松針鞘癭蚊自然耐寒性與過(guò)冷卻點(diǎn)測(cè)定

陳汝敏，薛月光，張 艷，劉 慇，馬安寶，王 靜*，武海衛(wèi)*

（1.青島市西海岸新區(qū)自然資源局，山東青島266555； 2.青島市西海岸新區(qū)薛家島街道農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，山東青島266555；3.山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東濟(jì)南250014）

松針鞘癭蚊Thecodiplosis japonensis Uchida & Inouye 是赤松Pinus densiflora、黑松P.thunbergii[1-2]、油松P.tabulaeformis 和琉球松P.luchuensis[3]等松科植物重要致癭害蟲(chóng)。該蟲(chóng)原產(chǎn)于日本，20 世紀(jì)20年代末傳入韓國(guó)，50—60年代在韓國(guó)造成嚴(yán)重危害[4]。我國(guó)于2016年在山東黃島首次發(fā)現(xiàn)該蟲(chóng)的危害[5]，受害松樹(shù)的松針當(dāng)年冬季干枯脫落，嚴(yán)重影響松林生態(tài)效益的發(fā)揮，對(duì)我國(guó)沿海地區(qū)生態(tài)安全造成嚴(yán)重威脅。

松針鞘癭蚊在我國(guó)及日本、韓國(guó)都是1年1 代，以幼蟲(chóng)在林地表層土中越冬。越冬幼蟲(chóng)5月初化蛹，5月下旬開(kāi)始羽化，羽化期60 d 左右。羽化出的成蟲(chóng)將卵產(chǎn)在針葉束中間，卵孵化后轉(zhuǎn)移至針葉基部的葉鞘內(nèi)危害，致使針葉基部膨大成蟲(chóng)癭。受害松樹(shù)針葉在每年的7月下旬停止生長(zhǎng)[6]。10月中旬起，蟲(chóng)癭內(nèi)的老熟幼蟲(chóng)開(kāi)始脫癭而出，落入地面表土越冬[7]。

溫度是影響昆蟲(chóng)存活、生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的重要因子，也是決定昆蟲(chóng)種群分布區(qū)域的重要因素，溫度過(guò)高或過(guò)低均會(huì)對(duì)昆蟲(chóng)種群繁衍產(chǎn)生不利影響，過(guò)冷卻點(diǎn)和體液冰點(diǎn)是評(píng)價(jià)昆蟲(chóng)耐寒性的重要指標(biāo)，其高低標(biāo)志著昆蟲(chóng)抗寒性的強(qiáng)弱。松針鞘癭蚊在我國(guó)的主要寄主植物有黑松、赤松和油松[8]，這些寄主植物主要分布在黃河流域以北的廣大北方地區(qū)。本文擬通過(guò)自然條件下松針鞘癭蚊耐寒性調(diào)查和過(guò)冷卻點(diǎn)測(cè)定，明確該蟲(chóng)的抗寒能力，以期為預(yù)測(cè)該蟲(chóng)的越冬蟲(chóng)口和北方潛在分布區(qū)域提供理論依據(jù)。

1 研究方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于我國(guó)山東省青島市黃島區(qū)（35°58'14″N，120°11′28″E），屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候，空氣濕潤(rùn)，雨量充沛，溫度適中，四季分明，年平均氣溫12.5 ℃，平均降雨量696.6 mm，無(wú)霜期平均為200 d。試驗(yàn)地內(nèi)優(yōu)勢(shì)喬木樹(shù)種為黑松（平均樹(shù)高6.5 m，平均胸徑12 cm，株行距3×4 m），林下灌木和草本植物主要有葎草Humulus scandens、鬼針草Bidens pilose、白茅Imperata cylindrica 等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 過(guò)冷卻點(diǎn)的測(cè)定

供試蟲(chóng)源：供試松針鞘癭蚊幼蟲(chóng)采自試驗(yàn)地內(nèi)受侵染的黑松。2020年10月下旬，林間剪取受松針鞘癭蚊侵染的黑松當(dāng)年生枝條，將枝條上明顯變短的松針取下，剝掉葉鞘，用解剖刀輕輕剖開(kāi)松針基部膨大部分，再用細(xì)毛筆將幼蟲(chóng)輕輕刷出備用。

測(cè)定方法：先將松針鞘癭蚊幼蟲(chóng)置于1.5 mL 離心管中，把智能昆蟲(chóng)過(guò)冷卻點(diǎn)測(cè)定儀（SUN-V 型，北京鵬程電子科技中心生產(chǎn)）的熱敏電阻感溫探頭與離心管內(nèi)的蟲(chóng)體充分接觸，然后塞入棉花固定（動(dòng)作要輕，不要對(duì)蟲(chóng)體產(chǎn)生傷害），最后將帶蟲(chóng)的離心管放入超低溫冰箱中（DW-HW50 型，中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)），以每分鐘1℃的速率從室溫開(kāi)始降溫，最低溫設(shè)置為-40 ℃。通過(guò)配套軟件記錄數(shù)據(jù)，并繪制蟲(chóng)體溫度變化曲線，確定其過(guò)冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)。每次測(cè)定10 頭，共測(cè)定30 頭。

1.2.2 自然耐寒性測(cè)定

供試蟲(chóng)源：在試驗(yàn)地內(nèi)取林下枯枝落葉層下表層土約1 m2（深度約15 cm），帶回室內(nèi)，在白熾燈下先人工挑揀土中的越冬幼蟲(chóng)： （1）用細(xì)毛筆輕輕轉(zhuǎn)入塑料養(yǎng)蟲(chóng)盒內(nèi)（h=5 cm，φ=10 cm），每盒裝5 頭，然后用林地表層土（不含松針鞘癭蚊幼蟲(chóng)）將養(yǎng)蟲(chóng)盒填滿； （2）先將高度為15 cm、開(kāi)口直徑為5 cm 的塑料養(yǎng)蟲(chóng)盒用林地表層土（不含松針鞘癭蚊幼蟲(chóng)）裝滿，再用細(xì)毛筆將松針鞘癭蚊幼蟲(chóng)輕輕轉(zhuǎn)入土層上方，每盒轉(zhuǎn)移5 頭。

測(cè)定方法：2020年12月28日，結(jié)合氣象預(yù)報(bào)情況，在全國(guó)大范圍寒潮到來(lái)之前，在試驗(yàn)地內(nèi)選取一塊2 m×2 m 的空地，用鐵锨挖出1 m×1.5 m×0.30 m（長(zhǎng)度×寬度×深度）的土槽。（1）將帶蟲(chóng)的塑料養(yǎng)蟲(chóng)盒內(nèi)（h=5 cm，φ=10 cm）埋入土槽內(nèi)，在距離地面高度每5 cm 埋1 層，1 層5 盒。待寒潮過(guò)后（2021年1月5日，下同），將養(yǎng)蟲(chóng)盒帶回實(shí)驗(yàn)室，逐盒檢查幼蟲(chóng)存活情況（將分揀出的幼蟲(chóng)置于培養(yǎng)皿內(nèi)（φ=5 cm），在幼蟲(chóng)體壁滴一滴水，用毛筆輕觸幼蟲(chóng)體表，有反應(yīng)的為活蟲(chóng)，沒(méi)反應(yīng)的為死蟲(chóng)）； （2）將高度為15 cm、開(kāi)口直徑為5 cm 的塑料養(yǎng)蟲(chóng)盒擺放在土槽內(nèi)，上部裸露，四周覆土，共擺放10 個(gè)。待寒潮過(guò)后，將養(yǎng)蟲(chóng)盒帶回實(shí)驗(yàn)室，逐盒檢查幼蟲(chóng)的分布位置和存活情況； （3）待寒潮過(guò)后，在試驗(yàn)地內(nèi)隨機(jī)挖取0.1 m×0.1 m×0.15 m（長(zhǎng)度×寬度×深度）的表層土帶回實(shí)驗(yàn)室，逐盒檢查幼蟲(chóng)存活情況，方法同（1）。試驗(yàn)期間，逐日記載最低氣溫、最高氣溫、天氣、風(fēng)力風(fēng)向等氣象因子數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的過(guò)冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)

對(duì)30 頭松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的試驗(yàn)共得到有效數(shù)據(jù)10 對(duì)，測(cè)定結(jié)果表明，供試的松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)種群的過(guò)冷卻點(diǎn)為-22.06℃，最高值為-17.40℃，最低為-25.60℃； 結(jié)冰點(diǎn)為-18.99℃，最高值為-14.90℃，最低為-20.98℃（見(jiàn)表1）。

表1 松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的過(guò)冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)

2.2 寒潮天氣對(duì)松針鞘癭蚊存活的影響

試驗(yàn)自2020年12月28日起，至2021年1月5日止，期間主要天氣特征表現(xiàn)為降溫降雪天氣，最低氣溫下降10℃，最低氣溫連續(xù)3 天在-10℃以下，屬典型寒潮天氣（見(jiàn)表2）。

表2 試驗(yàn)期間天氣情況

2.2.1 不同土層深度的松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活情況

試驗(yàn)設(shè)置的上層（0—5 cm）、中層（6—10 cm）、下層 （11—15 cm）3 個(gè)不同土層深度松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活率分別為72±30.33%、76±26.08%、76±16.73%（見(jiàn)表3）。方差分析表明，不同土層之間的幼蟲(chóng)存活率沒(méi)有顯著差異（F2，12=0.043，P=0.958）。

表3 不同土層深度的松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活率/%

2.2.2 蟲(chóng)體暴露條件下松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活情況

在完全暴露的條件下，經(jīng)過(guò)-10℃的低溫寒潮后，松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活率為52.86±23.01%，存活的幼蟲(chóng)多表現(xiàn)出土中隱藏的習(xí)性，據(jù)表土層的平均距離為1.62±1.51 cm，最深5.8 cm（見(jiàn)表4）。

表4 寒潮后蟲(chóng)體暴露條件下松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活率和分布深度

2.2.3 自然條件下松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活情況

對(duì)已經(jīng)脫癭落入表層土越冬的松針鞘癭蚊幼蟲(chóng)，在寒潮后，松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)的存活率為98.89±2.71%（見(jiàn)表5）。

表5 寒潮后在自然條件下越冬的松針鞘癭蚊幼蟲(chóng)的存活率

3 結(jié)論與討論

不同昆蟲(chóng)的過(guò)冷卻點(diǎn)通常有很大差異[9-12]，即使同一種昆蟲(chóng)也常因齡期、蟲(chóng)態(tài)、取食寄主、飼養(yǎng)環(huán)境等也不盡相同[13-16]。Li 等[17]于1998年測(cè)定松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)韓國(guó)大田種群的過(guò)冷卻點(diǎn)為-20.93±1.57 ℃； 本文測(cè)定山東種群的過(guò)冷卻點(diǎn)為-22.06±2.66℃?？梢?jiàn)不同地理種群，因生境的不同，其過(guò)冷卻點(diǎn)也有很大差異，也或許是松針鞘癭蚊適應(yīng)新的入侵的的生理響應(yīng)。

自然脫癭落土和有覆蓋物的松針鞘癭蚊越冬幼蟲(chóng)抵御-10℃的低溫寒潮能力較強(qiáng)，其幼蟲(chóng)存活率都可以達(dá)到70%以上，前者更高達(dá)98.89%，而在完全暴露的條件下，接近半數(shù)的幼蟲(chóng)不能存活，其幼蟲(chóng)存活率僅為52.86%?？梢?jiàn)，在松針鞘癭蚊脫癭越冬期，清理地被物，創(chuàng)造裸露的生存環(huán)境，可以有效降低該蟲(chóng)的越冬種群數(shù)量。