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指导教师 陶静 徐强
前言
松树蜂(图1)产自欧亚大陆和非洲北部,一般危害松属植物,是目前全球范围内最被关注的害虫之一。松树蜂危害各类针叶树,尤其是几乎所有松树种类,以及云杉、冷杉等。
我在中国知网(CNKI)、维基百科和百度里查找了关于松树蜂的资料,可是几乎查不到专门研究松树蜂的文章,所以我尝试用自己观察天牛生活习性的方法,做了3组实验来研究松树蜂和被它危害的树木,争取可以直观地描述松树蜂的危害特征。
实验设计与实验过程
实验思路
我曾经观察和了解过另一种钻蛀性害虫——天牛的生活习性。我想,松树蜂和天牛同样都属于钻蛀性害虫,生活习性和对树木的危害特征也是相似的,可不可以用同样的方法研究松树蜂呢?老师鼓励我自己去尝试。于是,在老师的指导下,我设计了3组实验,分别是观察和分析被危害树木的显著特征,观察和记录松树蜂产卵的过程,解析幼虫坑道。
实验1:观察和分析被危害树木的特征
我给6棵被危害的樟子松编号,然后请老师帮我把它们截成长度大约35 cm的木段。由于这些樟子松已经被松树蜂、松幽天牛和一种未知种类的吉丁共同危害,所以我分别对松树蜂、天牛和吉丁成虫的羽化孔和幼虫做了观察和统计,并在实验过程中拍照记录。
实验2:观察和记录松树蜂产卵的过程
采集到从受害樟子松木段中羽化的雌性松树蜂后,我把它放进摆放有樟子松、红松、云南松、油松和马尾松5种健康木段的木笼里,仔细观察和记录松树蜂的产卵行为,拍摄了很多照片和视频。在松树蜂产完卵后我用记号笔标记了产卵孔,又用斧子劈开一部分产卵部位,观察它的产卵情况。
实验3:解析幼虫坑道
为了清晰地观察松树蜂幼虫的坑道特征,了解幼虫坑道的分布规律,我选择了一棵只有松树蜂和未知吉丁羽化孔的被害木,用来解析幼虫坑道。这段被害木上,松树蜂羽化孔数量适中。之所以这样选择,是因为羽化孔太多,坑道就比较混乱,不容易辨别;羽化孔太少,数据量就会不够,无法全面地观察危害特性。未知吉丁的幼虫坑道只分布在木质部的表层,非常容易与松树蜂幼虫坑道区分开来,所以不会影响我进行观察和解析。
我首先统计了羽化孔的个数,并记录羽化孔的直径,然后把每段被害木样本竖劈成6~8片,在坑道旁边都编了号,选出典型松树蜂幼虫的危害坑道拍照。然后再掏空每个松树蜂幼虫坑道中的虫粪,从羽化孔开始,反方向分析每一个幼虫危害的坑道痕迹,最后找到树蜂的产卵部位。重点测量记录:①幼虫的危害深度;②坑道起始深度;③树皮外羽化孔与入侵孔的水平与垂直距离,再简单描述坑道方向及特征,最后利用PowerPoint绘制坑道示意图。
实验数据与实验分析
观察和分析被危害树木的特征
◇樟子松发生了松树蜂、松幽天牛和一种未知吉丁的混合危害。在6棵樟子松中,松幽天牛危害了3棵,6棵全部被松树蜂和吉丁危害。
◇在我国目前的《云杉树蜂检验鉴定方法》中,松树蜂羽化孔直径的检验标准为3.10~6.10mm,而我统计和测量的松树蜂羽化孔是直径2.10~7.00mm的圆形,比检验标准范围略大,所以根据我的实验结果可以对《云杉树蜂检验鉴定方法》进行修正和补充。
◇通过仔细观察和统计,我在6棵被害木中,共发现松幽天牛的羽化孔87个,幼虫58只;松树蜂的羽化孔193个,幼虫38只;未知吉丁的羽化孔158个,幼虫4只。松树蜂的羽化孔数量是松幽天牛羽化孔数量的1倍多,比吉丁多约20%,这也能够说明松树蜂虫口密度大,对树木危害的严重程度高。
◇松树蜂的羽化孔和幼虫分布在树高0~4.20m的区域,其中,有74.61%的羽化孔和47.37%的幼虫分布在树高0.70m~3.85m的区域。这说明从树木根部到中上部都可能受到松树蜂危害,范围更广。
松树蜂产卵过程的观察和记录
松树蜂雌性成虫的腹末端有一个突出的针状器官,这就是产卵器。产卵器有些呈浅褐色,有些呈深褐色,长度约为8mm左右,比前翅的长度略小。
准备产卵时,松树蜂先用触角在树皮表面上快速轻触,寻找适合产卵的地方。选好产卵点之后,弓起腹部用产卵器对准产卵地点,使产卵器和产卵鞘分离,用产卵器上的刻点交替摩擦插入木头,然后开始产卵(每次产卵时间从45秒到2分30秒不等)。
解析幼虫坑道
◇松树蜂成虫的羽化孔均为圆形,在3个木段上我一共发现23个羽化孔,直径在2.10~5.30mm之间,平均值为3.64mm。
◇松树蜂幼虫在蛀食树木时,会将蛀屑及其排出的粪便等推向身后,幼虫坑道被虫粪堵塞得非常紧实。虫粪颜色接近木头,所以有部分坑道不易发现。坑道内有树蜂幼虫的虫蜕。幼虫的虫蜕一般被挤压在虫粪内,也不容易被发现。
◇小部分幼虫坑道为非水平的“U”字型和“L”型,而多数坑道都是不规则形状。入侵孔与羽化孔的垂直距离0~7cm不等,有少数入侵孔来自其他木段,无法测量。
◇约50%的树蜂幼虫能够蛀食到树木的髓心部位,部分甚至穿过树心到达对面位置。入侵孔与羽化孔的水平距离0.8~10cm不等,大多距离较远。
◇样本中能够找到的坑道起始深度在0.3~0.6cm之间,说明松树蜂的产卵深度至少能够达到木质部内0.3~0.6cm。
◇在解析幼虫坑道时我还观察到一些不知原因死亡的幼虫,虫体呈褐色,而存活的幼虫有些为乳白色,有些为浅乳黄色,老熟幼虫则颜色更深,幼虫身体上都有明显的分节。
结论
我的论文总结和分析了入侵中国的松树蜂危害樟子松的外部特征,并且和本地害虫松幽天牛、吉丁的危害特征作了比较,描述了松树蜂的产卵特点和行为,通过绘制和分析幼虫坑道平面图,直观地展示了松树蜂的幼虫在樟子松内的坑道特征,第一次为该虫在国内的普查和监测提供了判断方法,也为防治松树蜂提供了资料。
前言
松树蜂(图1)产自欧亚大陆和非洲北部,一般危害松属植物,是目前全球范围内最被关注的害虫之一。松树蜂危害各类针叶树,尤其是几乎所有松树种类,以及云杉、冷杉等。
我在中国知网(CNKI)、维基百科和百度里查找了关于松树蜂的资料,可是几乎查不到专门研究松树蜂的文章,所以我尝试用自己观察天牛生活习性的方法,做了3组实验来研究松树蜂和被它危害的树木,争取可以直观地描述松树蜂的危害特征。
实验设计与实验过程
实验思路
我曾经观察和了解过另一种钻蛀性害虫——天牛的生活习性。我想,松树蜂和天牛同样都属于钻蛀性害虫,生活习性和对树木的危害特征也是相似的,可不可以用同样的方法研究松树蜂呢?老师鼓励我自己去尝试。于是,在老师的指导下,我设计了3组实验,分别是观察和分析被危害树木的显著特征,观察和记录松树蜂产卵的过程,解析幼虫坑道。
实验1:观察和分析被危害树木的特征
我给6棵被危害的樟子松编号,然后请老师帮我把它们截成长度大约35 cm的木段。由于这些樟子松已经被松树蜂、松幽天牛和一种未知种类的吉丁共同危害,所以我分别对松树蜂、天牛和吉丁成虫的羽化孔和幼虫做了观察和统计,并在实验过程中拍照记录。
实验2:观察和记录松树蜂产卵的过程
采集到从受害樟子松木段中羽化的雌性松树蜂后,我把它放进摆放有樟子松、红松、云南松、油松和马尾松5种健康木段的木笼里,仔细观察和记录松树蜂的产卵行为,拍摄了很多照片和视频。在松树蜂产完卵后我用记号笔标记了产卵孔,又用斧子劈开一部分产卵部位,观察它的产卵情况。
实验3:解析幼虫坑道
为了清晰地观察松树蜂幼虫的坑道特征,了解幼虫坑道的分布规律,我选择了一棵只有松树蜂和未知吉丁羽化孔的被害木,用来解析幼虫坑道。这段被害木上,松树蜂羽化孔数量适中。之所以这样选择,是因为羽化孔太多,坑道就比较混乱,不容易辨别;羽化孔太少,数据量就会不够,无法全面地观察危害特性。未知吉丁的幼虫坑道只分布在木质部的表层,非常容易与松树蜂幼虫坑道区分开来,所以不会影响我进行观察和解析。
我首先统计了羽化孔的个数,并记录羽化孔的直径,然后把每段被害木样本竖劈成6~8片,在坑道旁边都编了号,选出典型松树蜂幼虫的危害坑道拍照。然后再掏空每个松树蜂幼虫坑道中的虫粪,从羽化孔开始,反方向分析每一个幼虫危害的坑道痕迹,最后找到树蜂的产卵部位。重点测量记录:①幼虫的危害深度;②坑道起始深度;③树皮外羽化孔与入侵孔的水平与垂直距离,再简单描述坑道方向及特征,最后利用PowerPoint绘制坑道示意图。
实验数据与实验分析
观察和分析被危害树木的特征
◇樟子松发生了松树蜂、松幽天牛和一种未知吉丁的混合危害。在6棵樟子松中,松幽天牛危害了3棵,6棵全部被松树蜂和吉丁危害。
◇在我国目前的《云杉树蜂检验鉴定方法》中,松树蜂羽化孔直径的检验标准为3.10~6.10mm,而我统计和测量的松树蜂羽化孔是直径2.10~7.00mm的圆形,比检验标准范围略大,所以根据我的实验结果可以对《云杉树蜂检验鉴定方法》进行修正和补充。
◇通过仔细观察和统计,我在6棵被害木中,共发现松幽天牛的羽化孔87个,幼虫58只;松树蜂的羽化孔193个,幼虫38只;未知吉丁的羽化孔158个,幼虫4只。松树蜂的羽化孔数量是松幽天牛羽化孔数量的1倍多,比吉丁多约20%,这也能够说明松树蜂虫口密度大,对树木危害的严重程度高。
◇松树蜂的羽化孔和幼虫分布在树高0~4.20m的区域,其中,有74.61%的羽化孔和47.37%的幼虫分布在树高0.70m~3.85m的区域。这说明从树木根部到中上部都可能受到松树蜂危害,范围更广。
松树蜂产卵过程的观察和记录
松树蜂雌性成虫的腹末端有一个突出的针状器官,这就是产卵器。产卵器有些呈浅褐色,有些呈深褐色,长度约为8mm左右,比前翅的长度略小。
准备产卵时,松树蜂先用触角在树皮表面上快速轻触,寻找适合产卵的地方。选好产卵点之后,弓起腹部用产卵器对准产卵地点,使产卵器和产卵鞘分离,用产卵器上的刻点交替摩擦插入木头,然后开始产卵(每次产卵时间从45秒到2分30秒不等)。
解析幼虫坑道
◇松树蜂成虫的羽化孔均为圆形,在3个木段上我一共发现23个羽化孔,直径在2.10~5.30mm之间,平均值为3.64mm。
◇松树蜂幼虫在蛀食树木时,会将蛀屑及其排出的粪便等推向身后,幼虫坑道被虫粪堵塞得非常紧实。虫粪颜色接近木头,所以有部分坑道不易发现。坑道内有树蜂幼虫的虫蜕。幼虫的虫蜕一般被挤压在虫粪内,也不容易被发现。
◇小部分幼虫坑道为非水平的“U”字型和“L”型,而多数坑道都是不规则形状。入侵孔与羽化孔的垂直距离0~7cm不等,有少数入侵孔来自其他木段,无法测量。
◇约50%的树蜂幼虫能够蛀食到树木的髓心部位,部分甚至穿过树心到达对面位置。入侵孔与羽化孔的水平距离0.8~10cm不等,大多距离较远。
◇样本中能够找到的坑道起始深度在0.3~0.6cm之间,说明松树蜂的产卵深度至少能够达到木质部内0.3~0.6cm。
◇在解析幼虫坑道时我还观察到一些不知原因死亡的幼虫,虫体呈褐色,而存活的幼虫有些为乳白色,有些为浅乳黄色,老熟幼虫则颜色更深,幼虫身体上都有明显的分节。
结论
我的论文总结和分析了入侵中国的松树蜂危害樟子松的外部特征,并且和本地害虫松幽天牛、吉丁的危害特征作了比较,描述了松树蜂的产卵特点和行为,通过绘制和分析幼虫坑道平面图,直观地展示了松树蜂的幼虫在樟子松内的坑道特征,第一次为该虫在国内的普查和监测提供了判断方法,也为防治松树蜂提供了资料。