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麦蛾卵繁殖赤眼蜂的工艺技术及应用效益分析_免费论文全文下载

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摘要 以麦蛾卵为中间寄主繁殖赤眼蜂,经过麦蛾饲养、麦蛾卵收集、种蜂繁殖、接蜂处理、寄生卵发育与收集、寄生蜂卡制作、赤眼蜂贮藏等生产程序,探讨了麦蛾卵繁殖赤眼蜂工艺技术流程。分析了应用赤眼蜂防治农业害虫对相关产业的带动作用,以及应用赤眼蜂防治农业害虫的经济效益、社会效益和生态效益。

关键词 赤眼蜂;麦蛾卵;繁殖工艺技术;应用效益
中图分类号 S476.3 文献标识码 B 文章编号 1007-5739(2017)12-0264-03
1 赤眼蜂扩繁及应用概况
赤眼蜂属于膜翅目、细腰亚目、小蜂总科、赤眼蜂科,是一类重要的卵寄生蜂。其成虫将卵产在寄主卵内,蜂卵很快孵化成为幼虫,取食害虫卵内的卵液,消灭害虫于卵期,幼虫发育成蜂,咬破害虫卵壳爬出,雌雄蜂交尾后,雌蜂再寻找害虫卵寄生繁殖,如此不断扩大,从而有效地控制害虫的危害。赤眼蜂已成为现代农林害虫生物防治上研究历史最久、应用范围最广、防治面积最大、治虫效果最好的天敌昆虫。利用赤眼蜂成功防治的农林害虫达28种,主要包括玉米、水稻、甘蔗、棉花、蔬菜等农作物及一些林木和果树的害虫防治,一般都能有效地控制害虫危害,取得明显的经济、生态和社会效益[1]。赤眼蜂的大量生产过程主要由2个方面组成,即中间寄主的饲养和寄生蜂的繁殖,大多数生产工厂集中2/3的时间和精力用来生产中间寄主,其余的时间生产寄生蜂。选择适于规模繁殖赤眼蜂的中间寄主是大面积应用赤眼蜂的前提,国外普遍利用地中海粉斑螟卵和麦蛾卵为中间寄主进行赤眼蜂的规模化生产,且已实现机械化生产。
20世纪90年代,我国赤眼蜂研究学者对赤眼蜂的生物学、生态学、生化学做了大量的研究,为我国大规模利用赤眼蜂防治农林害虫奠定了基础,在蜂种的保存、中间寄主的繁殖、工厂化繁殖工艺、田间释放技术等方面通过多年研究和实践,总结出一整套符合我国国情的繁蜂工艺[2]。目前,国内大规模生产赤眼蜂主要是利用柞蚕卵为中间寄主,繁殖松毛虫赤眼蜂,生物防治玉米螟、向日葵螟,应用柞蚕卵繁殖松毛虫赤眼蜂已实现机械化生产。在现有条件下,加强了基础研究,如赤眼蜂的分类及生物学、生态学的研究,为田间应用奠定理论基础、提供科学工具。现阶段逐步完善赤眼蜂生产的关键技术,拓宽繁殖赤眼蜂的种类,以实现赤眼蜂工厂化生产、产业化开发,扩大赤眼蜂防治农业害虫的应用范围和面积。开发应用麦蛾卵、米蛾卵为中间寄主繁殖赤眼蜂技术,拓宽了繁殖赤眼蜂的种类,扩大了防治害虫的范围。以麦蛾卵为繁殖赤眼蜂的中间寄主,可以扩繁玉米螟赤眼蜂、稻螟赤眼蜂、广赤眼蜂、甘蓝夜蛾赤眼蜂[3]等蜂种,扩大了利用赤眼蜂防治农业害虫的范围,用麦蛾卵繁殖寄生小粒卵的蜂种更易于上规模,实现以麦蛾卵为寄主的赤眼蜂标准化生产,对于提高中间寄主和赤眼蜂工厂化生产的生产效率及减少生产消耗有重要作用。
2 麦蛾卵繁殖赤眼蜂的工艺流程
2.1 麦蛾卵大量繁殖技术
2.1.1 饲料选择。饲料种类选用带颖壳的大麦为饲料。利用有壳大麦自身保湿性能降低饲料受环境温湿度变化的影响。适于饲养麦蛾的饲料的特性:选用大麦来繁殖麦蛾,首先要保证所选饲料籽粒较大,蛋白质含量较高。选用具备这2个特性的饲料能提高麦蛾繁殖系数,同时也能提高饲料利用效率。由于麦蛾是钻蛀性害虫,麦蛾幼虫一旦钻入麦粒中就开始专一地取食,一般在条件合适的情况下,一头麦蛾幼虫发育到化蛹前基本上能将种皮内能利用的食物取食殆尽,这就使饲料得到了充分的转化,选用籽粒大、蛋白质含量高的饲料种类能更好地为麦蛾提供营养,这样生产出的麦蛾个体强壮、产卵力强。
2.1.2 消毒处理。进行高温消毒,即将饲料(大麦)淘洗去杂,静置20~30 min,待浸入大麦的水流出后将饲料盘放入消毒柜。升温至80 ℃保持6~8 h后取出,中间每2 h搅动饲料防止表层饲料过度失水,停止加热后取出,以饲料冷却后触手潮而不湿为合适,此时饲料含水量基本符合麦蛾生长需求,搅拌饲料的器具及随后分装饲料的器具最好和饲料一同加热,以免在随后的操作中再次将杂菌带到饲料中。
2.1.3 接麦蛾卵。将消毒处理好的饲料按2.5 kg/盒分装入幼虫饲养盒,饲料厚度3~4 cm,将麦蛾卵按1∶1 000的比例(2.5 g/盒)均匀撒入消毒好的饲料中;幼虫饲养室环境应控制为温度(28±2)℃,相对湿度85%±5%,无光照,为防止高湿条件下饲料霉变,饲养室每周开紫外灯灭菌2次,每次各30 min;麦蛾卵接入前应检查有无其他害虫或虫卵混杂,接入后应抽样检查卵的质量及卵孵化率。
2.1.4 幼虫培养。幼虫饲养中的环境要求:①幼虫饲养室温度保持(28±2)℃,相对湿度保持85%±5%,无光照,为防止高湿条件下饲料霉变,饲养室每周开紫外灯2次,每次各30 min进行环境灭菌。②幼虫发育阶段保持较高的湿度和饲料含水量有利于幼虫取食、发育,但湿度大又容易造成饲料霉变,特别是在夏季,为确保饲料含水量,必须严格控制湿度,特别是要防止�囟却蠓�度变化,在此基础上,可以通过保持室内清洁、空气灭菌等途径防止高湿度条件下杂菌的感染。③幼虫饲养阶段要保证饲养环境与外界隔绝,防止其他粮食害虫、害螨的侵入。幼虫饲养阶段时间比较短(接入麦蛾卵的饲料大约在饲养室放置3周),但该阶段是预防其他竞争性、捕食性害虫、害螨的一个重要阶段,在这个阶段,除了要保持环境清洁、保证饲养器具使用前进行高温处理外,还可以通过在饲养架的腿上缠胶带或饲养架下垫水盆等途径防止害虫传播。
每天定时记录饲养车间的温湿度状况,及时汇总以便综合掌握车间麦蛾实际发育状况。饲养周期:麦蛾自接卵起在幼虫饲养室培养3周(约20 d),之后将感虫饲料转入成虫饲养框并转移到成虫饲养收集室的成虫收集箱内。将饲料和麦蛾转入成虫饲养框的过程中要首先做好有关器具的消毒、灭虫工作,要严防在转移过程中将其他害虫带入成虫饲养车间。
2.1.5 成虫饲养收集。在成虫饲养室,温度保持(28±2)℃,相对湿度保持80%±5%,无光照;为实现环境控制目标应采取的相应措施:①夏季主要采用空调降温,利用空调的自动调温功能设置29~30 ℃制冷调温,夏季杂菌多,易感染,可用加湿器低档加湿,一般保持75%以上湿度即可,需要时要开除湿机除湿。②冬季采用暖气+暖风机共同调控,利用暖风机的自动调温功能控温在26~28 ℃之间,冬季加温后饲养室湿度降低,需要加大加湿器功率或延长加湿器工作时间来提高饲养车间湿度,同时在非生产期减少人员出入也有利于湿度提高。③春、秋季为变温、低湿季节,要保持温湿度在较恒定状态往往需要同时开启加热和制冷设备。如果条件允许,安装一套自动控制温湿度的设备能有效解决环境温湿度变化巨大这一问题。在没有自动控制系统的情况下,可以利用加热器和制冷机上自带的温度感应开关来设定一个较宽幅的温度范围,例如将空调设定在30 ℃制冷,同时打开暖风机,调节到低于26 ℃左右开始加热也基本能够满足生产的需求。在湿度控制方面,春秋季一般湿度较低,室内以加湿为主,必要时加大加湿器加湿功率或增加加湿器数量,确保75%~85%的相对湿度以利于麦蛾繁殖,特别是初春停止暖气供应期间要增加电加热功率、为饲养室增加保温措施,同时还需要加大加湿器加湿功率或增加加湿器数量来提高湿度,必要时适当减少通风次数以保持室内温度达到28 ℃,湿度控制为75%~85%。饲养周期:从饲料转入成虫收集箱到淘汰需3个月时间,中间收集成虫3代。成虫收集原理:成虫收集箱为下部漏斗、上部立式插槽插放成虫饲养框,利用麦蛾成虫向地性自动收集成虫,每日换下漏斗底部接着的成虫收集杯,收转麦蛾1~2次,将麦蛾成虫转入成虫产卵笼。 2.1.6 成虫产卵。在产卵室,温度保持(24±2)℃,相对湿度保持85%±5%,无光照。为实现环境控制目标应采取的相应措施:①夏季主要采用空调降温,利用空调的自动调温功能设置25 ℃制冷调温,夏季杂菌多,易感染,可以使用加湿器低档加湿,一般保持80%以上湿度即可,必要时要用除湿机除湿以降低饲养室湿度。②冬季采用暖气+暖风机共同调控,利用暖风机的自动调温功能控温在22~26 ℃之间,冬季加温后环境湿度降低,需要加大加湿器功率或延长加湿器工作时间来提高饲养车间湿度,同时在非生产期减少人员出入也有利于湿度提高。③春、秋季为变温、低湿季节,要保持温湿度在较恒定状态往往需要同时开启加热和制冷设备。如果条件允许,安装一套自动控制温湿度的设备能有效解决环境温湿度变化巨大这一问题。在没有自动控制系统的情况下,可以利用加热器和制冷机上自带的温度感应开关来设定一个较宽幅的温度范围,例如将空调设定在27~28 ℃制冷,同时打开暖风机调节到低于24 ℃左右开始加热也基本能够满足生产的需求。在湿度控制方面,春秋季一般湿度较低,室内以加湿为主,必要时加大加湿器加湿功率或增加加湿器数量,确保80%相对湿度,以利于保证麦蛾卵的质量。初春停止暖气供应期间要增加电加热功率、为饲养室增加保温措施,同时还需要加大加湿器加湿功率或增加加湿器数量来提高湿度,必要时适当减少通风次数以保持室内温度达到24℃,湿度保持80%~90%。收卵周期:成虫转入麦蛾产卵笼后24 ℃以上时收卵3 d,冬季温度偏低可延长至4~5 d。
2.1.7 麦蛾卵收集、净化及贮存。麦蛾卵的收集与净化在麦蛾产卵室进行。每天由专人用软毛刷将麦蛾卵从产卵机的托板上扫下来,收集到一起,之后用气流式清卵器和分样筛清洁。经测试,1 kg大麦繁殖麦蛾卵10 g,含有麦蛾卵60万粒,可繁殖赤眼蜂50万头。可以扩繁玉米螟赤眼蜂、稻螟赤眼蜂、广赤眼蜂、甘蓝夜蛾赤眼蜂等蜂种。在(4±1)℃冰箱内贮存用于赤眼蜂繁殖的麦蛾卵,根据生产规模,麦蛾卵装在容量10~40 mL的塑料瓶中,瓶口用透气的纱布封口,储存前先在(10±1)℃培养箱内放置3~4 h,待管内的麦蛾卵适应后摇晃均匀再转入(4±1)℃冰箱内的密闭食品盒中存放,存放后的第2天要重新摇晃均匀,避免麦蛾卵转入低温后凝水结块。经贮存后取出麦蛾卵时注意从低温下拿到常温下后常温环境的相对湿度应控制在75%左右,因环境湿度过低会造成麦蛾卵迅速失去水分,影响各方面的品质。
2.2 利用麦蛾卵繁殖赤眼蜂技术
2.2.1 种蜂的保存。一般保种:为避免生产用蜂出现混杂,日常用大试管常规保存各种蜂,在温度20 ℃、75%相对湿度、16 h光周期环境条件下连续饲养。一般保种目标为保纯,即确保蜂种不混杂,保种操作严格按照保种蜂接种操作规程进行。
2.2.2 种蜂的提纯复壮。为确保种蜂强壮,赤眼蜂种蜂的繁殖采用以下方法进行保种饲养。在室外变温条件下锻炼种蜂对外界环境条件的适应能力;在室内接种种蜂时采用加大寄生卵量、筛选初日羽化蜂等措施筛选强壮蜂,使种蜂种群常年处于接近最佳状态;种蜂饲养中交错代别分别用麦蛾卵、米蛾卵以及其他自然寄主卵饲养以提高赤眼蜂对不同形态、种类寄主卵的选择适应性。
2.2.3 种蜂接入寄生。①保持繁蜂室25~27 ℃、75%相对湿度、14 h∶10 h光暗比,光源用小功率散射光源,放置在繁蜂箱两侧。每天通风20 min。②麦蛾卵消毒。将麦蛾卵均匀撒在加雾的铝塑板(有机玻璃板)上,放在麦蛾卵处理箱的紫外灯下(30 W,30 cm高)照射20~30 min杀死麦蛾胚后转入繁蜂箱内。③种蜂扩繁。为确保种蜂强壮,常年在室外变温条件下锻炼赤眼蜂种蜂对外界环境条件的适应能力;在室内接种种蜂时采用加大寄生卵量、筛选初日羽化蜂等措施筛选强壮蜂,使种蜂种群常年处于接近最佳状态;种蜂饲养中交错代别分别用麦蛾卵、米蛾卵以及其他自然寄主卵饲养以提高赤眼蜂对不同形态、种类寄主卵的选择适应性。在赤眼蜂大量使用前,首先扩大繁殖种蜂量。④接蜂寄生。扩繁种蜂和生产用蜂采用不同蜂卵比繁殖,种蜂繁殖时蜂、卵比一般为1∶12~15,一般按照每1份寄生蜂接入4份麦蛾卵。⑤生产用蜂繁殖时蜂卵比控制在1∶8~10,一般按照每1份寄生蜂接入3份麦蛾卵。种蜂接入(一般在20%~30%个体羽化时开始接蜂)后将接蜂箱新接入麦蛾卵一侧的灯光打开,接蜂24 h后在繁蜂箱另一侧接入新鲜麦蛾卵,同时在中间补充种蜂,将灯光切换到新接入麦蛾卵一侧,再过24 h后将第1天接入的麦蛾卵取出,更换新麦蛾卵并继续补充种蜂、转换光源方向。
2.2.4 寄生后培养。麦蛾卵在繁蜂箱内供种蜂寄生40 h后,将麦蛾卵及托板取出,用毛刷轻轻将粘在托板上的麦蛾卵扫落到一个托盘中,托盘贴上标签标记寄生日期、种蜂批次等关键信息后放置在赤眼蜂发育箱内全黑暗(或设定光暗比)条件下继续发育,为防止被寄生及未被寄生的麦蛾卵结块,第2天需要将托盘取出摇匀1次。
2.2.5 寄生卵的收集。赤眼蜂从接蜂寄生至第4~5天(在赤眼蜂发育箱内放置48~72 h后),将托盘从发育箱内取出,被赤眼蜂寄生的麦蛾卵会变成黑色。
2.2.6 贮存寄生蜂。常规贮存赤眼蜂:短期贮存为在10~11 ℃条件下存放,寄生卵存放前从繁蜂室取出后在15 ℃的培养箱内放置半天后转入冰箱存放,存放前2 d每天翻动贮存器皿1次,防止寄生卵结块,短期存放以10 d以内为宜,贮存15~20 d后使用要检测蜂的质量。在标准储藏条件下,全程质量控制,赤眼蜂的羽化率达到80%以上,防治效果达到 70%以上。如果需要存放�r间略长,可以选择在15 ℃处理半天后再放在10 ℃下存放,存放期间的处理方法同上,贮存时间以不超过20 d为宜。为了减少储存对赤眼蜂质量的影响,在赤眼蜂从冷藏箱取出后要在15~20 ℃的条件下处理12~24 h后再取出放到常温下。
2.2.7 质量检测及蜂卡制作。赤眼蜂的质量检测包括以下指标。①寄生率。主要通过抽样统计各批次寄主卵被寄生情况明确实际寄生蜂量。②羽化率、性比。从寄生卵中抽出小样,在培养箱25 ℃、75%相对湿度条件下任其羽化,统计以上指标以明确本批次蜂的有效蜂量。③生殖力。在经过多次繁殖后,要抽样检测单头赤眼蜂的生殖力,可以在单独饲喂条件下提供充足寄主卵供寄生,以产卵量表示;也可以将抽样的赤眼蜂饲喂1~2 d后处理,压玻片后显微镜下检查每个雌体内卵量,以单雌体内卵量表示。④雌蜂大小。个体大小是影响赤眼蜂在田间生活能力的一项重要指标,个体大小可以通过在显微镜下测量雌蜂后足胫节长度或头宽加以明确。蜂卡制作方法:将发育适期的寄生卵根据需要混和均匀后加以筛选纯化用于制卡,一般在25~28 ℃下发育4~7 d的赤眼蜂都可用来制卡,也可以将预计不同时间羽化的赤眼蜂制作在同一卡上释放。 3 麦蛾卵繁殖赤眼蜂的应用效益分析
3.1 经济效益分析
利用麦蛾卵繁殖赤眼蜂的成本按2个部分计算,一是中间寄主麦蛾卵的成本,二是利用中间寄主生产赤眼蜂的成本。生产麦蛾卵卵粒的成本为2元/g,去掉杂质和无效卵后,麦蛾卵有效卵粒在15 000粒/g左右。利用麦蛾卵繁殖生产用蜂,种蜂对麦蛾卵的寄生率按80%,羽化率按85%计算,每1 g麦蛾卵可繁殖赤眼蜂10 000头,可制成赤眼蜂蜂卡2张,利用中间寄主繁蜂成本为1元/万头蜂,加上生产麦蛾卵卵粒的成本为2元/g,生产蜂卡的成本为1.5元/张。防治农业害虫需要蜂卡30张/hm2,故赤眼蜂蜂卡成本为45元/hm2。
以麦蛾卵为中间寄主,经过麦蛾卵扩繁、种蜂繁殖、接蜂处理、寄生卵发育与收集、寄生蜂卡制作、贮藏等生产程序。每年生产周期按200 d计算,繁殖麦蛾卵750 kg,可繁殖赤眼蜂75亿头,制成赤眼蜂蜂卡150万张,蜂卡按2元/张价格计算,每年蜂卡的销售收入可达到300万元,扣除成本225万元,可实现利润75万元,防治农业害虫面积5万hm2。
3.2 社会效益分析
以麦蛾卵为中间寄主繁殖赤眼蜂,可带动相关产业的增效与发展。其中,麦蛾饲养、赤眼蜂繁殖每年用工人数为90 人,赤眼蜂田间释放需要用工人数为60人,每年可新增就业人数为150人。
以麦蛾卵繁殖的赤眼蜂可防治玉米螟、大豆食心虫、二化螟、向日葵螟等农业害虫,每年繁蜂的防治面积为5万hm2,繁育的赤眼蜂具有对寄主高选择率、高搜寻寄主能力和对当地环境较高耐力的优点,赤眼蜂防治农业害虫平均防治效果在70%以上,作物损失一般下降75%~85%,每年可带动农业增效500万元、农民增收750万元。
3.3 生态效益分析
长期以来,农田主要依赖于化学农药防治农业害虫,由于化学杀虫剂的大量、连年施用,使农产品、土壤和水域受到农药残留的污染,对人类健康已构成严重威胁和损害;害虫抗药性的增强,使用药量不断增加,防治费用倍增;有益天敌生物被大量损伤,生态环境遭到严重破坏,导致害虫再度猖獗。为保护生态环境,降低防治害虫的费用,保证食品和饲料的产量、品质和安全性,应用生物防治技术大面积控制农业害虫危害,采取害虫可持续综合治理措施势在必行[4]。
利用麦蛾卵为中间寄主扩繁赤眼蜂提高了赤眼蜂的产品质量和生产效率。近年来,被广泛用于防治玉米螟、大豆食心虫、二化螟等农业害虫,常年放蜂的地区,寄生率保持在80%以上,虫口密度保持在经济允许水平之下,农药使用总量减少70%左右。每年防治农业害虫面积按5万hm2计算,可减少农药使用量50 t,通过减少农药使用量,降低了农药生产量,实现节水2万t、节煤600 t、二氧化碳减排60 t、二氧化硫减排80 t、化学需氧量减少75 t。同时。大大减少了农作物和土壤中的农药残留量,环境质量明显改善,田间生物多样性指数增高,农田生态系统处于持续稳定状态,取得较大的生态效益。
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[1] 曾凡荣,陈红印. 天敌昆虫饲养系统工程[M].北京:中国农业科学技术出版社,2009.
[2] 吴静.高温胁迫对螟黄赤眼蜂生长发育及寄生行为的影响[D].石河子:石河子大学,2008.
[3] 郑礼,宋凯,郑书宏.用麦蛾卵大量繁殖甘蓝夜蛾赤眼蜂(Trichogramma brassicae)[J].河北农业科学,2003(增刊1):29-32.
[4] 王卫华,沈佐�,郑礼,等.甘蓝夜蛾赤眼蜂对几种重要农业害虫寄主卵的选择性[J].中国生物防治学报,2004(1):12-16.

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