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菌物是自然界中一类重要的昆虫天敌,在害虫生物防治方面有独特的优越性。土壤是绝大多数虫生菌物生活史中的必要生存环境之一,也是其最重要的自然生境。因此,了解虫生菌物在土壤中的种类、分布及数量动态,对于取得良好的生物防治效果具有重要的指导作用。
本研究采用大腊螟诱集法研究了我国土壤中虫生菌物多样性和季节性分布,将大蜡螟诱集的菌物定义为昆虫相关菌物(insect-associated fungi),根据文献记载及致病性测定结果,进一步将昆虫相关菌物分为昆虫病原菌(insect pathogenic fungi)、条件致病菌(opportunistic pathogenic fungi)和次生定殖菌(secondary colonizers)。
通过对采集自我国10省区的山地和森林生态环境中的425份土壤样品进行昆虫相关菌物的分离,共获得377株菌株。经鉴定属于27属、46种。昆虫病原菌是我国土壤中最常见的昆虫相关菌物类群,其中粉拟青霉(Paecilomyces farinosu)、球孢白僵菌(Beauveria bassiana)和金龟子绿僵菌(Metarhizium anisopliae var.anisopliae)是我国自然生态环境土壤中分布最广、数量最丰富的种类。条件致病菌也有较高分离频率,菌株数量占所获得菌株数量的36.9%,其中以尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporium)、茄生镰刀菌(Fusarium solani)、黄曲霉(Aspergillus flavus)和被孢霉(Mortierellaspp.)较为常见。所分离到的次生定殖菌有19个种,但其菌株数量仅占总菌株数量的9.3%。
将采样地点按地理区划分为6个地区,比较不同采样地区的昆虫相关菌物群落多样性及相似性。结果表明,各个地区的昆虫相关菌物群落均具有较高的物种多样性,但不同地区群落相似性低,说明昆虫相关菌物分布存在地区分布型。昆虫相关菌物作为一个总体来看,在亚热带湿润地区分布广泛,在温带地区及热带地区分布减少。不同种类昆虫相关菌物有不同的分布特点:粉拟青霉环境适应性强,从热带到冰川地区都有分布,但以亚热带湿润地区最为丰富:球孢白僵菌多分布于气候温和的温带地区;金龟子绿僵菌在亚热带和热带地区更多见:玫烟色拟青霉多分布于属于亚热带的中南部地区;多数虫生镰刀菌类真菌分布广泛,但燕麦镰刀菌在气候寒冷的喜马拉雅山地区含量最丰富。
本研究还从北京郊区选择15块作物农田及8个果园作为采样地点,通过连续2年的周期性采样和分离,研究农田生态系统土壤中昆虫相关菌物的多样性及季节动态。结果表明,作物农田土壤受农事耕作影响大,其中的昆虫相关菌物密度低,但物种数量多,多数为非明确致病种类昆虫相关菌物。含量最丰富的种类为毛霉(Mucor spp.),该类昆虫相关菌物在土壤中的含量受温度影响大,有明显的季节性:在夏季(8月份)密度最高,而在初春(4月份)和冬季(12月份)密度低。果园土壤中的昆虫相关菌物物种数量少但密度高,球孢白僵菌(Beauveria bassiana)密度最高。农田土壤中分布最广泛的昆虫病原菌为金龟子绿僵菌,该菌在土壤中密度低但稳定,对大蜡螟幼虫的平均感染率为3.5%。果园土壤中分布最常见的昆虫病原菌为球孢白僵菌,对大蜡螟幼虫的平均感染率为20.5%;该菌在果园土壤中的含量有明显的季节动态:在每年的6月份及12月份处于含量高峰,而在4月份含量最低。农田土壤中昆虫相关菌物的物种多样性受人类的生产活动影响明显,而果园土壤中昆虫相关菌物多样性主要受温度影响。
通过蘸虫法测定了所分离到非明确致病种类昆虫相关菌物在室内对大蜡螟幼虫的寄生情况,结果表明,镰刀菌类昆虫相关菌物中的尖孢镰刀菌、茄生镰刀菌的多数菌株及未定种名的Fusarium sp1.寄生性较高。其它有致病性的种类有毡状金孢霉(Chrysogenum pannorum,现名Geomycespannorum)、链孢粘帚霉(Gliocladium catenulatum)、聚多曲霉(Aspergillussydowii)和托姆青霉(Penicillium thomii)等。
本研究首次对我国范围内土壤中的昆虫相关菌物种类及分布进行了系统研究。同时,通过对农田生态系统土壤中昆虫相关菌物的种类和季节动态研究,表明人类生产活动对土壤中昆虫相关菌物存活不利;球孢白僵菌适应果园环境,适用于防治果园、树林害虫但应避开夏季高温季节;金龟子绿僵菌适应农田环境,适用于防治大田作物害虫,但需及时补充菌量。