孫玉劍 ,馬 璟 ,王海詠 ,孫振國 ,卞曉陽 ,楊啟萌 ,閆家河
(1.國家林業(yè)局森林病蟲害防治總站,遼寧 沈陽 110034;2.商河縣林業(yè)局,山東 商河 251600;3.商河縣氣象局,山東 商河 251600)
榆掌舟蛾P(guān)halera takasagoensis Matsumura[1~3](異名Phalera fuscescens Butler[4~5])又名榆黃斑舟蛾、黃掌舟蛾、頂黃斑天社蛾、榆毛蟲,屬鱗翅目Lepidoptera,舟蛾科 Notodontidae,掌舟蛾亞科 Phalerinae,國內(nèi)分布于黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙古、山西、河北、北京、山東、河南、陜西、江蘇、安徽、浙江、福建、江西、湖南、云南、甘肅、臺灣等省區(qū),國外分布于日本、朝鮮,寄主植物記載有榆樹、楓楊、楊、栗、桃、櫻桃、梨、櫻花、海棠、櫟屬等樹種。近年來,尤其2013年以來,作為我國北方地區(qū)榆樹最常見食葉害蟲之一,榆掌舟蛾在包括商河縣在內(nèi)的山東省西北部和河北省南部平原區(qū)造成較重危害[6],9-10月間很多村莊四旁和道路兩側(cè)的榆樹單株或成片榆樹被吃殘吃花,甚至全樹葉片被吃光,2017年危害尤甚,顯著影響綠化景觀和榆樹生長。
生產(chǎn)實(shí)踐中,由于榆掌舟蛾成蟲發(fā)生期及幼蟲危害期長、各齡幼蟲混雜難以區(qū)分,且末齡幼蟲體長、頭寬變化大,給林業(yè)部門精準(zhǔn)監(jiān)測預(yù)報(bào)和指導(dǎo)防治工作帶來很大不便。2014年起,作者通過在山東商河持續(xù)燈誘成蟲和套袋飼養(yǎng)幼蟲,對榆掌舟蛾成蟲發(fā)生期及幼蟲齡期進(jìn)行深入研究,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。
祥辰牌XC-CP002型測報(bào)燈(濟(jì)南祥辰科技有限公司生產(chǎn))、顯微圖像采集管理系統(tǒng)500萬像素CCD成像系統(tǒng)(北京斯內(nèi)克創(chuàng)新科技有限公司生產(chǎn))+OLYMPUS-SZX7-1063型體視顯微鏡、試管、毛筆、鑷子、培養(yǎng)皿、廣口瓶、紗網(wǎng)袋(60目)、養(yǎng)蟲籠、捕蟲網(wǎng)、溫濕度計(jì)、95%酒精等。
1.2.1 成蟲發(fā)生期觀測 在山東省商河縣的東西南北中5個(gè)方位,安設(shè)5臺自動蟲情測報(bào)燈,誘捕榆掌舟蛾成蟲,2014-2017年7-10月間,每天收集、記錄燈誘的榆掌舟蛾成蟲數(shù)量,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。
1.2.2 幼蟲齡期測定 取野外枝葉上初產(chǎn)卵塊、初孵化幼蟲或臨近蛻皮前的齡末群集幼蟲,各分兩批,一批在室內(nèi)廣口瓶或大試管中飼養(yǎng)、測量;同時(shí)另一批在室外榆樹枝條上套袋持續(xù)飼養(yǎng),每天觀察各齡幼蟲的齡初、齡中、齡末狀態(tài),取出齡末期幼蟲,置于培養(yǎng)皿中,在體視解剖鏡下用自動測量軟件測量幼蟲體長、頭寬、頭殼皮寬等。測定幼蟲齡級,計(jì)算各齡幼蟲歷期。
經(jīng)連續(xù)4年(2014-2017年)燈誘,對誘集的近萬頭成蟲仔細(xì)甄別,同時(shí)對林間榆樹枝葉上的幼蟲仔細(xì)辨認(rèn),確認(rèn)商河縣危害榆樹的均為榆掌舟蛾,尚未發(fā)現(xiàn)形態(tài)特征非常相似、同樣在北方廣泛分布、亦可危害榆樹的櫟掌舟蛾(又名櫟黃掌舟蛾、肖黃掌舟蛾)Phalera assimilis Bremer et Grey[3]。榆掌舟蛾成蟲發(fā)生期監(jiān)測統(tǒng)計(jì)結(jié)果,見表1。
由表1知,榆掌舟蛾全年成蟲期,自7月上中旬至9月上中旬,持續(xù)約70 d。
成蟲始見期,最早的為2016年7月4日,2014-2015和2017年均為7月20日前后;羽化集中期在8月1-15日;羽化高峰期在8月6-12日間;羽化盛末期在8月16-17日;成蟲終見期,2014年和2016年分別為9月1日和10日,2015年和2017年分別為9月12日和16日。
經(jīng)對2017年室內(nèi)外連續(xù)飼養(yǎng)的1800余頭次各齡末幼蟲進(jìn)行觀察和測量,測定榆掌舟蛾幼蟲有5齡型、6齡型和5~6齡混合型3種類型(5齡型或6齡型,是指同一卵塊孵化的同批次幼蟲,全部為5齡,或全部為6齡;混合型是指同一卵塊孵化的同批次幼蟲,既有6齡也有5齡),其體長及頭寬值見表2。
經(jīng)測定,榆掌舟蛾幼蟲6齡型1~6齡頭殼平均寬 0.50、0.88、1.41、2.05、2.96、4.66 mm,5 齡型 1~5齡頭殼平均寬 0.52、0.90、1.53、2.68、4.37 mm。 由表2知,榆掌舟蛾5齡型和6齡型的1~2齡幼蟲頭寬值相近,幾無差異;3齡期開始分化,5齡型比6齡型頭殼寬增大約0.1 mm;在4齡期,5齡型比6齡型頭殼寬增大約0.6 mm,增加明顯;5齡型直接在第5齡老熟,而6齡型增加了1個(gè)5齡級。末齡幼蟲的頭殼寬,5齡型為3.75~4.92 mm、平均4.37 mm;6齡型為 4.16~5.10 mm,平均 4.66 mm,比 5齡型的明顯寬大。
表1 2014-2017年榆掌舟蛾成蟲發(fā)生期統(tǒng)計(jì)表(山東 商河)
表2 榆掌舟蛾幼蟲體長及頭寬 mm
2014-2017年飼養(yǎng)觀察,發(fā)現(xiàn)5齡型與6齡型幼蟲的分化與幼蟲孵化期有較大關(guān)系(表3)。從表3可以看出,8月8日前孵化的幼蟲多為6齡型或兼有混合型,偶有5齡型,如2017年8月3日孵化的1個(gè)幼蟲群,即為5齡型;8月15日后孵化的幼蟲均為5齡型。從成蟲大部分8月上旬前羽化、幼蟲大部分8月中旬孵化的監(jiān)測情況看,林間幼蟲大部分以5齡型為主,5~6齡混合型的也較多,而6齡型幼蟲則相對較少。根據(jù)幼蟲發(fā)育歷期,8月上旬前孵化、8月下旬前后最早進(jìn)入老熟期的幼蟲普遍為6齡型或5~6齡混合型;而8月下旬后孵化、9月中下旬之后老熟的幼蟲均為5齡型;8月中旬間孵化的幼蟲多為5齡型,少為混合型和6齡型。
根據(jù)表2,6齡型的4~5齡和5齡型的4齡頭寬值,從1.65~3.39 mm均無明顯界限,具體到林間的某1頭或某一批幼蟲,在未明確幼蟲齡型之前,確實(shí)難以區(qū)分或辨認(rèn)其具體齡級。這也是技術(shù)人員林間調(diào)查監(jiān)測時(shí),難以準(zhǔn)確判斷和預(yù)報(bào)幼蟲發(fā)育進(jìn)度的主要原因。而根據(jù)表3所得出的8月中旬后孵化的幼蟲均為5齡型以及8月上旬前孵化的幼蟲多為6齡型或5~6齡混合型的結(jié)論,在林間調(diào)查時(shí),根據(jù)測量結(jié)果及調(diào)查日期,則可基本判斷出幼蟲的實(shí)際齡級。
表3 榆掌舟蛾5~6齡型幼蟲飼養(yǎng)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表
2.3.1 幼蟲發(fā)生期
7月中下旬開始出現(xiàn)初孵幼蟲,一直到11月中下旬仍有幼蟲危害,直至降雪持續(xù)冰凍期來臨結(jié)束,整個(gè)幼蟲期持續(xù)約120 d。
7月中下旬羽化的成蟲,當(dāng)天即可交尾、產(chǎn)卵,卵期6 d左右,幼蟲多7月下旬出現(xiàn);成蟲出現(xiàn)年份最早的2016年,7月中旬即現(xiàn)幼蟲。一般年份,幼蟲危害高峰期多出現(xiàn)在8月下旬至9月上中旬,此時(shí)幼蟲多為4~5齡,食葉量大增,進(jìn)入暴食期,危害加重,2~3 d即可食光整株葉片。
9月上中旬出現(xiàn)的最晚一批成蟲,其卵期、幼蟲發(fā)育期均較7~8月間大幅延長,一般到10月下旬、11月上中旬劇烈降溫前才老熟越冬。末齡幼蟲在0℃左右短時(shí)低溫情況下,仍能正常發(fā)育、老熟越冬,持續(xù)低溫情況下,幼蟲多停止覓食,甚至死亡。例如2015年10月30-31日凌晨最低溫達(dá)-2℃和-0.4℃,白天晴好升溫后,紗網(wǎng)袋底的幼蟲仍能爬至葉片正常食葉;即使11月24日凌晨最低溫達(dá)-4.5℃,該批尚未老熟的7頭幼蟲中,除袋底5頭死亡不動外,仍有2頭當(dāng)天上午能機(jī)械地抓住枝葉;直到接下來的11月25日凌晨-10.7℃冰雪低溫,幼蟲才徹底死亡。
2.3.2 幼蟲歷期
幼蟲發(fā)生期從7月中下旬可一直持續(xù)到11月中下旬,即從盛夏延至冬初,前后溫差極大,幼蟲發(fā)育歷期有明顯變化。觀察統(tǒng)計(jì)326頭老熟幼蟲的完整發(fā)育歷期,結(jié)果見表4;3年間飼養(yǎng)統(tǒng)計(jì)2910頭次不同時(shí)期、不同批次、不同齡型的各齡幼蟲歷期,結(jié)果見表5。
表4 榆掌舟蛾幼蟲完整歷期統(tǒng)計(jì)表(2015~2017年 野外套袋飼養(yǎng))/d
表5 榆掌舟蛾幼蟲各齡歷期統(tǒng)計(jì)表(野外套袋飼養(yǎng))/d
由表4和表5知,6齡型幼蟲歷期28.3~43 d,平均 32.3 d,各齡分別為 4.2、5.2、5.4、5.9、4.4、7.2 d,呈低-中-低-高增長趨勢;5齡型幼蟲歷期23.9~70 d,平均 30.9 d,各齡分別為 4.1、5.0、5.5、6.2、10.1 d,呈低-中-高有序遞增趨勢。不同時(shí)期孵化的幼蟲,受氣溫和光照影響,歷期差異顯著。由于6齡型幼蟲大多早期孵化,時(shí)值氣溫較高,故其發(fā)育歷期前后差異尚不十分顯著;而5齡型幼蟲多是中后期孵化,前后溫差極大,故歷期差異極顯著。如2017年早期出現(xiàn)的5齡型幼蟲,最短歷期23.9 d,平均27 d左右。2015年中前期孵化的幼蟲,歷期在32~38 d間,平均35 d左右;而9月中下旬孵化的最晚批幼蟲,其發(fā)育歷期大大延長,飼養(yǎng)的多批共計(jì)55頭幼蟲,歷經(jīng)35~70 d老熟,平均歷期47.4 d。
同一卵塊孵化的同批次幼蟲,老熟期前后相差可達(dá)23~35 d。這既有種間差異,也有雌雄幼蟲歷期不同,還有部分個(gè)體或小群體發(fā)育不良等因素。
由表5知,5齡型和6齡型的各齡幼蟲,1~2齡歷期最短,多4~5 d;同時(shí)期發(fā)生的3~4齡歷期差異不明顯,多5~6 d;同時(shí)期發(fā)生的末齡幼蟲歷期差異亦不明顯,均在6~10 d間,多為7~8 d;而發(fā)生較晚的5齡型末齡幼蟲因氣溫低、取食少、取食期長,最長可達(dá)36~40.1 d,超過了早期發(fā)生的整個(gè)幼蟲歷期。差異顯著的為6齡型5齡幼蟲,其歷期3.3~7.7 d,多4~5 d,是除1齡外歷期最短的齡級。
山東省商河縣最早7月上旬發(fā)現(xiàn)成蟲,成蟲始見期多在7月中旬或下旬;成蟲終見期,一般在9月上中旬。
有關(guān)資料報(bào)道的成蟲始見期,如山東省乳山市1984年7月3日始現(xiàn)成蟲[7],河北省邯鄲地區(qū)7月底8月初始現(xiàn)成蟲[8],《中國動物志》和《山東林木昆蟲志》明確指出“我國北方地區(qū)7月中旬開始出現(xiàn)成蟲[1,3]”,這些資料記述均與商河縣監(jiān)測結(jié)果基本吻合。而有關(guān)上海、河南等地5~6月間出現(xiàn)成蟲[4~5]的結(jié)論,與《中國動物志》記載結(jié)果明顯不符,作者認(rèn)為,不排除其將榆掌舟蛾與櫟掌舟蛾相混淆的可能性,因?yàn)閮烧叱上x形態(tài)特征非常相似,而櫟掌舟蛾在南方地區(qū)多于5~6月間始現(xiàn)成蟲。具體結(jié)果,有待當(dāng)?shù)貙W(xué)者甄別并監(jiān)測驗(yàn)證。
經(jīng)測定,榆掌舟蛾幼蟲有5齡型、6齡型和5~6齡混合型3種類型,基本明確了各齡型幼蟲發(fā)生時(shí)期。8月上旬前孵化、8月下旬前后最早老熟的一批幼蟲多為6齡型或兼有混合型,偶有5齡型;8月下旬以后孵化、9月中下旬及以后老熟的幼蟲均為5齡型;8月中旬間孵化的幼蟲多為5齡型,少為混合型和6齡型。
6 齡型 1~6 齡頭殼平均寬 0.50、0.88、1.41、2.05、2.96、4.66 mm,幼蟲歷期 28.3~43 d,平均 32.3 d,各齡分別為 4.2、5.2、5.4、5.9、4.4、7.2 d;5 齡型 1~5 齡頭殼平均寬 0.52、0.90、1.53、2.68、4.37 mm,幼蟲歷期23.9~70 d,平均30.9 d,各齡分別為4.1、5.0、5.5、6.2、10.1 d。
根據(jù)以上數(shù)據(jù),基本解決了野外調(diào)查時(shí)難以確定幼蟲齡型和具體齡級的問題。
以往關(guān)于榆掌舟蛾幼蟲齡級的研究結(jié)果,僅見張承國報(bào)道有6齡,1~6齡頭寬值分別為0.4、0.8、1.2、2、3、4 mm[7]。 但其測得的 4~6 齡頭寬值較為籠統(tǒng),不方便參考借鑒;且其當(dāng)初可能只選擇了早期孵化幼蟲飼養(yǎng)觀察,未對中后期孵化幼蟲持續(xù)飼養(yǎng)觀察,故得出幼蟲有6齡的結(jié)論。
2015年曾在2批5齡型幼蟲中分別發(fā)現(xiàn)有5頭頭殼寬3.30~3.48m、平均3.38 mm和9頭3.48~3.70 mm、平均3.61 mm,共計(jì)14頭寬度在4 mm以下的幼蟲(同批中其他個(gè)體均為正常的4.2~4.6 mm),雖然游標(biāo)卡尺測量結(jié)果略有誤差,但其頭殼寬整體仍在3.70 mm以下。為確保數(shù)據(jù)統(tǒng)一精準(zhǔn),未將此批測量值納入2017年統(tǒng)一用自動測量軟件測量的表2統(tǒng)計(jì)結(jié)果中。
榆掌舟蛾幼蟲5~6齡分化的特點(diǎn),與同屬的櫟掌舟蛾幼蟲有5齡[9~10]的研究結(jié)果不同,與陳順秀對同屬的蘋掌舟蛾P(guān)halera flavescens(Bremer et Grey)幼蟲有5~6齡的研究結(jié)果[11]基本一致,但其未給出5~6齡型各齡幼蟲量度值;而張洪喜等則指出蘋掌舟蛾幼蟲有6齡[12],并給出了各齡量度值,與榆掌舟蛾6齡型幼蟲有一定相似性。
據(jù)觀察,野外最早出現(xiàn)的一批同卵塊孵化的榆掌舟蛾幼蟲,取回后在室外套袋飼養(yǎng)時(shí),有的既有5齡型和6齡型,也有混合型;而在室內(nèi)大試管中飼養(yǎng)的同批幼蟲,則均為6齡型。5齡型和6齡型幼蟲齡期分化原因,分析認(rèn)為,可能與幼蟲孵化初期、擬或2~3齡幼蟲期的氣溫變化、光照時(shí)長或光強(qiáng)等因素有關(guān),具體原因有待研究確證。
在體視顯微鏡下用游標(biāo)卡尺,以及利用體視顯微鏡+顯微圖像采集管理系統(tǒng)的自動測量軟件,測量幼蟲頭寬、體長和頭殼皮值,雖盡力減少誤差,但在測量過程中、確定顯微測尺比例刻度及讀數(shù)時(shí),仍難以做到不同時(shí)期、不同蟲齡、所有蟲量的完全統(tǒng)一精準(zhǔn),使測量值尤其頭寬值難免有一定誤差。