头黏虫蛹体旁各有一枚长约9.5 mm、直径约3.7 mm的蛹(图1a),并于2月26日分别羽化出1头寄蝇,3月3日死亡。寄蝇蛹期11 d,成虫期6 d,经鉴定,均为日本追寄蝇[Exorista japonica(Townsend,1909)]雄虫。整个越冬期无其他寄生性天敌出现。通过观察和文献检索[21,22],日本追寄蝇主要形态特征(图1)为:体长约13 mm。复眼裸;额宽约为复眼宽的2/3,间额两侧缘平行,较侧额略窄,侧额宽约为触角第3节宽的1.5~2.0倍。侧额、侧颜覆金黄色粉被(雄)或灰黄色粉被(雌),侧颜披稀疏短黑毛;颊具细长的黑毛,单眼鬃排列于前后单眼之间,大小与额鬃相同;额鬃向头部背中线交叉排列,下降至侧颜中部的略上方。触角黑色,后梗节为梗节长度的2.5~3.0倍(雄)或2.0倍(雌);下颚须黄色。胸部底色黑,覆灰黄色粉被,背面具5黑纵条,中间1条较细,在盾沟前不明显;中鬃3+3,背中鬃3+4,翅内鬃1+3,腹侧片鬃3。小盾片端半部暗黄色,小盾端鬃交叉排列,向后方伸展。翅灰色透明,前缘刺明显,其长度与r-m横脉长相等,前缘脉第4段基部4/5被小刺;足黑色。腹部黑色,覆黄白色粉被,各背板具1黑色中纵条,无中心鬃;雄性肛尾叶细长,末端呈梭镖形。
本研究所观察的越冬存活和寄生的黏虫均为高龄幼虫,寄蝇羽化在黏虫蛹期,属幼虫—蛹跨期寄生。雌蝇将尚未完成胚胎发育的卵产于寄主高龄幼虫体表,幼虫孵化后钻入寄主体腔,最后在寄主蛹期阶段钻出寄主,在已杀死的寄主蛹体旁化蛹,这和史永善[23]、Yang[24]、李杨[25]等的结果一致。
黏虫的耐低温能力较弱,且无滞育特性。本研究观测地点地理坐标为33°36′N,113°59′E。2019—2020年度黏虫幼虫可以越冬,其原因主要是本年度冬季气温偏高,有利于黏虫越冬。据漯河市气象局资料,2019年12月至2020年2月各月平均气温分别为3.97、2.34℃和6.55℃,比历史同期平均气温分别高0.87、1.34℃和3.05℃,并且整个冬季日平均气温低于0℃的日数只有5 d,分别出现在2019年12月31日、2020年的1月14日—16日和2月6日,各月日极端最低气温比同期历史极值分别高9.75、14.70℃和14.72℃。偏高、无连续5 d以上极端低温的冬季气候条件保证了黏虫的多种虫态在本地区越冬[26]。但越冬存活的幼虫和蛹最终均未能发育至成虫并完成整个生活史,可能是因为小气候的改变影响了黏虫的发育和繁衍。针对这个问题,在以后的黏虫越冬和越冬寄生天敌研究中,后期不再将其带回室内,而是保持其原有的越冬环境,在防虫网室罩笼内持续观察其能否顺利完成整个生活史,以便找到目前黏虫能正常越冬、但不能正常完成整个生活史的原因。
日本追寄蝇分布和寄主范围广泛,在我国除寄生黏虫外,还可寄生棉铃虫、劳氏黏虫、斜纹夜蛾、稻苞虫、玉米螟以及美国白蛾、马尾松毛虫、茶黑毒蛾、人纹污灯蛾等,是农林牧业害虫的重要优势寄生天敌[27,28],因此该寄蝇在农林牧业害虫防治方面具有广阔的应用前景。本研究得到的2头日本追寄蝇均为雄蝇,只对其形态特征进行了初步观察,下一步将结合该寄蝇寄主田间取食为害规律,对其种群动态规律进行系统深入的调查,明确该寄蝇与寄主害虫的种间关系,为害虫的生物防治提供理论依据和解决对策。