李 巖
(廈門市園林植物園,福建 廈門361003)
紅棕象甲(Rhynchophorus ferrugineus)隸屬于鞘翅目(Coleoptera)象甲科(Curculionidae)[1],是危害棕櫚科植物的重要害蟲[2],是國家林業(yè)局2013年第4號公告發(fā)布的14種全國林業(yè)檢疫性有害生物之一[3]。該蟲原產(chǎn)南亞,起源于印度[4]。根據(jù)紅棕象甲在中國適生區(qū)的預測和對其冷卻點測定實驗,以及紅棕象甲傳入風險分析評估模型顯示,中國觀賞棕櫚科植物的分布與紅棕象甲潛在危害分布趨勢一致,海南、廣西、廣東、臺灣、福建南部等地區(qū)處于高風險帶[5—6],廈門地區(qū)2003年首次報道發(fā)現(xiàn)紅棕象甲危害[7],在廈門已報道的寄主植物有加拿利海棗(Phoenix canariensis)、華盛頓棕(Washingtonia filifera)、大王椰子(Roystonea regia)[8]。該蟲危害隱蔽性較強,成蟲只有取食和交配時才飛出,自身傳播距離有限[9],主要通過葉柄的傷口或裂縫侵入樹體危害,幼蟲有明顯互殘習性,一條蛀道通常只有一頭幼蟲,通過蛀食植株內(nèi)部組織造成葉片基部干枯、生長點壞死、主干內(nèi)部蛀道縱橫交錯等癥狀,通常在6~8個月內(nèi)就能造成棕櫚科植物死亡[10—12]。
棕櫚科植物是我國南方重要的園林綠化樹種,在城市風景園林應用中擁有獨特的景觀價值,其中不少種類還具有較高的經(jīng)濟價值。廈門市園林植物園位于廈門島內(nèi),優(yōu)越的地理環(huán)境和氣候條件適合多數(shù)棕櫚科植物生長,園內(nèi)長期開展棕櫚科植物引種栽培、物種保育研究及推廣應用等工作。作為檢疫性有害生物,紅棕象甲在廈門棕櫚科植物危害程度嚴重[13],已經(jīng)影響到園林生態(tài)安全和經(jīng)濟發(fā)展。因此,本次調(diào)查研究摸查廈門市園林植物園內(nèi)紅棕象甲發(fā)生情況、發(fā)生規(guī)律、危害特點,探究防治對策,制定防治方案,形成有效管理常態(tài)化,同時也對廈門地區(qū)棕櫚科植物保護起積極作用,為紅棕象甲防控工作提供相關(guān)理論支持和操作指導。
廈門市園林植物園棕櫚科植物種植區(qū)位于廈門島鼓浪嶼–萬石山風景名勝區(qū)內(nèi)(118°04′E,24°26′N),面積超50000 m2,在南亞熱帶海洋性季風氣候控制下,全年溫和多雨,年平均氣溫20.7 ℃,冬無嚴寒,夏無酷暑,年均降水量1335.8 mm,每年5~9月降水量最多,年日照時數(shù)1877.5 h,極端最低溫4.1 ℃,歷史最低為0.1 ℃,極端最高溫為36.3 ℃,歷史最高為39.6 ℃[14—17],氣候條件適合多數(shù)棕櫚科植物種植。
基于前人就溫度對紅棕象甲生長發(fā)育、繁殖和耐寒性的影響研究[18—21],結(jié)合廈門氣象數(shù)據(jù),分析紅棕象甲在廈門地區(qū)的過冷卻點、耐寒性、理論發(fā)生特點,用 K′=∑(Ti-C)×30,D=K′/K(Ti表示月均溫,C 表示發(fā)育起點溫度,i為月份,即 1,2,3···12 月,D為潛在世代數(shù))[19],計算該蟲在廈門地區(qū)潛在理論世代數(shù)。
在廈門市園林植物園棕櫚科植物集中種植區(qū)內(nèi),根據(jù)不同種類棕櫚科植物的分布、種植地海拔高度、性信息素規(guī)定的誘殺距離選取設置紅棕象甲成蟲監(jiān)測點。經(jīng)現(xiàn)場實地勘察設置22個誘捕監(jiān)測點,涉及各種類棕櫚植物,海拔分布在 40~110 m,分別標記①~?,采用性信息素誘集方式進行紅棕象甲蟲口調(diào)查。利用專門的六層漏斗式誘捕器和昆蟲(紅棕象甲)信息素誘芯(廈門英格爾生物科技開發(fā)有限公司)誘集設備設置為成蟲誘集點,誘集設備懸掛高于地面1.5 m處,間距50 m以上,避免相互干擾。每周同一時間檢查并記錄誘集到的成蟲數(shù)量,2017年1月~2019年12月連續(xù)記錄3年,期間誘芯每個月更換一次。
觀測區(qū)域內(nèi)棕櫚科植物的生長狀況,對受害情況進行記錄。
1.3.1 蟲源與藥劑
實驗所用幼蟲采自園內(nèi)受紅棕象甲危害的棕櫚科植物,實驗前在同一時間取出并分組。
實驗所用成蟲為園內(nèi)誘捕器誘集所得,采集后統(tǒng)一用新鮮的短穗魚尾葵(Caryota mitis)切段飼養(yǎng)相同時間(2~3 d)后進行實驗。
供試藥劑:16000 IU·mg-1蘇云金桿菌可濕性粉劑(山東榮邦化工有限公司)、45%啶蟲·殺蟲單粉劑(佛山南海綠寶生化技術(shù)研究所)、70%吡蟲啉水分散粒劑[拜耳作物科學(中國)有限公司]、8000 IU·μL-1蘇云金桿菌懸浮劑(山東魯抗生物農(nóng)藥有限責任公司)、1.14%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳劑(濟南一農(nóng)化工有限公司)、球孢白僵菌每克400億孢子可濕性粉劑(江西天人生態(tài)股份有限公司)。
1.3.2 藥效實驗
模擬田間幼蟲危害棕櫚植物時,藥劑從心葉部分進入蛀道內(nèi)的情況,幼蟲實驗采用浸泡法。設置45%啶蟲·殺蟲單、8000 IU·μL-1蘇云金桿菌、70%吡蟲啉、1.14%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽等4組藥劑處理,將供試藥劑分別稀釋成1000倍液的0.5 L藥液,對照組為清水,每處理將幼蟲浸泡10 s后取出,定時觀察幼蟲反應和死亡數(shù)。紅棕象甲存活幼蟲體表米白色、體肥、有彈性、蠕動靈活;死亡幼蟲體表顏色暗淡無光澤,蟲體收縮、僵硬、無彈性,觸碰無反應。
模擬田間植物傷口、裂縫處成蟲防治方式,成蟲實驗采用噴霧法。供試藥劑分別為45%啶蟲·殺蟲單、16000 IU·mg-1蘇云金桿菌可濕性粉劑、70%吡蟲啉、8000 IU·μL-1蘇云金桿菌懸浮劑、400億孢子·g-1球孢白僵菌,分別稀釋相應倍數(shù)藥劑,對照組為清水,用噴霧器將稀釋藥劑約1 mL噴施在蟲體上,并保證每次都能使每頭成蟲接觸到藥劑,隨后定時觀察成蟲狀態(tài)和死亡數(shù)。紅棕象甲死亡成蟲與活蟲外形上無太大差異;但活力上區(qū)別明顯,活蟲非常活躍,通常為背面向上的正常體態(tài),足靈活、有力,死亡成蟲多數(shù)腹面朝上,足呈回縮狀,不動彈,觸碰也無反應,有的后翅會伸出,腹部分泌白色物質(zhì),有臭味。
對新引種棕櫚科苗木進行嚴格的檢疫檢查和處理。根據(jù)園內(nèi)棕櫚科植物種植區(qū)的實際情況,結(jié)合植物樹勢條件、誘集器誘蟲數(shù)量、紅棕象甲的生長規(guī)律和危害情況、種植區(qū)地勢條件等,采取加強栽培管理和化學藥劑防治相結(jié)合的綜合防治措施。一方面通過棕櫚科植物在花、果期適當修剪,減少養(yǎng)分消耗,春、秋、冬季時鉆孔根施棒肥、生物有機肥、磷鉀肥、高濃度復合肥,樹體掛輸營養(yǎng)液等方法改善根部土壤環(huán)境,促根復壯增強樹勢;另一方面結(jié)合成蟲誘捕情況進行局部針對性與日常大范圍的化學藥劑預防,采取不同施藥方式和設備,如利用高空作業(yè)車、植保無人機、無線可視精準掛藥設備高空灌心,利用高壓噴藥車進行葉面及葉柄基部施藥,利用土壤取樣鉆孔機根部施藥,藥劑選用啶蟲·殺蟲單粉包掛包、蘇云金桿菌懸浮劑800~2000倍液、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳劑 800~2000倍液、吡蟲啉水分散粒劑800~2000倍液、啶蟲脒乳油800~2000倍液、敵百蟲晶體800~2000倍液。
采用Excel 2016 進行實驗數(shù)據(jù)處理,運用SPSS Statistics 25.0軟件進行統(tǒng)計分析,差異顯著性采用Duncan氏新復極差法。
在18~30 ℃范圍,紅棕象甲各蟲態(tài)能正常生長發(fā)育;26~30 ℃最適合種群生長發(fā)育,世代存活率高,繁殖能力最強,且死亡率較低[18—19]。各蟲態(tài)發(fā)育起點溫度 14.0~16.4 ℃,整個世代有效積溫為1067.7 ℃·d[18]。廈門冬季平均氣溫13.5 ℃,低溫日數(shù)(日最低氣溫≤10 ℃)平均45 d,極端低溫不低于0 ℃,紅棕象甲各蟲態(tài)(成蟲、蛹、幼蟲、卵)不存在過冷卻點,均有可能成為越冬蟲態(tài)。夏季平均氣溫27.4 ℃,高溫日數(shù)(日最高氣溫≥35 ℃)平均7 d。全年日平均氣溫≥14 ℃的天數(shù)超過300 d,有效積溫約2850 ℃·d,計算出該蟲在廈門地區(qū)理論潛在世代數(shù)為2.7代。
同時,經(jīng)連續(xù)3年實地誘捕監(jiān)測顯示,棕櫚植物種植區(qū)中各季度均有誘捕到紅棕象甲成蟲的記錄。因此,紅棕象甲季節(jié)性高峰期出現(xiàn)明顯,其中4~6月最為活躍,誘捕到成蟲數(shù)量明顯增加,是全年的高峰期,且與其他月份差異顯著;7~10月數(shù)量趨于平穩(wěn),平均每月仍可誘集到30頭以上;7月~次年3月誘捕數(shù)量差異不顯著(表1)。
表1 不同時間對紅棕象甲的誘捕效果Table 1 Effects of Rhynchophorus ferrugineus trapped by traps with different month
誘捕成蟲數(shù)量較多(三年總和大于 50頭,平均大于17頭)的監(jiān)測點有9處,其中⑩位置誘捕到的數(shù)量最多,與其他大部分位置的差異極顯著,此監(jiān)測點附近的棕櫚科植物種類有大王椰子、紅領(lǐng)椰子(Dypsis leptocheilos)、絲葵(Washingtonia filifera)、大絲葵(Washingtonia robusta)、蒲葵(Livistona chinensis)、星果椰(Astrocaryum malybo)(表 2)。
表2 誘捕器設置不同區(qū)域?qū)t棕象甲的誘捕數(shù)量Table 2 The number of Rhynchophorus ferrugineus trapped by traps with different areas
2.2.1 幼蟲
45%啶蟲·殺蟲單組效果最好,擊倒速度快且致死率高;70%吡蟲啉組對紅棕象甲幼蟲擊倒速度快,幼蟲在浸泡后1 h內(nèi)迅速失去活力,致死率83.33%;1.14%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽組在幼蟲浸泡后 20 h內(nèi)使其產(chǎn)生麻痹作用,行動遲緩,活力明顯下降,4 d后致死率達83.33%;8000 IU·μL-1蘇云金桿菌組對紅棕象甲幼蟲作用效果最不明顯,幼蟲在浸泡后4 d內(nèi)仍相對保持活力,其中體型相對較小的1頭幼蟲在第4 d死亡,致死率16.67%,與啶蟲·殺蟲單組差異顯著(P<0.05)(表3)。
表3 對紅棕象甲幼蟲的室內(nèi)藥效表現(xiàn)Table 3 The indoor efficacy of different treatments on Rhynchophorus ferrugineus larvae
2.2.2 成蟲
1000倍濃度下,45%啶蟲·殺蟲單組效果略好于16000 IU·mg-1蘇云金桿菌組,4 d后成蟲死亡率分別為75.00%和71.43%,70%吡蟲啉組4 d后成蟲死亡率為 50.00%,除對照組外,各處理間差異不顯著。其中,啶蟲·殺蟲單組和吡蟲啉組的成蟲在噴施藥液后1 h全部產(chǎn)生麻痹反應,活動受限,速效性好,但啶蟲·殺蟲單組2 d后存活的成蟲活力有所恢復,而吡蟲啉組4 d內(nèi)已受麻痹的成蟲活力未有明顯恢復;蘇云金桿菌組成蟲在接觸藥液后逐漸產(chǎn)生麻痹反應,4 h后全部進入麻痹狀態(tài)且4 d后還活著的成蟲活力仍未明顯恢復(表4)。
表4 對紅棕象甲的成蟲室內(nèi)藥效表現(xiàn)Table 4 The indoor efficacy of different treatments on Rhynchophorus ferrugineus adults
2000倍濃度下,8000 IU·μL-1蘇云金桿菌組表現(xiàn)最好,1 d內(nèi)全部死亡,與其他各處理組差異顯著(P<0.05);其次是400億孢子·g-1球孢白僵菌,4 d致死數(shù)達一半;16000 IU·mg-1蘇云金桿菌組最終致死率為25.00%;70%吡蟲啉組和45%啶蟲·殺蟲單組對成蟲的防治效果較不明顯,最終致死率均為0.00%。其中,兩個蘇云金桿菌處理組噴藥2 h后部分成蟲產(chǎn)生麻痹反應,2 d后16000 IU·mg-1蘇云金桿菌活力逐漸有所恢復,死亡的1頭成蟲在同組中體型相對較?。秽はx·殺蟲單組在噴藥2 h后使成蟲產(chǎn)生麻痹作用,但未致死,1 d后逐漸恢復活力,3 d后全部恢復;吡蟲啉組的成蟲在噴藥1 h后產(chǎn)生麻痹反應,軀體回縮,足活動顫抖,腹面朝上,同樣未致死,2 d后恢復活力,且7 d后仍存活(表5)。
表5 成蟲室內(nèi)藥效表現(xiàn)Table 5 The indoor efficacy of different treatments on Rhynchophorus ferrugineus adults
近4年園內(nèi)因紅棕象甲危害造成死亡的棕櫚科植物為絲葵(Washingtonia filifera)和蒲葵(Livistona chinensis)。通過嚴格執(zhí)行新引種棕櫚科苗木的檢疫檢查,并對園內(nèi)棕櫚科植物加強栽培管理,提高植物自身樹勢、減少內(nèi)部消耗、增強抗病蟲害能力,同時利用多種施藥設備開展化學藥劑防治的綜合防治對策,園內(nèi)棕櫚科植物整體長勢明顯好轉(zhuǎn),葉片數(shù)量增加,顏色鮮亮,病蟲害減少。受害植物死亡數(shù)量逐年減少,2016年死亡6株,2017年死亡4株,2018年死亡1株,2019年死亡0株。由圖1可知,2017~2019年園內(nèi)紅棕象甲成蟲誘捕數(shù)量趨勢明顯下降,2017年誘捕成蟲總數(shù)493頭,月均誘捕41.08頭,2018年誘捕成蟲總數(shù)390頭,月均誘捕到32.5頭,2019年誘捕成蟲總數(shù)243頭,月均誘捕到20.25頭,誘捕總數(shù)年均下降29.79%。棕櫚科植物受紅棕象甲危害致死趨勢與園內(nèi)誘捕成蟲數(shù)量變化趨勢保持一致,均逐年遞減,說明園內(nèi)紅棕象甲蟲口密度有所下降。
圖1 2017~2019年紅棕象甲誘集數(shù)量Fig.1 Number of Rhynchophorus ferrugineus captured from 2017 to 2019
溫度是昆蟲生長發(fā)育的重要環(huán)境因子,對其種群繁衍起著決定性作用。自20世紀90年代中期以來,廈門氣溫變暖趨勢明顯,紅棕象甲在廈門地區(qū)一年可發(fā)生2~3代,冬季不存在過冷卻點,可能以成蟲、蛹、幼蟲、卵各個蟲態(tài)形式越冬,世代重疊嚴重。
成蟲誘捕監(jiān)測規(guī)律與季節(jié)溫度變化規(guī)律相同,廈門冬季(12~2月)平均氣溫13.5 ℃,春雨季(3~4月)平均氣溫17 ℃,雨季(5~6月)平均氣溫24.4 ℃,夏季(7~9月)平均氣溫27.4 ℃,秋季(10~11月)平均氣溫21.3 ℃,園內(nèi)成蟲誘捕從3月開始逐漸增加,全年第1個高峰期也是全年的高峰期出現(xiàn)在4~6月,7~10月數(shù)量較多且變化趨于平穩(wěn),11月下旬起數(shù)量減少。
在相對濕度80%,26 ℃恒溫的條件下,紅棕象甲各蟲態(tài)發(fā)育歷期分別為卵期 3.5 d,9齡幼蟲期36.68 d,結(jié)繭到成蟲產(chǎn)卵前歷期29.96 d,1個世代歷時87~166 d,雌蟲在交尾次日即可產(chǎn)卵[7]。園內(nèi)2月下旬至 3月上旬即可誘捕到成蟲,受危害而死亡的棕櫚植物主要集中在下半年。因此,可以推算出幼蟲主要危害期從3月持續(xù)至11月,5~10月世代重疊嚴重。其中5月起較大可能開始出現(xiàn)第二代幼蟲危害,9月出現(xiàn)數(shù)量較大的兩個世代重疊危害期,這段時間應加強防治。
對紅棕象甲的化學防治研究中,吡蟲啉、啶蟲脒、啶蟲·殺蟲單等具有內(nèi)吸性的殺蟲劑在田間和室內(nèi)實驗的效果明顯[22—24]。本研究在室內(nèi)采用不同藥劑對幼蟲和成蟲處理,其中啶蟲·殺蟲單 1000倍液的藥效相對其他處理較好,昆蟲中毒后蟲體很快呆滯不動,隨即麻痹,身體軟化癱瘓直至死亡。從特性上看啶蟲·殺蟲單是由氯化煙酰類殺蟲劑啶蟲脒和沙蠶毒素類殺蟲劑殺蟲單混配而成,具有內(nèi)吸、觸殺和胃毒作用,對成蟲、幼蟲、卵有殺傷力,速效性較好,持效期在6個月以上[25—26]。施用方法為掛包法,藥劑劑型為淋溶性粉劑,藥劑通過淋溶緩慢滲透進入棕櫚科植物體內(nèi),靶向性強,藥劑利用率高,對環(huán)境安全性好。甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽是一類阿維菌素類殺蟲劑,1000倍液對幼蟲防治效果表現(xiàn)較好,通過胃毒和觸殺作用對節(jié)肢動物發(fā)揮作用[25],用藥后很快導致幼蟲中毒麻痹,停止危害直至癱瘓死亡。與歐善生等[27]研究報道3%甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽500倍液的防治表現(xiàn)相符。蘇云金桿菌是一種革蘭氏陽性芽孢桿菌,以胃毒作用為主[28],在成蟲實驗中兩種濃度蘇云金桿菌都表現(xiàn)相對良好,可以達到迅速擊倒作用,但幼蟲實驗中表現(xiàn)的防治效果不明顯,可能與配制溶液濃度有關(guān),需作進一步實驗處理。16000 IU·mg-1蘇云金桿菌可濕性粉劑和 8000 IU·μL-1蘇云金桿菌懸浮劑在同組比較中懸浮液劑型防治效果更好,活性優(yōu)于可濕性粉劑,可能與其中含有黏度調(diào)節(jié)劑和其他助劑有關(guān)。
棕櫚科植物一般樹體高大,樹齡較長,受害前期癥狀不明顯,當表面出現(xiàn)癥狀時樹體內(nèi)部危害常常已難以挽救,紅棕象甲鉆蛀性危害、幼蟲取食速度快以及開始結(jié)繭的8~9齡老熟幼蟲、預蛹期和蛹期體外包裹著植物纖維織成的繭殼,藥液難以接觸到蟲體等原因造成單獨使用化學藥劑難以起到良好的防治效果。因此需采取多措并舉的防治對策:(1)加強植物引種檢疫。紅棕象甲成蟲自身飛行傳播距離有限,主要是通過寄主苗木調(diào)運等人為方式長途傳播。因此,對移植的棕櫚科植物要加強檢疫,除了供苗方需提供相關(guān)檢疫證明,還要檢查葉腋、樹冠部是否有蛀孔,有無蟲取食后的植物纖維狀物,有無紅棕象甲危害的臭味,葉片是否健康等問題,發(fā)現(xiàn)疑似蟲害問題須予以退貨或銷毀,提高預防意識,嚴防疫情從外界傳入園內(nèi)。(2)增強樹勢。對樹齡較大的棕櫚科植物在花期、果期做適當修剪以減少養(yǎng)分消耗,并增施生物有機肥、磷鉀肥、復合肥等改善根部土壤環(huán)境,促根復壯,增強樹勢,提高樹體抗病蟲害能力。(3)誘捕成蟲。使用昆蟲信息素誘捕成蟲,可一定程度降低田間種群數(shù)量,同時監(jiān)測情況可作為蟲害發(fā)生預測、蟲口密度調(diào)查、時間空間分布等依據(jù),盡早采取有效防治措施,預防疫情蔓延擴散。(4)化學防治。施藥方式采用掛包法和淋灌法精準靶向施藥,提高藥劑有效利用率及對環(huán)境的安全性;日常修剪枯葉、花序的傷口可用高壓噴霧法預防紅棕象甲的侵入;施藥設備可采用植保無人機、高空作業(yè)車、無線可視精準掛藥設備、高壓噴藥車;藥劑可使用啶蟲·殺蟲單粉包掛包、蘇云金桿菌懸浮劑、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽微乳劑、吡蟲啉水分散粒劑、啶蟲脒乳油、敵百蟲晶體等800~1000倍液施用;噴藥時間宜選在無風天氣的清晨或傍晚。在發(fā)現(xiàn)受紅棕象甲危害的棕櫚植物時,需將其半徑100 m范圍內(nèi)棕櫚科植物一同進行防治。
目前合成象甲科昆蟲信息素的主要成分為植物中存在的天然化合物,種類較少[29],紅棕象甲聚集信息素用于紅棕象甲成蟲誘集已二十余年,誘集方式單一,長時間的使用可能使紅棕象甲產(chǎn)生適應性,影響有效誘集。當前利用聲波探測、紅外系統(tǒng)、光譜燈等物理措施作為紅棕象甲誘集和監(jiān)測方式鮮少報道。因此,通過利用紅棕象甲在植物內(nèi)取食時產(chǎn)生的微波、聲波信號或趨光性等生物特性,深入探究樹體內(nèi)紅棕象甲種群波動,為生產(chǎn)中在不破壞樹體的前提下實現(xiàn)鉆蛀性害蟲的早期監(jiān)測提供可能。