基于烟蚜茧蜂机械化释放的僵蚜球参数优化

李成军， 李 娟， 郭梅燕， 李莎莎， 赵 钧， 邱 睿，李小杰， 陈玉国， 白静科， 李淑君*

(1. 河南省农业科学院 烟草研究所，河南 许昌 461000； 2.项城市农业科学研究所， 河南 项城 466200)

0 引言

【研究意义】蚜虫是农业生产中的重要害虫之一，不仅刺吸植物汁液，而且还传播植物病毒病，造成严重为害。长期以来，对蚜虫的防治主要依靠化学农药，导致蚜虫抗药性明显增强，生态环境遭到破坏，严重影响农产品的质量安全和农业的可持续发展[1-2]。随着生活水平的提高，人们对农产品的质量安全和生态安全等提出了新的要求，为此，大力推广病虫害的绿色防控具有重要意义和必要性，也是现代植保的必然趋势。【前人研究进展】天敌生物防治在害虫可持续治理中发挥着重要作用[3-4]。烟蚜茧蜂(Aphidiusgifuensis)是烟蚜(Myzuspersicae)、麦二叉蚜(Schizaphisgraminum)和萝卜蚜(Lipaphiserysimi)等多种蚜虫的内寄生性天敌，在我国各地均有分布，田间对烟蚜的自然寄生率为20%～60%[5]。目前，在我国烟蚜茧蜂已经实现了规模化饲养，并广泛应用于烟草和蔬菜等农作物蚜虫的生物防治，取得显著的防治效果[6-13]。近年来，全国范围内开展了烟蚜茧蜂的大面积推广应用，释放的产品主要包括成蜂和僵蚜，但成蜂在运输过程中会造成较高的死亡率，且不易长期保藏，而僵蚜在运输、低温保藏等方面更具优势[6]。烟蚜茧蜂的僵蚜产品主要有僵蚜苗、僵蚜叶片、僵蚜盒、僵蚜卡等，而僵蚜苗和僵蚜叶片存在运输成本高、低温保藏难度大以及“带毒带蚜放蜂”的风险等，因此，通过机械将僵蚜从叶片上剥离并包装成为僵蚜盒、僵蚜卡等产品更适宜运输、低温保藏和精准释放，是目前主要的释放形式[14-18]。【研究切入点】目前，僵蚜盒、僵蚜卡等僵蚜产品已通过人工实现田间释放，但由于释放效率低、周期长、成本高，无法满足现代农业生产和蚜虫防控的需求，也在一定程度上影响控制效果。【拟解决的问题】在前人研究的基础上，以僵蚜球不同参数对羽化率和僵蚜散落率的影响程度等为评价指标，采用单因素试验探索烟蚜茧蜂僵蚜球出蜂孔直径和孔数与烟蚜茧蜂羽化、成活等的关系，探明可用于烟蚜茧蜂僵蚜高效释放的产品形式，为烟蚜茧蜂僵蚜的机械化和规模化释放提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 虫源 烟蚜茧蜂僵蚜，由河南省农业科学院烟草研究所繁育提供。

1.1.2 仪器设备 RXZ-380B人工气候箱，宁波杨辉仪器有限公司生产；PP材质保鲜盒(长20 cm×宽12.8 cm×高8.5 cm)、白色PE材质表面粗糙的塑料小球(直径2.6 cm)，希尔达牌小型手持电动打孔器，100目尼龙纱网等，市购。

1.2 方法

1.2.1 烟蚜茧蜂僵蚜繁育 烟蚜茧蜂僵蚜由河南省农业科学院烟草研究所提供。繁育在温度为(25±1)℃、相对湿度(70±5)%、光照为14 L∶10D的人工气候箱内进行。先采用萝卜苗对烟蚜和烟蚜茧蜂进行繁种，再用烟苗进行烟蚜和烟蚜茧蜂扩繁，在形成僵蚜后，使用毛笔刷人工收集僵蚜备用。

1.2.2 试验设计

1) 僵蚜球出蜂孔直径(孔径)对烟蚜茧蜂僵蚜羽化的影响。按僵蚜球出蜂孔直径设T1～T4共4个处理，各处理孔径依次为1.0 mm、1.2 mm、1.5mm和1.8 mm。采集僵化24 h内完整无损的僵蚜装入试验所用的白色塑料小球内，出峰孔数均为10孔。每个球填充200头僵蚜，每处理1个球，3次重复。先摇动僵蚜球直至不再有僵蚜从球内散落出来为止，之后将僵蚜球放入保鲜盒中，保鲜盒盖打孔并用纱网密封透气，每天统计从僵蚜球中飞出的烟蚜茧蜂成蜂数量，直至3 d内不再有成蜂飞出为至，计算有效羽化率、死亡率和散落率。

2) 僵蚜球出蜂孔数(孔数)对烟蚜茧蜂僵蚜羽化的影响。按僵蚜球出蜂孔数设K1～K4共4个处理，各处理孔数依次为5孔、10孔、15孔和20孔。采集僵化3 d内完整无损的僵蚜装入试验所用的白色塑料小球内，孔径为1.5 mm，每个球填充200头僵蚜，每处理1个球，3次重复。试验调查方法同上，统计各处理僵蚜有效羽化率、死亡率和僵蚜散落率。

僵蚜散落率=(散落僵蚜数/僵蚜总数)×100%

有效羽化率=(羽化钻出成蜂数/僵蚜总数)×100%

死亡率=(羽化未钻出成蜂数/僵蚜总数)×100%

1.3 数据统计分析

采用SPSS 21和Excel 2003对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同孔径处理烟蚜茧蜂僵蚜的羽化效果

2.1.1 有效羽化率、死亡率及散落率 从图1看出，不同孔径对烟蚜茧蜂僵蚜有效羽化率、死亡率及散落率均有不同程度的影响。1) 散落率。各处理烟蚜茧蜂僵蚜散落率随孔径增大呈上升趋势。其中，T4的僵蚜散落率最高，为45.83%，与T1(5.67%)、T2(6.67%)和T3(7.33%)间存在显著差异，T1、T2及T3间差异不显著；2) 有效羽化率。T3的有效羽化率最高，为63.17%，与其余处理差异显著。其次是T4，为44.66%，T1与T2的有效羽化率分别仅为24.73%和24.67%；3)死亡率。各处理烟蚜茧蜂僵蚜死亡率随孔径增大死亡率呈下降趋势。其中，T4的死亡率最低，为1.92%，其次是T3，为13.26%，T1和T2死亡率最高，分别为55.12%和55.74%。综上表明，僵蚜球孔径为1.5 mm(T3)的处理，僵蚜的散落率、有效羽化率和死亡率等指标综合优于其余处理。当球孔径低于1.5 mm时(T1和T2)，僵蚜有效羽化率较低，死亡率较高。当球孔径高于1.5 mm时(T4)，僵蚜的散落率较高，导致有效羽化率低。

注：图柱上的不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

2.1.2 羽化规律 从图2看出，各处理的羽化规律趋于一致，即随着出蜂时间延长，羽化量呈先增后减趋势，出蜂高峰主要分布在羽化后的第2天至第4天，出蜂量占总出蜂量的81.61%～92.75%。

图2 不同孔径处理烟蚜茧蜂的羽化量

2.2 僵蚜球孔数处理烟蚜茧蜂僵蚜的羽化效果

2.2.1 有效羽化率、死亡率及散落率 从图3看出，不同孔数对僵蚜羽化率和死亡率有显著影响，对散落率的影响不显著。1)有效羽化率。各处理烟蚜茧蜂僵蚜有效羽化率随孔数增多呈上升趋势，其中，K4的有效羽化率最高，为70.00%；其次为K3，有效羽化率为67.33%，二者差异不显著，均显著高于K1(57.17%)和K2(57.67%)。2)死亡率。各处理烟蚜茧蜂僵蚜死亡率随孔数增多呈下降趋势，其中，K3和K4的死亡率分别为5.50%和4.50%，均显著低于K1(11.84%)和K2(10.67%)。3)散落率。各处理烟蚜茧蜂僵蚜散落率为7.00～8.34%，各处理之间差异不显著。总体看，较为适宜的僵蚜球孔数为15～20孔。

图3 不同孔数处理烟蚜茧蜂的僵蚜散落率、有效羽化率和死亡率

2.2.2 羽化规律 从图4可知，各处理的羽化规律趋于一致，即随着出蜂时间延长，羽化量呈先增后减趋势，出蜂高峰主要分布在第3天至第4天，出蜂量占总出蜂量的80.17%～84.58%。

图4 不同孔数处理烟蚜茧蜂的羽化量

3 讨论

天敌释放是天敌控害的关键环节之一，通过选择高效精准的释放方法可以提高释放效率，使释放的天敌能够最大程度地发挥作用[19-20]，目前，天敌释放过程中主要采用卵卡、散放、缓释纸袋及胶囊等形式，但传统的人工释放效率低，释放时间延长，错过最佳防治时间，不能够满足大面积作业的需求[21-23]。研究结果表明，不同僵蚜球的孔径和孔数对僵蚜羽化率、散落率和死亡率有显著影响，其中，当孔径小于1.5 mm时，僵蚜有效羽化率降低，僵蚜羽化后无法钻出，导致死亡率增加。当孔径大于1.5 mm时，僵蚜的散落率高，僵蚜损失较大，影响运输、保藏和释放，该结果主要可能和烟蚜茧蜂僵蚜及成蜂个体大小有直接关系[24]。该研究证明，僵蚜球孔径在1.5 mm时，孔数越多，僵蚜羽化后成蜂的钻出机会较大，有效羽化率也越高，但孔数越多是否会影响僵蚜球的构造和结实程度，以及是否能够满足僵蚜球在运输、释放等过程的需求也有待进一步研究。

僵蚜球的有效羽化率(僵蚜羽化后钻出球体的成蜂比例)在70%左右，与阙劲松等[17]报道的采用僵蚜卡包装的僵蚜羽化率(66.72%)结果相似，而采用僵蚜叶片盒和僵蚜盒方式包装的僵蚜羽化率分别为93.92%和83.31%，显著高于该研究结果，其主要原因是僵蚜叶片盒和僵蚜盒是采用人工释放，释放过程中由人工打开盒盖，羽化后的成蜂能顺利飞出，僵蚜卡制作时需轻压僵蚜使其黏在纸上，会对僵蚜造成损伤，影响羽化。该研究使用的僵蚜球为PE材质，与已报道的普通纸、瓦楞纸制作而成的僵蚜盒、僵蚜卡相比[15-17]，其优点在于包装后的僵蚜球更便于运输、贮藏，释放过程中可以有效保护僵蚜免受雨水等外界环境的影响；同时，僵蚜球具有机械化释放的潜力，经济简便省工。

近年来，关于瓢虫、果蝇、螨虫和赤眼蜂等天敌机械化释放也开展了较多的研究和应用。GEORGE等[25]研究了利用风送装置释放捕食性螨；KHELIFI等[26]提出了一种搭载与拖拉机上的重力与振动结合的机械释放马铃薯甲虫的装置；FABIO等[27]提出了一种电磁与风送结合的释放螨虫的装置。以上释放装置在保证存活率的情况下更加经济省时，提高了释放效率。RUBEN等[28]提出了一种搭载于飞行器上的重力与振动结合的释放冷冻果蝇的装置，该装置搭载于飞行器上，使地形比较复杂的地区也能高效运用生物防治方法。李敦松等[29]研究了无人机释放赤眼蜂技术，实现了赤眼蜂随浸泡液经蠕动泵释放的效果，与传统人工释放方式相比，具备高效、释放均匀等优点。该研究仅初步明确了僵蚜球较适宜的孔径和孔数，但对僵蚜球的不同材质以及能够与其相配套的释放器未展开相关研究，有待进一步深入探究。

无人机释放天敌防治林业及农业有害生物是近年来创新的一项新技术，在无人机释放天敌过程中释放器和释放体的选择是提高天敌成活率和防治效果的关键[21]。该研究仅明确了僵蚜释放球参数，而适宜僵蚜球释放的无人机释放器种类以及僵蚜球材质有待进一步研究和标准化。同时，利用无人机进行烟蚜茧蜂僵蚜释放的田间防治效果和防治成本也有待进一步评价。

4 结论

本研究通过评价僵蚜球不同参数对僵蚜羽化率和散落率等指标的影响，明确了适用于僵蚜运输、保藏和释放的产品参数。僵蚜球的孔径和孔数对僵蚜的有效羽化率、死亡率和散落率均有一定程度的影响，在僵蚜球直径为2.6 cm和僵蚜装填量为200头，僵蚜球出蜂孔直径为1.5 mm左右，孔数为15～20孔时，烟蚜茧蜂有效羽化效率较高，散落率较低，该结果为烟蚜茧蜂僵蚜的机械化释放提供了理论参考。