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栎旋木柄天牛研究进展

2020-01-02毛益婷

山西林业科技 2020年3期
关键词:排粪羽化天牛

毛益婷,张 豹

(1.山西涑水河源头省级自然保护区管理局,山西 绛县 043600; 2.山西省中条山国有林管理局同善林场,山西 垣曲 043700)

栎旋木柄天牛[Aphrodisiumsauteri(Matsushiea)],隶属于鞘翅目(Coleoptera)天牛科(Cerambycidae)柄天牛属(Aphrodisium),又名台湾柄天牛[1]、旋木柄天牛、推磨虫,是国家林业和草原局2003年首次发布的重要危险性林业有害生物。笔者总结归纳了栎旋木柄天牛分布、形态特征、发生危害、生物学特性、生态学特性及防治技术等方面的研究进展,以期为研究栎旋木柄天牛的发生规律和综合治理提供参考。

1 分布

栎旋木柄天牛分布于我国河南、江西、台湾、重庆、安徽、山东、广西、浙江[2-6]等地,山西、陕西也有分布,相关文献未见报道。

2 形态特征

不同文献对栎旋木柄天牛形态特征的描述有一定差别,可能是描述者的原因,也可能是所在地区环境变化产生的适应性选择,这一理论还有待考证。

2.1 卵

淡黄至黄绿色,长椭圆形,长3.0 mm~3.6 mm,宽1.2 mm~2.0 mm.一端圆钝,一端稍尖,卵粒附近有弧形刻痕[1,2,7-10]。

2.2 幼虫

淡黄至桔黄色,体细长,扁圆形,长26 mm~68 mm.头部缩入前胸,头颅横宽,额前缘黑褐色。口器淡褐色,唇基和上唇黄色,端部具粗毛。触角淡褐色,细小,圆柱形,有3节,第1节被基膜包围,第2节长胜于宽,第3节约为第2节的2倍;其端部具透明刚毛3根,其中1根较长,约等于第3节的长度。下鄂须3节,下唇须2节。前胸背板矩形,光滑,黄白色,前端有一“凹”字形褐色斑纹,密生黄褐色短绒毛。背侧沟深,中纵沟明显,中部有1条浅色纵线,中下部有一具“凸”形纹的长椭圆形骨化片,乳白色;“凸”形纹先端棕褐色,似1块独立的菱形斑,中下部灰黄色,密布纵皱纹,后缘色淡,略带紫色,纵向“V”形波纹显著,具小刻点。前胸1体节~7体节两侧各具1对褐色气门;中胸较短,胸足3对极度退化,仅留3节;中胸及腹部1节~8节各具黄褐色椭圆形气门1对;腹部10节,1节~7节背、腹面各有一哑铃形步泡突,步泡突具一横沟,表面有数个肉瘤状突起;体侧有1对褐色气门。每个臀叶上有1对小突起,其上着生数根毛,臀叶上生有6枚刺状突3组排列,肛门上方1对,下方2对;肛节明显,末端开口三裂式,一裂缝与夹角相等,每一肛叶上有1个锥形突起[1,2,7-11]。根据Dyar氏的幼虫头宽成长规律,幼虫有6个龄期[10]。

2.3 蛹

蛹为裸蛹,乳白至橙黄色,预蛹黄绿色。体长2.1 cm~3.8 cm,宽0.6 cm~1.1 cm.头、足、翅半透明状,附肢颜色较浅。触角卷曲于腹部,鱼钩状。腹部各节背面有褐色短刺,排列成“W”字形;腹部腹面步泡突消失,背面步泡突环形突起,突起基部赤褐色,端部褐色,其上生刚毛l根。前胸背板两侧各有褐色侧刺突1个;腹部7节~8节交界处,两侧各有l个小黑点[1,2,7,9-11]。

2.4 成虫

全身绿色,具金属光泽,体呈圆筒形。雌虫比雄虫略大,雌虫长2.6 cm~3.4 cm,宽0.6 cm~0.8 cm;雄虫长2.1 cm~3.4 cm,宽0.5 cm~0.8 cm.鞘翅狭长形,墨绿色,两侧近乎平行,向端部狭窄,端缘稍钝,端部蓝黑色,翅面密布刻点,其上具3条明显的暗色纵脊。体腹面绿色,被银灰色短绒毛,有丝绸光泽。头宽小于前胸,头部向下方伸出,深绿色,微带紫色光泽,有细密刻点;复眼暗褐色至黑色,肾形,下叶大;额中央有1条纵沟,伸向头顶,触角着生于两复眼间,鞭状,11节,紫蓝色,柄节粗短,端部稍膨大,密布刻点,外侧有一刺突,梗节极短,鞭节第1节最长,以后各节依次短小,其中5节~11节等长;雄虫触角接近体长,雌虫短于体长。胸部微带紫色,中、后胸具银灰色绒毛,前胸背板长宽约等,前后缘有横凹沟,表面具稠密波状横皱纹;前胸发达,中部具短钝侧刺突,有5个纵向明显的瘤突,前2后3排成2行,纵沟中上部横皱中心呈“回”形纹,整个背板无刻点;中胸腹面隆起,具绿色倒三角形略皱小盾片;后胸较长。足蓝黑色,前足和中足基部近球形,腿节端部显著膨大,酱红色,梨状,从中上部开始逐渐膨大,端部变细,胫节略扁,胫、跗节褐色,密被黄褐色绒毛;后足腿节蓝色至蓝紫色,有光泽,瘦长达第4腹节末,也从中部膨大,端部变细,胫跗节蓝色,胫节和第1跗节特别扁平而长,跗节可见4节。腹部腹面具银灰色或黄褐色绒毛,有锦缎光泽;雄虫腹部可见6节,第5节后缘凹陷;雌虫腹部可见5节,第5节后缘起呈半圆形[1-3,8-11]。

3 发生与危害

3.1 寄生植物

据统计[1-3,6,8,13],栎旋木柄天牛的寄主有栓皮栎、麻栎、辽东栎、橿子栎、巴东栎、白栎、板栗、青冈栎、细叶青冈栎、小叶青冈栎、多脉青冈栎、甜槠、苦槠等壳斗科植物和木荷等山茶科植物。不同地区,该天牛危害的树种有所不同。如,在河南、江西危害麻栎,在山东不危害麻栎。

3.2 危害特点

栎旋木柄天牛主要为害中幼龄林,以幼虫蛀食主干和侧枝成害。环绕枝干韧皮部与木质部蛀食,阻塞了营养物质和水分的传输,使寄主环蛀处以上部分脱水。一旦遭受危害,轻者枝干枯死、风折,严重的整株死亡[2,3,13,14]。

3.3 危害规律

1) 扩散蔓延迅速。近距离传播的主要途径是成虫自然飞翔扩散,远距离传播的主要途径是人为木材调运传播。

2) 危害程度越来越严重。使寄主幼林树势衰弱、生长缓慢,风折率高,林相破坏严重,生态环境受到威胁,降低了木材产量和质量。

3) 隐蔽性强,自然死亡率低。栎旋木柄天牛大部分时间都在树干内为害,具极强的隐蔽性,耐性强,自然死亡率低[15]。

3.4 发生与环境因子的关系

3.4.1 林分

1) 林龄。在栓皮栎人工幼林中,林龄愈大被害愈重。10年生以下及胸径40 cm以上的栓皮栎人工林受害极轻[2]。

2) 林木组成。相同条件下,混交林内栎属植物被害株率低于栎属纯林[2];混交林内仅栎属植物被害,其它阔叶树均没有发生危害[7]。

3) 树木胸径。栎旋木柄天牛多为害胸径3 cm~12 cm,长势良好、生长健壮的中龄林,长势衰弱的林木一般不被危害[2,8,11,14]。

4) 密度。相同条件下,密度小的栓皮栎幼林比密度大的受害严重[2]。

3.4.2 立地条件

1) 光照。阳光充足的阳坡、林缘和山顶发生率明显高于阴坡、林间和山麓,山脊和山的上腹重于中下腹,坡度陡峭处重于坡度平缓处,人为活动频繁的山庄、宾馆附近受害株率明显高于人为活动较少的林间[2,3,7,8,11,13,14,16]。

2) 海拔。栎旋木柄天牛多发生在海拔400 m以上地区,与寄主分布基本一致[2,3,14]。

4 生物学特性

4.1 生活史

经统计显示[2,3,7-11,14-16],地理条件对栎旋木柄天牛的生长发育,特别是对成虫的羽化期有明显影响,各地成虫羽化盛期从南至北依次推迟。该天牛2 a完成1代,跨3 a.第1年10月中旬至11月下旬,以幼龄幼虫在枝干蛀道内越冬。第2年3月中下旬至4月上旬,幼虫开始取食;9月下旬至10月中旬,幼虫做好蛹室;10月末至11月上旬,以老熟幼虫或预蛹在蛹室内越冬。第3年3月中下旬至4月上旬,老熟幼虫仍继续取食,4月上旬至6月下旬开始化蛹,5月中旬至7月下旬为成虫羽化期,5月下旬至7月上旬开始产卵,6月上旬至7月下旬出现初孵幼虫。

4.2 生活习性

栎旋木柄天牛雌虫产卵多在白天,散产在树皮裂缝、疤痕、表面或枝条分叉处。产卵部位高度与胸径间存在显著的线性关系,卵期13 d~28 d,平均16 d.初龄幼虫在木质部取食,一般是1个被害枝有1头幼虫钻蛀危害,个别有多头同龄幼虫在同1枝钻蛀取食,在未枯死的被害枝上有不同世代的虫连年在同1枝上发生危害,形成椭圆形纵蛀道。先向上蛀2 cm~4 cm,在蛀道的一侧或左右两侧做1个~2个通气孔;再向上蛀食12 cm左右,其间做1个排粪孔,直径一般为0.1 cm~0.4 cm.再向枝干的下端钻蛀,每隔一定距离向大致相同的方向做1个排粪孔,不断排出蛀屑、虫粪。新鲜虫粪为褐红色细末,在被害枝干明显可见。幼龄幼虫第1年在枝干蛀道内越冬。幼虫老熟前,常沿树干垂直蛀食,凿成长短不一的虫道,蛀道长可达200 cm;老龄幼虫环绕枝干韧皮部与木质部蛀食,自上而下钻蛀形成1条或多条蛀道,范围加大与纵虫道呈夹角状的环状蛀坑;最后1道环木质部外围顺时针方向呈完整的螺旋环状,其距地面20 cm~590 cm之间,以250 cm者居多。完成环蛀之后,一部分幼虫掉头向枝干梢端回蛀进入原蛀道,另一部分则直接由原蛀道返回,两者均在原蛀道适当的位置向侧边钻蛀做羽化道,与纵虫道平行向上做蛹室,然后用分泌物粘合蛀屑堵塞羽化道,在蛹室中越冬。羽化孔一般位于最后一个排粪孔之前,近圆形,横径0.6 cm~1.0 cm.3月中下旬至4月上旬第1年的越冬幼龄幼虫开始活动,继续取食;第2年的越冬老熟幼虫有的继续取食,4 d~5 d后脱皮进入预蛹期,有的直接脱皮进入预蛹期,预蛹期10 d~18 d.再次脱皮变成蛹,体壳留于蛹室末端,蛹体头部向下,蛹期平均16 d.成虫羽化时间多在9∶00~10∶00.刚出蛹壳的成虫体软色淡,腹部大而圆,露出鞘翅后缘2节~3节;在蛹室内停留1 d~2 d,体壁变硬开始呈现绿色并有紫罗兰光泽,之后便咬破树皮出孔。成虫爬出后先在树干来回爬行并不断抖动鞘翅,约30 min后飞出。成虫无明显趋光性,不补充营养。近距离时雌雄虫可相互吸引,远距离时雌虫引诱力更强。雌雄成虫均沿枝条按螺旋形路线缓慢向高处爬行,触角不停地上下前后摆动。一般羽化后1 d~2 d开始交尾,时间多为10∶00~15∶00和21:00.1对成虫可连续交尾10次~12次。一雌可与多雄交尾,一雄也可与多雌交尾,而且雌虫在产卵期间仍可进行交尾。随着交尾次数增多,雄虫个体变小,交尾时间缩短。雌成虫第1次交尾后1 d~2 d开始产卵,产卵在8点到日落前进行,多集中于10∶00~15∶00.产卵前先沿树干来回爬动以产卵器探找产卵场所,每产1粒约需5 s,平均每次产卵12粒。雌雄性比1.0∶0.9.成虫飞翔能力强,寿命一般为12 d~16 d,平均13 d[1-3,7-14,16].

5 生态学特性

5.1 卵的分布

栎旋木柄天牛的产卵部位受枝干表面粗糙程度和空间分布水平影响,大都在1年生~2年生、直径2 cm~3 cm粗枝条的树皮裂缝、疤痕、表面或枝条分叉处,尚未发现在幼树主干或大树粗枝上产卵。栎旋木柄天牛产卵部位随植株粗度增大而升高。胸径5 cm以下时产卵部位在1 m~2 m处为多;胸径6 cm~10 cm时以2 m~3 m处为多;胸径11 cm~15 cm时以3 m~5 m处为多;胸径16 cm以上时产卵部位多在5 m以上[2,10,13]。

5.2 幼虫的分布

栎旋木柄天牛成虫产卵部位决定了幼虫的危害部位。幼虫多寄生在胸径4 cm以上的植株主干,以胸径8 cm~12 cm者居多[2]。

5.3 蛀道形态

1条完整的幼虫蛀道包括侵入孔、气孔、排粪孔、羽化孔、纵虫道、环状虫道、羽化道和蛹室等。侵入孔多出现在枝的先端,在皮层内呈不规则、断断续续向木质部钻蛀的起伏状蛀道,终点为椭圆形蛀孔进入木质部。气孔和排粪孔相间分布,由纵虫道横向向木质部表面略弯曲伸展,树干阴阳面各半。排粪道多数在枝干阴面,每条虫道有气孔2个~9个,排粪孔2个~6个,多数长1 cm~2 cm,孔径0.2 cm~0.9 cm,椭圆形;两排粪孔之间顺木质部同一纵向纹理延伸,在树皮外见到的排粪孔是圆形小孔,排粪孔间距多在7 cm~25 cm之间,随虫龄增加而增加;孔径由当年年初至年末依次由小渐大。若被害植株胸径小,则纵向虫道细长,环状虫道短,距地面近,气孔和排粪孔数目较多;反之,则纵向虫道短粗,横向虫道较长,距地面高,气孔和排粪孔数目少。纵虫道在偏心材的位置,内壁褐色光滑,总长110 cm~368 cm,平均275 cm,横断面呈长椭圆形,宽约1 cm.在直径3 cm以下枝条内幼虫蛀道多数是通直的,但大枝、主枝内蛀道多数为S形,虫道弯曲、紊乱。幼虫近老熟时在纵虫道下端咬一横向半环状坑道,长30 cm~75 cm,平均54.7 cm,宽约1.2 cm.羽化道由纵虫道横出,一端弯曲向木质部表面伸出至羽化孔,呈梭形,在羽化前为树皮覆盖;另一端向上通至蛹室,多数与纵虫道平行呈长梭形,明显较排粪道大,长5 cm左右,最宽处0.8 cm~1.1 cm,横断面亦呈椭圆形[2,7-10,13,17]。

6 防治技术

6.1 植物检疫

栎旋木柄天牛各个虫态均可随寄主植物进行远距离传播。因此,完善有关病虫害防治法规和相关检疫制度,加大检疫力度,严格执行产地检疫和调运检疫,可有效控制该天牛扩散传播。

6.2 农业防治

6.2.1 营造混交林

在进行植树造林规划设计时,遵循适地适树的原则,增加树种多样性,调整林木结构比例,使林分逐步改造成结构合理的混交林,提高预防有害生物发生的能力。

6.2.2 选择抗病品种

选择抗病虫害能力强的树种用于造林绿化,提高森林生态系统的自我调控能力。

6.3 物理机械防治

6.3.1 人工捕杀

1) 结合抚育工程,彻底清理枯立木、健康木和衰弱木上的枯死枝、衰弱枝和病虫枝等,劈开人工捕捉老熟幼虫或集中进行焚烧,以降低越冬代虫口密度。

2) 在成虫羽化高峰期,人工捕杀天牛成虫。用锤子敲击产卵槽,杀灭卵粒和初孵幼虫;用铁丝从排粪孔钩杀幼虫等[16]。

6.3.2 诱杀

根据栎旋木柄天牛的生物学或生理学特性,制作诱捕器进行诱杀。如,2017年7月在万佛山风景区悬挂APF-I型松褐天牛诱捕器诱捕到11头栎旋木柄天牛[11]。

6.4 化学防治

6.4.1 卵及幼虫期

在栎旋木柄天牛成虫产卵期,用乐果乳油、敌敌畏、磷化铝、马拉松、磷胺、久效磷和溴灭菊酯乳油等药液涂抹产卵痕,在幼虫期打孔注药或直接注入虫孔进行防治[2,3,7,10]。

6.4.2 成虫期

1) 在成虫羽化前,打孔注入氧化乐果、康福多等药剂,或向树干树枝喷施绿色威雷进行防治[15,16]。

2) 在成虫羽化始盛期,将树干、大枝涂干,或喷洒、注干吡虫啉、乐果乳油、敌敌畏、绿色威雷、高氯氰菊酯微囊悬浮剂、1059等药液,或施放“741-A”烟雾剂进行防治[1,2,9-11,16]。

6.5 生物防治

6.5.1 保护利用天敌

1) 寄生性天敌。我国对管氏肿腿蜂的研究应用较多,已实现人工大规模繁育生产。于栎旋木柄天牛幼虫低龄期在林间释放管氏肿腿蜂,可以达到一定的防治目的[1,2,7,11,14]。但对栎旋木柄天牛室内寄生率和林间防治率的研究目前没有相关报道。

花绒寄甲是迄今已发现大型天牛最为有效的天敌昆虫,于栎旋木柄天牛幼虫期和蛹期在林间释放花绒寄甲卵或成虫,可以达到一定的防治目的[1]。但是对栎旋木柄天牛室内寄生率和林间防治率的研究目前也没有相关报道。

2) 捕食性天敌。如,悬挂人工鸟巢招引啄木鸟,有一定的防治效果[2,16]。

6.5.2 利用病原线虫

昆虫病原线虫喜潮湿隐蔽的环境,能主动寻找寄主,侵染率高,对防治天牛类蛀干害虫具有独特的优势。可用针管向幼虫钻蛀孔或排粪孔注射线虫液来消灭栎旋木柄天牛幼虫。如,刘世儒等用山东果科所提供的泰山1号病原线虫防治台湾柄天牛,结果发现10株试验树全部停止排粪,效果良好。柳凯生等研究发现,小卷蛾线虫的3个品系在5 d内杀虫效果均达50%以上,最高可达90.3%[18].

6.5.3 利用病原真菌

病原真菌主要有白僵菌、绿僵菌等,很多文献中[1,2,5,7,8,11,14,15]提到可通过施放白僵菌来防治栎旋木柄天牛,但效果不同。如,俞云祥等自2002年以来每年在三清山地区施放白僵菌粉炮,但历年调查未找到僵死虫[7];刘玉军等通过试验筛选出对栎旋木柄天牛具有高毒力的菌株Bb202,侵染率达90%以上,杀虫率高,杀虫速度较快[5]。还有文献[1,8,15]提出利用管氏肿腿蜂携带白僵菌防治栎旋木柄天牛幼虫,可达到降低虫口密度、延缓蔓延的目的。刘玉军试验表明,管氏肿腿蜂可携带较低浓度的白僵菌防治栎旋柄木天牛幼虫,其作用明显高于单独使用肿腿蜂[8]。

6.5.4 利用信息化学物质

利用信息素对天牛进行监测与防治,是害虫综合治理的发展方向。徐天通过试验提出活成虫林间引诱的防治措施[12],但未得出有效信息素成分。

7 问题与展望

目前,栎旋木柄天牛的分类和形态特征已较为清楚,对其危害习性的报道也较多,而其行为学方面、生态学特性、种群生态学等方面的研究较少。综合文献记录的防治情况来看,栎旋木柄天牛的防治方法均有缺点,如,物理机械防治消耗人力物力较多,不便作业;化学防治长期使用或不合理使用,会导致农药残留、产生抗性、再度猖獗的后果,对有益生物杀生力强,对人畜不安全,工作难度大、工作量多等;生物防治见效慢,专一性强,天敌不易大量繁殖,储存运输较困难等。今后应加强对天敌昆虫繁育、包装、贮存、运输、释放技术等的研究,促进天敌昆虫的规模化应用。深入开展栎旋木柄天牛信息素研究,为人工合成新的生物杀虫剂奠定基础。对栎旋木柄天牛采取综合防治措施才能取得最有效的防治效果。

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