松针鞘瘿蚊自然耐寒性与过冷却点测定

陈汝敏，薛月光，张 艳，刘 慇，马安宝，王 静*，武海卫*

（1.青岛市西海岸新区自然资源局，山东青岛266555； 2.青岛市西海岸新区薛家岛街道农业服务中心，山东青岛266555；3.山东省林业科学研究院，山东济南250014）

松针鞘瘿蚊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]等松科植物重要致瘿害虫。该虫原产于日本，20 世纪20年代末传入韩国，50—60年代在韩国造成严重危害[4]。我国于2016年在山东黄岛首次发现该虫的危害[5]，受害松树的松针当年冬季干枯脱落，严重影响松林生态效益的发挥，对我国沿海地区生态安全造成严重威胁。

松针鞘瘿蚊在我国及日本、韩国都是1年1 代，以幼虫在林地表层土中越冬。越冬幼虫5月初化蛹，5月下旬开始羽化，羽化期60 d 左右。羽化出的成虫将卵产在针叶束中间，卵孵化后转移至针叶基部的叶鞘内危害，致使针叶基部膨大成虫瘿。受害松树针叶在每年的7月下旬停止生长[6]。10月中旬起，虫瘿内的老熟幼虫开始脱瘿而出，落入地面表土越冬[7]。

温度是影响昆虫存活、生长发育和繁殖的重要因子，也是决定昆虫种群分布区域的重要因素，温度过高或过低均会对昆虫种群繁衍产生不利影响，过冷却点和体液冰点是评价昆虫耐寒性的重要指标，其高低标志着昆虫抗寒性的强弱。松针鞘瘿蚊在我国的主要寄主植物有黑松、赤松和油松[8]，这些寄主植物主要分布在黄河流域以北的广大北方地区。本文拟通过自然条件下松针鞘瘿蚊耐寒性调查和过冷却点测定，明确该虫的抗寒能力，以期为预测该虫的越冬虫口和北方潜在分布区域提供理论依据。

1 研究方法

1.1 试验地概况

试验地位于我国山东省青岛市黄岛区（35°58'14″N，120°11′28″E），属暖温带半湿润大陆性气候，空气湿润，雨量充沛，温度适中，四季分明，年平均气温12.5 ℃，平均降雨量696.6 mm，无霜期平均为200 d。试验地内优势乔木树种为黑松（平均树高6.5 m，平均胸径12 cm，株行距3×4 m），林下灌木和草本植物主要有葎草Humulus scandens、鬼针草Bidens pilose、白茅Imperata cylindrica 等。

1.2 试验方法

1.2.1 过冷却点的测定

供试虫源：供试松针鞘瘿蚊幼虫采自试验地内受侵染的黑松。2020年10月下旬，林间剪取受松针鞘瘿蚊侵染的黑松当年生枝条，将枝条上明显变短的松针取下，剥掉叶鞘，用解剖刀轻轻剖开松针基部膨大部分，再用细毛笔将幼虫轻轻刷出备用。

测定方法：先将松针鞘瘿蚊幼虫置于1.5 mL 离心管中，把智能昆虫过冷却点测定仪（SUN-V 型，北京鹏程电子科技中心生产）的热敏电阻感温探头与离心管内的虫体充分接触，然后塞入棉花固定（动作要轻，不要对虫体产生伤害），最后将带虫的离心管放入超低温冰箱中（DW-HW50 型，中科美菱低温科技有限责任公司生产），以每分钟1℃的速率从室温开始降温，最低温设置为-40 ℃。通过配套软件记录数据，并绘制虫体温度变化曲线，确定其过冷却点和结冰点。每次测定10 头，共测定30 头。

1.2.2 自然耐寒性测定

供试虫源：在试验地内取林下枯枝落叶层下表层土约1 m2（深度约15 cm），带回室内，在白炽灯下先人工挑拣土中的越冬幼虫： （1）用细毛笔轻轻转入塑料养虫盒内（h=5 cm，φ=10 cm），每盒装5 头，然后用林地表层土（不含松针鞘瘿蚊幼虫）将养虫盒填满； （2）先将高度为15 cm、开口直径为5 cm 的塑料养虫盒用林地表层土（不含松针鞘瘿蚊幼虫）装满，再用细毛笔将松针鞘瘿蚊幼虫轻轻转入土层上方，每盒转移5 头。

测定方法：2020年12月28日，结合气象预报情况，在全国大范围寒潮到来之前，在试验地内选取一块2 m×2 m 的空地，用铁锨挖出1 m×1.5 m×0.30 m（长度×宽度×深度）的土槽。（1）将带虫的塑料养虫盒内（h=5 cm，φ=10 cm）埋入土槽内，在距离地面高度每5 cm 埋1 层，1 层5 盒。待寒潮过后（2021年1月5日，下同），将养虫盒带回实验室，逐盒检查幼虫存活情况（将分拣出的幼虫置于培养皿内（φ=5 cm），在幼虫体壁滴一滴水，用毛笔轻触幼虫体表，有反应的为活虫，没反应的为死虫）； （2）将高度为15 cm、开口直径为5 cm 的塑料养虫盒摆放在土槽内，上部裸露，四周覆土，共摆放10 个。待寒潮过后，将养虫盒带回实验室，逐盒检查幼虫的分布位置和存活情况； （3）待寒潮过后，在试验地内随机挖取0.1 m×0.1 m×0.15 m（长度×宽度×深度）的表层土带回实验室，逐盒检查幼虫存活情况，方法同（1）。试验期间，逐日记载最低气温、最高气温、天气、风力风向等气象因子数据。

2 结果与分析

2.1 松针鞘瘿蚊越冬幼虫的过冷却点和结冰点

对30 头松针鞘瘿蚊越冬幼虫的试验共得到有效数据10 对，测定结果表明，供试的松针鞘瘿蚊越冬幼虫种群的过冷却点为-22.06℃，最高值为-17.40℃，最低为-25.60℃； 结冰点为-18.99℃，最高值为-14.90℃，最低为-20.98℃（见表1）。

表1 松针鞘瘿蚊越冬幼虫的过冷却点和结冰点

2.2 寒潮天气对松针鞘瘿蚊存活的影响

试验自2020年12月28日起，至2021年1月5日止，期间主要天气特征表现为降温降雪天气，最低气温下降10℃，最低气温连续3 天在-10℃以下，属典型寒潮天气（见表2）。

表2 试验期间天气情况

2.2.1 不同土层深度的松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活情况

试验设置的上层（0—5 cm）、中层（6—10 cm）、下层 （11—15 cm）3 个不同土层深度松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活率分别为72±30.33%、76±26.08%、76±16.73%（见表3）。方差分析表明，不同土层之间的幼虫存活率没有显著差异（F2，12=0.043，P=0.958）。

表3 不同土层深度的松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活率/%

2.2.2 虫体暴露条件下松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活情况

在完全暴露的条件下，经过-10℃的低温寒潮后，松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活率为52.86±23.01%，存活的幼虫多表现出土中隐藏的习性，据表土层的平均距离为1.62±1.51 cm，最深5.8 cm（见表4）。

表4 寒潮后虫体暴露条件下松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活率和分布深度

2.2.3 自然条件下松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活情况

对已经脱瘿落入表层土越冬的松针鞘瘿蚊幼虫，在寒潮后，松针鞘瘿蚊越冬幼虫的存活率为98.89±2.71%（见表5）。

表5 寒潮后在自然条件下越冬的松针鞘瘿蚊幼虫的存活率

3 结论与讨论

不同昆虫的过冷却点通常有很大差异[9-12]，即使同一种昆虫也常因龄期、虫态、取食寄主、饲养环境等也不尽相同[13-16]。Li 等[17]于1998年测定松针鞘瘿蚊越冬幼虫韩国大田种群的过冷却点为-20.93±1.57 ℃； 本文测定山东种群的过冷却点为-22.06±2.66℃。可见不同地理种群，因生境的不同，其过冷却点也有很大差异，也或许是松针鞘瘿蚊适应新的入侵的的生理响应。

自然脱瘿落土和有覆盖物的松针鞘瘿蚊越冬幼虫抵御-10℃的低温寒潮能力较强，其幼虫存活率都可以达到70%以上，前者更高达98.89%，而在完全暴露的条件下，接近半数的幼虫不能存活，其幼虫存活率仅为52.86%。可见，在松针鞘瘿蚊脱瘿越冬期，清理地被物，创造裸露的生存环境，可以有效降低该虫的越冬种群数量。