哈氏肿腿蜂应用现状与思考
2014-01-27张勃龙谢燕梅杨松柴守权谢一訢
张勃龙,谢燕梅,杨松,柴守权,谢一訢
(1.西南林业大学林学院,云南 昆明 650224;2.国家林业局森林病虫害防治总站,辽宁 沈阳 110034;3.甘肃省定西市林业局,甘肃 定西 743000)
哈氏肿腿蜂Sclerodermus harmandi(Buysson)(又称管氏肿腿蜂Scleroderma guani Xiao et Wu)在中国、韩国和日本均有分布[1-3],在我国主要分布于广东、山东、湖南、陕西、江苏、山西、河南、河北、内蒙古等省(区)[4]。该蜂是多寄主型寄生蜂,可寄生鳞翅目、鞘翅目、膜翅目等3目22科50余种昆虫。由于其钻蛀能力强,可钻进树皮并穿过充满虫粪的虫道寻找到寄主,被认为是控制钻蛀性害虫的理想天敌[1]。我国利用该蜂控制林木蛀干害虫已有30余年的历史,特别是在天牛生物防治方面得到了较广泛的应用,效果良好。近年来,随着人工饲养技术的标准化、规模化与商业化,哈氏肿腿蜂越来越多地应用于林业生产中,成为林业蛀干害虫生物防治的重要手段之一,是我国长期大面积应用天敌的一个典型案例。
目前,我国林木蛀干害虫危害形势严峻,光肩星天牛Anoplophora glabripennis、桑天牛Apriona germari、云斑天牛 Batocera horsfieldi、青杨天牛 Saperda populna等杨树蛀干害虫年发生70多万hm2,松墨天牛Monochamus alternatus、双条杉天牛Semanotus bifasciatus等松树蛀干害虫年发生近40万hm2。由于林木蛀干类害虫发生危害隐蔽,常规防治方法(如化学防治)效果十分有限,许多地方先后开始大规模人工繁育释放哈氏肿腿蜂,以期缓解或控制害虫危害。然而,由于防治对象与地理环境等的差异,加之缺乏相关基础研究等原因,往往未能取得预期的防治效果[5-6]。本文简要回顾了我国哈氏肿腿蜂在林业生产中的应用现状与防治效果,分析了影响哈氏肿腿蜂防治效果的因素,探讨了目前规模化应用哈氏肿腿蜂可能存在的问题并提出建议,以期为今后的研究和生产应用提供参考。
1 哈氏肿腿蜂在林业生产防治中的应用现状
许再福和何俊华通过广泛收集标本发现,在我国广东、福建、云南、贵州、北京、山东等地林间应用的管氏肿腿蜂Scleroderma guani Xiao et Wu应是哈氏肿腿蜂 Sclerodermus harmandi(Buysson)[2]。哈氏肿腿蜂寄主范围较广,多为林木钻蛀性害虫,可寄生20余种天牛,被誉为天牛的“克星”。早在20世纪70年代,我国就有关于利用肿腿蜂控制青杨天牛的报道[7]。随后,哈氏肿腿蜂在双条杉天牛[8]、粗鞘双条杉天牛 Semanotus sinoauster[9]、黄斑星天牛Anoplophora nobilis[10]、星天牛 A.chinensis[11]、梨眼天牛 Chreonoma fortunei[12-13]、桃红颈天牛 Aromia bungii[14]、栗山天牛 Mallambyx raddei[15]、锈色粒肩天牛 Apriona swmnsoni[16]、红腹柄天牛 Aphrodisium faldermannii rufiventris[17]与锈斑楔天牛Saperda balsamifera[18]等害虫的防治中得到了较为广泛的应用。自松材线虫Bursaphelenchus xylophilus传入我国后,给疫区林业生产造成了巨大损失。近年的生产防治实践表明,释放哈氏肿腿蜂可有效控制松材线虫病的媒介昆虫松墨天牛,为遏制该病的扩散蔓延提供了有效手段,目前成为松材线虫病综合防治的重要措施之一[19-22]。一些学者也尝试将哈氏肿腿蜂用于防治杨干象 Cryptorhychus lapathi[23]、华山松木蠹象 Pissedos punctatus[24]等较小型的蛀干害虫,进一步扩大了该蜂在林业害虫控制中的应用范围。另外,一些学者对哈氏肿腿蜂与其它生防作用物的联合应用进行了研究,以充分挖掘它们的共同作用效果[25-26]。
目前,各地规模释放哈氏肿腿蜂防治不同天牛甚至同种天牛的防治效果均有一定差异。以松墨天牛防治为例,安徽省马鞍山市当涂县林间释放,当代防治效果为42.8% ~46.1%[27];康文通 等在福建同安等地采用不同放蜂方法,林间寄生率仅为30%左右[22];徐克勤 等在江苏的放蜂平均寄生率最高可达66%[21];张连芹 等的研究表明,释放哈氏肿腿蜂后,当代的防治效果可达40% ~50%,经过3~4个月,持续防治效果最高可达85%[19];2009—2010年,国家林业局森林病虫害防治总站组织开展的松材线虫病生物防治试点结果表明,在江苏省南京市雨花区铁心桥林场和江宁区东善桥林场批量释放哈氏肿腿蜂防治松墨天牛,松墨天牛侵入孔数和进入蛀道幼虫数量下降了60% ~70%,对减少林间松材线虫病病死树数量有一定效果。在青杨天牛防治方面,甘肃省酒泉市肃州区从河北省张家口市引进哈氏肿腿蜂防治青杨天牛效果良好,放蜂区哈氏肿腿蜂的平均寄生率为41.2%,最高的单株寄生率高达84.0%[28];宋晓艳应用哈氏肿腿蜂防治青杨天牛的效果较低,平均寄生率仅为19.56%[5]。在防治双条杉天牛方面,广东省韩江林场的寄生率达66%以上[8];北京市密云县平均寄生率达69.68%,林内放蜂后侧柏被害率由放蜂前的22.78%下降至0.49%,被害木虫口密度由25.4头/株下降至3头/株,下降率88.2%,防治效果良好[29]。
2 影响哈氏肿腿蜂防治效果原因分析
首先,寄主种类、发育状态可影响哈氏肿腿蜂的寄生与繁殖情况。例如,在自然条件下,由于寄主幼虫体型较大,加之蜂虫比例小,哈氏肿腿蜂很难成功寄生中龄以上(体长40~60 mm)的光肩星天牛幼虫[30];虽然松墨天牛幼虫个体(体长25~45 mm)相对适中,但哈氏肿腿蜂更喜欢选择寄生体型相对较大的幼虫,与寄生体型相对较小的幼虫相比,能获得数量较多且体重更重的后代[31]。
其次,气候环境(如温度、湿度等)对哈氏肿腿蜂的产卵量与寄生率等有一定影响[32-33]。我国幅员辽阔,气候环境多样,哈氏肿腿蜂在各地的生物学特性可能有所差异。哈氏肿腿蜂对当地气候环境的适应性、能否成功越冬定殖等,也影响该蜂对害虫的持续控制效果,而这些因素在生产实践与研究过程中却往往被忽视。
另外,释放方法和时机、蜂虫比等因素也会影响该蜂的寄生率与防治效果。哈氏肿腿蜂雌虫多为无翅型,远距离扩散能力较差。以防治松墨天牛为例,每株放蜂法、隔株放蜂法与中心放蜂法的防治效果有一定差异[22]。生长发育1个月左右的松墨天牛幼虫是哈氏肿腿蜂寄生的最佳虫态(2~3龄)。然而,由于气候环境的差异,同种寄主昆虫在各地发育历期与生活史均有差异,在浙江淳安、余杭、象山等地7月底—8月中旬是适宜的放蜂时间,而在广西桂林却有2个时段,即6月下旬—7月上旬和9月下旬—10月上旬[34]。因此,应根据当地实际情况确定放蜂时间,蜂虫比应按照不同防治对象的实际发育状态而定,如果害虫危害情况较严重,适当增加蜂虫比才能取得较好效果[34-36]。
同时,寄主植物种类、蜂种来源和质量等,都影响寄生蜂在林间的控制效果[37],在实际生产过程中也应重视。
3 哈氏肿腿蜂应用中存在的问题
3.1 不针对实情,盲目放蜂 目前,各地规模释放哈氏肿腿蜂的报道很多,一方面,这说明各地对生物防治的高度重视和积极应用;另一方面,只见规模放蜂的宣传而无对效果评价的后续报道或研究,不免有“任务性”放蜂的嫌疑。由于缺乏有效的防治手段,加之蛀干害虫危害形势严峻,很多地方不顾实际情况,匆忙大量购买释放哈氏肿腿蜂。然而,由于缺乏基础资料以及技术支撑,致使防治效果降低,影响了该技术的推广和应用[6]。另外,哈氏肿腿蜂对害虫的控制效果受多种因素影响,如果不对当地的实际情况进行细致研究而盲目释放,很有可能达不到预期的效果,造成不必要的浪费。
3.2 对生物防治认识不足,多关注短期效果 在生产实际中,一些地方常把生物防治当做一种应急手段,在害虫严重发生或暴发成灾时应用,期望在短时间内控制害虫的发生与危害,收到立竿见影的效果。利用天敌昆虫防治害虫强调的是自然控制,并不是要求立即消灭害虫种群,而是期望将害虫的发生控制在一定水平之下。天敌昆虫控制害虫的过程是持续的,与化学防治的短期防治效果不同,有的甚至需要长期实施才能显现出效果[19,38]。因此,如果完全参照化学防治的评价指标来评价生物防治的效果,将影响生物防治的推广应用[39]。在释放哈氏肿腿蜂防治林木蛀干害虫的过程中,目前采用的天敌寄生率、害虫致死率、防治率(效果)等指标,不能全面评价其防治效果。哈氏肿腿蜂可通过取食或刺探作用杀死幼小寄主,从而降低害虫种群数量,但是这种行为不利于该蜂自身的繁殖与定殖[30]。寄生率、防治率等评价指标容易获得,但却不能很好解释以下问题:一是成功寄生害虫后,哈氏肿腿蜂能否完成生长发育?二是哈氏肿腿蜂能否在该地安全越冬并定殖?三是目标害虫下一代种群是否减少?四是防治成本高低或者综合效益好坏?这些问题对评价该蜂的持续控制效果至关重要,但由于在生产实践中过多关注短期效果并没有引起广泛关注。因此,应建立一套系统的评价体系来客观全面地评价哈氏肿腿蜂的长期效果,为更好的应用该蜂提供坚实的理论基础。
3.3 重视推广应用,忽视潜在风险 虽然生物防治具有能长效控制害虫、减少环境污染、降低成本等优点,但生物防治也并不是万能的“灵丹妙药”,如果失去控制,可能会带来一些更加严重的负面影响,如非靶标效应[40]。1986—1993年,美国引进了29种捕食性和寄生性天敌昆虫防治俄罗斯麦蚜Diuraphis noxia,由于食物有限,引入的七星瓢虫 Coccinella septempunctata开始取食本地瓢虫,导致美国中西部地区当地瓢虫种群数量下降。用蜜蜂可成功繁殖哈氏肿腿蜂的事实告诉我们,该蜂会寄生非靶标生物,可能存在一定的潜在风险[41-42]。哈氏肿腿蜂在我国分布范围广,但林间自然种群数量并不高,而且一些地区并不是自然分布区,若大规模释放,是否会对当地的昆虫群落特别是有益昆虫造成影响?哈氏肿腿蜂寄主范围究竟有多大目前尚未确定。在推广应用中虽要关注哈氏肿腿蜂的控制效果,但也不能忽视其对当地昆虫群落可能产生的潜在风险。因此,应做到科学放蜂,充分发挥其综合效益。
3 讨论
天敌昆虫往往能够自行找到、发现和消灭害虫,利用天敌昆虫开展生物防治是林木蛀干害虫可持续控制的重要途径,国内外已引起广泛重视[43-45]。多寄主型天敌昆虫的防治效果往往比专食性天敌昆虫的高[46],哈氏肿腿蜂能寄生多种蛀干害虫,必将在我国蛀干害虫生物防治中发挥重要作用。然而,要充分挖掘哈氏肿腿蜂的控制作用,却是一项科学而系统的工作,涉及规模繁殖、放蜂技术、效果评价、风险评估等。针对目前应用中存在的问题,笔者认为,在生产实践中各地应先做好相关基础研究工作,根据实际情况制定出适合当地的释放方法与技术,切忌盲目规模放蜂;同时,在效果评价方面,应建立一套统一的标准,不仅要关注其短期效果,更应注重其长期效果;另外,该蜂的规模释放是否对本地昆虫群落,特别是对有益昆虫种群的影响,也值得重视与研究。
值得一提的是,释放哈氏肿腿蜂仅是林木蛀干害虫生物防治的一种方法,由于其只寄生害虫的某个虫态,作用往往有限。因此,在生产防治中不能只依赖释放哈氏肿腿蜂这一种方法,还应针对害虫的特点与发生规律,综合协调应用多种方法与手段,如应用信息素引诱成虫、加强营林措施提高林分抗性等,探索建立“目标树种+森林类型+防治对象+哈氏肿腿蜂+综合措施”的综合防治模式,逐步实现林木蛀干害虫的持续控制。若综合应用多种生物防治措施(如同时释放多种天敌昆虫),需注意的是应考虑或评估哈氏肿腿蜂与其它天敌昆虫的关系,看是否存在捕食以及种间竞争等现象。
另外,还应重视挖掘与利用其它本土优势天敌昆虫。近年来,一种本地天敌花绒寄甲Dastarcus helophoroides Fairmaire已广泛用于防治天牛类害虫,并取得了良好效果[47],减少了对哈氏肿腿蜂的依赖,丰富了蛀干害虫生物防治的途径。
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