福建厦门红棕象甲虫情分析及防治对策探究
2021-07-20李岩
李 岩
(厦门市园林植物园,福建 厦门361003)
红棕象甲(Rhynchophorus ferrugineus)隶属于鞘翅目(Coleoptera)象甲科(Curculionidae)[1],是危害棕榈科植物的重要害虫[2],是国家林业局2013年第4号公告发布的14种全国林业检疫性有害生物之一[3]。该虫原产南亚,起源于印度[4]。根据红棕象甲在中国适生区的预测和对其冷却点测定实验,以及红棕象甲传入风险分析评估模型显示,中国观赏棕榈科植物的分布与红棕象甲潜在危害分布趋势一致,海南、广西、广东、台湾、福建南部等地区处于高风险带[5—6],厦门地区2003年首次报道发现红棕象甲危害[7],在厦门已报道的寄主植物有加拿利海枣(Phoenix canariensis)、华盛顿棕(Washingtonia filifera)、大王椰子(Roystonea regia)[8]。该虫危害隐蔽性较强,成虫只有取食和交配时才飞出,自身传播距离有限[9],主要通过叶柄的伤口或裂缝侵入树体危害,幼虫有明显互残习性,一条蛀道通常只有一头幼虫,通过蛀食植株内部组织造成叶片基部干枯、生长点坏死、主干内部蛀道纵横交错等症状,通常在6~8个月内就能造成棕榈科植物死亡[10—12]。
棕榈科植物是我国南方重要的园林绿化树种,在城市风景园林应用中拥有独特的景观价值,其中不少种类还具有较高的经济价值。厦门市园林植物园位于厦门岛内,优越的地理环境和气候条件适合多数棕榈科植物生长,园内长期开展棕榈科植物引种栽培、物种保育研究及推广应用等工作。作为检疫性有害生物,红棕象甲在厦门棕榈科植物危害程度严重[13],已经影响到园林生态安全和经济发展。因此,本次调查研究摸查厦门市园林植物园内红棕象甲发生情况、发生规律、危害特点,探究防治对策,制定防治方案,形成有效管理常态化,同时也对厦门地区棕榈科植物保护起积极作用,为红棕象甲防控工作提供相关理论支持和操作指导。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
厦门市园林植物园棕榈科植物种植区位于厦门岛鼓浪屿–万石山风景名胜区内(118°04′E,24°26′N),面积超50000 m2,在南亚热带海洋性季风气候控制下,全年温和多雨,年平均气温20.7 ℃,冬无严寒,夏无酷暑,年均降水量1335.8 mm,每年5~9月降水量最多,年日照时数1877.5 h,极端最低温4.1 ℃,历史最低为0.1 ℃,极端最高温为36.3 ℃,历史最高为39.6 ℃[14—17],气候条件适合多数棕榈科植物种植。
1.2 虫情调查方式
基于前人就温度对红棕象甲生长发育、繁殖和耐寒性的影响研究[18—21],结合厦门气象数据,分析红棕象甲在厦门地区的过冷却点、耐寒性、理论发生特点,用 K′=∑(Ti-C)×30,D=K′/K(Ti表示月均温,C 表示发育起点温度,i为月份,即 1,2,3···12 月,D为潜在世代数)[19],计算该虫在厦门地区潜在理论世代数。
在厦门市园林植物园棕榈科植物集中种植区内,根据不同种类棕榈科植物的分布、种植地海拔高度、性信息素规定的诱杀距离选取设置红棕象甲成虫监测点。经现场实地勘察设置22个诱捕监测点,涉及各种类棕榈植物,海拔分布在 40~110 m,分别标记①~㉒,采用性信息素诱集方式进行红棕象甲虫口调查。利用专门的六层漏斗式诱捕器和昆虫(红棕象甲)信息素诱芯(厦门英格尔生物科技开发有限公司)诱集设备设置为成虫诱集点,诱集设备悬挂高于地面1.5 m处,间距50 m以上,避免相互干扰。每周同一时间检查并记录诱集到的成虫数量,2017年1月~2019年12月连续记录3年,期间诱芯每个月更换一次。
观测区域内棕榈科植物的生长状况,对受害情况进行记录。
1.3 室内药效观察
1.3.1 虫源与药剂
实验所用幼虫采自园内受红棕象甲危害的棕榈科植物,实验前在同一时间取出并分组。
实验所用成虫为园内诱捕器诱集所得,采集后统一用新鲜的短穗鱼尾葵(Caryota mitis)切段饲养相同时间(2~3 d)后进行实验。
供试药剂:16000 IU·mg-1苏云金杆菌可湿性粉剂(山东荣邦化工有限公司)、45%啶虫·杀虫单粉剂(佛山南海绿宝生化技术研究所)、70%吡虫啉水分散粒剂[拜耳作物科学(中国)有限公司]、8000 IU·μL-1苏云金杆菌悬浮剂(山东鲁抗生物农药有限责任公司)、1.14%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂(济南一农化工有限公司)、球孢白僵菌每克400亿孢子可湿性粉剂(江西天人生态股份有限公司)。
1.3.2 药效实验
模拟田间幼虫危害棕榈植物时,药剂从心叶部分进入蛀道内的情况,幼虫实验采用浸泡法。设置45%啶虫·杀虫单、8000 IU·μL-1苏云金杆菌、70%吡虫啉、1.14%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等4组药剂处理,将供试药剂分别稀释成1000倍液的0.5 L药液,对照组为清水,每处理将幼虫浸泡10 s后取出,定时观察幼虫反应和死亡数。红棕象甲存活幼虫体表米白色、体肥、有弹性、蠕动灵活;死亡幼虫体表颜色暗淡无光泽,虫体收缩、僵硬、无弹性,触碰无反应。
模拟田间植物伤口、裂缝处成虫防治方式,成虫实验采用喷雾法。供试药剂分别为45%啶虫·杀虫单、16000 IU·mg-1苏云金杆菌可湿性粉剂、70%吡虫啉、8000 IU·μL-1苏云金杆菌悬浮剂、400亿孢子·g-1球孢白僵菌,分别稀释相应倍数药剂,对照组为清水,用喷雾器将稀释药剂约1 mL喷施在虫体上,并保证每次都能使每头成虫接触到药剂,随后定时观察成虫状态和死亡数。红棕象甲死亡成虫与活虫外形上无太大差异;但活力上区别明显,活虫非常活跃,通常为背面向上的正常体态,足灵活、有力,死亡成虫多数腹面朝上,足呈回缩状,不动弹,触碰也无反应,有的后翅会伸出,腹部分泌白色物质,有臭味。
1.4 实地防治措施
对新引种棕榈科苗木进行严格的检疫检查和处理。根据园内棕榈科植物种植区的实际情况,结合植物树势条件、诱集器诱虫数量、红棕象甲的生长规律和危害情况、种植区地势条件等,采取加强栽培管理和化学药剂防治相结合的综合防治措施。一方面通过棕榈科植物在花、果期适当修剪,减少养分消耗,春、秋、冬季时钻孔根施棒肥、生物有机肥、磷钾肥、高浓度复合肥,树体挂输营养液等方法改善根部土壤环境,促根复壮增强树势;另一方面结合成虫诱捕情况进行局部针对性与日常大范围的化学药剂预防,采取不同施药方式和设备,如利用高空作业车、植保无人机、无线可视精准挂药设备高空灌心,利用高压喷药车进行叶面及叶柄基部施药,利用土壤取样钻孔机根部施药,药剂选用啶虫·杀虫单粉包挂包、苏云金杆菌悬浮剂800~2000倍液、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂 800~2000倍液、吡虫啉水分散粒剂800~2000倍液、啶虫脒乳油800~2000倍液、敌百虫晶体800~2000倍液。
1.5 数据统计分析
采用Excel 2016 进行实验数据处理,运用SPSS Statistics 25.0软件进行统计分析,差异显著性采用Duncan氏新复极差法。
2 结果与分析
2.1 虫情分析
在18~30 ℃范围,红棕象甲各虫态能正常生长发育;26~30 ℃最适合种群生长发育,世代存活率高,繁殖能力最强,且死亡率较低[18—19]。各虫态发育起点温度 14.0~16.4 ℃,整个世代有效积温为1067.7 ℃·d[18]。厦门冬季平均气温13.5 ℃,低温日数(日最低气温≤10 ℃)平均45 d,极端低温不低于0 ℃,红棕象甲各虫态(成虫、蛹、幼虫、卵)不存在过冷却点,均有可能成为越冬虫态。夏季平均气温27.4 ℃,高温日数(日最高气温≥35 ℃)平均7 d。全年日平均气温≥14 ℃的天数超过300 d,有效积温约2850 ℃·d,计算出该虫在厦门地区理论潜在世代数为2.7代。
同时,经连续3年实地诱捕监测显示,棕榈植物种植区中各季度均有诱捕到红棕象甲成虫的记录。因此,红棕象甲季节性高峰期出现明显,其中4~6月最为活跃,诱捕到成虫数量明显增加,是全年的高峰期,且与其他月份差异显著;7~10月数量趋于平稳,平均每月仍可诱集到30头以上;7月~次年3月诱捕数量差异不显著(表1)。
表1 不同时间对红棕象甲的诱捕效果Table 1 Effects of Rhynchophorus ferrugineus trapped by traps with different month
诱捕成虫数量较多(三年总和大于 50头,平均大于17头)的监测点有9处,其中⑩位置诱捕到的数量最多,与其他大部分位置的差异极显著,此监测点附近的棕榈科植物种类有大王椰子、红领椰子(Dypsis leptocheilos)、丝葵(Washingtonia filifera)、大丝葵(Washingtonia robusta)、蒲葵(Livistona chinensis)、星果椰(Astrocaryum malybo)(表 2)。
表2 诱捕器设置不同区域对红棕象甲的诱捕数量Table 2 The number of Rhynchophorus ferrugineus trapped by traps with different areas
2.2 室内药效实验
2.2.1 幼虫
45%啶虫·杀虫单组效果最好,击倒速度快且致死率高;70%吡虫啉组对红棕象甲幼虫击倒速度快,幼虫在浸泡后1 h内迅速失去活力,致死率83.33%;1.14%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐组在幼虫浸泡后 20 h内使其产生麻痹作用,行动迟缓,活力明显下降,4 d后致死率达83.33%;8000 IU·μL-1苏云金杆菌组对红棕象甲幼虫作用效果最不明显,幼虫在浸泡后4 d内仍相对保持活力,其中体型相对较小的1头幼虫在第4 d死亡,致死率16.67%,与啶虫·杀虫单组差异显著(P<0.05)(表3)。
表3 对红棕象甲幼虫的室内药效表现Table 3 The indoor efficacy of different treatments on Rhynchophorus ferrugineus larvae
2.2.2 成虫
1000倍浓度下,45%啶虫·杀虫单组效果略好于16000 IU·mg-1苏云金杆菌组,4 d后成虫死亡率分别为75.00%和71.43%,70%吡虫啉组4 d后成虫死亡率为 50.00%,除对照组外,各处理间差异不显著。其中,啶虫·杀虫单组和吡虫啉组的成虫在喷施药液后1 h全部产生麻痹反应,活动受限,速效性好,但啶虫·杀虫单组2 d后存活的成虫活力有所恢复,而吡虫啉组4 d内已受麻痹的成虫活力未有明显恢复;苏云金杆菌组成虫在接触药液后逐渐产生麻痹反应,4 h后全部进入麻痹状态且4 d后还活着的成虫活力仍未明显恢复(表4)。
表4 对红棕象甲的成虫室内药效表现Table 4 The indoor efficacy of different treatments on Rhynchophorus ferrugineus adults
2000倍浓度下,8000 IU·μL-1苏云金杆菌组表现最好,1 d内全部死亡,与其他各处理组差异显著(P<0.05);其次是400亿孢子·g-1球孢白僵菌,4 d致死数达一半;16000 IU·mg-1苏云金杆菌组最终致死率为25.00%;70%吡虫啉组和45%啶虫·杀虫单组对成虫的防治效果较不明显,最终致死率均为0.00%。其中,两个苏云金杆菌处理组喷药2 h后部分成虫产生麻痹反应,2 d后16000 IU·mg-1苏云金杆菌活力逐渐有所恢复,死亡的1头成虫在同组中体型相对较小;啶虫·杀虫单组在喷药2 h后使成虫产生麻痹作用,但未致死,1 d后逐渐恢复活力,3 d后全部恢复;吡虫啉组的成虫在喷药1 h后产生麻痹反应,躯体回缩,足活动颤抖,腹面朝上,同样未致死,2 d后恢复活力,且7 d后仍存活(表5)。
表5 成虫室内药效表现Table 5 The indoor efficacy of different treatments on Rhynchophorus ferrugineus adults
2.3 园区实地防治效果观察
近4年园内因红棕象甲危害造成死亡的棕榈科植物为丝葵(Washingtonia filifera)和蒲葵(Livistona chinensis)。通过严格执行新引种棕榈科苗木的检疫检查,并对园内棕榈科植物加强栽培管理,提高植物自身树势、减少内部消耗、增强抗病虫害能力,同时利用多种施药设备开展化学药剂防治的综合防治对策,园内棕榈科植物整体长势明显好转,叶片数量增加,颜色鲜亮,病虫害减少。受害植物死亡数量逐年减少,2016年死亡6株,2017年死亡4株,2018年死亡1株,2019年死亡0株。由图1可知,2017~2019年园内红棕象甲成虫诱捕数量趋势明显下降,2017年诱捕成虫总数493头,月均诱捕41.08头,2018年诱捕成虫总数390头,月均诱捕到32.5头,2019年诱捕成虫总数243头,月均诱捕到20.25头,诱捕总数年均下降29.79%。棕榈科植物受红棕象甲危害致死趋势与园内诱捕成虫数量变化趋势保持一致,均逐年递减,说明园内红棕象甲虫口密度有所下降。
图1 2017~2019年红棕象甲诱集数量Fig.1 Number of Rhynchophorus ferrugineus captured from 2017 to 2019
3 结论与讨论
温度是昆虫生长发育的重要环境因子,对其种群繁衍起着决定性作用。自20世纪90年代中期以来,厦门气温变暖趋势明显,红棕象甲在厦门地区一年可发生2~3代,冬季不存在过冷却点,可能以成虫、蛹、幼虫、卵各个虫态形式越冬,世代重叠严重。
成虫诱捕监测规律与季节温度变化规律相同,厦门冬季(12~2月)平均气温13.5 ℃,春雨季(3~4月)平均气温17 ℃,雨季(5~6月)平均气温24.4 ℃,夏季(7~9月)平均气温27.4 ℃,秋季(10~11月)平均气温21.3 ℃,园内成虫诱捕从3月开始逐渐增加,全年第1个高峰期也是全年的高峰期出现在4~6月,7~10月数量较多且变化趋于平稳,11月下旬起数量减少。
在相对湿度80%,26 ℃恒温的条件下,红棕象甲各虫态发育历期分别为卵期 3.5 d,9龄幼虫期36.68 d,结茧到成虫产卵前历期29.96 d,1个世代历时87~166 d,雌虫在交尾次日即可产卵[7]。园内2月下旬至 3月上旬即可诱捕到成虫,受危害而死亡的棕榈植物主要集中在下半年。因此,可以推算出幼虫主要危害期从3月持续至11月,5~10月世代重叠严重。其中5月起较大可能开始出现第二代幼虫危害,9月出现数量较大的两个世代重叠危害期,这段时间应加强防治。
对红棕象甲的化学防治研究中,吡虫啉、啶虫脒、啶虫·杀虫单等具有内吸性的杀虫剂在田间和室内实验的效果明显[22—24]。本研究在室内采用不同药剂对幼虫和成虫处理,其中啶虫·杀虫单 1000倍液的药效相对其他处理较好,昆虫中毒后虫体很快呆滞不动,随即麻痹,身体软化瘫痪直至死亡。从特性上看啶虫·杀虫单是由氯化烟酰类杀虫剂啶虫脒和沙蚕毒素类杀虫剂杀虫单混配而成,具有内吸、触杀和胃毒作用,对成虫、幼虫、卵有杀伤力,速效性较好,持效期在6个月以上[25—26]。施用方法为挂包法,药剂剂型为淋溶性粉剂,药剂通过淋溶缓慢渗透进入棕榈科植物体内,靶向性强,药剂利用率高,对环境安全性好。甲氨基阿维菌素苯甲酸盐是一类阿维菌素类杀虫剂,1000倍液对幼虫防治效果表现较好,通过胃毒和触杀作用对节肢动物发挥作用[25],用药后很快导致幼虫中毒麻痹,停止危害直至瘫痪死亡。与欧善生等[27]研究报道3%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐500倍液的防治表现相符。苏云金杆菌是一种革兰氏阳性芽孢杆菌,以胃毒作用为主[28],在成虫实验中两种浓度苏云金杆菌都表现相对良好,可以达到迅速击倒作用,但幼虫实验中表现的防治效果不明显,可能与配制溶液浓度有关,需作进一步实验处理。16000 IU·mg-1苏云金杆菌可湿性粉剂和 8000 IU·μL-1苏云金杆菌悬浮剂在同组比较中悬浮液剂型防治效果更好,活性优于可湿性粉剂,可能与其中含有黏度调节剂和其他助剂有关。
棕榈科植物一般树体高大,树龄较长,受害前期症状不明显,当表面出现症状时树体内部危害常常已难以挽救,红棕象甲钻蛀性危害、幼虫取食速度快以及开始结茧的8~9龄老熟幼虫、预蛹期和蛹期体外包裹着植物纤维织成的茧壳,药液难以接触到虫体等原因造成单独使用化学药剂难以起到良好的防治效果。因此需采取多措并举的防治对策:(1)加强植物引种检疫。红棕象甲成虫自身飞行传播距离有限,主要是通过寄主苗木调运等人为方式长途传播。因此,对移植的棕榈科植物要加强检疫,除了供苗方需提供相关检疫证明,还要检查叶腋、树冠部是否有蛀孔,有无虫取食后的植物纤维状物,有无红棕象甲危害的臭味,叶片是否健康等问题,发现疑似虫害问题须予以退货或销毁,提高预防意识,严防疫情从外界传入园内。(2)增强树势。对树龄较大的棕榈科植物在花期、果期做适当修剪以减少养分消耗,并增施生物有机肥、磷钾肥、复合肥等改善根部土壤环境,促根复壮,增强树势,提高树体抗病虫害能力。(3)诱捕成虫。使用昆虫信息素诱捕成虫,可一定程度降低田间种群数量,同时监测情况可作为虫害发生预测、虫口密度调查、时间空间分布等依据,尽早采取有效防治措施,预防疫情蔓延扩散。(4)化学防治。施药方式采用挂包法和淋灌法精准靶向施药,提高药剂有效利用率及对环境的安全性;日常修剪枯叶、花序的伤口可用高压喷雾法预防红棕象甲的侵入;施药设备可采用植保无人机、高空作业车、无线可视精准挂药设备、高压喷药车;药剂可使用啶虫·杀虫单粉包挂包、苏云金杆菌悬浮剂、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂、吡虫啉水分散粒剂、啶虫脒乳油、敌百虫晶体等800~1000倍液施用;喷药时间宜选在无风天气的清晨或傍晚。在发现受红棕象甲危害的棕榈植物时,需将其半径100 m范围内棕榈科植物一同进行防治。
4 展望
目前合成象甲科昆虫信息素的主要成分为植物中存在的天然化合物,种类较少[29],红棕象甲聚集信息素用于红棕象甲成虫诱集已二十余年,诱集方式单一,长时间的使用可能使红棕象甲产生适应性,影响有效诱集。当前利用声波探测、红外系统、光谱灯等物理措施作为红棕象甲诱集和监测方式鲜少报道。因此,通过利用红棕象甲在植物内取食时产生的微波、声波信号或趋光性等生物特性,深入探究树体内红棕象甲种群波动,为生产中在不破坏树体的前提下实现钻蛀性害虫的早期监测提供可能。