几种常见的金龟生物防治方法

几种常见的金龟生物防治方法

c是金桂子昆虫的总称。这是地下毒性最多、分布最广、给植物带来最大损失的类群。它的食物也很复杂，尤其是对大豆、马蹄和蔬菜的地下部分，尤其是对花和脚的严重破坏。据统计,花生因蛴螬为害一般造成减产20%~40%,严重的减产70%~80%,甚至绝产,并造成花生品质下降。草坪业近年来发展迅速,逐渐成为城市景观、休闲运动的重要组成部分,与此同时也为蛴螬的栖息、为害提供了场所。据调查1999-2000年山东省新泰地区四纹丽金龟(Popilliaquadriguttata)幼虫对冷季性草坪的为害率达30%~40%,一般虫口密度达5~10头/m2,严重达38头/m2。随着蛴螬的为害逐年加重,防治工作越发显得重要。由于蛴螬生存环境较为隐蔽,并且在一定程度上能够躲避化学药剂的作用,导致化学防治效果相对较差。而且以有机氯、有机磷为主的化学农药的大量使用,高残留、抗药性、污染环境、安全性差等一系列问题越来越突出,受到人们的高度重视。而生物防治采取“以菌治虫,以虫治虫”的策略,不仅具有选择性高、安全性好、对生态系统影响小、不易产生抗药性等诸多优点,而且天敌昆虫还具有主动搜索害虫的能力,对提高防治效果有重要的意义。本文仅对应用比较广泛的几种生物防治方法的研究及发展前景进行简要的阐述。1昆虫致病性微生物1.1芽孢杆菌的研究进展乳状菌能有效控制蛴螬的种群数量,是最早应用于防治蛴螬的病原细菌。早在1935年美国的Hawly就在日本金龟子(Popilliajaponica)幼虫感病虫体上发现了一种类芽孢杆菌Paenibacilluspopilliae。1981年河北省沧州地区农业科学研究所通过对自然罹病蛴螬中乳状菌毒力进行测定,对铜绿异丽金龟(Anomalacorpulenta)幼虫的感染率高达80%。但因乳状菌属于专性寄生菌,难于在人工培养基上培养,限制了其发展应用,所以主要用于与其它生防因子共同作用来控制蛴螬的发生为害。苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)是目前研究最多、应用最广的病原微生物,其制剂产量占生物农药的70%以上。20世纪80年代以前人们的注意力主要集中在筛选对鳞翅目和双翅目有毒的菌株上,并对菌株的毒理学、血清学等进行了广泛深入的研究,而基于寄主蛴螬的研究相对较少。Bt首次用于防治蛴螬始于1992年,当时Ohba等从土壤中分离筛选出对金龟子幼虫有特异性杀虫活性的Bt新菌株BuiBui;随后Suzuki等应用该菌株防治古铜异丽金龟(A.cuprea)幼虫,结果表明该菌株对1、2龄幼虫的防治效果较好。在国内,1998年冯书亮等分离获得菌株HBF-1,对黄褐异丽金龟(A.exoleta)1~2龄幼虫的杀虫效果可达100%;对铜绿丽金龟幼虫也表现出较高的杀虫活性。该菌株是我国首次发现并报道的对金龟子幼虫具有特异杀虫活性的Bt菌株。2003年王容燕等又筛选出对铜绿丽金龟幼虫有毒力的菌株HBF-2,感染饲养14d后的幼虫死亡率达到80%。应用Bt制剂防治蛴螬具有一定的优势,因为起主要杀虫活性的伴孢晶体蛋白和芽孢在日光的照射下很容易失活,而蛴螬隐蔽的生存环境避免了Bt制剂中伴孢晶体蛋白和芽孢在土壤中受紫外线的照射,从而必定会大大延长杀虫持效期,提高杀虫效果。就目前研究情况而言,对Bt的研究已深入到了基因水平,但应用Bt防治蛴螬的研究仅限于对具有特异性杀虫菌株的筛选,制剂产品开发和推广相对落后。因此,我们在利用菌株的多样性筛选对蛴螬有特异杀虫活性的新菌株的同时应该把更多的精力放到Bt制剂的开发和实际应用上,利用先进的发酵工艺和基因工程技术,针对蛴螬隐蔽的生存环境的特点,构建药效稳定、持效期长、对隐蔽性害虫具有特异杀虫活性的Bt工程菌剂或将Bt杀虫基因转移到作物中,培育出抗蛴螬的作物品种,实现科学研究与生产实践的齐头并进。1.2价值二聚糖酸酯生物及制剂的制备昆虫病原真菌是最早应用的微生物杀虫剂,在蛴螬的防治上具有极大的应用潜力,连续几年施用,可使土壤中带菌量逐年增加,有可能造成蛴螬自然流行病,起到长期控制的作用。生产上使用较多的防治蛴螬的病原真菌是布氏白僵菌(Beauveriabrongniartii)和金龟子绿僵菌(Metarhiziumanisopliae)。经过多年的研究,很多国家已经开发出商品性真菌杀虫剂用于防治蛴螬,在我国也做了大量的防治试验,并取得了可喜的成果。利用病原真菌防治蛴螬,国外20世纪70年代就对其生物学、制剂生产及应用作了系统的研究。近年来,国内外研究人员又通过毒力学测定选育出大量有特异杀虫活性的菌株。Choo等比较了不同培养基培养的布氏白僵菌对红足平爪鳃金龟(Ectinohopliarufipes)幼虫和东方异丽金龟[A.(Exomala)orientalis]幼虫的防治效果。陈斌等测定和评价绿僵菌不同菌株对马铃薯田云斑鳃金龟(Polyphyllalaticollis)的毒力,并测定了从棕色齿爪鳃金龟(Holotrichiatitanis)幼虫体上分离的金龟子绿僵菌KMa0107菌株对云斑鳃金龟幼虫的毒力。该菌株在108~106孢子/ml下,接种后第10d累积死亡率达100%,对云斑鳃金龟幼虫具有较强的毒力。赵文琴等采用5个菌株对铜绿丽金龟幼虫进行了毒力测定,以筛选出对其有良好防效的优良菌株。但是由于虫生真菌的专化性比较强,各菌株之间毒力差别较大,而不同的昆虫寄主之间也存在着较大的差异,所以针对不同昆虫进行优良菌株的选育仍然是利用病原真菌防治蛴螬的基础。病原真菌具有广谱性、易生产、可形成再侵染等特点,但用菌量大、制剂的贮存期短、药效发挥较慢以及对环境的温度、湿度要求较严格等问题阻碍了其大范围的使用。因此现阶段病原真菌的研究不仅要有工业化生产工艺上的突破,而且要寻找新的助剂或充分利用现代生物技术手段提高真菌制剂的稳定性和对害虫的速效性。2其他特殊的防治性能昆虫病原线虫是昆虫的专性寄生性天敌,主要包括斯氏线虫科(Steinernematidae)和异小杆线虫科(Heterorhabditidae)。昆虫病原线虫是线虫与共生细菌的复合体。嗜线虫致病杆菌(Xenorhabdussp.)与斯氏线虫共生,发光杆菌(Photorhabdussp.)与异小杆线虫共生。昆虫病原线虫以感染期线虫(IJs)主动或被动侵入到寄主体内后,便向寄主血腔释放与其共生的细菌,二者共同作用,最终导致寄主罹患败血症死亡。昆虫病原线虫杀虫速度较快,对寄主有较强的搜索能力和专一性,特别对土栖性和钻蛀性害虫以及其它隐蔽性害虫有特殊的防效。另外,线虫还具有培养成本低、使用安全、不产生抗性等优点[22,23,24,25,26,27],所以在蛴螬的防治中具有较大的应用潜力。应用昆虫病原线虫防治蛴螬的研究多以优良品系筛选、毒力测定等为主,Koppenhøfer等发现金龟斯氏线虫(Steinernemascarabaei)对几种蛴螬均表现出较高的毒力和田间防效。钱秀娟等测定了嗜菌异小杆线虫(Heterorhabditisbacteriophora)Hb-1品系对东北大黑鳃金龟(Holotrichiadiomphalia)幼虫的致病力,以沙子为介质测定56h时,累计校正死亡率达95.83%。周新胜等对淡翅勃鳃金龟(Blitoperthapallidipennis)幼虫致病力试验的结果表明芜菁夜蛾斯氏线虫(Steinernemafeltiae)致病力最高,在室内死亡率达97%,田间防治效果达85%。有关病原线虫感染寄主昆虫的病理学研究报道,国外主要集中于侵入途径、组织病变、血淋巴免疫反应等。国内对此方面的研究报道不多,主要涉及到不同昆虫病原线虫和不同寄主,研究的内容包括了昆虫病原线虫对寄主血淋巴及其能源物质含量的影响;线虫和共生菌产生的毒素;共生菌次级代谢物的杀虫作用等。病原线虫侵入寄主后不仅影响寄主血细胞数,而且寄主血淋巴的生理生化指标也表现出明显的病理学变化,如蛋白质含量和血糖含量的改变,酯酶活性改变等,这些都导致了寄主组织功能障碍或被直接破坏,过度消耗寄主营养,导致寄主的快速死亡。所以开展昆虫病原线虫感染蛴螬的病理学研究,深入了解昆虫病原线虫对蛴螬的致病机理很有必要。昆虫病原线虫的培养经历了从活体到离体的过程,而贮存问题仍然是急需解决的问题,延长线虫制剂的贮存期对生产和推广应用意义颇深。3日本丽金龟的2种测量性研究钩土蜂(Tiphia)是一种体外寄生蜂,对寄主有一定的专性寄生性,是蛴螬的重要天敌。雌蜂可搜寻到寄主在土中的所在位置,然后挖洞进入土中找到寄主,先行蜇刺使寄主暂时麻痹,然后产卵在其体表。卵孵化后其幼虫将口器插入寄主体壁吸食其体液,经15~20d,寄主死亡。据调查,莱阳花生区大黑鳃金龟幼虫的自然寄生率为30%~50%,高者达70%。利用钩土蜂防治蛴螬始于20世纪20年代,当时美国先后从日本、韩国以及我国的山东省引入春黑钩土蜂(T.vernalis)和弧丽钩土蜂(T.popilliavora)防治日本丽金龟。到了90年代美国又从我国的山东及日本采集并引入上述两种蜂,并就其生活史与寄主世代发生的吻合程度等方面开展了细致的研究。我国科研人员对多种钩土蜂的生物学特性及寄生特性进行了大量研究,而寄生机理和化学生态方面研究较少。孙秀珍等报道了普通钩土蜂(Tiphiacommunis)在北京郊区对毛黄鳃金龟(Holotrichia(Pledina)trichophora)的寄生习性,并对该蜂成虫口器形态与取食功能等做了研究,初步明确了它属咀嚼式口器,可以寄主体液为食。陈红印等就钩土蜂对寄主龄期的选择性,补充营养对成蜂繁殖力的影响,接蜂数量、更换寄主的频次及种间干扰对土蜂繁殖效率的影响等技术进行了探讨;最近又对两种钩土蜂的不同地理种群对日本金龟子的搜寻能力作了比较,结果表明蛴螬虫粪及虫体气味对土蜂有较强的引诱力。钩土蜂种群数量对寄生率有较大影响。而钩土蜂的迁移、定居受植物种类,尤其是受蜜源植物的影响。据1999年调查,采取花生田种植一行红麻和菜豆或甘薯的处理,比花生单一种植的蛴螬被寄生率提高3~8倍,虫口密度平均降低82%以上。钩土蜂相对于其他防治手段来说能够主动、积极地控制蛴螬的种群数量,具有较大的优势。深入研究钩土蜂的生活习性、生存条件,最终实现人工饲养及工厂化的批量生产,对蛴螬的防治起到一定的推动作用。另外,在某些农区的害虫经常混合发生,使用化学农药是在所难免的,因此协调化防措施为土蜂建立安全的生存环境,避免在成蜂发生期施药对保护天敌有一定意义。4新型助剂的应用生物防治因子极易受到环境条件的影响,周围的温度、湿度、光照等条件的改变都会改变防治效果,而土壤环境的温、湿度较高,没有紫外线的影响,因而更加适合利用线虫、细菌、真菌等微生物进行蛴螬的防治。但是就目前来说,生物防治产品的生产工业化与制剂化的程度相对较低,使用成本较高,使用技术复杂不易掌握,加上农业生产者生态意识薄弱,这些都阻碍了生物防治推广。相对于作用效果迅速的化学农药而言,生物制剂则表现出明显的防效滞后的弱点,因此如何缩短生物制剂的药效发挥周期,提高作用效果也是我们面临的一个难题。另外,制剂的贮藏问题也有待解决,延长生物制剂的贮存期,使防效在贮存期间保持稳定,对生物防治的推广、应用具有重要意义。生物防治不仅对环境友好,像昆虫病原线虫、钩土蜂等寄生性天敌还能够主动地搜索寄主蛴螬,较化学防治又多了一定的主动性,大大增加了对蛴螬的防治效果。新型助剂的开发和应用对生物防治也起到了一定的推动作用。可以使用多种助剂如抗蒸发剂、粘合剂、紫外线保护剂等提高昆虫病原线虫对不良环境的抵抗。微胶囊技术能够防止环境因素对有效因子的伤害,对于Bt等易受紫外线和酸性环境损伤的生物制剂能够起到保护作用,显著提高防治效果。目前,微胶囊技术在杀虫剂中应用的相关报道较少,将其与生防因子结合到一起很有发展前景。在施用技术上,由利用单一防治手段向混合防治手段发展,将两种或两种以上的防治措施结合起来,优势互补,充分发