从1984年开始,我们进行了美国白蛾生物防治技术研究,历时21年,克服了许多困难,攻克了一个又一个难关,研究出以利用寄生性天敌昆虫――白蛾周氏啮小蜂(Chouioia cunea Yang)(膜翅目:姬小蜂科Eulophidae)和美国白蛾核型多角体病毒(HcNPV)为主的生物防治美国白蛾技术,防治效果十分显著。上海市、大连市、烟台市和青岛市利用本项技术已经有效控制了美国白蛾,特别是上海市,在防治后已经连续六年很难再发现这种害虫。由于本项生物防治技术利用的是自然界原有的控制害虫的生态因子,因而对环境安全,达到既消灭了害虫,又保证了生态环境和人畜的安全,也保护了生物多样性[1][2][3][4]。国务院于2006年3月在关于进一步加强美国白蛾防治工作的通知中,特别强调要科学防治美国白蛾,要进一步加大科技成果转化和推广应用的力度,尤其是加大周氏啮小蜂释放技术、病毒杀虫剂使用技术等的推广应用。“重大外来侵入性害虫――美国白蛾生物防治技术研究”项目获2006年度国家科技进步二等奖。本项研究成果也为北京市采用“绿色”防治技术有效控制美国白蛾提供了科技支撑和技术保障。现将该获奖项目的内容介绍如下。
一.美国白蛾发生的历史和其他国家开展防治的情况
美国白蛾原产北美。二战期间,随军用物资传播到欧洲部分国家和日本,随后又传播到欧洲几乎所有的国家和韩国、朝鲜及日本。一些欧洲国家和韩国、日本曾调查过美国白蛾的天敌,做过病原微生物防治试验,但应用于生产防治成功的事例还未见到[5][6]。前苏联和南斯拉夫根据国际经典生物防治理论,从美国白蛾原产地美国和加拿大先后引进了8种寄生蜂和2种寄生蝇,进行了15年的研究,但最后都没有成功[7]。因此,目前国际上对美国白蛾的防治基本是靠投入大量财力、物力进行化学防治,对美国白蛾的无公害有效防治仍然是一个世界性难题。
二.我国的美国白蛾发生情况和防治难点
我国于1979年首次在辽宁省丹东市发现美国白蛾,随后该害虫扩散蔓延到山东、陕西、河北、天津和上海,在这些发生区都造成过将园林绿化树木、防护林、果树的叶子几乎全部食光的重大灾害,因而成为我国重大的外来入侵害虫,被国家林业局列为全国六大森林病虫害防控对象之一。我国以前这种害虫主要以喷洒化学农药为主进行防治,累计已花费数十亿元,虽然在局部地区取得了一定的控制效果,但对环境污染严重,也大量杀伤了天敌,造成年年防虫、年年有灾的局面,其扩散蔓延和危害的势头有增无减,生产上对有效控制这种严重害虫的要求十分迫切。
美国白蛾在我国发生的特点和防治的难点是:1). 多发生在城市和居民区的园林绿化树木及植物上,因而不能使用对环境、人畜有害的化学农药。2). 危害的植物多,几乎包括了所有造林、园林绿化的树种及果树、蔬菜和农作物,以及多种乔灌木植物和杂草,因而很难做到彻底防治。3). 多在我国沿海城市发生,这些地区的水产养殖业(虾、蟹等)发达,因而对环境较安全的仿生型农药(如灭幼脲等昆虫生长调节剂)不能使用。4). 美国白蛾为害的园林树木和行道树一般都比较高大,现有的喷药机械达不到这么高的扬程,因而防效差。
三.以利用天敌为主的生物防治技术研究内容和成果
我们主要针对上述美国白蛾在我国危害的特点和防治的难点开展研究,汲取国际上其他国家开展美国白蛾防治及研究的经验和教训,确立了以调查筛选、利用我国自己本土天敌昆虫及病原微生物开展美国白蛾生物防治的新思路,进行生物防治技术研究,取得了一系列研究成果,有效的克服和解决了上述问题,达到了显著的防治效果。
1 研究清楚了美国白蛾在我国各发生区的生活史和生物学特性 表明其在我国北方一般一年发生2代,部分发生3代,以蛹在多种隐蔽场所越冬,世代重叠现象严重为其发生的主要特点。
2 明确了美国白蛾在我国危害的寄主植物种类 达49科108属175种,几乎包括了我们栽培的所有林木、果树、园林植物和花卉、蔬菜、农作物,以及多种草本、灌木植物。正是由于其寄主植物的多样性,大大增加了其防治的难度。
3研究了美国白蛾卵块和网幕幼虫的空间分布型 为负二项分布型即聚集分布。计算出了危害不同类型的寄主树种的理论抽样数,为释放小蜂防治时调查美国白蛾幼虫数量、进而准确计算放蜂量提供了依据[8]。
表1 美国白蛾不同密度的理论抽样数(株)
卵块密度 |
0.5 |
0.8 |
1.1 |
1.4 |
1.7 |
2.0 |
抽样数n |
367 |
240 |
183 |
150 |
128 |
114 |
4 对美国白蛾的天敌昆虫进行了系统调查和研究,找到和筛选出了生物防治美国白蛾的特优天敌――白蛾周氏啮小蜂(新属新种) 发现美国白蛾的天敌昆虫在我国共有27种,包括1新属9新种及中国新记录属1个,新记录种4种,描述和发表了这些新天敌[9][10]。
1)白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang, 新属新种[11]
2)白蛾孤独绒茧蜂Dolichogenidea singularis Yang et Wei, 新种[12]
3)白蛾聚集绒茧蜂Cotesia gregalis Yang et You, 新种[12]
4)白蛾黑棒啮小蜂Tetrastichus septentrionalis Yang, 新种[13]
5)山东白蛾啮小蜂Tetrastichus shandongensis Yang, 新种[14]
6)白蛾黑基啮小蜂Tetrastichus nigricoxae Yang, 新种[14]
7)白蛾短角啮小蜂Tetrastichus litoreus Yang, 新种[15]
8)白蛾圆腹啮小蜂Aprostocetus magniventer Yang, 新种[16]
9)白蛾索棒金小蜂Conomorium cuneae Yang et Baur, 新种[17]
同时,调查了天敌的寄生率、寄生习性、雌雄性比等。寄生性天敌昆虫在美国白蛾越冬蛹中的平均寄生率25.80%,在夏季世代蛹中的平均寄生率16.13%。表明这些天敌在自然控制美国白蛾上发挥着一定的作用,但还不足以达到能够自然控制美国白蛾的水平。经多元统计分析,得到了表达白蛾周氏啮小蜂等天敌昆虫对美国白蛾自然寄生数量关系的回归模型。
并对这些天敌进行多重比较分析,发现白蛾周氏啮小蜂的寄生率与其它天敌均没有重叠,是影响总寄生率的关键因子,从而筛选出白蛾周氏啮小蜂作为生物防治美国白蛾所利用的重要天敌[9]。
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