山西省黄芪籽蜂的危害及田间发生规律

Damage and Field Occurrence Rule of Bruchophagus in Shanxi Province

摘要

黄芪籽蜂是一类为害黄芪（Astragalus）种子的主要害虫，对黄芪种子的产量和品质造成了严重的影响。为明确黄芪籽蜂在山西省黄芪不同种植区的发生危害特点及发生规律，为该虫的预测预报以及制定有效防控措施具有重要指导意义，试验于2021年和2022年在山西省不同地区对黄芪籽蜂的发生种类、危害情况及田间发生规律进行了研究。结果表明，山西省发生的黄芪籽蜂包括黄芪种子小蜂（Bruchophagus huonchili）、内蒙黄芪籽蜂（B. mongolicus）、圆腹黄芪籽蜂（B. ciriventrious）、北京黄芪籽蜂（B. beijingensis）、拟京黄芪籽蜂（B. pseudobeijingensis）及黄芪种子金小峰（Habrocytus huonchei）共6种，但不同种植区发生的优势种存在一定的差异，太谷区和浑源县的优势种为黄芪种子小蜂，五寨县的优势种为黄芪种子金小蜂；且不同种植区黄芪种荚和种子的被害率不同，其中浑源县的种荚和种子的被害率最高，分别为65.93%和41.36%。此外，田间调查结果发现，黄芪不同种植区黄芪籽蜂发生期存在一定差异，晋中太谷区黄芪籽蜂发生期较五寨县和浑源县早，表明随纬度增加，危害时间向后推迟，山西省黄芪籽蜂从5月中下旬开始发生可持续到8月上中旬，但不同地区发生高峰期不同。

Abstract

Bruchophagus is a serious pest that damages the seeds of Astragalus, causing significant negative effects on the yield and quality of Astragalus seeds. In order to clarify the characteristics and mechanism by which Bruchophagus damages in different planting areas of Shanxi province, in this study, the species, damage situation, and field occurrence rule of Bruchophagus in different regions of Shanxi province from 2021 to 2022 were studied. The results suggested that the Bruchophagus species in Shanxi province included six species: B. huonchili, B. mongolicus, B. ciriventrious, B. beijingensis, B. pseudobeijingensis, and Habrocytus huonchei. However, the dominant species differed in different planting areas. B. huonchili was dominant in Taigu district and Hunyuan county, while H. huonchei was dominant in Wuzhai county. Moreover, the infestation rates of pods and seeds of Astragalus varied among different planting areas, with Hunyuan county showing the highest rates of 65.93% and 41.36%, respectively. Additionally, field investigation found that there were differences in the occurrence period of Bruchophagus among different planting areas. The occurrence period in Taigu district, Jinzhong city, was earlier than in Wuzhai county and Hunyuan county, indicating a delayed occurrence as latitude increases. In Shanxi province, the Bruchophagus occurred from mid-May or late-May to early-August or mid-August, with variations in the peak occurrence period among different regions.

Graphical abstract

关键词

黄芪籽蜂 / 黄芪 / 优势种 / 田间发生规律 / 山西省

Key words

Bruchophagu / Astragalus / dominant species / field occurrence rule / Shanxi

黄芪（Astragalus）为多年生豆科草本植物，也被称为绵芪、绵黄芪^[1-3]，常以其根干燥切片入药^[4-5]。黄芪不仅是我国重要的医疗保健中药^[6-7]，而且在保健食品、药膳、畜禽养殖业中也得到广泛应用^[8]。目前，由黄芪加工生产的中药产品达200余种^[9-10]。近年来，随着黄芪药用价值不断开发，黄芪需求量日益增长，种植规模不断扩大^[11]，但由于黄芪栽培技术和品种单一等问题导致的病虫害逐年加重。

黄芪籽蜂是膜翅目（Hymenoptera）广肩小蜂科（Eurytomidae）种子广肩小蜂属（Bruchophagus）5种和金小蜂科（Pteromalidae Habrocytus）属1种的混合群体^[12]，是一类为害黄芪种子的重要害虫。当田间黄芪结荚后7 d左右，黄芪籽蜂成虫便将卵产于豆荚内种皮下，卵孵化后幼虫开始在种子内蛀食为害，直至化蛹。常年黄芪种子的被害率为30%以上，发生严重时种子被害率高达50%以上^[13]。由于黄芪籽蜂成虫产卵和幼虫为害都极为隐蔽，加之黄芪种植面积大，且多数种植于偏远山区^[14]，因此该虫的发生为害多年来一直被疏忽，导致近年来黄芪籽蜂的发生逐年加重。黄芪为山西三大道地药材之一^[15]，近年来山西省野生和仿野生种植面积达3.3万hm²，但由于黄芪籽蜂的严重为害，对黄芪种子的产量和品质构成了严重威胁^[16]。而目前有关黄芪籽蜂的研究报道极少，仅见樊瑛等^[12]对黄芪籽蜂不同种类成虫的形态特征进行扫描电镜观察，而有关黄芪籽蜂生物学特性尚未报道。

山西农业大学植物保护学院张仙红课题组从2021年5月开始，开展了山西省黄芪不同种植区黄芪籽蜂的危害及发生规律的研究，旨在为预防和防治黄芪籽蜂提供理论依据和技术指导。

1 材料和方法

1.1 调查地概况

调查地位于山西省晋中市太谷区武家堡村、忻州市五寨县胡会乡大胡会村、大同市浑源县王庄堡镇小寺村（表1）。太谷区属暖温带大陆性季风气候，年平均气温一般介于5~9.9 ℃，年降雨量462.9 mm；五寨县属北温带大陆性季风气候，年平均气温4.3 ℃，年平均降水量约500 mm；浑源县属温带干旱半干旱大陆性季风气候，年平均气温6.2 ℃，年平均降雨量约400 mm。武家堡村和大胡会村平地种植，小寺村坡地种植，调查黄芪地不施任何药剂。

1.2 山西各地黄芪籽蜂发生种类调查

2021、2022年每年5—8月进行调查，每10 d调查一次。成虫采用“扫网”法网捕，每块地按照5点取样法取5个小区，每小区20 m²，随机扫网5次，收集成虫带回实验室，按照樊瑛等^[12]描述的成虫形态特征在体视显微镜（LEICAM/165C/MC120HD）下观察、鉴定，并用显微成像系统（Leica Application Suite4.4.0）拍照。

1.3 黄芪籽蜂幼虫危害特点及种子、种荚被害率调查

调查于2021、2022年每年5—8月进行，采用5点取样法，每点随机选择5株黄芪，每株黄芪按照上、中、下层随机采集50个豆荚，将采集的豆荚进行标记，带回室内统计种荚和种子被害率。每10 d调查一次。

1.4 山西各地黄芪籽蜂混合群体发生规律调查

调查于2021、2022年每年5—8月进行，田间网捕调查黄芪籽蜂成虫消长情况，每隔5 d进行一次，每次随机100复网。直至收种。统计黄芪籽蜂的发生种类、数量，记录成虫发生时期。

1.5 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 2013进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 黄芪籽蜂发生种类及优势种

2021、2022年山西省黄芪籽蜂发生种类及优势种调查结果如图1、表2所示，3地发生的黄芪籽蜂包括内蒙黄芪籽蜂（Bruchophagus mongolicus）、黄芪种子小蜂（B. huonchili）、圆腹黄芪籽蜂（B. ciriventrious）、北京黄芪籽蜂（B. beijingensis）、拟京黄芪籽蜂（B. pseudobeijingensis）和黄芪种子金小蜂（Habrocytus huonchei）6种，但不同地区发生的种类存在一定的差异。山西中部的太谷区和晋西北的五寨县发生的黄芪籽蜂共6种，其中，黄芪种子小蜂为太谷区的优势种，2021、2022年分别占黄芪籽蜂调查总数的45.78%、41.59%；黄芪种子金小蜂为五寨县的优势种，2021、2022年分别占调查总数的41.20%、45.01%。晋北部的浑源县2021年发现黄芪籽蜂4种，未发现北京黄芪籽蜂和拟京黄芪籽蜂的发生；2022年共发生6种，其中黄芪种子小蜂为浑源县的优势种，2021、2022年分别占调查总数的43.90%、35.38%。

2.2 黄芪籽蜂幼虫的危害特点

黄芪籽蜂幼虫孵化后开始取食种子，初龄幼虫为绿色，后虫体颜色由绿色变为褐色，老龄幼虫为白色（图2-A、B、C）。正常的黄芪种子颗粒饱满呈绿色，危害后的种子初期与健康种子无差异，随幼虫取食量增加，被害种子呈凹陷状或种皮呈条纹缺刻状，体视镜下隐约可见虫体（图2-D、E），部分被害种子种皮由绿色变为棕褐色；随幼虫取食，种子逐渐被食空，最后仅剩种皮（图2-F）。多数1头幼虫仅为害1粒种子，极少数（1/4 000）1粒种子中有2头幼虫为害（图2-G）。每个种荚内一般仅有1头幼虫，当虫口密度大时每个种荚内有2~4头幼虫（图2-H），最多每种荚达6头幼虫。幼虫老熟后于被害种子中进行化蛹，少数老龄幼虫爬出种子在种荚内化蛹，羽化前将荚皮咬破留一0.8~1.0 mm大的羽化孔（图2-I）。

2.3 黄芪种荚、种子的被害率

2021、2022年山西省黄芪不同种植区种荚及种子被害率如表3所示，2021年山西中部太谷区5月中下旬发现种荚、种子被害，但受害率较低，仅为4.16%和1.22%；随温度升高和种荚增多，危害加重，6月中旬种荚中幼虫的数量增加，种荚被害率和种子被害率分别达62.52%和35.67%，此时为种荚、种子被害的高峰期；后期受种子成熟的影响，被害率逐渐降低。晋西北五寨县种荚、种子被害发生初期为6月中旬，种荚、种子被害率为25.00%和11.54%，发生高峰期在7月初，种荚被害率达到35.71%，种子被害率达到28.50%；晋北部浑源县黄芪种荚、种子被害初期为6月中旬，种荚、种子被害率分别为6.68%和2.12%，发生高峰期在7月初，种荚被害率达到65.93%，种子被害率达到41.36%。太谷区和浑源县黄芪种荚被害率均高于60%，种子被害率均高于35%；与其他2个县相比，五寨县黄芪种荚和种子被害率均较低。2022年黄芪种荚、种子被害发生时期与2021年基本相同。

2.4 黄芪籽蜂成虫混合群体的田间消长动态

由图3可知，2021、2022年太谷区5月下旬田间开始出现越冬代的黄芪籽蜂成虫，但种群数量很低，6月初达到高峰，随后种群数量逐渐下降；6月上旬出现黄芪籽蜂成虫的第1代成虫，6月中旬达到高峰，种群数量达到17.67头/网，随后数量逐渐减少，7月上旬成虫活动期结束，每年成虫在田间出现2个活动高峰。五寨县2021、2022年6月上旬开始出现越冬代成虫，6月中旬达到高峰；6月下旬出现黄芪籽蜂的第1代成虫，7月初第1代成虫达到高峰期，种群数量达12.67头/网；7月上旬出现第2代成虫，7月中旬达到高峰，种群数量达到12.0头/网，至7月底结束，每年黄芪籽蜂成虫在田间出现3个活动高峰。浑源县2021年6月上旬开始出现越冬代成虫，6月中旬达到高峰期，6月下旬出现黄芪籽蜂第1代成虫，7月上旬第1代成虫达到高峰期，种群数量达到10.67头/网，7月中旬开始出现第2代成虫，7月21日达到高峰，种群数量9.67头/网，由于2022年6月上旬气温与2021年同期相比较高，越冬代成虫出现稍早，因此，每代成虫的活动高峰较2021年早。综上，黄芪籽蜂在山西省黄芪地里一年发生2~3代，成虫发生高峰期与黄芪结荚成熟期相关，发生的世代数与黄芪结荚期有关，且危害时间随纬度的升高而向后延迟。

3 结论与讨论

本研究连续2 a的田间调查结果表明，五寨县黄芪种荚和种子的被害率明显低于太谷、浑源2地。据报道，隐金小蜂（Pteromalus sequester）为广肩小蜂科、金小蜂科、螟蛾科、瘿蚊科等的寄生蜂^[17]。本研究调查发现，五寨县黄芪田中存在大量的隐金小蜂，这可能是由于隐金小蜂的寄生一定程度上抑制了黄芪籽蜂的危害，因此，进一步开展隐金小蜂的生物学特性研究及隐金小蜂对黄芪籽蜂的抑制效果试验，将对黄芪籽蜂的生物防治具有重要意义。

本研究调查发现，绝大多数黄芪种子被害时每粒种子内仅有1头黄芪籽蜂幼虫，这与苜蓿籽蜂（B. roddi）、柠条鞘蛾（Coleophora adelpha）、紫穗槐豆象（Acanthoscelides pallidipennis）、柠条豆象（Setora postornata）等豆科种实害虫均为1粒种子内1头幼虫危害^[18-23]的报道相一致。此外，据KAMM等^[24]报道，苜蓿籽蜂在苜蓿种荚上危害时，种荚上存在的伤口起到警告其他雌蜂不在此种荚上产卵的作用，但在黄芪种荚上并未发现产卵所致伤口。黄芪籽蜂产卵时是如何回避已产卵种子，是否与寄主气味挥发物、产卵器结构等存在联系还需进一步研究。

本研究对山西省太谷区、五寨县、浑源县3地的黄芪籽蜂发生及危害情况进行了调查，明确了供试3地发生的黄芪籽蜂共6种，在中部太谷区黄芪籽蜂一年发生1~2代，越冬代成虫5月下旬出现，6月初为发生高峰，6月下旬种子成熟，大量第2代成虫从田间或已收获的种子里羽化。而在北部的浑源县和晋西北部的五寨县是冷凉区，虽然越冬代成虫出现时间较晚，但与太谷区相比，黄芪籽蜂发生世代数多、为害时间长，这可能与冷凉区黄芪开花、结荚时间长有关，而太谷区黄芪开花、结荚时间集中，结荚期短导致危害集中。因此，黄芪籽蜂的预测预报与防治研究还需根据越冬代黄芪籽蜂成虫发生期及黄芪开花结荚时间进行判断。

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基金资助

国家中药材产业技术体系(CARS-21)

山西省现代农业产业技术体系建设（中药材）(2022-05)

山西农业大学“特”“优”农业高质量发展科技支撑工程(TYGC-45)

山西农业大学地方合作项目(XDHZGQY2202-01)