甘薯小象甲防治研究进展

2018-02-27 13:15雷剑王连军苏文瑾柴沙沙杨新笋
湖北农业科学 2018年24期
关键词:防治研究进展

雷剑 王连军 苏文瑾 柴沙沙 杨新笋

摘要:甘薯小象甲(Cylas formicarius)是中国南方薯区及长江中下游薯区危害面积最大、对甘薯品质和产量影响最大的害虫。综述了甘薯小象甲的分布、起源、形态特征、生活习性、为害特征和防治方法,以期为今后甘薯小象甲的研究和防控提供参考。

关键词:甘薯小象甲(Cylas formicarius);防治;研究进展

中图分类号:S435.31         文獻标识码:A

文章编号:0439-8114(2018)24-0009-04

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.24.002           开放科学(资源服务)标识码(OSID):

Abstract: Sweetpotato weevil (Cylas formiarius) is the most serious pest of sweetpotato in south and middle and lower reaches of Yangtze River in China. The pest with the greatest influence on the quality and yield of sweetpotato. In this paper,the distribution,origin,morphological characteristics,living habits,damage characteristics and control methods of sweetpotato weevil were reviewed, in order to provide reference for the future research and control of sweet potato weevil.

Key words: sweetpotato weevil(Cylas formiarius); control; research development

甘薯(Ipomoea batatas Lam.)是重要的粮食、蔬菜、饲料、工业原料及新型能源作物。近年来中国甘薯种植面积处于基本稳定状态,占世界甘薯种植面积的45%,占世界甘薯总产量的75%[1-4]。

甘薯小象甲(Cylas formicarius)属鞘翅目(Coleoplera)蚁象科(Cyladidae),又名甘薯蚁象,是国际与国内重要的检疫性害虫,为害甘薯、蕹菜等旋花科植物[5]。甘薯小象甲在中国主要分布在南方地区,近年来已经迅速扩散到长江中下游薯区,并有逐年加重的趋势,给中国甘薯生产带来极大危害[6]。甘薯小象甲主要以蛀食薯块形成危害,薯块被害后则具有恶臭味道,直接影响甘薯的品质和产量,人和家畜不能食用;成虫直接咬食薯块表皮成小孔,并在其中产卵,一般可造成甘薯产量损失10%~30%,严重者在50%以上,甚至绝收[7]。

1  甘薯小象甲的分布与起源

甘薯小象甲的起源有两种说法。一种说法是非洲起源说,其中只有C. formicarius是全世界范围内分布最广泛的甘薯象鼻虫的物种[8,9];另外一种是印度起源说,Wolfe[10]认为甘薯小象甲C. formicarius (Fabricius)起源于印度,19世纪时扩散至非洲,随后迅速繁殖,而甘薯小象甲C. puncticollis Boheman和C. brunneus F.是只分布在非洲并且在非洲为害最严重的物种。

于海滨等[11]2011年通过对中国6个地区甘薯小象甲种群的遗传变异分析表明,甘薯小象甲起源于印度次大陆,在亚洲地区随甘薯的调运而自东南向西北扩展,构建的系统发育树分为印度地区分支和亚洲东部分支2个大的分支,而亚洲东部分支又进一步划分为东南部和东北部2个亚支。徐可成等[12]首次发现云南元谋县的甘薯小象甲属于东亚分支的东南亚亚支,与之前报道的甘薯小象甲属于东亚分支的东北亚亚支不同。

2  甘薯小象甲生活习性与为害特征

甘薯小象甲包括卵、幼虫、蛹和成虫4种虫态。卵椭圆形,乳白色至黄白色,长约0.6 mm。幼虫共5龄,末龄幼虫体长5~8 mm,呈圆筒形。蛹长卵形,长约4.7~5.8 mm,复眼、翅芽和足为棕色,身体其他部位为淡黄色。成虫体长5~8 mm,外表像蚂蚁,头部延伸出细长的喙,状如象鼻,故名小象甲。前胸、足为红褐色,身体其他部分黑色,具有金属光泽。

卵、幼虫、蛹3种虫态在寄主植物内度过,羽化后成虫在寄主植物外取食,在温度较高的地区世代重叠严重。卵5~14 d,幼虫期17~31 d,蛹期6~14 d,越冬代长达32~39 d。成虫寿命一般2个月左右,最长可达一年多。完整的生活史需要1~2个月,世代重叠,如果存在适合的寄主,4个阶段的形态均能够见到。中国从南至北发生代数递减,台湾、广东6~8代,福建、广西5~6代,浙江3~4代。春夏成虫较多,秋冬幼虫和蛹居多,无明显生理滞育期[13]。卵、幼虫、蛹、成虫产卵前期及全生育期的发育起点温度分别为11.44、12.37、14.42、17.44、13.58 ℃[14]。

成虫喜欢在早上和傍晚后活动,飞行能力弱,具有假死性[9]。成虫产卵多在藤头和已露出土表的薯块上。Nottingham等[15]发现甘薯小象甲成虫喜欢将虫卵产在甘薯的内皮层与外表皮之间。高温干燥的旱季,甘薯小象甲更容易大暴发。甘薯幼虫始终都在甘薯块根或粗蔓内取食,老熟后化蛹。已有研究表明,甘薯小象甲除了为害甘薯等旋花科番薯属植物,至少还为害其他49种旋花科植物[16]。甘薯的窖储温度在9~14 ℃,此温度下成虫依然可以产卵,虫卵也能正常发育,所以甘薯的窖储并不能有效减少小象甲的种群密度。

研究表明,甘薯品种对小象甲的抗性水平与甘薯维生素含量呈显著正相关,与甲硫氨酸含量呈显著负相关[17]。另外,绿原酸、酚含量与甘薯品种小象甲抗性呈正相关,抗性品种的绿原酸和酚含量较高,中等品种含量居中,感虫品种含量较低[18]。对甘薯不同部位的选择性也有显著偏好,小象甲对甘薯块根的选择性最强,选择率达55%以上,对叶片的选择性最弱,选择率约30%[19]。

3  甘薯小象甲主要防治方法

3.1  化学防治

目前大田生产中多用辛硫磷、毒死蜱、乐果、敌百虫和锐劲特等化学药剂进行化学防治。林泗海[20]的研究表明,锐劲特与毒死蜱或辛硫磷混和使用防治效果好。Smith等[21]研究表明,甲基对硫磷对甘薯小象甲群体毒性最强,其次为除虫菊酯、氟氯氰菊酯和联苯菊酯。甘林等[22]研究结果表明,40%毒死蜱EC处理的防效为92.85%,40%辛硫磷EC和5%百树菊酯EC等药剂对甘薯小象甲的防效达到65%以上,建议在防治甘薯小象甲时可轮换使用这3种杀虫剂。王容燕等[23]研究结果表明,辛硫磷、毒死蜱、高效氯氟氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和吡虫啉对植株具有较好保护效果,吡虫啉和高效氯氟氰菊酯对植株保护作用的持效期最长。李月芬等[24]研究结果表明,氯虫苯甲酰胺防治效果达96%以上,填补了低毒农药高效防治甘薯小象甲的国内空白。张菡等[25]筛选出48%毒死蜱乳油和2.5%高效氯氟氰菊酯乳油兩个单剂对甘薯小象甲的防治效果较好。

3.2  生物防治

3.2.1  天敌控制  甘薯小象甲的天敌主要有昆虫病原线虫、昆虫病原真菌和寄生蜂类等[26],昆虫病原线虫中的异小杆类线虫对小象甲幼虫具有较好的杀虫效力[27-29],斯氏线虫对小象甲则具有更好的侵染活性和持效期[30]。甘薯小象甲还容易受球孢白僵菌和褐色绿僵菌侵染[31,32]。在中国台湾、菲律宾、印度和肯尼亚,利用绿僵菌和球孢白僵菌防治小象甲已经有了理想的效果[32-34]。曹伟平等[35]用白僵菌对甘薯小象甲成虫进行侵染,结果表明白僵菌菌株Gxj-10和Xwy-1感染甘薯小象甲成虫15 d的校正死亡率分别为82.1%和60.7%,表现出较强的致病力。陈福如等[36]利用Bb-1白僵菌生物防治技术和应用低毒的混配杀虫剂化学防治技术防治甘薯小象甲,取得显著的防治效果。

3.2.2  甘薯小象甲不育技术  近年来,昆虫不育技术防控甘薯小象甲也是研究热点。150 Gy剂量的χ-射线照射可以导致虫卵不能孵化[37-39]。Kumano等[40-43]利用200 Gy剂量γ-射线照射甘薯小象甲后,雌虫受精囊中的精子活力在处理组和对照组均显著下降。Kuriwada等[44,45]研究表明,实验室大规模饲养可以使甘薯小象甲重要的生物学特性发生变化。Shiromoto等[46]针对不育技术中荧光粉标记照射处理甘薯小象甲时荧光粉标记易消失的问题,筛选获得一个稀有的沥青色鞘翅(PE)的甘薯小象甲类型,可作为不育技术的可视标记。

3.2.3  利用性引诱剂捕获  利用性诱剂诱捕雄虫,可以降低害虫的种群密度,成为控制害虫的一个有效方法[47]。Coffelt等[48]1978年首次分离并鉴定出了甘薯小象甲雌虫所产生的性信息素。Heath的研究团队1986年对此信息素进行净化、识别最后合成了该性信息素的活性成分,即(顺)-3-十二烯-1-醇-(反)-2-丁烯酯[49],随后开展了引诱捕获甘薯小象甲的大田试验[27,50]。

1990年之后,中国台湾和中国科学院动物研究所也相继成功地合成了甘薯小象甲雌虫所产生的性信息素,在田间示范应用取得了预期效果[51,52]。刘建峰等[53]于1992-1998年在广东省对性诱剂的诱捕效果和防治效果进行了试验,结果表明该防治方法简单易行、经济实用,可在生产上推广应用。陈福如等[54]研究表明,性诱剂对雄虫的引诱持效期达110 d,引诱范围达15 m。目前,在中国性诱剂诱捕法虽然已经广泛应用于有机或绿色甘薯生产中,但防治效果还很有限。

3.3  其他防治方法

农业防治在防治甘薯小象甲中也很重要,有时可以避免其大面积暴发。首先要严格检疫、防止扩散,减少从疫区调运种薯、种苗。实行轮作,有条件的地区尽量实行水旱轮作。及时培土,防止薯块裸露,注意选用受害轻的品种和地块。甘薯收获后,清除有虫薯块、茎蔓等,集中深埋或烧毁。多施有机肥、及时灌水、及时中耕除草培土,尽量避免土地龟裂, 从而减少成虫侵入产卵为害的机会[55]。选用抗虫品种,甘薯小象甲在不同品种上的为害程度不同,对于现有栽培品种,虽然有中抗品种,但尚无真正的抗甘薯小象甲的品种, 甘薯小象甲对某一品种为害程度与该品种的结薯深度有关, 结薯深可减少甘薯小象甲对薯块的为害[56]。

参考文献:

[1] 陆漱韵,刘庆昌,李惟基.甘薯育种学[M].北京:中国农业出版社,1998.

[2] 邓学良,周文化,付  希.甘薯食品产业发展概况与前景分析[J].粮食与饲料工业,2009(5):15-16.

[3] 李  鹏,马代夫,李  强,等.甘薯根腐病的研究现状和展望[J].江苏农业科学,2009,34(1):114-116.

[4] 马剑凤,程金花,汪  洁,等.国内外甘薯产业发展概况[J].江苏农业科学,2012,40(12):1-5.

[5] 于海滨,郑  琴,陈书龙.甘薯小象甲的生物学特征与综合防治措施[J].河北农业科学,2010,14(8):32-35.

[6] LOEBENSTEIN G,THOTTAPPILLY G. The Sweetpotato[M].Germany:Springer Science Business Media B.V.,2009.161-188.

[7] 江苏省农业科学院,山东省农业科学院.中国甘薯栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,1984.294-298.

[8] DOWNHAM M C A,SMIT N E J M,LABKE P O. Specificity of response to sex pheromones among sweetpotato weevils,Cylas puncticollis and C. brunneus[J].Journal of Chemical Ecology,1999,25(3):591-609.

[9] MIYATAKE T. Diurnal periodicity of death-feigning in Cylas formicarius(Coleoptera:Brentidae)[J].Journal of Insect Behavior,2001,14(4):421-432.

[10] WOLFE G W. The origin and dispersal of the pest species of Cylas with a key to the pest species groups of the world[A].Jansson R K,Raman K V. Sweet Potato Pest Management[M].Boulder,Colorado,USA:Westview Press,Inc.,1991.13-43.

[11] 于海濱,沈江卫,马  娟,等.中国甘薯小象甲的rDNA ITS-1遗传变异及入侵来源研究[J].中国农学通报,2011,27(18):282-287.

[12] 徐可成,董跃丽,杨子祥,等.Chelex-100法提取甘薯小象甲DNA及云南地区甘薯小象甲的分子鉴定[J].植物保护,2017,43(3):154-159.

[13] 黄邦侃,罗肖南,齐石成,等.农业昆虫学(上册)[M].北京:农业出版社,1981.240-245.

[14] 王容燕,马  娟,李秀花,等.甘薯蚁象发育起点温度和有效积温的研究[J].中国农学通报,2016,32(20):35-39.

[15] NOTTINGHAM S F,WILSON D D,SEVERSON R F,et al. Feeding and oviposition preferences of the sweet potato weevil,Cylas formicarius elegantulus,on the outer periderm and exposed inner core of storage roots of selected sweet potato cultivars[J].Entomol Exp Appl,1987,45(3):271-275.

[16] CHALFANT R B,JANSSON R K,SEAL D R. Ecology and management of sweet potato insects[J].Annual Review of Entomology,1990,35(1):157-180.

[17] 刘中华,邱思鑫,余  华,等.不同甘薯品种小象甲的危害比较及相关性分析[J].福建农业学报,2016,31(10):1080-1085.

[18] 陈建新,吴雅琴.甘薯块根内绿原酸、酚含量与抗象甲关系初探(简报)[J].北京农业大学学报,1994,20(2):178.

[19] 张世玮,TALEKAR N S,李正跃,等.甘薯小象甲成虫对甘薯植株不同部位的选择行为[J].云南大学学报(自然科学版),2008, 30(S1):127-129.

[20] 林泗海.锐劲特防治甘薯小象甲田间药效试验[J].武夷科学,2005,21(12):120-122.

[21] SMITH T P,HAMMOND A M. Comparative susceptibility of sweetpotato weevil(Coleoptera:Brentidae) to selected insecticides[J].J Econ Entomol,2006,99(6):2024-2029.

[22] 甘  林,阮宏椿,杨秀娟,等.8种杀虫剂防治甘薯小象甲的药效对比试验[J].福建农业科技,2013(7):45-47.

[23] 王容燕,马广源,高  波,等.10种杀虫剂对甘薯蚁象的毒力测定[J].农药,2015,54(10):773-776.

[24] 李月芬,邹建运,陈钊铭,等.氯虫苯甲酰胺防治甘薯小象甲试验分析[J].南方农业,2017,11(11):35-36.

[25] 张  菡,王良平,范开举,等.三峡库区甘薯小象甲防治药剂田间筛选试验[J].陕西农业科学,2013(6):34-36.

[26] LOEBENSTEIN G,THOTTAPPILLY G. The Sweetpotato[M].Berlin,Germany:Springer Netherlands,2009.161-188.

[27] JANSSON R K,LECRONE S H,GAUGLER R R. Field efficacy and persistence of entomopathogenic nematodes (Rhabditida:Steinernematidae,Heterorhabditidae) for control of sweetpotato weevil(Coleoptera:Apionidae) in southern Florida[J].Journal of Economic Entomology,1993,86(4):1055-1063.

[28] MANNION C M,JANSSON R K. Within-root mortality of Cylas formicarius(Coleoptera:Apionidae) by entomopathogenic nematodes[J].Journal of Economic Entomology,1993,86(3):722-729.

[29] SANTOSO T,BUNGA J A,SUPRAMANA R. Bioefficacy of entomopathogenic nematode,Steinernema sp. isolated from Timor Island as bioinsecticide on sweet potato weevil,Cylas formicarius(Fabr.)(Coleoptera:Brentidae)[J].Journal of Biopesticides,2009,2(1):87-91.

[30] NDERITU J,SILA M,NYAMASYO G,et al. Effectiveness of entomopathogenic nematodes against sweet potato weevil[Cylas puncticollis Boheman(Coleoptera:Apionidae)]under semi-field conditions in Kenya[J].Journal of Entomology,2009,6(3):145-154.

[31] JANSSON R K,RAMAN K V. Sweet potato pest management:A global perspective[J].The Quarterly Review of Biology,1992, 67(4):169-201.

[32] ONDIAKA S,MANIANIA N K,NYAMASYO G H N,et al. Virulence of the entomopathogenic fungi Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae to sweet potato weevil Cylas punctiocollis and effects on fecundity and egg viability[J].Ann Appl Biol,2008,153(1):41-48.

[33] SU C Y,TZEAN S S,KO W H. Beauveria bassiana as the lethal factor in a Taiwanese soil pernicious to sweet potato weevil,Cylas formicarius[J].J Invertebr Pathol,1988,52(1):195-197.

[34] TARAFDAR J,SARKAR M A. Managing sweet potato weevil (Cylas formicarius Fabricius) in West Bengal,India,by some chemicals,bioproducts and sex pheromone traps[J].Acta Hort,2006,703:189-196.

[35] 曹偉平,宋  健,王金耀,等.感染甘薯小象甲白僵菌菌株的初步筛选[J].河北农业科学,2011,15(11):45-47.

[36] 陈福如,杨秀娟,张联顺,等.白僵菌Bb-1菌株特性及利用研究[A].中国植物保护学会.面向21世纪的植物保护发展战略[C].北京:中国科学技术出版社,2001.977-980.

[37] JANSSON R K,ADRIANG B,HUNSBERGER B,et al. Seasonal abundance,population growth,and within-plant distribution of sweetpotato weevil(Coleoptera:Curculionidae) on sweet potato in southern Florida[J].Environmental Entomology,1990,  19(2):313-321.

[38] FOLLETT P A. Irradiation as a methyl bromide alternative for postharvest control of Omphisa anastomosalis (Lepidoptera:Pyralidae) and Euscepes postfasciatus and Cylas formicarius elegantulus(Coleoptera:Curculionidae)in sweet potatoes[J].Journal of Economic Entomology,2006,99(6):32-37.

[39] PADMAJA G,RAJAMMA P. Biochemical changes due to the weevil(Cylas formicarius Fab.) feeding on sweet potato[J].Journal of Food Science and Technology,1982,19:162-163.

[40] KUMANO N,KOHAMA T,OHNO S. Effect of irradiation on dispersal ability of male sweetpotato weevils (Coleoptera:Brentidae) in the field[J].J Econ Entomol,2007,100(3):730-736.

[41] KUMANO N,HARAGUCHI D,KOHAMA T. Effect of irradiation on mating ability in the male sweetpotato weevil (Coleoptera:Curculionidae)[J].J Econ Entomol,2008,101(4):1198-1203.

[42] KUMANO N,HARAGUCHI D,KOHAMA T. Sperm storage and viability within females of Euscepes postfasciatus:Effect of irradiation on sperm abundance and viability within female[J].J Insect Physiol,2009,55(9):813-817.

[43] KUMANO N,KURIWADA T,SHIROMOTO K,et al. Assessment of effect of partial sterility on mating performance in sweetpotato weevil (Coleoptera:Curculionidae)[J].J Econ Entomol,2010,103(6):2034-2041.

[44] KURIWADA T,KUMANO N,SHIROMOTO K,et al. The effect of mass-rearing on death-feigning behaviour in the sweet potato weevil(Coleoptera:Brentidae)[J].Journal of Applied Entomology,2010,134(8):652-658.

[45] KURIWADA T,KUMANO N,SHIROMOTO K,et al. Effect of mass rearing on life history traits and inbreeding depression in the sweetpotato weevil (Coleoptera:Brentidae)[J].J Econ Entomol,2010,103(4):1144-1148.

[46] SHIROMOTO K,KUMANO N,KURIWADA T,et al. Is elytral color polymorphism in sweetpotato weevil (Coleoptera:Brentidae) a visible marker for sterile insect technique?:Comparison of male mating behavior[J].J Econ Entomol,2011,104(2):420-424.

[47] REDDY G V P,GUERRERO A. Interactions of insect pheromones and plant semiochemicals[J].Trends Plant Sci,2004,9(5):253-261.

[48] COFFELT J A,VICK K W,SOWER L L,et al. Sex pheromone of the sweetpotato weevil,Cylas formicarius elagantulus laboratory bioassay and evidence for a multiple component system[J].Environ Entomol,1978,7(5):756-758.

[49] HEATH R R,COFFELT J A,SONNET P E, et al. Identification of sex-pheromone produced by female sweetpotato weevil,Cylas formicarius elegantulus(Summers)[J].J Chem Ecol,1986, 12(6):1489-1503.

[50] JANSSON R K,BRYAN H H,SORENSEN K A. Within-vine distribution and damage of sweet potato weevil,Cylas formicarius elegantulus(Coleoptera:Curculionidae),on four cultivars of sweet potato in southern Florida[J].Florida Entomol,1987,  70(4):523-526.

[51] 顏耀平,黄振声.甘薯蚁象性费洛蒙之合成、改进及活性[J].台湾植保会刊,1990(32):239-241.

[52] 荆慧荣,刘孟英.性信息素化合物的合成及对甘薯小象甲的活性研究[J].动物学集刊,1995(12):66-70.

[53] 刘建峰,李敦松,刘志诚,等.利用性外激素诱杀甘薯小象甲试验初报[J].广东农业科学,1999(6):38-40.

[54] 陈福如,杨秀娟,张联顺,等.性诱剂在甘薯小象虫防治上的应用研究[J].福建农业学报,2001(1):16-19.

[55] 吴宝巨.甘薯小象甲的发生与防治[J].现代农业科技,2007(8):44.

[56] 王际方.甘薯小象甲的综合防治[J].河北农业科学,2010,14(5):36-37.

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