花绒寄甲松褐天牛生物型对云杉花墨天牛的寄生效果

郑雅楠，王 珏，王伟韬，李 洋，范立淳，时 勇，张彦龙

（1.沈阳农业大学林学院，沈阳 110866；2.中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所/国家林业和草原局森林保护学重点实验室，北京 100091）

云杉花墨天牛Monochamussaltuarius属鞘翅目Coleoptera天牛科Cerambycidae墨天牛属Monochamus，是一种为害松科植物的蛀干害虫，之前在我国未见造成严重为害的报道。1987年日本首次证实云杉花墨天牛为传播松材线虫的媒介昆虫[1,2]，随后在韩国也发现它可携带松材线虫传播[3]。2018年云杉花墨天牛首次被确认为我国松材线虫的媒介昆虫，可在中温带地区携带松材线虫传播扩散[4,5]。该天牛在我国分布于黑龙江、吉林、辽宁、河北等地，主要为害红松Pinuskoraiensis[4,5]、油松P.tabulaeformis、樟子松P.sylvestrisvar.Mongholica[6]、落叶松Larixspp.等多种松科植物[7,8]。

天牛科害虫营隐蔽生活，生活史的大部分时间在树体内钻蛀为害，常规措施防治难度较大[9]，利用天敌昆虫进行防治是一种有效的防治措施，现已有很多成功实例[10]，其中花绒寄甲是目前在天牛科害虫的防治中应用比较广泛的一种天敌昆虫。花绒寄甲Dastarcushelophoroides隶属鞘翅目 Coleoptera穴甲科Bothrideridae，又名花绒穴甲、花绒坚甲、缢翅寄甲、木蜂寄甲等[11]。目前，人工大量饲养繁育的花绒寄甲已被广泛应用于防治多种天牛类害虫，如光肩星天牛Anoplophoraglabripennis[11]、栗山天牛Massicusraddei[12]、锈色粒肩天牛Aprionaswainsoni[13]、褐梗天牛Arhopalusrusticus[14]、云斑天牛Batocerahorsfieldi[15]等，尤其是在中国南方松材线虫主要传播媒介——松褐天牛M.alternatus的可持续性控制中发挥了重要作用[16,17]。在我国，寄生不同天牛的花绒寄甲为同一个种，因与寄主长期协同进化，分化成为不同的寄主种群，称之为生物型。不同花绒寄甲生物型的种群对其原始寄主表现出强烈的嗜好性和专化性，如花绒寄甲松褐天牛生物型对松褐天牛的个体攻击和寄生的效率远高于栗山天牛[18,19]。目前国内外关于云杉花墨天牛天敌资源及生防技术的研究较少，我国仅在辽宁抚顺地区发现了自然寄生的花绒寄甲云杉花墨天牛生物型[20]，但还未开展人工繁育研究，因此本研究选择同为墨天牛属的松褐天牛的花绒寄甲生物型，研究其对云杉花墨天牛的控制作用。

本研究在室内分别测定了寄甲幼虫对天牛蛹和幼虫强迫性寄生率，寄甲卵卡释放到天牛为害的木段上时对天牛的寄生率；还在林间测定了按照不同益害比释放寄甲卵时的对天牛的控制情况。研究可以明确花绒寄甲防治云杉花墨天牛的最佳时期和野外防治时最佳益害比，将有助于为我国中温带地区松材线虫媒介昆虫的防治提供新的方法。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

试验所需花绒寄甲为花绒寄甲松褐天牛生物型，其卵卡来自中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护所（原中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所），卵粒为15日龄。每张卵卡含卵粒100粒；试验所需云杉花墨天牛的蛹和幼虫均采自辽宁省抚顺市大伙房试验林场元帅林的红松疫木中。

1.2 室内花绒寄甲对云杉花墨天牛寄生效果试验

1.2.1 室内直接接种寄生试验 2020年3月，将花绒寄甲卵卡置于22 ℃，湿度55%条件下自然孵化，每日在解剖镜下观察花绒寄甲幼虫的孵化情况。将无机械损伤、健康的云杉花墨天牛蛹和幼虫单头分装到带通气孔的5 mL指型管内，随后将孵化的花绒寄甲幼虫按照2:1、4:1、6:1、8:1和10:1的益害比（寄甲幼虫数量:天牛数量）用小毛刷接到蛹和幼虫的体节处，不接入寄甲幼虫的天牛作为对照，每个处理设10次重复。置于25 ℃，湿度50%～60%的条件下，每日观察并记录寄生情况。

1.2.2 室内对木段中天牛寄生试验 2020年3月，将云杉花墨天牛为害的红松疫木锯成50 cm长的木段，记录每个木段上的侵入孔数量并编号。每5个木段作为一组置于大号整理箱内（长70 cm，宽45 cm，高45 cm）。根据木段上侵入孔的数量，按照2:1、4:1、6:1、8:1和10:1的益害比（寄甲卵数量:侵入孔数量）释放花绒寄甲卵卡，不放寄甲卵卡的木段作为对照，每个处理设5次重复。将木段置于25 ℃，湿度50%～60%的条件下，45 d后解剖木段调查寄生率。

1.3 林间花绒寄甲对云杉花墨天牛寄生效果试验

2021年4月，在辽宁省抚顺市大伙房试验林场，将云杉花墨天牛为害的红松疫木锯成100 cm长的木段，记录每个木段上的侵入孔数量并编号。根据侵入孔的数量，按照2:1、4:1、8:1和10:1的益害比（寄甲卵数量:侵入孔数量）释放花绒寄甲卵卡，不放寄甲卵卡的木段作为对照，每个处理设 5次重复。将木段置于林间自然环境，60 d后解剖木段调查寄生率。

1.4 数据统计与分析

采用SPSS 22.0，Origin 2017软件对数据进行统计处理，各数值间的差异采用SNK多重比较法分析和t检验进行显著性分析。

花绒寄甲寄生率（%）＝被花绒寄甲寄生的云杉花墨天牛数量/云杉花墨天牛总数量×100%；云杉花墨天牛死亡率（%）＝死亡云杉花墨天牛数量/云杉花墨天牛总数量×100%；云杉花墨天牛校正死亡率（%）＝（处理组死亡率―对照组死亡率）/（1―对照组死亡率）×100%。

2 结果与分析

2.1 室内花绒寄甲对云杉花墨天牛的寄生效果

2.1.1 室内直接接种的寄生效果 在直接接种的条件下，花绒寄甲幼虫可成功寄生云杉花墨天牛的蛹和幼虫。花绒寄甲幼虫在云杉花墨天牛蛹上的平均寄生数量为3.10头/天牛蛹，平均寄生率为86.00%，平均存活率为57.79%，显著高于在云杉花墨天牛幼虫上的平均寄生数量、平均寄生率和平均存活率（寄生数量：F＝21.105，df＝1,8，P＜0.05；寄生率：F＝47.515，df＝1,8，P＜0.05；存活率：F＝36.083，df＝1,8，P＜0.05）（表1）。

表1 花绒寄甲幼虫直接接种对云杉花墨天牛的寄生效果Table 1 The effect of D.helophoroides larvae forced parasitisized on M.saltuarius

结果表明，按照不同益害比接入花绒寄甲幼虫时，寄甲幼虫对云杉花墨天牛蛹的寄生率均高于对天牛幼虫的寄生率。在天牛蛹体表按照不同益害比接入花绒寄甲幼虫时，寄甲幼虫对天牛的寄生率均≥80.00%，其中益害比为 6:1时，寄生率达到 100.00%。在天牛幼虫体表按照不同益害比接入花绒寄甲幼虫时，寄甲幼虫对天牛的寄生率均≤50.00%，其中益害比为4:1时，其寄生率最高为50.00%（图1）。

图1 花绒寄甲幼虫对不同虫态云杉花墨天牛的寄生率Fig.1 Parasitic rate of D.helophoroides larvae parasitisized on different development stages of M.saltuarius

按照不同益害比将花绒寄甲幼虫接到云杉花墨天牛蛹体表后，寄甲幼虫的存活率均高于接到天牛幼虫体表时的存活率，且都在益害比为2:1时寄甲幼虫存活率最高。其中在天牛蛹体表的寄甲幼虫存活率最高为70.00%，在天牛幼虫体表的寄甲幼虫存活率最高为30.00%（图2）。

图2 花绒寄甲幼虫寄生不同虫态云杉花墨天牛上的存活率Fig.2 Survival rate of D.helophoroides larvae parasitisized on different development stages of M.saltuarius

2.1.2 室内对木段中天牛的寄生效果 在室内条件下，当益害比为 10:1时的寄生率最高为 42.59%，显著高于其他益害比时的寄生率（F＝20.344，df＝5,15，P＜0.05）；当益害比为 10:1时，云杉花墨天牛的校正死亡率最高为40.71%，显著高于益害比为其他益害比时的校正死亡率（F＝9.272，df＝5,15，P＜0.05）（表2）。

2.2 林间花绒寄甲对云杉花墨天牛的寄生效果

通过在林间释放花绒寄甲卵卡后解剖树干，在云杉花墨天牛的幼虫（图3A）、蛹（图3B）和成虫（图3C）上均观察到了寄甲幼虫寄生，表明该寄甲可在林间有效寄生云杉花墨天牛。且花绒寄甲寄生的位置为天牛蛹室，说明寄生时期为天牛刚开始化蛹的幼虫期和蛹期。此外，还发现寄甲卵可成功孵化并成功发育为蛹（图3D），防治效果可持续。

图3 林间花绒寄甲幼虫寄生云杉花墨天牛Fig.3 D.helophoroides parasitized M.saltuarius in forests

林间试验结果表明，当益害比为 4:1时花绒寄甲寄生率最高（47.68%），寄生率由高至低为 2:1（45.51%），10:1（33.38%），8:1（25.69%）。当益害比为10:1时云杉花墨天牛的校正死亡率最高（74.15%），校正死亡率由高至低为8:1（74.00%），4:1（51.63%），2:1（43.79%）（表3）。

表3 林间释放花绒寄甲卵卡对云杉花墨天牛的寄生效果Table 3 Parasitic effect of releasing D.helophoroides eggs on M.saltuarius in forests

2.3 室内和林间花绒寄甲对云杉花墨天牛的寄生效果比较

在室内条件下释放花绒寄甲卵卡，寄甲对云杉花墨天牛的寄生率与益害比成正比，与之相反，在林间条件下寄甲对天牛的寄生率与益害比成反比。其中，在益害比为2:1和4:1时，林间寄甲寄生率高于室内寄甲寄生率；在益害比为8:1和10:1时，室内寄甲寄生率高于林间寄甲寄生率（图4A）。在室内和林间条件下释放花绒寄甲卵卡，云杉花墨天牛的校正死亡率均与益害比成正比，且在5种益害比时林间天牛校正死亡率均高于室内天牛校正死亡率（图4B）。

图4 在室内和林间花绒寄甲对云杉花墨天牛寄生效果的比较Fig.4 Parasitic effect of D.helophoroides parasitisized on M.saltuarius indoor and in forests

3 讨论

云杉花墨天牛因产卵期长，种群中个体发育不整齐，会在同一时间段出现不同虫态，而本研究证实花绒寄甲松褐天牛生物型在林间对云杉花墨天牛幼虫、蛹和成虫均能有效寄生。其中花绒寄甲寄生成虫的现象可能是因为幼虫在化蛹末期的花墨天牛上寄生，而天牛被寄生后仍然继续发育直至成功羽化，表现为寄甲在天牛成虫上寄生的状态。虽然花绒寄甲对天牛不同虫态均可有效寄生，但对天牛蛹的寄生效果优于对天牛幼虫的寄生效果，这与花绒寄甲寄生松褐天牛最佳虫态的研究中所得结论相符[21]。在室内将花绒寄甲卵释放到有云杉花墨天牛为害的木段上时，发现花绒寄甲对云杉花墨天牛的寄生率低于林间条件下释放时的寄生率，分析原因可能为：花绒寄甲的室内寄生试验中，寄主主要为天牛5龄幼虫；而林间释放时多数天牛已化蛹，寄主虫态为蛹期，进一步证实花绒寄甲对云杉花墨天牛蛹的寄生效果优于对幼虫的寄生效果。因此花绒寄甲释放的时期将直接影响防治效果[22]，准确把握天牛化蛹的时机在林间释放花绒寄甲，对防治云杉花墨天牛具有重要意义。4月在辽宁释放花绒寄甲，从卵孵化为幼虫，正值云杉花墨天牛化蛹高峰期，有利于花绒寄甲的寄生和繁育生长，能达到更好的防治效果。

目前花绒寄甲在防治天牛中已经得到了广泛的应用，并取得了良好的防治效果，如应用花绒寄甲卵防治栗山天牛试验中，天牛死亡率为88.60%[12]；林间释放花绒寄甲卵防治云斑天牛，天牛死亡率为83.27%[23]；在林间伐倒的死树上释放花绒寄甲卵对松褐天牛的防治效果达到了 91.48%[18]；在林间同时释放花绒寄甲成虫和卵块来防治锈色粒肩天牛，天牛死亡率为 82.64%[13]。本研究证实花绒寄甲松褐天牛生物型对云杉花墨天牛具有较好的防治效果，具有生物防治应用前景。在林间条件下释放花绒寄甲松褐天牛生物型后，云杉花墨天牛的校正死亡率为 74.15%，高于对天牛的寄生率（33.38%），有可能是由于除直接寄生外，花绒寄甲补充营养时咬食天牛也会导致天牛死亡，具体由补充营养导致的天牛死亡率有待进一步研究确定。同时花绒寄甲卵卡的释放量应根据林间云杉花墨天牛发生情况进行调节，掌握最佳益害比才能在达到最好的防治效果的同时降低防治成本[24]。前人在花绒寄甲寄生松褐天牛的林间试验中，当释放的花绒寄甲与松褐天牛的益害比为16:1[18]和15:1[21]时所得防治效果最佳。本试验中在林间释放寄甲卵卡时，寄甲平均寄生率在益害比为4:1时最高（47.68%），与益害比为2:1时仅差2.17%，差异不显著。当益害比为10:1时天牛校正死亡率最高（74.15%），但寄甲平均寄生率较低仅为 33.38%。这可能是因为花绒寄甲补充营养致死了部分天牛，但由于释放密度过大种内竞争加剧，寄甲难以有效寄生，导致防治效果的可持续性降低。可见当益害比为2:1时能以较低的成本达到较好且可持续的防治效果，因此在林间防治云杉花墨天牛时推荐按照2:1的益害比释放花绒寄甲。

本研究对应用花绒寄甲松褐天牛生物型防治云杉花墨天牛开展了研究，明确了其对云杉花墨天牛的寄生效果及最佳益害比，但由于是初步探索阶段，试验中还存在一些不足之处：如设置重复较少，导致结果存在较大误差；所设置的不同释放梯度处理较少，没能精准地确定最佳益害比。此外，花绒寄甲松褐天牛生物型作为南方地区应用较为广泛的天敌昆虫[24]，耐寒性研究表明，辽宁只有南部地区为适生地区[25]，花绒寄甲松褐天牛生物型能否适应东北地区的环境并顺利越冬的问题尚不明确，同时花绒寄甲云杉花墨天牛生物型在中国北方地区的规模化繁殖和释放技术也有待进一步研究。如能将花绒寄甲在中国北方地区推广应用，实现云杉花墨天牛的有效防治，将对控制北方地区松材线虫病的传播扩散具有重要的意义。