昆明紅火蟻種群發(fā)生特征

張紅梅， 王 燕， 陳宗麒， 諶愛東, 李向永, 尹艷瓊， 趙雪晴， 徐興才， 陳福壽*， 余四友

1云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所; 2云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，云南 昆明 650205; 3福貢縣石月亮鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心,云南 怒江 673405

紅火蟻SolenopsisinvictaBuren屬膜翅目Hymenoptera蟻科Formicidae切葉蟻亞科Mymicinae火蟻屬Solenopsis，是一種重大的危險(xiǎn)性害蟲(Vinson,1997),具有很強(qiáng)的繁殖、擴(kuò)散能力和隱蔽性(Allenetal.,1995)，是一種重要的入侵害蟲(曾玲等,2005； Vinson,1997)。紅火蟻蟻群存在嚴(yán)密的社會(huì)分工和品級(jí)分化,其蟻群結(jié)構(gòu)的變化與整個(gè)群體的發(fā)展密切相關(guān)(Adams & Tschinkel,2001)。2003年，紅火蟻入侵我國(guó)臺(tái)灣后,在廣東(吳川、深圳、廣州、惠州、東莞)、廣西(南寧)、福建、湖南、四川、海南和重慶等地區(qū)相繼被發(fā)現(xiàn)(陸永躍和曾玲，2015； 張潤(rùn)志等，2005； 曾玲等，2005)。2013年10月，云南元謀發(fā)現(xiàn)紅火蟻。目前，云南已有10余個(gè)州市發(fā)生該疫情(胡文蘭等,2017)，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境、人民生活等造成了不同程度的影響。國(guó)內(nèi)已對(duì)紅火蟻生物學(xué)、發(fā)生區(qū)預(yù)測(cè)、危害狀況及入侵、擴(kuò)散、防治技術(shù)等開展了大量研究(黃俊等，2014； 李寧東等，2006； 李慎磊等，2014； 劉杰等，2006； 劉曉燕等，2014； 呂利華等,2006； 潘達(dá)強(qiáng)等,2014； 譚德龍等，2014； 吳碧球等，2014； 許益鐫等，2006； 曾玲等，2005； 周愛明等，2014)。紅火蟻蟻群結(jié)構(gòu)及發(fā)生動(dòng)態(tài)研究在廣州市香蕉園(周愛明等,2011)、廣東吳川(李寧東等,2007)和深圳(江世宏等，2011a，2011b; 許益鐫等,2009)、湖南張家界(周社文等,2009)、廣西柳州(姜潯等,2015)等地均有報(bào)道。云南報(bào)道了紅火蟻發(fā)生調(diào)查和防控(多臘英等,2017； 胡文蘭等,2017； 韋加貴等，2017)。紅火蟻在云南屬高風(fēng)險(xiǎn)有害生物,風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估值為2.25(陳曉燕等,2014)。本項(xiàng)目在昆明公園、農(nóng)田、道路開展紅火蟻實(shí)際發(fā)生危害調(diào)查，2015年選取昆明宜良未受人為干擾的公園旁的楊樹林地，采用挖巢取樣對(duì)紅火蟻各品級(jí)數(shù)量進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì),探索紅火蟻蟻巢各品級(jí)發(fā)生動(dòng)態(tài),為當(dāng)?shù)丶t火蟻的防控提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)

調(diào)查地點(diǎn)位于云南省昆明市宜良縣鄉(xiāng)鴨湖白楊樹林園，海拔1513～1558 m，E103°09.675′-103°10.125′，N24°53.3749′-24°54.022′。宜良縣氣候?qū)儆诒眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，2015年宜良縣平均降雨量約為1189.5 mm，年平均溫度約17.5 ℃，地面受外界干擾較小，冬春季地面有少量枯枝落葉，夏秋季地面生長(zhǎng)雜草，以禾本科為主，地面雜草覆蓋率約50%，土壤為沙壤土。

1.2 調(diào)查方法

2015年1—12月，每個(gè)月取樣一次，每次取3個(gè)蟻巢，選天氣晴朗，每月5—10日上午10∶00—12∶00點(diǎn)取樣。取樣選擇未受破壞、發(fā)育良好、大小基本一致的蟻巢，蟻巢長(zhǎng)寬30～40 cm，取樣前測(cè)量蟻巢的長(zhǎng)、寬、高，按照十字形，縱向取地上蟻巢1/4土壤。先在塑料桶口邊緣涂滑石粉，防止紅火蟻逃逸，同時(shí)做好防護(hù)避免被咬傷。用鏟子把取樣的土壤鏟入塑料桶中蓋好蓋子，并用膠帶紙密封，用GPS做好采集地的相關(guān)信息標(biāo)記，貼上標(biāo)簽，將樣品帶回室內(nèi)進(jìn)行分離處理。地上蟻巢的體積類似半球體，地上蟻巢的體積V=2/3π×(a/2)×(b/2)×h。a為地上蟻丘的長(zhǎng)度，b為地上蟻丘的寬度，h為蟻丘的高度(Tschinkeletal.，1993)。

用淘洗方法分離紅火蟻與土壤。向取樣的塑料桶里加水?dāng)噭?dòng),用漏勺把漂浮在水面的紅火蟻撈在另一只裝有無水乙醇(麻醉紅火蟻)的桶中。重復(fù)多次，直到把所有紅火蟻分離出來。等到紅火蟻不動(dòng)時(shí)，用漏勺過濾樣品，再用自來水沖洗。把樣品倒入塑料盒里，用無水乙醇浸泡一個(gè)月。此時(shí)樣品已經(jīng)除去泥土，但仍含有少量雜質(zhì)如雜草等。

采用沖洗浸泡的方法分離紅火蟻與雜質(zhì)。無水乙醇浸泡樣品一個(gè)月后，用漏勺過濾樣品，自來水反復(fù)沖洗，把樣品放入裝有自來水的塑料桶中澄清15 min，把漂浮在水面的紅火蟻撈在塑料盒里，即為除去所有泥土雜質(zhì)處理干凈的紅火蟻樣品。

本文依據(jù)體長(zhǎng)劃分，職能蟻體長(zhǎng)≥5 mm的為兵蟻，職能蟻體長(zhǎng)<5 mm的為工蟻(李寧東等，2007)。把分離出來處理干凈的紅火蟻晾干后，把樣品倒在篩子里，均勻搖振篩子10次，篩上樣品為個(gè)體較大的蟻后、有翅雌蟻、有翅雄蟻、兵蟻、生殖蟻的幼蟲和蛹；篩下為個(gè)體較小的工蟻、職能蟻的幼蟲和蛹。通過目測(cè)法把篩上個(gè)體較大蟻后、有翅雌蟻、有翅雄蟻，生殖蟻幼蟲和蛹，分別揀出來并單獨(dú)計(jì)數(shù)，剩余兵蟻采用稱重法統(tǒng)計(jì)頭數(shù)；篩下樣品采用稱重法，統(tǒng)計(jì)工蟻、職能蟻幼蟲和蛹的頭數(shù)，電子天平精確度為0.0001 g；按照等分法取樣，對(duì)篩上樣品兵蟻和篩下樣品分別取樣稱重，分別對(duì)篩上兵蟻、篩下工蟻、職能幼蟲和蛹計(jì)數(shù)。地上蟻巢兵蟻數(shù)量/頭=篩上兵蟻總質(zhì)量/篩上兵蟻樣品質(zhì)量×樣品兵蟻的數(shù)量×4；地上蟻巢工蟻數(shù)量/頭=篩下總質(zhì)量/篩下樣品質(zhì)量×樣品中工蟻的數(shù)量×4；地上蟻巢職能蟻幼蟲、蛹合計(jì)的數(shù)量/頭=篩下總質(zhì)量/篩下樣品質(zhì)量×樣品中職能蟻幼蟲蛹合計(jì)數(shù)量×4。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用Excel統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。通過定點(diǎn)定時(shí)取樣蟻巢和測(cè)量蟻巢大小，對(duì)蟻巢蟻群各品級(jí)計(jì)數(shù)，分析蟻巢蟻群結(jié)構(gòu)。單位體積職能蟻數(shù)量=職能蟻的總頭數(shù)/蟻巢總體積。

2 結(jié)果與分析

2.1 生殖蟻年變化規(guī)律

由圖1可知，地上蟻巢中生殖蟻占地上整個(gè)蟻群數(shù)量的0.0015%～1.7982%，生殖蟻從高到低依次為4月>12月>3月>5月>7月>9月>1月>8月>6月>2月>10月>11月，生殖蟻先升高后降低再升高，1—4月逐漸升高，4月最高，5—11月逐漸降低，11月最低，12月生又增高。蟻后高峰在3—4月，3月最高,為0.241%；有翅雌蟻高峰在4、7月，4月最高,為0.9104%；有翅雄蟻高峰在5月和9月，5月最高,為0.4476%；生殖蟻幼蟲和蛹高峰3月、4月和12月，4月最高,為0.7664%。綜合來看，全年生殖蟻各蟲態(tài)的在4月出現(xiàn)較高，全年生殖蟻高峰在3—5月和12月，小高峰在7—9月。

圖1 紅火蟻生殖蟻年變化規(guī)律Fig.1 Population dynamic of S. invicta sexual ants

2.2 職能蟻年變化規(guī)律

由圖2可知，地上蟻巢中職能蟻占98.2018%～99.9985%，11月最高，4月最低，職能蟻比例變化幅度不大，但地上蟻巢中蟻群數(shù)量4月最大，為132247頭，11月蟻群數(shù)量最少，為23678頭。地上蟻巢中工蟻占41.6996%～90.2324%，高峰在2月；兵蟻在7.2658%～50.6546%，高峰在6月；職能蟻幼蟲和蛹在0～22.6292%，職能蟻幼蟲和蛹高峰在7—8月。職能蟻成蟲明顯高于幼蟲和蛹，成蟲年變化趨勢(shì)與職能蟻幼蟲蛹變化趨勢(shì)相反。

紅火蟻職能蟻數(shù)量動(dòng)態(tài)見圖3。工蟻數(shù)量、兵蟻數(shù)量、職能蟻幼蟲和蛹數(shù)量三者變化趨勢(shì)基本一致。工蟻數(shù)量明顯高于兵蟻，工蟻數(shù)量是兵蟻0.8～12.4倍，兵蟻數(shù)量略高于幼蟲和蛹。

綜合來看，工蟻、兵蟻、職能蟻幼蟲和蛹數(shù)量發(fā)生的高峰期在8—9月，小高峰期在4月。

圖2 紅火蟻職能蟻年變化規(guī)律Fig.2 Population dynamic of S. invicta sterile ants

圖3 紅火蟻職能蟻數(shù)量動(dòng)態(tài)Fig.3 Number of S. invicta sterile ants over the year

3 結(jié)論與討論

通過系統(tǒng)調(diào)查，明確2015年昆明宜良地上蟻巢紅火蟻蟻群數(shù)量發(fā)生高峰期在8—9月，小高峰期3—4月。這與深圳市紅火蟻工蟻數(shù)量高峰期7—9月(江世宏等，2011b)有相同之處，但與廣東吳川紅火蟻工蟻活動(dòng)高峰期5—6月和10—11月(李寧東等，2008)，深圳某荒地工蟻?zhàn)匀换顒?dòng)的高峰期在4月下旬—7月上旬、9月上旬—10月下旬、次年2月下—3月下旬(汪世宏等，2011a),與香蕉園內(nèi)紅火蟻工蟻覓食數(shù)量5月和10月是紅火蟻活動(dòng)的2個(gè)高峰期(周愛明等，2011)不一致，這可能是由于調(diào)查地點(diǎn)和方法不一致，紅火蟻發(fā)生受當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、降雨量、土壤溫濕度、土質(zhì)疏松等因素的影響。

昆明1—2月溫度比較低，地上蟻巢紅火蟻數(shù)量相對(duì)較少，且以職能蟻為主；3—4月溫度逐漸回升，降雨很少，地上生殖蟻和職能蟻數(shù)量逐漸升高，4月達(dá)到峰值，3月地上生殖蟻以幼蟲和蛹為主，4月生殖蟻以成蟲、幼蟲、蛹和職能蟻成蟲為主；5—7月溫度逐漸升高，但降雨量逐漸增多，地上生殖蟻和職能蟻的數(shù)量明顯減少；8—9月溫度變化幅度不大，降雨量有所減少，生殖蟻成蟲和職能蟻成蟲數(shù)量達(dá)到峰值；10—12月溫度逐漸降低，降雨量逐漸減少，職能蟻數(shù)量明顯降低，10—11月生殖蟻數(shù)量降低，12月生殖蟻幼蟲和蛹有所增加。經(jīng)過實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，紅火蟻生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖與溫度、地溫、濕度有很大的關(guān)系，這有待下一步的研究。李軍等(2014)研究發(fā)現(xiàn)，蟻巢表層工蟻受地面溫度影響較大，20～35 ℃對(duì)紅火蟻相對(duì)比較適宜，而25～30 ℃為最適宜溫度，在適宜的溫度下，地面溫度比地面濕度影響較大，在不適宜的溫度范圍，地面相對(duì)濕度對(duì)工蟻數(shù)量變動(dòng)有一定的影響。

本文針對(duì)地上蟻巢開展紅火蟻各品級(jí)數(shù)量動(dòng)態(tài)研究，地下蟻巢有待進(jìn)一步開展研究。經(jīng)初步研究明確了紅火蟻各品級(jí)出現(xiàn)高峰期，找到地上蟻巢脆弱時(shí)期，為昆明紅火蟻防控技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐。因此，昆明紅火蟻綜合治理的2個(gè)關(guān)鍵時(shí)期在3—4月和8—9月。