高磊孫榮華孫雪婷

(上海市園林科學規(guī)劃研究院，城市困難立地生態(tài)園林國家林業(yè)和草原局重點實驗室，上海城市困難立地綠化工程技術(shù)研究中心，上海 200232)

黑色枝小蠹Xylosandrus compactus隸屬于鞘翅目Coleoptera象甲科Curculionidae小蠹亞科Scolytinae材小蠹族Xyleborini足距小蠹屬Xylosandrus，英文名black twig borer(BTB)，原分布于亞洲熱帶和亞熱帶地區(qū)，是一種多寄主的鉆蛀性害蟲[1]。我國南方多地有黑色枝小蠹的記載。目前，該蟲已經(jīng)入侵到歐洲、非洲、大洋洲和美洲的多個國家和地區(qū)，并造成了不同程度的危害[2－7]。

抗寒能力是昆蟲一種重要的生理指標，昆蟲能否擴大分布范圍，能否安全越冬，主要依賴其抗寒能力，而越冬蟲態(tài)的過冷卻點和低溫耐受性是衡量昆蟲抗寒能力的重要指標。過冷卻點是昆蟲體液保持液態(tài)的最低溫度，大多數(shù)昆蟲體液結(jié)冰會對其造成致命傷害；抗凍耐寒能力可以反映昆蟲個體的過冷卻點，還可以種群為研究對象，分析低溫對種群的存活率、致死中時等指標的影響[8－9]。

2014年以來，長三角地區(qū)多個城市陸續(xù)發(fā)現(xiàn)黑色枝小蠹危害，且在部分區(qū)域發(fā)生嚴重[10]。由于對黑色枝小蠹的生物學特性缺乏了解，給防控工作帶來了一定的困難。已有研究發(fā)現(xiàn)該蟲在不同地區(qū)的習性存在顯著差異，如其在貴州以卵越冬，上海以成蟲越冬，在海南則沒有明顯的越冬現(xiàn)象[10－12]。筆者在前期的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，上海地區(qū)在2016年初經(jīng)歷了超低溫寒潮(市區(qū)最低溫－7．2℃)后，越冬成蟲的死亡率超過90%。因此，研究黑色枝小蠹越冬成蟲過冷卻點和耐寒抗凍能力，對于了解其生物學特性及越冬存活能力具有十分重要的意義，亦可為該蟲的擴散趨勢預測及綜合防控提供依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 寄主植物

2014年5月—2021年6月，在江蘇省(蘇州市、南京市、常州市)，浙江省(杭州市、紹興市)，福建省(寧德市、福州市)，廣東省(廣州市、珠海市、深圳市)，山東省(日照市)，海南省(儋州市、萬寧市)和上海市各區(qū)等地通過踏查的方式進行調(diào)查，野外發(fā)現(xiàn)有疑似小蠹危害的枯死枝條，用枝剪等工具將枝條內(nèi)的小蠹取出，記錄寄主植物的種類，并將小蠹標本帶回室內(nèi)，參照相關(guān)資料進行形態(tài)學鑒定[13]，將鑒定結(jié)果為黑色枝小蠹所對應(yīng)的植物定為該蟲的寄主植物。所有小蠹標本保存于上海市園林科學規(guī)劃研究院昆蟲標本室。

1．2 上海地區(qū)發(fā)生動態(tài)

2019年4—10月黑色枝小蠹的成蟲發(fā)生期，在野外發(fā)生黑色枝小蠹危害的廣玉蘭Magnolia grandiflora林地(浦東張江，面積約1 500 m2)放置3個小蠹蟲引誘器。將95%的乙醇溶液2 mL裝入緩釋袋中，作為引誘劑使用[14－16]，引誘器使用600 mL礦泉水瓶改裝，將瓶體中間部分截去一半后，倒置懸掛，使用1%的洗滌液作為保存劑。每隔10～14 d收集1次，更換誘芯和保存劑。根據(jù)黑色枝小蠹的誘集情況，結(jié)合每次野外踏查的調(diào)查結(jié)果，判斷其1 a發(fā)生代數(shù)。

1．3 生活習性觀察

2019年4—10月，從野外剪下有黑色枝小蠹危害的廣玉蘭枝條并帶回實驗室，解剖有蟲蟲道84個，查看蟲道內(nèi)黑色枝小蠹的蟲態(tài)、蟲量、行為特征等；隨機測量30根受危害枝條的直徑，計算平均值。

2018年12月，野外隨機剪取若干段受黑色枝小蠹危害而枯萎的廣玉蘭枝條帶回實驗室；根據(jù)侵入孔的位置用園藝剪剖開枝條，統(tǒng)計25個有蟲蟲道內(nèi)黑色枝小蠹的雌雄個體數(shù)和蟲道長度。

1．4 耐寒性測定

1．4．1 供試蟲源

供試黑色枝小蠹成蟲2018年12月采自上海郊區(qū)，將有侵入孔的廣玉蘭枝條剪下放入養(yǎng)蟲盒帶回實驗室，放入5℃低溫恒溫培養(yǎng)箱MIR－254－PC(三洋，溫控范圍為－10～60℃)，相對濕度(65±5)%，保存2周以上。

1．4．2 低溫耐受性測定

測定黑色枝小蠹越冬成蟲在室內(nèi)控溫條件下的低溫持續(xù)存活時間。在試驗開始前，剝開枝條獲取黑色枝小蠹雌蟲，將其放入鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中供試；每個培養(yǎng)皿中放入10頭，然后分別放入溫度為0，－5，－7．5，－10 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中，每個溫度設(shè)置3 次重復；分別在 6，12，24，48，72 h 后統(tǒng)計黑色枝小蠹的死亡情況；判定標準為在體視顯微鏡下用細毛筆輕觸蟲體的觸角和附肢，無自主運動則判定為死亡。

取供試雌雄成蟲各20頭，用過冷卻點測定儀(SUN－V型，北京鵬程電子科技中心)測定其過冷卻點，將蟲體與自動記錄儀一端的熱電偶探頭連接固定后放入－40℃低溫冰箱中，以無蟲體探頭作為空白對照，重復3次。蟲體溫度變化1 s記錄1次，通過計算機及配套的軟件進行記錄和分析，繪制蟲體溫度變化曲線，確定黑色枝小蠹過冷卻點和冰點。

1．5 數(shù)據(jù)分析

使用Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和作圖，利用SPSS 21．0進行數(shù)據(jù)分析，采用Duncan氏新復極差法比較雌雄間過冷卻點及冰點的差異，采用最小顯著性差異法(Least Significant Difference，LSD)分析比較不同低溫條件下黑色枝小蠹存活率差異。

2 結(jié)果與分析

2．1 寄主植物

受黑色枝小蠹危害的寄主植物有廣玉蘭Magnolia grandiflora、白玉蘭M．denudata、二喬玉蘭M．soulangeana、望春玉蘭M．biondii、二球懸鈴木Platanus acerifolia、櫻花Cerasus yedoensis、桃樹Prunus persica、肉桂Cinnamomum cassia、扶芳藤Euonymus fortunei、八角金盤Fatsia japonica、樟Cinnamomum camphora、馬褂木Liriodendron chinese、納塔櫟Quercus nuttallii、楓香Liquidambar formosana、中?？Х菴offea canephora15種。這些植物中，八角金盤為灌木，扶芳藤為藤本灌木，其它均為喬木，其中，發(fā)現(xiàn)廣玉蘭和二球懸鈴木受黑色枝小蠹危害的頻率最高。

2．2 上海地區(qū)發(fā)生動態(tài)

根據(jù)3個誘器中每次收集的黑色枝小蠹成蟲平均數(shù)量，繪制2019年4—10月黑色枝小蠹的種群數(shù)量動態(tài)(圖1)，結(jié)合其發(fā)育歷期推斷，黑色枝小蠹在上海地區(qū)1 a發(fā)生3～4代，世代重疊顯著。

圖1 2019年4—10月黑色枝小蠹種群數(shù)量動態(tài)Fig.1 Population quantity dynamics of Xylosandrus compactus from April to October 2019

2．3 生活習性

黑色枝小蠹蟲道內(nèi)成蟲和幼蟲數(shù)量為1～19頭，平均(7．06±3．76)頭；雌蟲產(chǎn)卵于坑道內(nèi)，卵成堆，產(chǎn)卵量9～30粒，平均(15．8±5．45)粒。 幼蟲孵化后取食坑道壁上菌絲，以此為食直到化蛹，并羽化為新一代成蟲。被危害的枝條直徑0．65～2．25 cm，平均(1．37 ±0．41)cm。

黑色枝小蠹以雌成蟲鉆蛀危害寄主植物枝條。新羽化的成蟲在侵入孔內(nèi)交配，雄成蟲繼續(xù)生活在原坑道內(nèi)直至死亡，雌成蟲自侵入孔飛出擴散至新的場所鉆蛀坑道。

雌成蟲離開母坑道后尋找合適的枝條，蛀新侵入孔鉆進枝條木質(zhì)部，繼而鉆蛀形成坑道，在此過程中不斷有粉狀木屑從侵入孔排出；同一枝條常出現(xiàn)多個侵入孔，孔洞幾乎全部朝下?？拥楞@蛀完成后，成蟲所攜帶的真菌孢子會在坑道壁長出白色菌絲，成為幼蟲和下代成蟲的營養(yǎng)來源。

每個蟲道平均有黑色枝小蠹越冬成蟲(16．84±3．84)頭，其中雌蟲平均 15．42 頭，雄蟲平均1．42 頭，雌雄性比約11∶1，雌性數(shù)量遠遠高于雄性，其蟲道的平均長度為(7．68 ±3．19)mm。

2．4 越冬成蟲耐寒性

在0℃時，黑色枝小蠹成蟲幾乎能全部存活，放置72 h后平均存活9．33頭；在－10℃的條件下，放置12 h后平均存活6．33頭，72 h后僅剩4．67頭。總體來說，溫度越低，在低溫下放置的時間越久，黑色枝小蠹的存活數(shù)量越少(圖2)。

圖2 黑色枝小蠹成蟲在不同低溫下存活數(shù)量Fig.2 Survival number of Xylosandrus compactus adults under different low temperature conditions

黑色枝小蠹雌雄越冬成蟲平均過冷卻點分別為－18．73℃和－18．25 ℃；雄性平均冰點 －17．67 ℃，雌性平均冰點－15．18℃。過冷卻點和冰點在雌雄成蟲間均不存在顯著差異(df＝38，t1＝0．62，t2＝1．75，P>0．05)。

3 結(jié)論與討論

通過野外調(diào)查和室內(nèi)觀察相結(jié)合的方法觀察黑色枝小蠹的生物學特性，筆者前期嘗試多種方法，但始終未能成功建立穩(wěn)定的黑色枝小蠹實驗室種群。翟鳴等在室內(nèi)成功飼養(yǎng)繁殖了與黑色枝小蠹同屬的短翅足距小蠹Xylosandrus brevis實驗室種群[17]。本研究前期曾使用類似的方法繁殖黑色枝小蠹，但未能成功；本研究中還使用了人為鉆孔、冷凍枝條等方式降低枝條生長勢，但新一代羽化成蟲均未持續(xù)在新枝條中侵入定殖(僅有少數(shù)成功侵入)，關(guān)于黑色枝小蠹室內(nèi)繁殖飼養(yǎng)技術(shù)仍然需要進一步研究。本文關(guān)于黑色枝小蠹的生活史情況主要基于野外觀察和誘捕監(jiān)測，并結(jié)合室內(nèi)的發(fā)育情況，今后需要進一步開展持續(xù)性的繁殖飼養(yǎng)，才能更加準確地判斷其發(fā)生世代。

昆蟲的抗寒能力可以在很大程度上決定其分布范圍，對種群的擴散和延續(xù)也至關(guān)重要[8]。有較多的研究圍繞不同種類昆蟲的過冷卻點開展，但針對小蠹類害蟲抗寒性的研究仍然較少。根據(jù)本研究的測定結(jié)果，黑色枝小蠹越冬雌成蟲的平均過冷卻點為－18．73℃，高于鉤紋皮蠹越冬蟲態(tài)(3日齡蛹)的平均過冷卻點－24．31℃[18]，這也是黑色枝小蠹的分布范圍比鉤紋皮蠹小的一個重要原因。盡管2021年初上海同樣經(jīng)歷了一場寒潮(市區(qū)最低氣溫亦低于－7℃)，但當年春季野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，越冬成蟲的死亡率較2016年春季調(diào)查時顯著降低，這表明黑色枝小蠹越冬成蟲已經(jīng)逐漸適應(yīng)了極端低溫的氣候，在上海地區(qū)形成了較為穩(wěn)定的種群。筆者對黑色枝小蠹越冬成蟲過冷卻點的測定只是研究其越冬及抗寒能力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，而影響昆蟲抗寒性的例如氣候條件、地理環(huán)境、體內(nèi)抗寒物質(zhì)含量等因素還需要在后續(xù)的研究中繼續(xù)探索。

黑色枝小蠹一般危害當年生小枝條，害蟲入侵后數(shù)周內(nèi)即可使受害枝條侵入孔前端的葉片萎蔫下垂，最后造成枝條枯死。在野外調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，該蟲不僅危害廣玉蘭、二球懸鈴木等高大喬木，部分灌木或藤本植物也同樣遭受黑色枝小蠹的危害，而相關(guān)文獻顯示，該蟲的寄主十分廣泛，目前已超過200種，并仍在持續(xù)增多[19]，廣泛的寄主極大增加了防治難度。在今后的工作中，應(yīng)加強對黑色枝小蠹寄主植物范圍的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)該蟲危害情況，在發(fā)生初期進行有效控制，防止其進一步擴散蔓延。