全 文 :文章编号: 1007-0435( 2001) 04-0287-03
无翅大头粪金龟生物学特性研究
鲁 挺1 , 王辉珠1 , 汪 玺1, 陈天福2, 杨生武2 , 张新民2
( 1. 甘肃农业大学草业工程系, 兰州 730070; 2. 山丹县草原站,山丹 734100)
摘要: 俗称“草原蜣螂”、“屎壳郎”的荒漠草原新害虫的鉴定结果表明,该虫属金龟子总科粪金龟科大头粪金龟属
无翅大头粪金龟种。一年一代,以成虫在土壤中越冬, 掘洞营地下生活,只成虫危害,幼虫不危害, 主食为驴驴蒿、合
头草、红砂等。
关键词: 荒漠草原; 无翅大头粪金龟; 生物学特性
中图分类号: S 812. 6; S433. 5 文献标识码: A
Study on the Biological Properties of Lethrus apterus
LU Ting
1 , WANG Hui-zhu
1, WANG Xi
1 , CHENG T ian-fu
2 , YANG Sheng-wu
2, ZHANG Xi-m in
2
( 1. Gansu Agr icult ur al Univer sity Lanzhou 730070, China ; 2. G rassland Station of Shangdan, Shandan 734100, China )
Abstract: The Fole adage“grassland beetle”, “dung beet le”, and “shipanniu”is a king of new insect in
desert grassland. Surveying show that the insect belong to Coleop ter a, S car abacoidea general f amily ,
Geotrup idea f amily , L ethrus genus, named L ethrus ap terus. And the insect happened in desert grassland one
generat ion one year, and it lives in soil. Damage w as caused by adult . It lives on A rtemisia dalai, sympegma
regelii , Reaumuria soongorica and so on.
Key word: Desert g rassland; L ethrus ap ter us; Biolog ical properties
近年来,在甘肃省河西地区的荒漠草原和草原化
荒漠, 俗称“草原蜣螂”、“屎尕牛”、“屎跑牛”、“屎壳
郎”的荒漠草原新害虫,对草原造成了极其严重的危
害。山丹县草原站调查结构表明, 该虫危害面积达10
万 hm2 ,占全县天然草原 24. 4万 hm2 的 40. 4% ,其
中驴驴蒿( A r temisia dalai )草原有 7. 7万 hm2 ,受害
最烈。一般虫口密度为 1头/ m2, 多者 3~4头,最高
达 9头, 对牧草危害严重。据测定, 当 0. 5~1头/ m2
时, 牧草损失 8. 8%~17%, 3~4 头时, 43. 44%~
55. 28% , 6~7头时损失达 84. 31%~94. 04% ,常将
牧草采食光而形成秃斑。又据测定,未受害的驴驴蒿
每公顷鲜草为 2 370 kg, 严重危害时仅为 10. 9 kg,
仅为未受害区产草量的 1/ 17。该虫除取食牧草外,
用掘洞营地下生活,对草原土壤的破坏极为严重,使
大量表层沃土被推出地表形成土丘,经风吹日晒被
侵蚀,加剧了草地退化、沙化、荒漠化,导致植被长期
不能恢复,降低了产草量,对荒漠和半荒漠草原生产
的威胁是相当严重的。
此外,粪金龟类绝大多数种类为粪食性, 国外草
原畜牧业发达的国家,将其作为益虫用来清除牧场
的粪便,已获得显著成效 [ 1]。但其个别种类大量取食
牧草造成严重危害的情况, 在国内外,至今未见报
道。我国西北地区荒漠草原是全国三大牧区基地之
一, 仅甘肃省河西地区就有 710万 hm 2, 据初步调
查,在此地区内均有无翅大头粪金龟分布。因此, 对
该虫开展系统调查研究, 无论对荒漠草原的保护, 对
昆虫学基础理论研究,都具有现实意义[ 5]。
1 材料与方法
1. 1 自然概况
调查地区位于甘肃省山丹县境内, 东与永昌县
收稿日期: 2001-03-08; 修回日期: 2001-05-31
作者简介: 鲁挺( 1942-) ,男,甘肃临夏人,教授,现在甘肃农业大学草业工程系从事植保工作
第 9卷 第 4期
Vol. 9 No. 4
草 地 学 报
ACTA AGREST IA SINICA
2001 年 12月
Dec. 2001
大青羊口滩接壤, 西抵县城以西 15 km 处的一号矿
区外围, 东西长 40 km, 南北宽 10 km , 总面积约
400 hm
2。该地区年均气温 3~7℃,极端最低和最高
气温为- 33. 3℃和 37. 8℃;年均降水量 195 mm ,年
日照 2999 h, 日辐射总量 602 KJ/ cm2 , 年蒸发量
2252 mm,干旱指数 8. 03,日较差 15. 7℃,年均风速
2. 6 m / s,无霜期 151 d。属荒漠化草原地带, 海拔
2000~2300 m。土类有淡棕钙土,山地棕钙土, 风沙
土,质地为砂壤砂土和轻壤, pH8. 0~8. 5。
1. 2 供试样地
按地形基质条件和植被生态生活型, 将调查区
的植被类型划分为两类三组五型:
1. 2. 1 草原化荒漠类
1. 2. 1. 1 山前低丘平滩砂壤土小半灌木、丛生禾草
草原组
1)驴驴蒿草原型 优势植物为驴驴蒿, 伴生种
为 红砂 ( Reaumuria soongorica )、珍 珠 ( Salsola
passerina)、芨芨草 ( A chnather um sp lendens ) , 总盖
度 30%~40%。
1. 2. 1. 2 山前坡砂砾质棕钙土小半灌木, 丛生小禾
草草原组
1)驴驴蒿草原型 与上组地型相似, 但植被组
成趋少,主要建群种为驴驴蒿,其余为红砂、珍珠等,
总盖度约 30%。
2)珍珠+ 驴驴蒿草原型 主要建群种为珍珠或
驴驴蒿, 其余为合头草( Symp egma reg elii )、芨芨草
等,总盖度 40%~45%。
3)盐爪爪草原型 优势植物为盐爪爪( K alidi-
um cusp idatum) ,稀有种为珍珠、合头草, 外缘较高
处有芨芨草, 总盖度 25%。
1. 2. 2 荒漠草原类
1. 2. 2. 1 山前石质低丘风沙土小半灌木、杂类草草
原组
合头草+ 红砂草原型 植被组成有合头草、红
砂,伴生种有短花针茅( St ip a brevif loca)、盐生车前
( P lantago marit ima)等,总盖度 30%。
1. 3 生物学特性调查
1989- 1991 年, 每年从 4 月中旬牧草返青开
始,每 5 d调查一次,每次挖虫 30头, 9月底 10月初
结束。观察其出土、掘洞、取食、拉草、交配、产卵、孵
化、化蛹、羽化、越冬的始、盛、末期。
2 结果与分析
经鉴定俗称“屎跑牛”、“屎尕牛”、“草原蜣螂”、
“屎壳郎”的害虫,属金龟子总科( S carabacoidea) , 粪
金龟科( Geotrup idae ) , 大头粪金龟属( L ethrus ) , 无
翅大头粪金龟种( L ethrus ap ter us) [ 2]。
2. 1 形态特征
2. 1. 1 成虫 头大且具有很发达的上唇缝, 触角
11节,端部第 9节呈环状(即鳃片部 3节环状)。体
似小球, 长约 10~20 mm, 呈黑色,微具兰色, 腹面
具近兰色的光泽。头部嵌镶在凹缺的前胸前缘,雄虫
左上颚具钩爪状物突出, 上颚外露前伸,因而使头部
大大加长,复眼小向侧面突出。前胸背板特别发达,
呈横宽状, 最宽处位于中点后,前缘呈弧状凹入, 后
缘中段较直,侧缘包括前、后角处呈宽凹塌,侧缘边
不完整呈纯齿状, 前后角均呈圆弧状,具中纵沟, 上
布粗大不深的刻点, 前翅为鞘翅宽短,后缘急剧下
陡, 鞘翅从肩角开始向后逐渐收缢直至汇合缝而无
明显后缘,侧缘将腹部包盖,缘折发达呈尖脊状直达
后缘汇合缝处, 缘折里边呈平坦的平边,鞘翅背面具
5条不太明显的刻列沟,两侧横边多具横皱,汇合缝
呈弧状,无后翅(已退化, 不能飞行) ,俗称无翅。腹部
可见腹板 5节。
2. 1. 2 卵 卵产下初期呈长椭圆形, 乳白色, 长
3. 8 mm ,宽 2. 2 mm。卵发育到后期呈圆球状,洁白
而有光泽,直径 4 mm。孵化前能清楚地看到在卵壳
的一端,有一对略呈三角形的棕色上颚。
2. 1. 3 幼虫 身体肥胖,弯曲呈 C形,光裸。头黄
色,最宽处位于前边触角基部间,前顶刚毛每侧一行
(约 6根) , 于近额缝中凹开始,向后向里呈行排列,
在后部触角基部每一面还具有相当多的刚毛。三角
形的额顶呈弧状。每一条额缝呈 2个弧突,以中间凹
陷为界,此处籍以深的窝状刻点,额中间具两个小窝
点和每一面前角处具 4根刚毛。唇基光滑、梯形, 具
中间宽短的横列刚毛。上唇三裂片状,每一面具 3根
刚毛和通常的边缘毛。上颚短,触角很短,锥状第一、
二节粗短, 长刚刚超过其宽,两节几乎一样长, 第三
节短细得多,最小,锥状。全部气门的大小接近。臀
节末端平坦,边缘呈 5叶状(上面的大, 两侧的 2个
288 草 地 学 报 第 9卷
宽,后面的 2个短) , 而且上边和两侧的叶状物由体
壁褶所分。肛门孔位于最后 4个叶状物上面, 具6条
放射线缝。肛腹片光裸。足很短,锥状, 3节,末端的
爪直而尖。体长达 40 mm, 头壳长 6. 1 mm , 头宽
4. 5 mm。
2. 1. 4 蛹 蛹为离蛹, 体长 26~32 mm, 宽 16~
18 mm。化蛹后初期为白色,以后逐渐深至黄褐色。
2. 1. 5 年生活史 多年系统调查研究结果表明, 该
虫一年一代(表 1) , 以成虫在土内越冬。次年 4 月
中、下旬成虫出土活动, 5月中、下旬成虫性成熟进
入交配期, 6月中、上旬开始产卵,卵期 18~20 d, 7
月中、上旬孵化出幼虫, 幼虫期 22~25 d, 7月底至 8
月上旬化蛹,蛹期 15~18 d, 8月底至 9月初羽化为
成虫, 9月底至 10月初入土进入越冬。
表 1 无翅大头粪金龟生活史
Table 1 T he life hist or y o f Lethrus ap terus (甘肃山丹, 1989- 1991)
月
Month
旬
T en days
4
Apr.
上 中 下
F S L
+ +
5
May
上 中 下
F S L
+ + +
6
June
上 中 下
F S L
+ + +
● ● ●
7
July
上 中 下
F S L
+ + +
● ● ●
~ ~
○
8
Aug.
上 中 下
F S L
●
~ ~ ~
○ ○ ○
+
9
Sep.
上 中 下
F S L
○
+ +
10
Oct .
上 中 下
F S L
注:●:卵 ~:幼虫 ○:蛹 + :成虫 :越冬成虫 Note ●: Egg ~: Larva ○: Pupa + : Adult : Overw inter adul t
F:上 S :中 L:下 F:Firs t S: Second L :L as t
2. 2 习性
2. 2. 1 日活动节律 该虫在土内掘洞栖居,营地下
生活,属日出性昆虫。每日上午 11 h以后先捣开洞
口,停留在洞口窥视, 12 h 后推出穴中多余的土于
洞口外, 然后迅速返回洞内,重复多次。13~16 h大
量出洞,咬食牧草茎叶, 并向洞内拉草, 17 h 后活动
逐渐减少, 18 h 全部进入洞内不再出洞, 20 h 后洞
口全部用土封住过夜,至次日 11 h 左右才捣开洞口
出洞活动。一般阴雨、刮风天气不出洞。
2. 2. 2 季节活动周期 翌年 4月中、下旬越冬的成
虫相继出土,至 5月上旬, 则很少在地面活动, 隐匿
于地下挖掘洞道,成虫靠其上颚、爪和尤如楔子作用
的前胸完成挖穴,将土用身躯和头清出置于洞口, 堆
成高 2. 5~3. 3 cm,直径 17~22 cm 的土丘。这个时
期很少危害,只是偶尔到地面上咬断一些植物嫩叶
或幼芽拖回洞口食用。5月上旬当两性成虫的生殖
器官成熟后,进入交配期, 在地表附近非常活跃, 雄
虫互相争夺雌虫。交配后雄虫到雌虫巢中与其共同
生活,属“一夫一妻”习性。雄雌虫协作,把洞穴改造
成繁殖洞穴,向各个方向挖出一些洞穴作为栖息室,
图 1 无翅大头粪金龟繁殖洞穴示意图
F ig . 1 The sketch o f breeding cave cell of L ethrus ap terus
注: 1—土丘; 2—产卵室及其营养团; 3—栖居室
Not e: 1—dune, 2—egg-production cell and nut ritio n cud, 3-rest cell
图 2 无翅大头粪金龟栖居洞穴示意图
Fig. 2 T he sketch of r est cell of L ethrus qp terus
注: 1—土丘; 2—栖居室
No te: 1—dune, 2—r est cell
(下转 295页)
289第 4期 鲁挺等:无翅大头粪金龟生物学特性研究
的草原改良效果显著, 利用有效期可持续 10年以
上,年平均增产 90. 5%。
3. 2 灌溉加施尿素改良草原效果良好, 但投入较
多,难以推广。雨季施尿素 187. 5 kg/ hm2不灌溉,比
对照区增产 3倍, 投入小,值得大面积推广。
3. 3 野生黄花苜蓿、肇东苜蓿、公农 1号、2号苜蓿
和草原 2号苜蓿在当地越冬好, 干草产量(两茬)在
4500 kg / hm
2 以上, 是建设高产优质人工草地的首
选品种。在退耕还草项目中应重点推广应用。
3. 4 补播技术在呼伦贝尔草原原生植被密度较大
地段不宜应用, 可在植被盖度小于 30%的退化草原
进行补播改良。
参考文献
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Gr ass land in Chin a) [ M ] . 吉林科学技术出版社. 1991. 212,
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植被. 李继侗文集[ M ] . 科学技术出版社. 1986. 245
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技术研究. 草地学报[ J] . 1999, 7: ( 2) 95~105
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270~287
[5] 陈敏. 改良退化草地与建立人工草地的研究[ M ] . 内蒙古人民
出版社. 1998. 33~88
(上接 289页)
最后把每个室都修成长圆柱形的产卵室, 长 7~
8 cm ,直径2. 0~2. 4 cm。产卵室集中在距地表深25
~35 cm ,宽度 30~45 cm 的土层中,一般每洞有卵
4~6粒,最多达 9粒。产卵室与产卵室之间相距 8~
12 cm(图 1)。在建造繁殖巢穴时, 雌雄虫之间是有
分工的,雄虫负责守护和清扫穴道, 并驱赶来犯异
虫,收集、拉运从植物上咬下的嫩叶, 用上颚夹住,一
步一步倒退着拉进洞穴,雌虫将雄虫拉运的植物嫩
叶安置于产卵室, 并一层一层地压紧,直到把产卵室
充满为止,制成为幼虫备用的营养团,并将在其上产
下一粒卵,再用土封住产卵室。然后,再去制作另一
个营养团。完成一个营养团的时间约需 5~6 d。在
繁殖阶段( 5月中旬至 6 月下旬)是猖獗危害时期。
成虫于 7月下旬相继死亡。卵经 20 d 孵化后, 幼虫
以营养团为食, 22~25 d后,经过两次蜕皮, 完成整
个发育过程后,在产卵室形成的球形茧中化蛹( 7月
上旬至 8月下旬) ,虫茧为泥土质地, 非常薄,下部较
大,和幼虫取食后的粪便混合组成, 蛹经 15~18 d
后,羽化为成虫( 8月底-9月初)。当年羽化的成虫从
土茧钻出后, 开始分居,每头虫首先挖一个长 50~
70 cm, 直径 1. 5 cm 的穴道,作为日后的栖居场所,
在离地表 30~40 cm 处越冬, 最深处达 65 cm (图
2)。个别成虫不挖掘新洞穴, 仍留在原来的繁殖洞
穴,到 9月下旬进入越冬。在此期间,成虫只取食少
量植物的茎叶, 亦不造成危害。当翌春来临, 越冬成
虫复苏,再进行新的发育循环。
3 结语
3. 1 “草原蜣螂”实为植食性昆虫,隶属于粪金龟科
大头粪金龟属的无翅大头粪金龟种。
3. 2 该虫一年一代,以成虫在土壤中越冬。掘洞营
地下生活, 只成虫危害植物, 幼虫不危害, 主食驴
驴蒿。
3. 3 无翅大头粪金龟系 K -对策者,则具有低的内
禀增长力(一般每头雌虫产卵量平均 4. 7粒, 最多达
7粒) , 有完善的亲代护理、较强的竞争能力、专一的
食性选择[ 3]。
参考文献
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295第 4期 乌恩旗等:羊草草原改良措施与效果