幾種常見的金龜生物防治方法

幾種常見的金龜生物防治方法

c是金桂子昆蟲的總稱。這是地下毒性最多、分布最廣、給植物帶來最大損失的類群。它的食物也很復(fù)雜，尤其是對大豆、馬蹄和蔬菜的地下部分，尤其是對花和腳的嚴(yán)重破壞。據(jù)統(tǒng)計,花生因蠐螬為害一般造成減產(chǎn)20%~40%,嚴(yán)重的減產(chǎn)70%~80%,甚至絕產(chǎn),并造成花生品質(zhì)下降。草坪業(yè)近年來發(fā)展迅速,逐漸成為城市景觀、休閑運動的重要組成部分,與此同時也為蠐螬的棲息、為害提供了場所。據(jù)調(diào)查1999-2000年山東省新泰地區(qū)四紋麗金龜(Popilliaquadriguttata)幼蟲對冷季性草坪的為害率達(dá)30%~40%,一般蟲口密度達(dá)5~10頭/m2,嚴(yán)重達(dá)38頭/m2。隨著蠐螬的為害逐年加重,防治工作越發(fā)顯得重要。由于蠐螬生存環(huán)境較為隱蔽,并且在一定程度上能夠躲避化學(xué)藥劑的作用,導(dǎo)致化學(xué)防治效果相對較差。而且以有機氯、有機磷為主的化學(xué)農(nóng)藥的大量使用,高殘留、抗藥性、污染環(huán)境、安全性差等一系列問題越來越突出,受到人們的高度重視。而生物防治采取“以菌治蟲,以蟲治蟲”的策略,不僅具有選擇性高、安全性好、對生態(tài)系統(tǒng)影響小、不易產(chǎn)生抗藥性等諸多優(yōu)點,而且天敵昆蟲還具有主動搜索害蟲的能力,對提高防治效果有重要的意義。本文僅對應(yīng)用比較廣泛的幾種生物防治方法的研究及發(fā)展前景進(jìn)行簡要的闡述。1昆蟲致病性微生物1.1芽孢桿菌的研究進(jìn)展乳狀菌能有效控制蠐螬的種群數(shù)量,是最早應(yīng)用于防治蠐螬的病原細(xì)菌。早在1935年美國的Hawly就在日本金龜子(Popilliajaponica)幼蟲感病蟲體上發(fā)現(xiàn)了一種類芽孢桿菌Paenibacilluspopilliae。1981年河北省滄州地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所通過對自然罹病蠐螬中乳狀菌毒力進(jìn)行測定,對銅綠異麗金龜(Anomalacorpulenta)幼蟲的感染率高達(dá)80%。但因乳狀菌屬于專性寄生菌,難于在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng),限制了其發(fā)展應(yīng)用,所以主要用于與其它生防因子共同作用來控制蠐螬的發(fā)生為害。蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis,Bt)是目前研究最多、應(yīng)用最廣的病原微生物,其制劑產(chǎn)量占生物農(nóng)藥的70%以上。20世紀(jì)80年代以前人們的注意力主要集中在篩選對鱗翅目和雙翅目有毒的菌株上,并對菌株的毒理學(xué)、血清學(xué)等進(jìn)行了廣泛深入的研究,而基于寄主蠐螬的研究相對較少。Bt首次用于防治蠐螬始于1992年,當(dāng)時Ohba等從土壤中分離篩選出對金龜子幼蟲有特異性殺蟲活性的Bt新菌株BuiBui;隨后Suzuki等應(yīng)用該菌株防治古銅異麗金龜(A.cuprea)幼蟲,結(jié)果表明該菌株對1、2齡幼蟲的防治效果較好。在國內(nèi),1998年馮書亮等分離獲得菌株HBF-1,對黃褐異麗金龜(A.exoleta)1~2齡幼蟲的殺蟲效果可達(dá)100%;對銅綠麗金龜幼蟲也表現(xiàn)出較高的殺蟲活性。該菌株是我國首次發(fā)現(xiàn)并報道的對金龜子幼蟲具有特異殺蟲活性的Bt菌株。2003年王容燕等又篩選出對銅綠麗金龜幼蟲有毒力的菌株HBF-2,感染飼養(yǎng)14d后的幼蟲死亡率達(dá)到80%。應(yīng)用Bt制劑防治蠐螬具有一定的優(yōu)勢,因為起主要殺蟲活性的伴孢晶體蛋白和芽孢在日光的照射下很容易失活,而蠐螬隱蔽的生存環(huán)境避免了Bt制劑中伴孢晶體蛋白和芽孢在土壤中受紫外線的照射,從而必定會大大延長殺蟲持效期,提高殺蟲效果。就目前研究情況而言,對Bt的研究已深入到了基因水平,但應(yīng)用Bt防治蠐螬的研究僅限于對具有特異性殺蟲菌株的篩選,制劑產(chǎn)品開發(fā)和推廣相對落后。因此,我們在利用菌株的多樣性篩選對蠐螬有特異殺蟲活性的新菌株的同時應(yīng)該把更多的精力放到Bt制劑的開發(fā)和實際應(yīng)用上,利用先進(jìn)的發(fā)酵工藝和基因工程技術(shù),針對蠐螬隱蔽的生存環(huán)境的特點,構(gòu)建藥效穩(wěn)定、持效期長、對隱蔽性害蟲具有特異殺蟲活性的Bt工程菌劑或?qū)t殺蟲基因轉(zhuǎn)移到作物中,培育出抗蠐螬的作物品種,實現(xiàn)科學(xué)研究與生產(chǎn)實踐的齊頭并進(jìn)。1.2價值二聚糖酸酯生物及制劑的制備昆蟲病原真菌是最早應(yīng)用的微生物殺蟲劑,在蠐螬的防治上具有極大的應(yīng)用潛力,連續(xù)幾年施用,可使土壤中帶菌量逐年增加,有可能造成蠐螬自然流行病,起到長期控制的作用。生產(chǎn)上使用較多的防治蠐螬的病原真菌是布氏白僵菌(Beauveriabrongniartii)和金龜子綠僵菌(Metarhiziumanisopliae)。經(jīng)過多年的研究,很多國家已經(jīng)開發(fā)出商品性真菌殺蟲劑用于防治蠐螬,在我國也做了大量的防治試驗,并取得了可喜的成果。利用病原真菌防治蠐螬,國外20世紀(jì)70年代就對其生物學(xué)、制劑生產(chǎn)及應(yīng)用作了系統(tǒng)的研究。近年來,國內(nèi)外研究人員又通過毒力學(xué)測定選育出大量有特異殺蟲活性的菌株。Choo等比較了不同培養(yǎng)基培養(yǎng)的布氏白僵菌對紅足平爪鰓金龜(Ectinohopliarufipes)幼蟲和東方異麗金龜[A.(Exomala)orientalis]幼蟲的防治效果。陳斌等測定和評價綠僵菌不同菌株對馬鈴薯田云斑鰓金龜(Polyphyllalaticollis)的毒力,并測定了從棕色齒爪鰓金龜(Holotrichiatitanis)幼蟲體上分離的金龜子綠僵菌KMa0107菌株對云斑鰓金龜幼蟲的毒力。該菌株在108~106孢子/ml下,接種后第10d累積死亡率達(dá)100%,對云斑鰓金龜幼蟲具有較強的毒力。趙文琴等采用5個菌株對銅綠麗金龜幼蟲進(jìn)行了毒力測定,以篩選出對其有良好防效的優(yōu)良菌株。但是由于蟲生真菌的專化性比較強,各菌株之間毒力差別較大,而不同的昆蟲寄主之間也存在著較大的差異,所以針對不同昆蟲進(jìn)行優(yōu)良菌株的選育仍然是利用病原真菌防治蠐螬的基礎(chǔ)。病原真菌具有廣譜性、易生產(chǎn)、可形成再侵染等特點,但用菌量大、制劑的貯存期短、藥效發(fā)揮較慢以及對環(huán)境的溫度、濕度要求較嚴(yán)格等問題阻礙了其大范圍的使用。因此現(xiàn)階段病原真菌的研究不僅要有工業(yè)化生產(chǎn)工藝上的突破,而且要尋找新的助劑或充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段提高真菌制劑的穩(wěn)定性和對害蟲的速效性。2其他特殊的防治性能昆蟲病原線蟲是昆蟲的專性寄生性天敵,主要包括斯氏線蟲科(Steinernematidae)和異小桿線蟲科(Heterorhabditidae)。昆蟲病原線蟲是線蟲與共生細(xì)菌的復(fù)合體。嗜線蟲致病桿菌(Xenorhabdussp.)與斯氏線蟲共生,發(fā)光桿菌(Photorhabdussp.)與異小桿線蟲共生。昆蟲病原線蟲以感染期線蟲(IJs)主動或被動侵入到寄主體內(nèi)后,便向寄主血腔釋放與其共生的細(xì)菌,二者共同作用,最終導(dǎo)致寄主罹患敗血癥死亡。昆蟲病原線蟲殺蟲速度較快,對寄主有較強的搜索能力和專一性,特別對土棲性和鉆蛀性害蟲以及其它隱蔽性害蟲有特殊的防效。另外,線蟲還具有培養(yǎng)成本低、使用安全、不產(chǎn)生抗性等優(yōu)點[22,23,24,25,26,27],所以在蠐螬的防治中具有較大的應(yīng)用潛力。應(yīng)用昆蟲病原線蟲防治蠐螬的研究多以優(yōu)良品系篩選、毒力測定等為主,Koppenh?fer等發(fā)現(xiàn)金龜斯氏線蟲(Steinernemascarabaei)對幾種蠐螬均表現(xiàn)出較高的毒力和田間防效。錢秀娟等測定了嗜菌異小桿線蟲(Heterorhabditisbacteriophora)Hb-1品系對東北大黑鰓金龜(Holotrichiadiomphalia)幼蟲的致病力,以沙子為介質(zhì)測定56h時,累計校正死亡率達(dá)95.83%。周新勝等對淡翅勃鰓金龜(Blitoperthapallidipennis)幼蟲致病力試驗的結(jié)果表明蕪菁夜蛾斯氏線蟲(Steinernemafeltiae)致病力最高,在室內(nèi)死亡率達(dá)97%,田間防治效果達(dá)85%。有關(guān)病原線蟲感染寄主昆蟲的病理學(xué)研究報道,國外主要集中于侵入途徑、組織病變、血淋巴免疫反應(yīng)等。國內(nèi)對此方面的研究報道不多,主要涉及到不同昆蟲病原線蟲和不同寄主,研究的內(nèi)容包括了昆蟲病原線蟲對寄主血淋巴及其能源物質(zhì)含量的影響;線蟲和共生菌產(chǎn)生的毒素;共生菌次級代謝物的殺蟲作用等。病原線蟲侵入寄主后不僅影響寄主血細(xì)胞數(shù),而且寄主血淋巴的生理生化指標(biāo)也表現(xiàn)出明顯的病理學(xué)變化,如蛋白質(zhì)含量和血糖含量的改變,酯酶活性改變等,這些都導(dǎo)致了寄主組織功能障礙或被直接破壞,過度消耗寄主營養(yǎng),導(dǎo)致寄主的快速死亡。所以開展昆蟲病原線蟲感染蠐螬的病理學(xué)研究,深入了解昆蟲病原線蟲對蠐螬的致病機理很有必要。昆蟲病原線蟲的培養(yǎng)經(jīng)歷了從活體到離體的過程,而貯存問題仍然是急需解決的問題,延長線蟲制劑的貯存期對生產(chǎn)和推廣應(yīng)用意義頗深。3日本麗金龜?shù)?種測量性研究鉤土蜂(Tiphia)是一種體外寄生蜂,對寄主有一定的專性寄生性,是蠐螬的重要天敵。雌蜂可搜尋到寄主在土中的所在位置,然后挖洞進(jìn)入土中找到寄主,先行蜇刺使寄主暫時麻痹,然后產(chǎn)卵在其體表。卵孵化后其幼蟲將口器插入寄主體壁吸食其體液,經(jīng)15~20d,寄主死亡。據(jù)調(diào)查,萊陽花生區(qū)大黑鰓金龜幼蟲的自然寄生率為30%~50%,高者達(dá)70%。利用鉤土蜂防治蠐螬始于20世紀(jì)20年代,當(dāng)時美國先后從日本、韓國以及我國的山東省引入春黑鉤土蜂(T.vernalis)和弧麗鉤土蜂(T.popilliavora)防治日本麗金龜。到了90年代美國又從我國的山東及日本采集并引入上述兩種蜂,并就其生活史與寄主世代發(fā)生的吻合程度等方面開展了細(xì)致的研究。我國科研人員對多種鉤土蜂的生物學(xué)特性及寄生特性進(jìn)行了大量研究,而寄生機理和化學(xué)生態(tài)方面研究較少。孫秀珍等報道了普通鉤土蜂(Tiphiacommunis)在北京郊區(qū)對毛黃鰓金龜(Holotrichia(Pledina)trichophora)的寄生習(xí)性,并對該蜂成蟲口器形態(tài)與取食功能等做了研究,初步明確了它屬咀嚼式口器,可以寄主體液為食。陳紅印等就鉤土蜂對寄主齡期的選擇性,補充營養(yǎng)對成蜂繁殖力的影響,接蜂數(shù)量、更換寄主的頻次及種間干擾對土蜂繁殖效率的影響等技術(shù)進(jìn)行了探討;最近又對兩種鉤土蜂的不同地理種群對日本金龜子的搜尋能力作了比較,結(jié)果表明蠐螬蟲糞及蟲體氣味對土蜂有較強的引誘力。鉤土蜂種群數(shù)量對寄生率有較大影響。而鉤土蜂的遷移、定居受植物種類,尤其是受蜜源植物的影響。據(jù)1999年調(diào)查,采取花生田種植一行紅麻和菜豆或甘薯的處理,比花生單一種植的蠐螬被寄生率提高3~8倍,蟲口密度平均降低82%以上。鉤土蜂相對于其他防治手段來說能夠主動、積極地控制蠐螬的種群數(shù)量,具有較大的優(yōu)勢。深入研究鉤土蜂的生活習(xí)性、生存條件,最終實現(xiàn)人工飼養(yǎng)及工廠化的批量生產(chǎn),對蠐螬的防治起到一定的推動作用。另外,在某些農(nóng)區(qū)的害蟲經(jīng)常混合發(fā)生,使用化學(xué)農(nóng)藥是在所難免的,因此協(xié)調(diào)化防措施為土蜂建立安全的生存環(huán)境,避免在成蜂發(fā)生期施藥對保護(hù)天敵有一定意義。4新型助劑的應(yīng)用生物防治因子極易受到環(huán)境條件的影響,周圍的溫度、濕度、光照等條件的改變都會改變防治效果,而土壤環(huán)境的溫、濕度較高,沒有紫外線的影響,因而更加適合利用線蟲、細(xì)菌、真菌等微生物進(jìn)行蠐螬的防治。但是就目前來說,生物防治產(chǎn)品的生產(chǎn)工業(yè)化與制劑化的程度相對較低,使用成本較高,使用技術(shù)復(fù)雜不易掌握,加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者生態(tài)意識薄弱,這些都阻礙了生物防治推廣。相對于作用效果迅速的化學(xué)農(nóng)藥而言,生物制劑則表現(xiàn)出明顯的防效滯后的弱點,因此如何縮短生物制劑的藥效發(fā)揮周期,提高作用效果也是我們面臨的一個難題。另外,制劑的貯藏問題也有待解決,延長生物制劑的貯存期,使防效在貯存期間保持穩(wěn)定,對生物防治的推廣、應(yīng)用具有重要意義。生物防治不僅對環(huán)境友好,像昆蟲病原線蟲、鉤土蜂等寄生性天敵還能夠主動地搜索寄主蠐螬,較化學(xué)防治又多了一定的主動性,大大增加了對蠐螬的防治效果。新型助劑的開發(fā)和應(yīng)用對生物防治也起到了一定的推動作用?？梢允褂枚喾N助劑如抗蒸發(fā)劑、粘合劑、紫外線保護(hù)劑等提高昆蟲病原線蟲對不良環(huán)境的抵抗。微膠囊技術(shù)能夠防止環(huán)境因素對有效因子的傷害,對于Bt等易受紫外線和酸性環(huán)境損傷的生物制劑能夠起到保護(hù)作用,顯著提高防治效果。目前,微膠囊技術(shù)在殺蟲劑中應(yīng)用的相關(guān)報道較少,將其與生防因子結(jié)合到一起很有發(fā)展前景。在施用技術(shù)上,由利用單一防治手段向混合防治手段發(fā)展,將兩種或兩種以上的防治措施結(jié)合起來,優(yōu)勢互補,充分發(fā)