黄缘窗萤对灰巴蜗牛的防治潜力初步探究

郭钊翔,潜茁林,刘立伟,徐华潮

(1 浙江农林大学,浙江临安 311300;
2 浙江自然博物院,浙江下城 310014)

萤火虫一般泛指鞘翅目萤科昆虫,目前全世界已知萤火虫约有2000 多种,国内记载80 余种,广泛分布于我国福建、浙江、海南、台湾等多省[1-6],是重要的森林观赏昆虫[4,7-9]。陆生萤火虫主要取食蜗牛、蛞蝓等软体动物,也是重要的天敌昆虫[10-12]。

黄缘窗萤又名金边窗萤、台湾窗萤,广泛分布于我国浙江、福建、台湾等地,主要取食灰巴蜗牛。黄缘窗萤具有发达的臀足,特化的口器,在捕食灰巴蜗牛、同型巴蜗牛、野蛞蝓等软体动物上具有得天独厚的优势。因而,其在防治软体动物方面具有较大的潜力。

近年来,我国林下经济发展迅速,为农林业带来极大收益。其中,铁皮石斛()更是浙江、福建等多省重要的林下经济作物。由于其生活环境与大部分软体动物相近,所以在提倡无农药种植时深受灰巴蜗牛等软体害虫为害,造成降质、减产[13-15]。在实地调查中发现,以灰巴蜗牛、同型巴蜗牛、野蛞蝓3种软体动物为害最为严重。而当下常用的化学防治手段主要成分为四聚乙醛,对环境、森林、人体均极易造成危害,且不符合绿色无污染治理的理念[15-19]。常见的生物防治手段为鸡、鸭、步甲类昆虫的取食,但由于铁皮石斛生长的特殊性,难以防治种植于树上的铁皮石斛,且鸡鸭常常会误食用铁皮石斛[20-21]。因此,新型生物防治手段的开发不仅十分迫切,更是十分必要。

黄缘窗萤对灰巴蜗牛、同型巴蜗牛、野蛞蝓3 种软体动物均存在直接取食行为,有直接防控能力,极具研究和开发利用价值。然而,国内外对其开发利用研究极少,结合铁皮石斛发挥多重价值意义巨大。为此,以黄缘窗萤为研究对象,测定其对软体动物的取食量,判断防控能力,为开发新型生物防治手段提供科学依据。

1.1 供试昆虫

试验所用黄缘窗萤是2020 年多次采集于浙江省杭州市余杭区午潮山国家森林公园,并进行室内人工饲养,以及后续室内饲养环境繁殖的幼虫。

1.2 饲喂猎物

试验用灰巴蜗牛、同型巴蜗牛、野蛞蝓均采自浙江农林大学东湖校区,并于室内饲养。

2.1 黄缘窗萤对3 种软体害虫的捕食喜好性

将恒温恒湿培养箱参数设置为28℃,相对湿度为85%,光周期为L/D=14h/10h。选取健康、大小体型相近、活动能力强的4 龄黄缘窗萤60 头,平均分为3 组,饥饿处理7d 后,将每组分别置入饲养盒(30cm×20cm×8cm)中。选取蜗壳直径约为1.1cm,干燥后重量约为0.6g 的灰巴蜗牛30 头;
蜗壳直径约为1.0cm,干燥后重量约为0.6g 的同型巴蜗牛30 头;
体长约为1.3cm 的野蛞蝓30 头。以上饲喂猎物平均分为3 组,分别置入饲养盒中,饲养盒置入恒温箱中。7d 后取出饲养盒,统计取食猎物种类与数量。重复3 次。

2.2 不同龄期黄缘窗萤对灰巴蜗牛的致死时长测定

将供试昆虫按龄级分类,分别分为3 龄、4 龄、5龄、6 龄,每个龄级10 只。将恒温恒湿培养箱参数设置为28℃,相对湿度为85%,光周期为L∶D=14h∶10h。在最后一次喂食黄缘窗萤幼虫后,将其置入培养箱中,饥饿处理7d 后分别置入4.0cm×4.0cm×2.5cm 的透明饲养盒中,观察取食行为,并记录每只幼虫对灰巴蜗牛的致死时长(以蜗牛无应激反应,肉体松散作为蜗牛死亡标志)。

2.3 不同龄期的黄缘窗萤对灰巴蜗牛的取食量测定

本试验将恒温恒湿培养箱参数设置为28℃,相对湿度为85%,光周期为L∶D=14h∶10h。选取体型大小相近、活动能力强的黄缘窗萤幼虫3、4、5、6 龄幼虫各30 只,按龄级以10 只幼虫为一组分别置入饲养盒(20cm×12cm×8cm)中,饲养盒内放置树皮、枯枝、树叶等模拟野外环境,在最后一次喂食后,饥饿处理7d后,置于培养箱中。取蜗壳直径约为1.1cm,干燥总重量约为0.6g 的健康、活动能力强的灰巴蜗牛15 只,称重记录重量后,投放入黄缘窗萤幼虫所在的饲养盒内。以7d 时间作为捕食周期。7d 后,将蜗牛取出,分别记录每组黄缘窗萤幼虫取食数量,将所有蜗牛干燥后,使用电子天平称重,记录每组取食前与取食后的蜗牛重量差。重复上述试验步骤总计3 次。

3.1 黄缘窗萤对3 种软体害虫的捕食喜好性

由表1 可以看出,4 龄黄缘窗萤幼虫对3 种猎物的Ci值均大于0 且小于1,说明黄缘窗萤对灰巴蜗牛、同型巴蜗牛、野蛞蝓均有正喜好性,且对灰巴蜗牛的喜好值远远大于同型巴蜗牛和野蛞蝓。

表1 4 龄黄缘窗萤幼虫对不同猎物的捕食量

3.2 不同龄期黄缘窗萤对灰巴蜗牛的致死时长测定

由于1 龄、2 龄的黄缘窗萤体型过小,只能取食灰巴蜗牛肉糜,无法独立捕食灰巴蜗牛,因此在本试验中未设置1 龄和2 龄的试验组,试验设置将1 只灰巴蜗牛单独放入4.0cm×4cm×2.5cm 的透明饲养盒中,以此为对照组,排除蜗牛自然死亡的影响。在28℃下,3、4、5、6 龄的幼虫对灰巴蜗牛的致死时长见表2。可见,在相同条件下,各个龄级对灰巴蜗牛的致死时长有差异,但并不明显,均在31min 左右可杀死灰巴蜗牛,其中4 龄幼虫对灰巴蜗牛致死时长最短,5 龄幼虫对灰巴蜗牛致死时长最长,部分幼虫可在18min 内致死灰巴蜗牛,有些则超过23min。

表2 不同龄级的黄缘窗萤幼虫对灰巴蜗牛的致死时长

3.3 不同龄期的黄缘窗萤对灰巴蜗牛的取食量测定

由于1、2 龄黄缘窗萤幼虫集群捕食能力较弱,故未独立设置1、2 龄幼虫分组。由表3 可知,黄缘窗萤幼虫对灰巴蜗牛的取食量与龄级有一定关系,3~5 龄随龄级增加,取食量也有大幅增长,6 龄有小幅下降。通过对比捕食量(头)可以看出,黄缘窗萤在6 龄时出现非常大的极端值,最多可取食10 头,而最少则为1 头。

表3 不同龄级黄缘窗萤幼虫对灰巴蜗牛的周取食量

4.1 黄缘窗萤对3 种软体害虫的捕食喜好性

通过前期饲养观察,4 龄的幼虫在运动、捕食上均最为活跃,在健康判定上最为简单,因此选用了4 龄的幼虫作为试验用虫。选用喂饲猎物也均在室内长期饲养,保证健康与活性。试验结果表明,黄缘窗萤幼虫对常见的3 种软体害虫均有取食喜好性,对灰巴蜗牛喜好性极高,这与郭琼[11]在确定灰巴蜗牛与野蛞蝓的捕食喜好程度试验结果相同。因此,理论上黄缘窗萤可以作为天敌昆虫,在无农药、无污染的前提下对这3 种软体害虫进行生物防治。灰巴蜗牛在我国尤为常见,尤其在浙江、福建等省,每年对林农业造成巨大的经济损失。据野外调查,为害林下经济作物铁皮石斛的软体害虫中,灰巴蜗牛占比最高,将黄缘窗萤幼虫运用到林下铁皮石斛的灰巴蜗牛防治上,为解决铁皮石斛无污染防治灰巴蜗牛难题提供了全新思路.为探究该防治方法是否理论可行,应进行后续试验深入探究。

4.2 不同龄期黄缘窗萤对灰巴蜗牛的致死时长测定

试验表明,各个龄级黄缘窗萤的幼虫对灰巴蜗牛的致死时长均在30min 左右,这与胸窗萤对灰巴蜗牛的致死时长基本一致[10]。同时不同龄级的幼虫以及不同个体间的差异并不显著,致死时长与龄级之间的变化与预期不同,整体来说无明显关系,致死时长基本保持一致。致死时长可能更多地取决于幼虫本身状态以及饥饿程度,具体仍需后续相关研究证实。黄缘窗萤幼虫对灰巴蜗牛的致死时长的测定,是衡量其作为天敌昆虫对灰巴蜗牛防治效率的指标。也为后续捕食机理的深入探究奠定了一定的基础,消化道水提取液的致死效率也是基于这一参照量完成的,为消化道提取液的开发利用提供了可靠的参考数据。

4.3 不同龄期的黄缘窗萤对灰巴蜗牛的取食量测定

本试验中,于饲养盒中投入远超黄缘窗萤周捕食量的活动能力强且健康的灰巴蜗牛,提供足够的捕食猎物,以确保黄缘窗萤幼虫取食时不会出现目标超出自己捕食能力而放弃的情况。灰巴蜗牛作为软体动物体内含水量高,蜗壳也容易吸收水分保持湿润状态[24],黄缘窗萤幼虫生活环境极其潮湿,灰巴蜗牛容易在里面吸收水分,被取食导致死亡的灰巴蜗牛的剩余组织也容易吸收空气中的水分在壳内形成积水,因此直接测量蜗牛重量极易造成误差,甚至出现取食后重量超过取食前重量的错误试验结果。因此,试验所用的蜗牛在称重时均保持干燥状态,也可以更加明显直观地了解取食重量。

黄缘窗萤幼虫各龄级体型差异明显,每一龄级体长体宽差距十分显著[12],窗萤属昆虫均是如此[11,25],体型的增大意味着对食物量的需求增大。因此,在3~5 龄时,随着龄级的增大,取食数量增多,取食量显著增大,在5 龄时达到最大值。6 龄的黄缘窗萤幼虫属于老熟幼虫,在活动积极性上弱于其他龄级幼虫,捕食量有所下降,该结果与其他鞘翅目昆虫类似[26],可能在其他龄期已经积累足够能量,活动性减弱,为化蛹或越冬做准备。极端值的出现说明黄缘窗萤6 龄幼虫单次取食量可能仍然很大,可能与本身需求量有关,但仍需进一步试验论证。

试验在一定程度上模拟了野外环境,说明了黄缘窗萤幼虫有概率可以投放在林间作为灰巴蜗牛的天敌昆虫进行生物防治。结合各龄期的取食量以及各个龄期的周期[12],综合考虑,投放4 龄黄缘窗萤幼虫最为合适,取食量大,捕食周期长,不会因为迅速进入6 龄取食量降低,能持续性对林间灰巴蜗牛进行防控。

试验测定了黄缘窗萤对3 种软体害虫的喜好性,并在室内模拟地形,证实了黄缘窗萤可作为天敌昆虫用于灰巴蜗牛的生物防治,但是并未进行林下试验,无法测定在野外林间投放黄缘窗萤效果如何。在后续试验中,若能进行林下试验,证实确实可行,并且发挥其观赏价值,那么开发价值将大大提升。例如运用在同样大量遭受灰巴蜗牛危害的园林景观中,既可以发挥自身的观赏价值,又可以作为天敌昆虫用于防治蜗牛危害景观植物[27-28],蜗牛本身容易携带、滋生大量细菌[29],蜗牛的防控对景观中的游客也大有好处。因此,对于园林景观来说,有着巨大的待开发空间以及运用价值。

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