松材线虫病媒介昆虫的天敌及其应用研究进展

张彦龙，王小艺，杨忠岐，魏可，曹亮明

(中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所，国家林业和草原局森林保护学重点实验室，国家林业和草原局生物防治工程技术研究中心，北京 100091)

松材线虫病也称松树枯萎病，是由松材线虫Bursaphelenchus xylophilus侵染健康松树导致其枯萎的一种病害[1－2]。 病原松材线虫原产北美洲，在加拿大、美国和墨西哥等国均有广泛分布[3]，后传播到亚洲和欧洲多地[4－6]。 在传入地定殖以后，广泛扩散蔓延，给当地的松林造成了毁灭性破坏。 松材线虫是生活在树木木质部的植物寄生线虫，只限于在木质部活动，无法自行从病树传播到健康树，它的传播扩散与媒介昆虫紧密相关[7－8]。 利用病树中媒介昆虫羽化飞出特性，松材线虫可在特定时期主动附着在媒介昆虫体表或体内，随媒介昆虫一同传播到健康树[9]。 可见媒介昆虫是松材线虫病传播链条上必不可少的一环，通过防治媒介昆虫切断传播链也是国内外公认有效的松材线虫病防治措施。目前已知的媒介昆虫均为天牛类，此类昆虫大部分时间隐蔽在树体内营钻蛀生活，因常规防治措施很难接触虫体而防效不佳；天敌作为自然控制因子可以自行找到天牛并发挥控制作用，是防治该类害虫的最佳途径之一。

1 松材线虫病媒介昆虫及其天敌种类

1.1 媒介昆虫种类

全球范围内能够携带松材线虫的昆虫很多，但已证实可作为传播媒介的昆虫只有7 种，全部为墨天牛属Monochamus种类(表1)。 日本是松材线虫在亚洲的最早传入国[4]，松褐天牛M.alternatus和云杉花墨天牛M.saltuarius[8－10]是当地的主要媒介昆虫。 朝鲜半岛上松材线虫的媒介昆虫和日本一致。中国最主要的媒介昆虫种类与日韩相同，在以马尾松Pinus massoniana、黑松P.thunbergii、赤 松P.densiflora等为主的林区内，松褐天牛是最主要的媒介昆虫[11]，以樟子松P.sylvestrisvar.mongolica、红松P.koraiensis为主的林区内，云杉花墨天牛是最主要的媒介昆虫[12－13]。 在松材线虫原产地北美地区，有4 种墨天牛是传播媒介，最主要的媒介是卡罗莱纳墨天牛Monochamus carolinesis，其次是松墨斑墨天牛M.mutator、白点墨天牛M.scutellatus[14－15]和南美墨天牛M.titillator[16]。 在欧洲的葡萄牙和西班牙，加洛墨天牛M.galloprovincialis是当地松材线虫最主要的媒介昆虫[17－18]。 北美洲、亚洲和欧洲的松材线虫分布区均有1 ～2 种与本地寄主树紧密相关的媒介昆虫是主要传播媒介。 除已被证实的7 种媒介昆虫外，钝角墨天牛M.obtusus、香枞墨天牛M.marmorator、墨点墨天牛M.notatus、粗点墨天牛M.clamator[19－20]和白斑墨幽天牛M.nitens[21]、巨墨天牛M.grandis[19]、云杉小墨天牛M.sutor[22－23]、云杉大黑天牛M.urussovi[24]均可携带松材线虫，最有可能成为新的传播媒介，但是目前还没有证据显示它们能够传播松材线虫。

表1 已证实可传播松材线虫的媒介昆虫Tab.1 Vector insects proved can transmit pine wood nematode

1.2 媒介昆虫的天敌种类

在松材线虫原产地北美洲地区，对松材线虫媒介昆虫的天敌几乎没有研究；亚洲的中国、日本和韩国是研究和利用天敌防治媒介昆虫最多的国家，主要防控对象是松褐天牛，其次是云杉花墨天牛；欧洲的葡萄牙和西班牙有一些关于加洛墨天牛天敌的调查工作，但无应用的实例。

据记载，松褐天牛在全世界的天敌约有100 种，包括白僵菌在内的13 种病原真菌，1 种细菌，2 种线虫，1 种微粒子虫，27 种捕食性昆虫，包括花绒寄甲Dastarcus helophoroides、肿腿蜂Sclerodermusspp.在内的22 种寄生性天敌，33 种食虫鸟类，还有一些捕食性的蜘蛛[25－26]。 其中，松褐天牛卵金小蜂Callimomoides monochaphagae是寄生松褐天牛卵的新天敌，该蜂在野外对松褐天牛卵的寄生率最高达12.6%，是一种有利用前景的天敌昆虫[27]。 作为生防资源正在利用的天敌仅有球孢白僵菌Beauveria bassiana、金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae[28]、花绒寄甲和肿腿蜂等。

关于云杉花墨天牛的天敌，日本记载了捕食性的茶色叩甲Stenagostus umbratilis，寄生性的短颊金小蜂Cleonymus serrulatus和几种柄腹茧蜂Spathiusspp.[29－30]；我国记载有花绒寄甲[31]、肿腿蜂[32]和暗姬蜂Rhimphoctona lucida[33]等。 在韩国发现了龟蚁兜姬蜂Dolichomitus cephalotes、章红天牛兜姬蜂D.curticornis和纳喀兜姬蜂D.nakamurai3 种兜姬蜂，还发现了西伯利亚端脊姬蜂Echthus reluctator、2 种捕食性天敌日本谷盗Trogossita japonica和拟蚁态郭公虫Thanasimus lewisi[34－36]。 除中国尝试利用花绒寄甲和肿腿蜂防治云杉花墨天牛外，其他国家均未将天敌应用于该天牛防治。 仅见韩国开展了利用云杉花墨天牛繁育哈氏肿腿蜂Sclerodermus harmandi的研究[37]。

在欧洲的葡萄牙记载了加洛墨天牛幼虫期的几种天敌。 最早发现了3 种幼虫期茧蜂，中脊茧蜂Cyanopterus flavator数量最多，其次是赤腹深沟茧蜂Iphiaulax impostor和刻鞭茧蜂Coeloides sordidator[38]；后来又发现了乌黑刻柄茧蜂Atanycolus denigrator和伊氏刻柄茧蜂A.ivanowi2 种刻柄茧蜂，1种矛茧蜂Doryctes striatellus，1 种凿姬蜂Xorides depressus，1 种悬茧蜂Meteorus corax[39－40]。 在目前没有松材线虫病分布的西班牙，从加洛墨天牛身上分离出3 株虫生真菌，其中假性球孢白僵菌Beauveria pseudobassiana被认为是加洛墨天牛重要的自然种群调控因子[41]；另外，葡萄牙南部存在啄木鸟捕食该天牛的现象[42]。

2 媒介昆虫天敌资源的应用

各松材线虫病入侵地记载的媒介天敌主要包括寄生性、捕食性和病原微生物3 类，但是真正用于媒介昆虫防治的天敌类型只有寄生性天敌(花绒寄甲、肿腿蜂)和少量的病原微生物(白僵菌)，还未见应用捕食性天敌。 白僵菌使用最多的国家是日本和中国，利用肿腿蜂和花绒寄甲主要集中在中国，韩国有少量应用引进中国肿腿蜂的情况。

2.1 白僵菌的应用

白僵菌在自然界分布广泛，据记载，其可侵染6目15 科200 多种昆虫和螨。 日本是最早发现和利用白僵菌控制松褐天牛的国家。 1980 年，Shimazu等从松褐天牛尸体上分离到了球孢白僵菌，做成制剂喷洒在有松褐天牛幼虫的木段上，对天牛幼虫的致死率最高可达75%，后来还发现该菌能感染松褐天牛成虫[43]。

发现球孢白僵菌对松褐天牛的作用后，寻找高致病力菌株、开发菌株发酵技术和高效施用方法成为主要研究方向。 Shimazu 筛选出日本本土高致病力菌株F－263，发现温度对其发育有较大影响[44]。我国也发现并筛选了多个优质菌株；丁珊 等筛选出8 株培养性状好的菌株[45]；张立钦 等采集6 个球孢白僵菌自然菌株，发现菌株Bxs 对松褐天牛幼虫的毒力最强[46]；胡加付 等筛选出对松褐天牛毒力较高的白僵菌菌株Bb202[47]；韩兵 等筛选出白僵菌菌株226[48]。 Motobayashi 等尝试了不同培养基对白僵菌产孢的影响，找到了高效繁育的配比[49]。 马良进 等筛选出菌株F－263 优质载体和适合的培养液[50－51]。 利用生物和非生物介质携带白僵菌可提高防治效果。 最早是利用无纺布携带白僵菌孢子缠绕受害树干，提高防治效果[52]；在寄主树皮下埋植含有白僵菌的麦麸可提高感染率[43]；利用小蠹虫携带白僵菌孢子能提高其对天牛的侵染率[53－54]；利用肿腿蜂携带白僵菌主动传染松褐天牛，可提高传播效率[55－56]。

日本森林综合研究所利用白僵菌防治松褐天牛的研究工作也取得初步成效。 其操作方法是将白僵菌菌丝块(含琼脂)涂抹于无纺布条上，将带菌布条覆盖于林间的伐倒木上，进而感染松褐天牛；或将白僵菌菌丝块制成条状固体，直接塞入天牛虫孔，防治效果可达80%以上[57]。

我国借鉴日本的经验，将白僵菌无纺布条用于松褐天牛的生物防治，也取得了一定的防治效果，但在使用白僵菌过程中也存在一些问题。 首先白僵菌的自行传播能力较差，天牛不接触就不会被侵染，如在一些小枝以及树顶端的天牛很少被侵染。 其次，无纺布菌条在野外悬挂时耗费人力物力，在一些山高路远的地方以及主干很高的树上难以实现。 如何提高白僵菌在林间的传播范围，降低无纺布悬挂的成本，以及如何更好的利用昆虫携带白僵菌提高天牛的感染率，是将来需要研究解决的问题，同时也必须考虑对其他昆虫的毒性[58]。

2.2 花绒寄甲的应用

花绒寄甲是天牛类昆虫的寄生性天敌，在防治松褐天牛上应用最广，作用于松褐天牛的预蛹和蛹，是防治松褐天牛最有效的天敌之一[59]。 1982 年日本的Okamoto 首先记载花绒寄甲能导致松褐天牛蛹的高死亡率[60]，1986 年我国在浙江省萧山也发现花绒寄甲对松褐天牛幼虫的寄生率为20% ～30%[61]。

日本发现花绒寄甲后，初步研究了花绒寄甲的人工饲料，并开展了一些室内试验和野外小规模试验，但没有规模化繁育和应用。 Ogura 等利用制成的人工饲料喂养花绒寄甲，其羽化率约12.5%[62]。Ishii 在试验室研究了花绒寄甲产卵和发育状况，并在野外开展了小规模试验[63－64]。 释放花绒寄甲成虫到松褐天牛侵害的木段上，70%的松褐天牛被寄生；在松材线虫危害的赤松林中释放花绒寄甲后，松褐天牛的死亡率显著提高[65－66]。

中国自1986 年在松褐天牛上发现花绒寄甲以来，利用其防治松褐天牛的研究取得很大进展。 首先，确定了寄生不同天牛的花绒寄甲生物型不同，发现了松褐天牛生物型花绒寄甲——花斑花绒寄甲，其个体攻击和寄生松褐天牛的效率远远高于其他天牛生物型[67]。 其次，开发了松褐天牛生物型花绒寄甲成虫和卵的规模化繁育方法，为野外大量释放奠定了基础，促进了花绒寄甲在防治松褐天牛上的应用。花斑花绒寄甲人工大量繁殖技术，包括替代寄主筛选、成虫饲料开发、成虫的储藏和饲养技术，诱导成虫产卵技术，卵块收集储藏技术等一系列技术的解决[26，68]，为生产上提供了可用于防治的大量成虫和卵。 基于花绒寄甲的规模化人工繁育技术，中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所与全国多地合作建立了天敌繁育中心，进一步促进了花绒寄甲在各地防治松材线虫媒介昆虫上的应用。

自2006 年起，花绒寄甲开始在全国应用于松褐天牛防治上，在规模化防治中积累了经验。 利用花斑花绒寄甲成虫和卵防治松褐天牛，释放方式、释放时间和释放量是保证野外防治效果的关键[26]。 通过设诱木引诱松褐天牛成虫集中产卵，第二年在诱木上释放花绒寄甲提高了防治效果[69]。 秦瑞豪 等确定了利用花绒寄甲防治松褐天牛的最佳释放条件是3 月初释放成虫，5 月初释放卵[70]。 张彦龙 等认为将受害树伐倒释放花绒寄甲的卵，效果最优[71－72]，将死树罩网并释放花绒寄甲，网罩内的木段作为天敌自然繁育场，提供了林间死树处理的新方法[72]。 杨远亮 等确定在湖南5 月是释放花绒寄甲最佳时间[73]。 大面积释放花绒寄甲成虫和卵，成虫的释放量为3 000 头/hm2[74]，卵与害虫数量比例为15∶1[75]，防治效果最好。

花绒寄甲作为松褐天牛的天敌，对松褐天牛有着较好的寄生和控制作用，在野外规模化应用中，对媒介天牛控制效果好。 花绒寄甲在九华山、张家界等地示范点对松褐天牛的平均寄生率达88.6%[76]，已经是我国松褐天牛生物防治的主要天敌。 以利用花绒寄甲为主，生物防治松褐天牛的技术前景广阔。但是利用其防治松褐天牛仍有多个环节需要完善，例如，如何提高规模化繁育效率，全人工饲料的研发，野外释放技术优化，天敌寄生能力的提高等是以后需进一步研究的内容。

2.3 肿腿蜂的应用

肿腿蜂是天牛类害虫的重要天敌，我国利用肿腿蜂防治松褐天牛最早且较普遍，常用于松褐天牛防治的有管氏肿腿蜂Sclerodermus guani、川硬皮肿腿蜂S.sichuanensis、松褐天牛肿腿蜂Sclerodermussp. 、白蜡吉丁肿腿蜂S.pupariae。

我国最先用于防治松褐天牛的肿腿蜂是管氏肿腿蜂[77]，最早由萧刚柔先生发现，其寄生于粗鞘双条杉天牛Semanotus sinoauster[78]。 萧刚柔先生后来发现的川硬皮肿腿蜂和海南硬皮肿腿蜂S.hainanica[79]，原始寄主也不是松褐天牛。 后来杨忠岐发现了寄生松褐天牛的松褐天牛肿腿蜂Sclerodermussp.[80]。 日本1997 年才见使用肿腿蜂S.nipponica防治松褐天牛的报道[81]。

自1991 年张连芹 等[77]利用管氏肿腿蜂防治松褐天牛后，各地相继开展肿腿蜂防治松褐天牛的研究和应用。 首先是提升繁育技术。 例如，利用松褐天牛幼虫转管繁育管氏肿腿蜂可提高繁育量[82]；揭示了温度对管氏肿腿蜂的寄生成功率、产卵量、子代蜂的数量的影响[83]；增加肿腿蜂母蜂数量，可显著提高繁育效率[84]。 其次，开发了新的可用于松褐天牛防治的肿腿蜂种类。 张犀 等通过寄主天牛驯化、寄主植物驯化，提高了川硬皮肿腿蜂对松褐天牛的选择性和寄生能力[85－86]；杨忠岐和段兆尧共同发现了寄生于松褐天牛身上的松褐天牛肿腿蜂，它是专门寄生松褐天牛的肿腿蜂[80]；张彦龙还发现了白蜡吉丁肿腿蜂S.pupariae对松褐天牛最高寄生率可达56.9%[72]。 第三，开发以肿腿蜂为载体的生物制导“炸弹”，即利用肿腿蜂携带病原微生物防治松褐天牛。 杨希 等利用管氏肿腿蜂及其携带球孢白僵菌防治松褐天牛幼虫，幼虫死亡率显著高于不带菌处理[87]；刘洪剑 等使用携带白僵菌的肿腿蜂可导致松褐天牛幼虫死亡率达到61.1%[56]；杨春平等研究了川硬皮肿腿蜂携带松褐天牛2 种致病菌的4 个菌株的效力及对自身的毒性，表明了2 种菌均会对肿腿蜂产生毒性[58]。

张连芹 等利用管氏肿腿蜂防治松褐天牛，在林间当代的寄生率为40.05%，3 个月后持续寄生率达56.86%[88]。 陈沐荣 等在深圳林场释放50 万头管氏肿腿蜂防治松褐天牛，当代寄生率为25.6% ～42.9%，平均35.2%[89]。 徐克勤 等发现管氏肿腿蜂的释放技术以点株式放蜂法为优，最佳放蜂时间为7 月，放蜂量以5 000 头/hm2为宜[90]。 康文通等在厦门利用管氏肿腿蜂防治松褐天牛，天牛的防治效果为30%左右，确定最佳放蜂时间为6—7 月，放蜂密度以蜂虫比为3∶1 为宜[91]。

肿腿蜂类天敌的寄生时期是松褐天牛低龄幼虫期，野外对媒介昆虫的防治效果在30% ～50%，是一种有效的天敌昆虫。 在野外应用时要想达到良好的防治效果需要注意以下几点:首先应注意对蜂种的选择，把松褐天牛肿腿蜂作为防治的首选，它的原始寄主是松褐天牛。 其次，释放时期应与松褐天牛的低龄幼虫期相一致，超过3 龄的松褐天牛幼虫很难被寄生。 另外，统计防效时不能仅统计寄生率，肿腿蜂是兼捕食和寄生为一体的天敌昆虫，其在寄生前，会取食天牛的体液补充营养，完成生殖发育，此阶段会导致一部分天牛死亡；然后才会在合适的天牛上产卵寄生，还会导致另一部分天牛死亡。 因此，以天牛虫口减退率统计防治效果可真实反映肿腿蜂的防效。

3 问题与展望

3.1 存在问题

松材线虫媒介昆虫的多种天敌资源从发现、利用至今已超过40 年，在调控媒介昆虫的虫口数量方面起到了重要作用。 由于种种原因，生物防治在媒介昆虫防治方面一直处于边缘化的地带，占比低，主要存在以下原因。

1)天敌质量未实现标准化控制。 在文献中常常可见到，释放了同一种天敌后，出现了极低的控制效果与高控制效果并存的现象，基本是由于天敌质量的控制不统一造成。 天敌的质量取决于规模化饲养、天敌贮藏、运输和释放多个环节，一旦其中一个环节出了问题，就会导致质量出现大的差异。 以花绒寄甲的卵为例，随着储藏时间的延长，孵化率逐渐降低，30 d 后孵化率为49.39%，60 d 后为36.93%，90 d 后为0[92]；使用30 d 以内的卵防治是有效的，超过90 d 就会完全无效。 所以应由生产企业对每种天敌各个生产环节制定相关质量控制标准，使得低于标准的产品无法进入市场销售。

2)天敌释放窗口把握不准，释放地域不适生。大部分寄生性昆虫和病原微生物仅会出现在媒介天牛的特定发育阶段，例如，肿腿蜂仅在低龄幼虫期寄生，花绒寄甲仅寄生老熟幼虫末期、预蛹和蛹期。 一些应用中，利用肿腿蜂防治3 龄以上松褐天牛，在幼虫期利用花绒寄甲防治，几乎没有效果。 因此，在野外释放天敌时，应准确把握寄主的发育时期，才能达到最好的控制效果。 除准确把握释放时间外，还要考虑天敌适生范围，管氏肿腿蜂在南方地区(广东)防治松褐天牛上起到了重要作用，但是在山东、辽宁等地效果却不佳，根本原因是释放在北方的种群是在南方采集的管氏肿腿蜂种群繁育的后代，对于北方气候不适应。 因此在选择天敌时还应选择同纬度的天敌种群。

3)对天敌资源期望值过高。 从国家层面到基层应用单位，均存在对天敌资源期望值过高的问题。希望某一种天敌一旦使用就能立竿见影，仅靠一种天敌就解决松材线虫病防治的所有问题，因此在生产上，一旦不能完全控制住松褐天牛就会否定天敌的作用。 天敌作为诸多自然控制因子中的一员，在人类的协助下才可以最大限度的发挥压制媒介昆虫种群数量的作用，但是天敌也不会把赖以生存的食物资源全部消灭殆尽。 应认识到单一种的天敌对媒介昆虫的控制是有限的。

3.2 展望

新的关键天敌的开发仍是未来的紧迫任务。 松材线虫在我国发生40 年以来，仅有少数几种天敌用于媒介昆虫的防治，与当前庞大的需求不相适应。因此，一方面科研人员需要不断寻找新天敌，拓展媒介昆虫的天敌资源库；另一方面还需在已知的天敌资源库中筛选有可能作为新的天敌产品的资源，攻克规模化繁育技术，使其早日应用于防治实践。

鼓励现有天敌资源配合使用，对媒介昆虫进行全生活史防控，最大程度发挥天敌作用。 目前对媒介昆虫的防治一般仅使用一种天敌，很难达到预期效果。 媒介昆虫的不同发育阶段有着不同的天敌资源，松褐天牛的低龄幼虫阶段可使用肿腿蜂，老熟幼虫、预蛹和蛹期可使用花绒寄甲成虫和卵，成虫期可使用白僵菌。 这样不同的天敌可在媒介昆虫的不同发育阶段降低虫口数量，形成防控合力。

天敌的使用还要与其他措施深度融合，进一步提高防效。 天敌在森林中一般为聚集分布，因此需要有目标的释放，例如将“诱木”技术和“罩网”技术与天敌释放相结合。 媒介昆虫会受到衰弱木气味的强烈吸引，趋向于集中在衰弱木上产卵。 人为将少部分松树致衰弱，衰弱树就会变成“诱木”，可吸引大量的媒介昆虫产卵，在衰弱木上产生大量的后代，减少了在健康树产卵的机会。 此时，根据媒介昆虫的发育阶段，向诱木上投放不同天敌，就会减少天敌在林间寻找耗能，提高对媒介昆虫的控制效果。 另外，还可利用一定目数的铁丝网将诱木或死树罩住，在媒介昆虫特定发育阶段，将天敌释放到网罩内。天敌将网罩内木段里的天牛作为寄主进行繁育，网罩内的木段变成了天敌的“自然繁育场”，这样既阻止了天牛从中羽化逸出，又增加了林间天敌的数量，对于进一步自然控制媒介昆虫数量起到重要作用。

天敌释放技术需进一步提升。 我国的松林资源多存在于山区，面积大，地形复杂，当前依靠全人力释放天敌不仅成本高，而且效率低，因此加强对天敌释放技术的研究是亟需的任务。 在农业上，已开始利用植保无人机释放玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae，林业上还未开始使用。 林业可借助农业植保无人机技术，一方面需要研制合适的释放包装，以满足无人机自动释放装置的装载；另一方面还要对释放后天敌的存活率和控制效果进行评估，实现对天敌的高效利用。