辽宁省柞蚕蚁害现状调查评估

刘洪丽,牛雄雷,王立石,李江岩,陈有嗣,刘铁成,杨金琛

(辽宁省蚕业科学研究所,辽宁 凤城 118100)

柞蚕人工放养在野外柞园,从蚕卵孵化出小蚕到柞蚕吐丝营茧,历时约60 d,期间柞蚕经常会遭受各种敌害的侵袭,其中就包括害蚕蚂蚁[1]。害蚕蚂蚁通常是指在柞园内或附近筑巢,以成虫叮咬、取食柞蚕幼虫的蚁类,是危害柞蚕的重要捕食性害虫,其种类多,分布广,在全国各柞蚕产区均有发生,严重影响柞蚕生产和柞园利用[2]。在放养柞蚕期间,使用防治药剂对柞园害蚕蚂蚁进行防治是一项必不可少的柞蚕保护措施。当前,柞园中防治害蚕蚂蚁施用杀虫粉剂,用药量大,用药方式粗放,不顾及对其它非靶标生物的影响,施药人员农药中毒风险高,不符合当前提倡的产业绿色发展方向,其防治方法亟待改进[3]。因而,调查当前柞园中害蚕蚂蚁的生物学特性、危害情况,评估害蚕蚂蚁对柞蚕生产造成的经济损失,进而为研究害蚕蚂蚁的防控新方法提供依据十分必要。

1 调查与方法

1.1 设备器材

小铁铲、镊子、软毛刷、放大镜、SMZ161型体视显微镜、样方框、GPS定位仪、塑料箱、沙子(灭菌)、滑石粉。

1.2 调查内容

1.2.1 野外调查

于发生柞蚕蚁害的柞园选取样地,在其内五点式设置5个样方,各样方间距10 m,用 GPS定位仪进行定位以方便研究记录。将1 m见方的样方框置于地表,用短木桩略微支起避免干扰蚂蚁的活动,每个样方由地表样、土壤样构成。样方选定后先仔细清查地表层蚂蚁个体数量和蚁巢,并注意观察蚂蚁的活动情况及蚁巢的外部形态特征。之后每隔3 min观察、统计并采集样方框内的蚂蚁,采集时用镊子直接夹起投入装有75%乙醇的小瓶中,总计调查记录30 min。地表层检查完毕后,用小手镐挖掘土壤层,挖掘深度50 cm左右,清查、采集蚁巢中蚂蚁。对采集到的害蚕蚂蚁用体视显微镜进行形态特征观察并依据参考文献分类以确定其种类。

1.2.2 室内观察

蚁后收集带回室内饲养。室内采用沙质人工蚁巢饲养,饲喂食物包括熟鸡蛋、面包、黄粉虫、葡萄、沙糖桔等,用喂水器供给饮水。注意保持塑料箱内的湿度,可适量喷雾补水。每天观察记录蚂蚁的取食、活动等情况[4～5]。

1.2.3 柞园害蚕蚂蚁对柞蚕的危害评估

在辽宁省柞蚕主产区凤城、宽甸、岫岩等地进行随机抽样调查。首先通过农户了解其管理的柞园中柞蚕放养量、柞园面积、有无害蚕蚂蚁等情况,然后在柞园内搜索蚁巢调查蚂蚁种类,根据蚁巢大小以蚁巢周围 5～15 m范围内定为蚁害区域,调查统计蚁害发生面积、害蚕蚂蚁对柞蚕的危害情况。最后根据各地调查情况,参照文献评估蚁害造成的柞蚕茧经济损失[6～7]。

2 结果与分析

2.1 辽宁省柞园害蚕蚂蚁的危害现状

调查结果表明,害蚕蚂蚁是柞园常见害虫,对各龄柞蚕均能为害,1～3龄柞蚕受害更严重。害蚕蚂蚁在柞园中一般呈零星或局部发生;少数是大面积连片发生,个别危害十分严重导致不能放养柞蚕。当前,辽宁省柞园内害蚕蚂蚁主要有黑褐草蚁、血红林蚁、小黄家蚁及黑草蚁等4种。上述蚂蚁,已有学者研究报道,但偏重于形态特征方面描述。为方便蚕业人员参考,结合本次调查研究对4种蚂蚁的形态特征、生活史、生物学习性及其对柞蚕的危害情况简述如下:

2.1.1 黑褐草蚁(LasiusnigerL.)

形态特征:工蚁体栗褐色,具光泽,头及胸部体色略淡,腹部体色较深。体表被有稀疏浅黄色直立毛。头部正面观为三角形,复眼在头侧方的中线之上。腹部粗大呈长卵状。卵乳白色,表面光滑呈椭圆形,近孵化时呈半透明白色。

生活史:黑褐草蚁在凤城地区1年1代,以成虫越冬。翌年4月上旬工蚁出土活动,下旬蚁后开始产卵,5月上旬至7月中旬幼虫与蛹并存,6月中旬蛹开始羽化为成虫。9月气温下降,活动减弱,逐渐潜入巢内越冬。

生活习性:黑褐草蚁栖息场所与食物源有关,温暖、多湿的柞园较多发生。巢在多年生枯老柞树根及石板下,穴口处常有细小土粒堆积。冬季,巢穴周围常常有该蚁排泄的黑色油状物。巢内工蚁数众多,具有较强攻击性。除食害柞蚕外,还喜柞树汁液和栎大蚜分泌物,糖蜜、小昆虫。室内饲养发现,亦喜食熟蛋黄。工蚁以巢为中心活动,范围距巢10～20 m。在近巢处来来往往呈一条条队列,遇到食物一拥而上。在蚁巢集中的地方可闻到较为强烈的此蚁特有的气味。室内饲养初期,蚁群每当受到刺激后会喷射大量刺激性气味液体。

黑褐草蚁对柞蚕的危害:此蚁分布于省内各蚕区,以凤城、宽甸、岫岩、盖州、海城、辽阳为多。各龄柞蚕均受其为害,害蚕严重。该蚁边爬行边捕食,爬到柞树上遇到柞蚕,群起围攻,用上颚咬死柞蚕或将蚕咬落在地,拖到巢内嚼碎食用。

2.1.2 血红林蚁(FormicasanguineaLatreille)

形态特征:工蚁体暗红褐色,无光泽。头部略带暗褐色,胸和足浅红色,腹部褐色。体被丝状黄白色柔毛及散生稀疏短细毛,腹部较多。胸部较窄,腹部长宽相等、扁平。雌蚁头及胸部红褐色,足淡黄色,腹部暗黄色。

生活史:在辽宁凤城地区1年2代。以成虫越冬。4月下旬出土活动,5月上旬出巢蚁量逐渐增加,雌蚁此期开始产卵,由卵至成虫经历约44 d。各虫态发育历期与温度关系十分密切,温度高则发育快,温度低则发育慢。10月随着气温逐渐降低,逐渐潜土越冬。

生活习性:巢穴一般筑在背风向阳、土壤潮湿的柞树墩下,在地表外突出形成圆锥形蚁冢。蚁巢由断枝枯叶及小土团筑成,巢内工蚁多时可达数千头以上。气温升到15℃以上时开始出土活动,22℃以上,便成群外出觅食。其活动范围大致以巢为中心,呈放射状四散活动,半径不超过20 m。其食性较广属食性杂昆虫,主要取食昆虫尸体、蚜虫蜜露、鳞翅目幼虫、植物花朵分泌物等。唐觉等(1995年)记载道血红林蚁是一种攻击性很强的蚁类。我们在室内饲养过程也观察到凡投喂食物添水时,蚁群一旦觉察到有外来入侵者,即刻喷射大量刺激性液体,同时半直立举起前足朝向入侵者方向,其强攻击性尽现。此外,蚁群常常用土将饲养时投入的食物、喂水器具等全部掩埋起来。

血红林蚁对柞蚕的危害:此蚁在凤城、宽甸、岫岩等地多发。此蚁攻击柞蚕时主要咬住蚕的腹部环节处,吸食体液,蚕被咬后上下抽动滚落地下,蚂蚁拖回尸体作为食料。

2.1.3 小黄家蚁(MonomoriumpharaonisL.)

形态特征:工蚁体橙黄色、浅黄褐色。后腹部体色较深、背面有暗黑斑,腹部光亮。头呈长方形,复眼在头的两侧偏上,触角较长。腹部椭圆形。雌蚁腹部后部明显变暗,复眼与胸部较工蚁大。

生物学习性:此蚁平均完成一代需要40 d。其对温度反应较敏感,在温度低于7℃时不活动。欧阳际群(1986)报道该蚁不耐饥饿,缺乏食物和水时,经4昼夜后有一半蚂蚁死亡,而第五昼夜时仅有个别活动蚁。喜欢取食香甜食物及鸡蛋、肉皮、昆虫等动物蛋白。孙明雅等(1986)报道在广西桂南松林中可见该蚁取食马尾松毛虫蛹。在世界范围的危害也较普遍而严重,在国内已成为室内最主要的居室害虫之一。

小黄家蚁对柞蚕的危害:以宽甸、凤城、岫岩分布为最多。此蚁因体型较小常食害1～2龄柞蚕,尤其刚孵化出卵壳的蚁蚕受害严重,受害重时可导致蚁蚕全部损失。大蚕受害轻,5龄柞蚕则不受害。

2.1.4 黑草蚁(LasiusfuliginosusLatreille)

形态特征:工蚁体黑褐色至黑色,体被稀而散生的直立毛,表面光滑有光泽。头心脏形。触角色较浅,柄节长达头顶;前胸后部直立毛稀疏,中胸背中央直立毛少量;胸部较长而腹部较短。腹柄结前凸后平呈楔形。黑草蚁与黑褐草蚁均属草蚁属,体长大小虽略有区别但仍易混淆,两者的主要区别在于黑褐草蚁前足胫节和触角的柄节有丰富的半直立毛;而黑草蚁前足胫节和触角的柄节散生稀疏直立粗毛,并且触角柄节长刚伸到头顶,复眼着生在头侧方的中线上、大。

生物学习性:黑草蚁在大树基部筑巢,工蚁通常爬上灌木取食蚜虫分泌的蜜露。视群体发育进度而自5～10月分群,其时期不规则。可取食植物种子、小昆虫和蚜虫蜜露等,食性较杂。

黑草蚁对柞蚕的危害:在盖州、海城、凤城、岫岩等地发生。其分布面积及发生量较小,但可严重危害柞蚕,各龄期柞蚕均受其为害。

2.2 柞园害蚕蚂蚁对柞蚕的危害评估

2.2.1 危害评估

调查表明,黑褐草蚁、血红林蚁、黑草蚁3种蚂蚁可危害1～5龄柞蚕,一旦害蚕蚂蚁发现柞蚕并上树叮咬取食,基本上经过一段时间后放养在树上的柞蚕就会损失殆尽。而时间的长短取决于被咬食柞蚕的个体大小、数量及蚂蚁的数量。小家黄蚁因其个体小所以对刚孵化出的蚁蚕危害十分严重,特别是对秋柞蚕的危害尤为严重,由于秋柞蚕的放养形式为雌蛾将卵产在纸上,在卵孵化出蚁蚕的前1 d下午,将卵纸浸入消毒药液中进行卵面消毒,之后待卵纸半干时将其撕成条状,卵面朝下固定在柞枝上,可防止日晒雨淋。第2天清晨蚁蚕咬食卵壳孵化钻出四散爬上柞叶取食。因此,小黄家蚁往往守在卵纸上将整个纸面的蚁蚕全部咬食搬回巢中。第2天巡视柞园时只见卵纸上残存的卵壳而附近柞枝上不见柞蚕,蚕农形象的称为“堵蚁(蚕)子”。

害蚕蚂蚁发生的种类中,以黑褐草蚁发生面积最广,且每个蚁巢活动工蚁往往成千上万,对柞蚕的危害程度最重;其次为血红林蚁,其发生面积亦广、每个蚁巢活动工蚁数量巨大,对柞蚕的危害程度亦重;小黄家蚁,其发生面积较广、危害程度较重;黑草蚁,发生面积较小因而其危害程度相对较轻。因此,可以认定黑褐草蚁与血红林蚁是柞园害蚕蚂蚁优势种。

表1表明,害蚕蚂蚁危害面积占调查面积的比例,优势种黑褐草蚁和血红林蚁合计最高为13.5%,小黄家蚁、黑草蚁合计最高为6.6%,4种害蚕蚂蚁在柞园的发生面积占调查面积的19.7%。

表1 害蚕蚂蚁对柞蚕危害情况调查

2.2.2 柞蚕蚁害经济损失估算

害蚕蚂蚁对柞蚕的主要危害是叮咬捕食致死柞蚕,即柞蚕不能完成幼虫期生长发育营茧化蛹。因此,如图1所示,害蚕蚂蚁导致的直接经济损失主要部分就是柞蚕茧减产以及害蚕蚂蚁的防治费用。直接经济损失为柞蚕茧经济损失量:柞园放养面积×害蚕蚂蚁发生面积百分比×单位面积产茧量×柞蚕蚁害损失率×柞蚕茧市场平均价;间接经济损失为防治费用:防治药剂费+防治人工费。

根据表2中数据,柞蚕茧经济损失量估算为:辽宁省放养柞蚕的柞园面积在2011～2017年为48.67～46.67×104hm2,其余年份一直稳定在53.33×104hm2[8～9];调查结果表明害蚕蚂蚁危害面积占比为19.7%;柞蚕茧产量受自然条件影响较大,单位面积柞园产茧量平均值103.44 kg/hm2;柞蚕茧市场均价为37.8元/kg;在科学研究中试验处理小区放养条件下,通常柞蚕由蚕卵孵化直到吐丝营茧其收蚁结茧率为45%,在农户大面积放养柞蚕时,其收蚁结茧率仅为30%,即多达55%～70%的柞蚕自孵化后因风吹雨打阳光暴晒、各种病虫敌害侵袭而损失不能营茧根据调查情况因害蚕蚂蚁危害导致的柞蚕茧损失率为10%～20%[1、10];则因害蚕蚂蚁造成的柞蚕茧经济损失为 53.33×104×19.7%×103.44×10%～20%×37.8≈4 107.9～8 215.8(万元)。农户主要采取撒施灭蚁粉防治害蚕蚂蚁,每年投入的防治费用为:据辽宁凤凰蚕药厂提供的防治药剂销售数据,近5年年均施药量33 550 kg,药剂单价为18元/kg;按照辽宁省10万把(柞蚕放养量计算单位,1把即1人的放养量,所需柞园面积 4～6 hm2)放养量计算,其中至少有1万把柞园需要进行防治,所需人工因害蚕蚂蚁发生程度不同而异,轻则施药1次即可,重则施药多次,平均每把柞园所需人工最低以1个人工计算,人工费用平均为80元。则防治费用最低值为:防治药剂费+防治人工费=(33 550×18)+(1×80×10 000)=140.39(万元)。综上,柞蚕蚁害经济损失估算值为4 248.3万～8 356.2万元。

表2 2014～2018年辽宁省柞蚕生产情况统计

3 讨论

3.1 害蚕蚂蚁种类

对柞园害蚕蚂蚁的研究主要集中在上世纪九十年代。谷?恒生等(1988)对吉林省柞园蚂蚁的发生情况及其生活习性进行了观察研究,初步鉴定6种害蚕蚂蚁:黄墩蚁[Lasiusflavus(Fabricius)]、黑蚁[Lasiusniger(L.)]、红林蚁(FormicarufaL.)、血红蚁(FormicasanguineLatreille)、大黑蚁(CamponotusjaponicusMayr)、红蚁(Myrmica rugindisNylander)[11]。张其苏等(1992)在辽宁省各蚕区进行调查发现6种蚂蚁为害柞蚕,定名其中主要4种:小黑油蚁(LasiusnigerL.),又名普通黑蚁;红蚂蚁(FormicasanguineaLatreille),又名血红蚁;小褐蚁(MonomoriumpharaonisL.),又名小黄家蚁、法老蚁;大黑油蚁(Lasiusfuligino-susLatr.),又名大黑蚁[2]。唐觉等(1995)记述危害柞蚕的蚂蚁有7种:黄墩蚁(Lasiusflavus)、黑褐草蚁(Lasiusniger)、红褐林蚁(Formicarufa)、血红林蚁(Formicasanguinea)、丝光林蚁(Formica fusca)、日本弓背蚁(Camponotusjaponicus)、绉结红蚁(Myrmicaruginodis)[12]。对比几位研究者的结果发现一些害蚕蚂蚁的中文各异但学名相同,为避免混淆,应参照《中国经济昆虫志》,将以上柞园害蚕蚂蚁的名称统一为:小黄家蚁(MonomoriumpharaonisL.)、黑草蚁(LasiusfuliginosusLatr.)、黄墩蚁[Lasiusflavus(Fabricius)]、黑褐草蚁(Lasiusniger)、红褐林蚁(Formicarufa)、血红林蚁(Formicasanguinea)、丝光林蚁(Formicafusca)、日本弓背蚁(Camponotusjaponicus)、绉结红蚁(Myrmicaruginodis)。本文所述蚂蚁种类即为统一后名称。

3.2 柞蚕蚁害评估

通常有害生物所造成的损失,分为直接损失:产品产量减少、品质降低、防治费用支出等方面和间接损失:对生态环境的不良影响、生产加工及贸易等方面费用的增加。由于柞园害蚕蚂蚁所造成损失的主要部分是咬食柞蚕致其死亡不能完成生长发育周期使柞蚕茧减产影响农户经济收入。而对生态影响体现为,蚜虫聚集在柞树枝条上吸食汁液,尤其是大量聚集在新发出的嫩枝上吸食严重时往往导致嫩枝枯死,由于蚂蚁——蜜露昆虫的互利关系,蚂蚁对蚜虫保护可使蚜虫对柞树造成危害加重。但是调查中发现由于柞树的萌发新芽枝条能力很强,因而蚜虫影响柞树生长的损失既微弱又难以估计。张霜(2012)研究亦表明在蚂蚁、蚜虫、辽东栎三者间的相互作用能显著降低植物叶片遭植食性昆虫的取食程度、降低树冠上植食性昆虫以及捕食者的程度,而对植物的种子传播具不利影响,但总体上这种互利关系对植物的生长和繁殖没有显著影响[13]。因而,在进行害蚕蚂蚁危害评估时只估算由蚂蚁捕食导致的蚕茧经济损失和防治费用较为合理。