常熟市枫香刺小蠹野外危害调查及防治效果评价

2023-07-17 21:30胡家锋代鲁鲁戴瑜姚芳姜韬谈家金
天津农业科学 2023年6期
关键词:化学防治

胡家锋 代鲁鲁 戴瑜 姚芳 姜韬 谈家金

摘    要:通过调查枫香刺小蠹侵害30年生北美枫香的危害特点和发生规律,并对其进行初步防治探究,以期为该小蠹后续防治与研究工作提供参考。通过对常熟市虞山北路两侧主要景观树种——北美枫香的小蠹虫危害情况开展详细调查,对枫香刺小蠹在30年生北美枫香上的危害特点形成了新的认识,建立了北美枫香受害等级分类方法并计算出调查地的蠹害指数,提出了一些初步的物理及化学防治建议并对防治效果做初步评价。调查结果表明:虞山北路枫香刺小蠹危害严重,蠹害指数达到46.6;小蠹对30年生北美枫香危害模式与苗圃地10年生北美枫香存在较大不同,且相较于本土枫香,小蠹更倾向于侵害北美枫香;经过防治后树木受害率降幅超过80%。枫香刺小蠹对不同树龄北美枫香侵害特点不同,因此所需防治方法不同;毒死蜱混合氟氯菊酯加代森锰锌搭配树皮穿透剂透翠的化学药剂防治效果显著。

关键词:枫香刺小蠹;北美枫香;危害特征;化学防治

中图分类号:S763.3         文献标识码:A        DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2023.06.010

Abstract: In this paper, we invested the characteristics and occurrence regularity of 30-year-old Liquidambar styraciflua infestation by Acanthotomicus suncei, and conducted a preliminary study on its prevention and control, in order to provide a reference for the follow-up control and research of the beetle. In this study, we investigated the damage of bark beetles on L. styraciflua, the main landscape tree species on both sides of Yushan North Road in Changshu city. The damage characteristics of A. suncei on the 30-year-old L. styraciflua were gained. The classification method of the damage level on L. styraciflua was established, and the damage index of A. suncei was calculated. Some preliminary physical and chemical control suggestions were put forward and the control effect was preliminary evaluated. The results showed that the damage of A. suncei was serious, and the damage index reached 46.6. The damage pattern of A. suncei to 30-year-old L. styraciflua was quite different from that of 10-year-old L. styraciflua which in nurseries. The beetle was more likely to attack L. styraciflua than Liquidambar formosana. The rate of tree damage was reduced by more than 80% after control. The infestation characteristics of A. suncei on different tree ages are different, so the required control methods are different. The chemical control effect of chlorpyrifos combined with flumethrin and mancozeb plus bark penetrating agent Patrick is remarkable.

Key words: Acanthotomicus suncei; Liquidambar styraciflua; damage characteristics; chemical control

北美楓香(Liquidambar styraciflua),隶属于蕈树科(Altingiaceae)枫香树属(Liquidambar),原产于北美[1]。由于其具有生长迅速、主干通直、叶片秋天转红的优良性状,自20世纪90年代以来被广泛引种至我国江浙沪地区[2-4]。虽然其在美国本土具有良好的抗病虫害能力,但引种至我国后受到枫香刺小蠹的危害严重,极大影响了北美枫香作为园林和行道景观树种的潜力[5-6]。

枫香刺小蠹(Acanthotomicus suncei),英文名Sweetgum inscriber,属象甲科(Curculionidae)小蠹亚科(Scolytinae)刺小蠹属(Acanthotomicus),是近些年集中暴发于北美枫香的蛀干类害虫[6-7]。枫香刺小蠹由于侵害树木的韧皮部与木质部,破坏输导组织,严重影响水分和营养物质的运输,且隐蔽性强,其危害通常要比刺吸性和食叶性害虫更大,相较于以往的枫香属植物害虫造成的危害更为严重[8-10]。根据初步估算,若未采取有效的防治措施,枫香刺小蠹危害造成的经济损失会在1 281~1 441万美元,可能会对我国东部和中部地区的北美枫香引种造成极大的影响[11-12]。

枫香刺小蠹作为一种近些年进入科研人员视野的新型害虫,现阶段的研究仅限于部分地区的生活史、室内繁殖情况,及可能造成的经济损失评估,且野外调查地点基本处于上海地区的苗圃,北美枫香树龄多为10年左右,但对于其他地区北美枫香遭受枫香刺小蠹的危害情况并未有详细研究报道[11,13,14]。因此,本研究通过对江苏省常熟市主要景观道路虞山北路两侧的枫香刺小蠹危害进行细致调查,以期找出枫香刺小蠹对30年生北美枫香的危害状况特征,并对其进行初步的危害防治,从而为枫香刺小蠹的调查与防治工作提供一些参考。

1 材料与方法

1.1 枫香刺小蠹危害状观察

笔者于2021年3月中旬对常熟市虞山北路的枫香刺小蠹侵害情况進行踏查,对调查地枫香刺小蠹危害程度和危害特点进行记录,重点观察枫香刺小蠹侵害孔特点、主要危害状等,并在不同地点设置北美枫香标准株,以备后续的定株观察。

1.2 北美枫香受害等级分类

经过对整个区域枫香的踏查,充分了解到北美枫香的受侵害情况后,结合现有的小蠹类害虫危害等级分类方法[15-16],确定出适于调查区域30年生北美枫香的受害等级分类方法。

调查地北美枫香普遍较高,且侧枝多杂,无法对每一棵树的虫孔数进行详细调查,因此本试验通过调查北美枫香受害枝条和主干并对其进行分类,确定了树木受害等级分类方法,此分类方法通过受侵害的一级分枝数量、二级分枝数量以及各受侵害分枝的入侵孔数量来对北美枫香受侵害情况进行等级分类,从而评判整株北美枫香的受害程度(受害指数法)。

依据公式如下:

式中,a为二级分枝的等级,取值为0,1,2;x为二级分枝的受害程度,n为一级侧枝数量;m为二级侧枝数量。最终利用公式求出结果,每株枫香可分为4个受害等级(Z):Ⅲ级为重度受害(≥1);Ⅱ级为中度受害(1~0.5);Ⅰ级为轻度受害(0.5~0);0级为未受害(0)。

首次调查的时间为3月中旬至4月下旬,对总计384棵枫香展开了详细调查,包括296棵北美枫香和88棵本土枫香,对每一株枫香的主干、一级侧枝和二级侧枝受侵害情况充分调查,调查地北美枫香的二级侧枝数量在0~10枝之间,一级侧枝数量在1~12枝之间,根据受害等级分类方法确定每一株植物的受害程度。

1.3 防治方法

1.3.1 物理防治措施与时间 通过第1次对整个区域北美枫香受侵害情况的调查,并结合营林防治经验,总结出适用于该地的物理防治措施。对于已经完全枯死的北美枫香要尽数伐除,第一批共伐除北美枫香8棵;重度受害和中度受害的北美枫香,危害严重的一级侧枝要尽数修剪,而对危害相对较轻的一级侧枝要尽可能将生长于其上的受侵害二级侧枝裁剪掉,从源头降低虫口密度;对于轻度受害的北美枫香,在保证树木生长和树形均正常的情况下,仅对二级侧枝上有侵害点的部位适当修剪即可。在保证上述营林管理措施的同时配合合理施肥,增强树木自身的抗虫害能力。

在3月中旬至4月下旬对调查地枫香及时采取上述措施;后续调查时若发现树木枝干有流胶或枯枝需及时进行裁剪,并尽快焚烧处理。

1.3.2 化学防治措施与时间 由于调查地枫香刺小蠹危害严重,结合以往蛀干类害虫防治经验,本试验采用药剂喷洒和药剂涂干共同施用的方法防治虫害。化学药剂采用农地乐、代森锰锌搭配透翠的组合,分别使用陶氏益农(Dow AgroSciences)生产的农地乐,主要成分为475 g·L-1的毒死蜱和47.5 g·L-1的氯氰菊酯;美国仙农公司生产的喷克代森锰锌,有效成分为80%的代森锰锌可湿性粉剂;以及诺普信生产的透翠树皮穿透剂。

药剂喷洒的施药浓度为每250 L水中加入200 mL农地乐、200 g代森锰锌和200 mL透翠。自3月下旬至4月下旬对整个路段所有枫香属植物进行3次整株喷洒,并对危害较为严重的枝干进行重点喷洒;分别于6月中旬、8月上旬对所有枫香整株喷洒;9月再次进行2次整体喷洒;10月上旬进行当年的最后1次整体喷洒。

药剂涂干主要是针对重度受害及部分受害程度较重的中度受害北美枫香进行的处理。涂干剂配置为每升水加入200 mL农地乐、200 g代森锰锌和200 mL透翠,混匀后加入200 g盐搅拌至基本溶解再加入200 mL植物油,再次搅拌均匀后加入黄土直至成为糊状。施药方法为将糊状药浆均匀涂于主干第1个侧枝下方,并用保鲜膜封住,以免脱落。3月下旬至4月下旬对重度受害及部分受害较重的中度受害北美枫香进行第1次药剂涂干处理,共涂干99棵北美枫香,6月再次对99棵受害较重的北美枫香药剂涂干,巩固防治成果;在经过7月中旬的防效调查之后,根据调查情况适当调整防治范围,针对调查中危害较为严重的16棵北美枫香进行涂干处理,并在9月进行药剂补涂;在10月上旬的防效调查后,再次调整防治范围,并对受害较为严重的11株北美枫香施行涂干处理。

1.4 防治效果评价

在对整个虞山北路道路两侧北美枫香施行第1轮防治后,于7月中旬进行第1次防治效果调查。由于北美枫香被枫香刺小蠹侵染后的新侵害状与老侵害状不同,据此对路段枫香防治后有新侵害状的树木进行调查和统计,并根据受害指数法分类;经过第2轮防治后,于10月上旬开展第2次防效调查,调查方法同上次一致。

2 结果与分析

2.1 枫香刺小蠹危害特点

枫香刺小蠹为蛀干类害虫,危害性较大,且多数时间活动于树木韧皮部与木质部中。成虫在找到合适的寄主之后,会钻蛀进树干形成入侵孔,并不断啃食产生垂直于枝干的母坑道,而产出的幼虫会啃食出垂直于母坑道的子坑道,成虫羽化后钻蛀出羽化孔迁往新寄主。入侵孔周围一般分布多个羽化孔,在入侵孔内可见白色的虫粪(图1)。枫香刺小蠹对枫香属植物的侵害遵循自上而下的形式。对于30年左右树龄的北美枫香,枫香刺小蠹在选定该树作为寄主之后,通常先从上部的二级侧枝和较细的一级侧枝开始入侵,然后再对粗壮的一级侧枝进行入侵,之后不断向下和向主干蔓延,侵害顺序为先嫩枝后老枝。

2.2 受害等级及蠹害指数

本研究共调查北美枫香296棵,其中未受害的有46棵。调查地北美枫香胸径平均为28.58 cm,树龄大多30年左右。根据调查结果,得到每株北美枫香的受害等级,再根据各等级的树木数量,得出该路段的受害指数:

蠹害指数=∑ (各级受害株数×各级代表值) / (调查总株数×最高一级代表值)×100[17](1)

由表1中可知,调查地共有84.46%北美枫香受到枫香刺小蠹危害,受害植株主要以轻度和中度受害为主,重度受害植株较少,受害地点覆盖广,遍及整个虞山北路道路两侧。根据公式计算得出整个路段北美枫香刺小蠹的蠹害指数为46.6,受害情况十分严重。

由表2可知,調查地88棵本土枫香中有28棵受到侵害,受害等级均为Ⅰ级和Ⅱ级,且Ⅱ级受害树仅3棵,只占总本土枫香数的3.41%。

2.3 枫香刺小蠹危害发生规律

北美枫香受到枫香刺小蠹侵害后主要表现为从枝干入侵孔流出胶状物质,新侵害产生的胶状物质透明、柔软并且具有粘性,一段时间后胶体颜色变深触感变硬,最终呈现为淡黄色或乳白色的固体状态,流胶脱落后树木被侵染区域发白,最终在树表皮上呈现出白色斑块状态。受到枫香刺小蠹侵害的北美枫香,其枝条自树木顶端开始枯萎,并不断向下蔓延,被侵害的枝条韧皮部不断遭到啃食,树皮逐步与木质部分离干裂,最终导致枝条枯死;而在小蠹不断的侵害下,树木主要侧枝及主干树皮大量分离,最终造成树木死亡,将枯死后的枝条树皮剖开可见皮下变黑,并能看到清晰的小蠹坑道。部分枯死枝条的树皮下会长出真菌(图2)。

2.4 枫香刺小蠹的防治效果评价

整个防治过程是物理与化学防治协同进行的,对于重度受害和大部分中度受害的北美枫香,对其受侵害部位及时修剪和药剂处理十分必要,只有同时进行才能迅速并最大限度降低虫口密度。本研究采用以上几种方法对调查地枫香刺小蠹进行共同防治,并取得了一定的防治效果。

从表3可以看出,经过防治之后,受侵害的北美枫香数量相较于防治前大幅减少,根据设立的受害等级分类方法,调查表明Ⅰ级受害树降幅达到81.82%,Ⅱ级受害树降幅达到89.36%,Ⅲ级受害树降幅达到82.86%,各受害等级的树木数量均大幅降低,降幅均超过了80%,整体降幅达到了84.80%,防治效果十分明显。如图3所示,防治前共有8株北美枫香死亡,防治后无死亡,同一受害等级的北美枫香相较于治理前的严重程度也普遍降低;根据调查结果显示,受害等级为Ⅰ级的植株基本分布在Ⅱ级和Ⅲ级受害树周围,这也符合枫香刺小蠹的传播规律;第1次防治与第2次防治后的调查数据相差不大,表明对于枫香刺小蠹的防治效果基本趋于稳定,即使有隐藏于树皮下未完全处理的小蠹存在,也能及时得到治理,不会造成大范围小蠹危害,受侵害的北美枫香不会再面临致命危害。

调查显示,经过防治后的本土枫香均未有新侵害的痕迹。

3 讨论与结论

本研究针对常熟市虞山北路重要景观树种的枫香属植物做了详细调查,除大多数为北美枫香外还有些许本土枫香穿插种植,相较于原产地在中国的本土枫香,枫香刺小蠹更易侵害北美枫香,在有北美枫香时,小蠹基本不会对本土枫香发起攻击,即使有少量侵害痕迹也并未穿透树皮进入韧皮部,不会对树体造成实质性的伤害。之前的研究表明,如果外来植物与昆虫的本地寄主生理生化特性相似,则昆虫对外来引进植物的侵害意愿将会更为强烈[13,18-19],这恰好与上述北美枫香的情况相吻合。对于一种新型害虫,详细调查其对寄主侵害的整个过程及寄主受侵害后的形态改变是十分必要的,这为以后充分了解害虫的生活习性、与寄主的相互作用,以及后期害虫的防治都提供了一定的理论依据[20-22]。本研究详细调研了该路段的296棵北美枫香及88棵本土枫香,对枫香刺小蠹侵害枫香属植物的偏好以及北美枫香的受侵害状况有了一定程度的了解与认识。

现有报道的受侵害北美枫香树龄基本都在10年左右,其枝干通常较细且侧枝较少,被枫香刺小蠹侵害后主要危害主干,受害后更易死亡[13,23],而本次调查的大多为树龄30年左右的北美枫香,相较于10年生的北美枫香,30年生北美枫香生长状态更加成熟稳定,树高普遍超过10 m,冠幅大,枝干繁茂,在受到枫香刺小蠹侵害时的受害情况与之前的研究结果略有不同,这对于研究北美枫香受枫香刺小蠹侵害后的形态特征和生理状况变化有一定的参考价值。小蠹类害虫常带有伴生细菌或真菌,这些病菌常常也会对寄主植物造成不小的伤害[24],本研究调查的受侵害北美枫香同样受到枫香刺小蠹携带的病菌侵染,并对北美枫香造成一定的损害,这与最近的研究结果相吻合[25]。

枫香刺小蠹作为研究仍处于起步阶段的一种害虫,对其防治方法的研究基本处于空白状态,由于扩散速度快,危害性强,在不采取有效防治措施的情况下,短时间内就能扩散至周围其他植株,且其隐蔽性较强,扩散后不易察觉,待发现时已经对新侵植株造成一定的危害,此外枫香属植物富含有大量树胶脂,导致药物很难穿透树体杀虫,因此现阶段除了最基础的修剪等营林防治措施外,还未见有效的化学或生物防治方法[13]。对于现存的绝大多数病虫害,施用化学药剂仍是应用最广、效果最好的防治方法[26-27]。目前国内外已有一些对钻蛀类害虫卓有成效的化学防治药剂,如拟除虫菊酯、氯氰菊酯、氟氯氰菊酯、噻虫嗪、阿维菌素等[27-31],本研究结合已有经验、当地生态气候状况与枫香刺小蠹及其寄主植物的互作等多种因素对小蠹施用药剂。农地乐作为毒死蜱与氯氰菊酯的复合类药剂,具有良好的触杀与胃毒作用。代森锰锌是优良的保护性杀菌剂,杀菌范围广,对小蠹的伴生菌有较好防治效果。由于30年生北美枫香树形较大、树皮较厚,因此用透翠这一穿透剂搭载杀虫杀菌剂能迅速有效地作用于整株植物的韧皮部木质部。通过以上药剂的组合使用最终取得了较好的防治效果,为枫香刺小蠹的化学防治提供一些参考。

本研究通过对常熟部分区域的枫香属植物受枫香刺小蠹危害的情况进行调查,初步了解了枫香刺小蠹危害特点和30年左右树龄北美枫香受害症状,并对如何防治进行了一些初步探索,但是初期的化学防治并未经过室内的毒力测定,后续需在室内进行试验,筛选出最适合的化学药剂,同时对于北美枫香受侵害后内部激素及生理生态变化具体缘由仍需进一步试验探索。

参考文献:

[1] 陈凤毛, 刘亮东, 高捍东. 美国枫香苗木培育技术研究概述[J]. 林业科技开发, 2001, 15(4): 9-11.

[2] 王晓琪, 胥明, 赵健, 等. 北美枫香雄花和花序轴诱导体细胞胚胎发生[J]. 北京林业大学学报, 2016, 38(3): 32-37.

[3] 刘述河, 丁朋松, 金丽凤, 等. 上海地区国外树种引种调查分析[J]. 中国农学通报, 2011, 27(31): 305-309.

[4] 杨帆, 李静, 姚雪晗, 等. 2种引种彩叶植物光合日变化及其影响因子研究[J]. 安徽农业大学学报, 2013, 40(5): 746-750.

[5] KLINE K L, COLEMAN M D. Woody energy crops in the southeastern United States: two centuries of practitioner experience[J]. Biomass and Bioenergy, 2010, 34(12): 1655-1666.

[6] GAO L, LI Y, XU Y, et al. Acanthotomicus sp. (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae), a new destructive insect pest of North American sweetgum Liquidambar styraciflua in China[J]. Journal of Economic Entomology, 2017, 110(4): 1592-1595.

[7] 黃复生, 陆军. 中国小蠹科分类纲要[M]. 上海: 同济大学出版社, 2015.

[8] 吕飞, 海小霞, 王志刚, 等. 以蛀干害虫为中心的三级营养系统研究进展[J]. 中国森林病虫, 2015, 34(2): 35-39.

[9] 杨丽元, 刘仁军, 赵筱菲, 等. 油松蛀干害虫及其寄生蜂在树干上的垂直分布[J]. 中国生物防治学报, 2021, 37(4): 701-708.

[10] GAO L, COGNATO A I. Acanthotomicus suncei, a new sweetgum tree pest in China (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae: Ipini)[J]. Zootaxa, 2018, 4471(3): 595-599.

[11] LI Y, WAN Y X, LIN W, et al. Estimating potential distribution of sweetgum pest Acanthotomicus suncei and potential economic losses in nursery stock and urban areas in China[J]. Insects, 2021, 12(2): 155.

[12] SUSAETA A, SOTO J R, ADAMS D C, et al. Expected timber-based economic impacts of a wood-boring beetle (Acanthotomicus sp.) that kills American sweetgum[J]. Journal of Economic Entomology, 2017, 110(4): 1942-1945.

[13] 高磊, 王建国, 王章训, 等. 危险性害虫枫香刺小蠹的形态特征及发生现状[J]. 林业科学, 2020, 56(3): 193-198.

[14] 赵洁, 高磊, 鞠瑞亭. 枫香刺小蠹雌雄成虫的形态差异、繁殖特性及其坑道系统形成过程[J]. 复旦学报(自然科学版), 2021, 60(1): 58-64.

[15] 林延谋, 符悦冠, 刘凤花, 等. 咖啡黑小蠹的发生规律及药剂防治研究[J]. 热带作物学报, 1994(2): 79-86.

[16] 高磊, 吴时英, 路广亮, 等. 黑色枝小蠹的形态特征及其为害情况调查[J]. 中国森林病虫, 2017, 36(5): 31-34.

[17] 李成德. 森林昆虫学[M]. 北京: 中国林业出版社, 2004.

[18] THOMAS C D, NG D, SINGER M C, et al. Incorporation of a European weed into the diet of a north American herbivore[J]. Evolution, 1987, 41(4): 892-901.

[19] KEELER M S, CHEW F S. Escaping an evolutionary trap: preference and performance of a native insect on an exotic invasive host[J]. Oecologia, 2008, 156(3): 559-568.

[20] LIEBHOLD A M, BEREC L, BROCKERHOFF E G, et al. Eradication of invading insect populations: from concepts to applications[J]. Annual Review of Entomology, 2016, 61(1): 335-352.

[21] PY?EK P, RICHARDSON D M. Invasive species, environmental change and management, and health[J]. Annual Review of Environment and Resources, 2010, 35(1): 25-55.

[22] BI H Q, SIMPSON J, ELDRIDGE R, et al. Survey of damaging pests and preliminary assessment of forest health risks to the long term success of Pinus radiata introduction in Sichuan, southwest China[J]. Journal of Forestry Research, 2008, 19(2): 85-100.

[23] 于明華, 施文贵, 蔡平. 枫香刺小蠹在苏州地区的发生情况及防治措施[J]. 上海农业科技, 2020(2): 121-122.

[24] 陈辉, 袁锋, 张霞. 小蠹虫与真菌共生关系的研究进展[J]. 西北林学院学报, 2000, 15(3): 80-85, 90.

[25] GAO L, LI Y, WANG Z X, et al. Biology and associated fungi of an emerging bark beetle pest, the sweetgum inscriber Acanthotomicus suncei (Coleoptera: Curculionidae)[J]. Journal of Applied Entomology, 2021, 145(6): 508-517.

[26] 曾楚楚, 娄钧翼, 郭明, 等. 防治核桃干腐病的新型纳米生物基农药缓释胶囊制备及缓释性能[J]. 林业科学, 2018, 54(5): 87-100.

[27] PE?A J E, CRANE J H, CAPINERA J L, et al. Chemical control of the redbay ambrosia beetle, Xyleborus glabratus, and other Scolytinae (Coleoptera: Curculionidae)[J]. The Florida Entomologist, 2011, 94(4): 882-896.

[28] PAJARES J A, LANIER G N. Pyrethroid insecticides for control of European elm bark beetle (Coleoptera: Scolytidae)[J]. Journal of Economic Entomology, 1989, 82(3): 873-878.

[29] GROSMAN D M, ESKALEN A, BROWNIE C. Evaluation of emamectin benzoate and propiconazole for management of a new invasive shot hole borer(Euwallacea nr. fornicatus, Coleoptera: Curculionidae) and symbiotic fungi in California sycamores[J]. Journal of Economic Entomology, 2019, 112(3): 1267-1273.

[30] CARRILLO D, CRANE J H, PE?A J E. Potential of contact insecticides to control Xyleborus glabratus (Coleoptera: Curculionidae), a vector of laurel wilt disease in avocados[J]. Journal of Economic Entomology, 2013, 106(6): 2286-2295.

[31] 杨群芳, 植玉蓉, 谢旭阳, 等. 3种杀虫剂喷雾和涂干法防治葡萄光滑足距小蠹[J]. 植物保护, 2008, 34(2): 141-144.

猜你喜欢
化学防治
番荔枝采后病害种类及防治方法研究进展
棉田杂草的发生与防治措施
南方水稻的主要病虫害及防治措施
橡副珠蜡蚧生物学、生态学特性及防治研究现状及展望
植物镰刀菌枯萎病防治的研究进展
美国白蛾的生物学特征及防治措施