七星瓢蟲對豆蚜的功能反應

金劍雪, 李鳳良, 程 英, 李忠英

(貴州省植物保護研究所,貴陽 550006)

七星瓢蟲對豆蚜的功能反應

金劍雪, 李鳳良*, 程 英, 李忠英

(貴州省植物保護研究所,貴陽 550006)

[目的]測定七星瓢蟲各蟲態對豆蚜的捕食能力。[方法]將野外七星瓢蟲(Coccinella septempunctataL.)采回并在室內飼養一代后,就其各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜(Aphis craccivoraKoch)的捕食能力進行室內測定。[結果]七星瓢蟲各齡期幼蟲以及雌雄成蟲對豆蚜的功能反應均屬HollingⅡ型模型,1、2、3、4齡幼蟲捕食反應擬合的圓盤方程分別為Na=1.121 86N/(1+0.059 92N)、Na=1.217 04N/(1+0.049 33N)、Na=0.789 92N/(1+0.008 00N)、Na=0.967 01N/(1+0.001 41N),雌、雄成蟲的圓盤方程分別為Na=0.958 64N/(1+0.001 03N)、Na=0.976 20N/(1+0.001 52N),經χ2檢驗各蟲態的捕食反應的圓盤方程理論值與實測值相符。用七星瓢蟲雌成蟲進行自身密度的干擾反應測定,利用Hassell模型進行擬合,所得模型方程為E=0.447 4P-0.4337,經χ2檢驗雌成蟲的捕食作用率實測值與理論值相符,該模型方程能很好地反映雌成蟲自身密度的干擾程度。[結論]1～4齡幼蟲、雄成蟲和雌成蟲對豆蚜的日最大捕食量分別為 18.7、24.7、98.8、685.5、642.5、927.5 頭。

七星瓢蟲; 豆蚜; 功能反應

豆蚜(Aphis craccivoraKoch)屬同翅目蚜科,別名苜蓿蚜、花生蚜,為害菜豆、豌豆、蠶豆等豆科作物。豆蚜繁殖力強,4～6 d可完成1代,每頭無翅胎生雌蚜可產若蚜100多頭,因此極易造成嚴重危害。

七星瓢蟲(CoccinellaseptempunctataLinnaeus)是蚜蟲的重要天敵之一。據報道,七星瓢蟲對桃蚜[Myzus persicae(Sulzer)][1-3]、麥長管蚜[Macrosiphum miscanthi(Takahashi)][4]、棉蚜(Aphis gossypiiGlover)[5-6]、繡線菊蚜(Aphis citricolavan der Goot)[7-9]、桃蚜[Myzus persicae(Sulzer)][10]、飛蓬指管蚜[Uroleucon erigeronensis(Thomas)][11]、馬鈴薯長管蚜(Macrosiphum euphorbiaeThomas)[12]、三葉草彩斑蚜[Therioaphis tri f olii(Monell)][13-14]等十幾種大田作物、經濟作物及果樹、花卉、飼料植物上危害嚴重的蚜蟲均有很好的控制作用;但七星瓢蟲對豆蚜的控制能力尚未見報道。鑒于此,本實驗室從田間蠶豆上采集豆蚜進行室內飼養,測定七星瓢蟲對豆蚜的捕食能力。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

七星瓢蟲采自貴州省農科院附近大田作物上,經室內飼養1代后得到的各齡期幼蟲及雌雄成蟲供試。豆蚜采自田間蠶豆植株上,在室內用蠶豆苗飼養繁殖,用2～3齡若蚜測定。

1.2 試驗方法與試驗條件

收集室內飼養的七星瓢蟲的卵和蛹,置于透明廣口玻璃瓶(底部直徑8.5 cm,高9 cm,瓶口直徑7 cm,容積510 mL)中飼養。待卵孵化后,獲得各齡幼蟲;蛹羽化后得到雌、雄成蟲。試驗前,使各齡幼蟲、雌雄成蟲飽食后,將 1、2齡幼蟲饑餓 12 h,3、4齡幼蟲和雌、雄成蟲饑餓24 h后捕食豆蚜。用透明廣口玻璃瓶做試驗用容器,瓶口用布遮蓋。試驗在(25±1)℃、光照條件 L∥D=16 h∥8 h、相對濕度80%±1%的人工氣候箱中進行。

1.2.1 七星瓢蟲各蟲態對豆蚜密度的功能反應

1～ 2 齡幼蟲設置豆蚜密度為 5、10、15、20、25頭/瓶;3齡幼蟲設置豆蚜密度為 30、50、70、90、110頭/瓶;4齡幼蟲及雌、雄成蟲均設置豆蚜密度為50、100、150、200 、250 頭/瓶;試驗重復 5 次 ,每瓶投放捕食者七星瓢蟲各1頭,并放入新鮮的蠶豆苗,以保持蚜蟲的新鮮,24 h后檢查被捕食的豆蚜數量。同時各密度設置相應的蚜蟲密度作為空白對照,得到豆蚜的自然死亡數,以校正各處理七星瓢蟲的捕食蚜量。根據七星瓢蟲對蚜蟲的捕食效應及Holling[15]提出的3種捕食功能反應類型,判斷其功能反應類型,然后計算出所屬數學模型。

1.2.2 七星瓢蟲雌成蟲自身密度的干擾反應

試驗設置5個七星瓢蟲雌成蟲密度,即1、2、3、4、5頭/瓶七星瓢蟲雌成蟲,分別與500頭豆蚜組合。每個七星瓢蟲密度重復5次,24 h檢查捕食數量。同時設置相應的蚜蟲密度作為空白對照,校正各處理七星瓢蟲的捕食蚜量。用 Hassell模型進行擬合,E=QP-m,其中,E為競爭下的捕食作用率,Q為尋找常數,P為天敵密度,m為干擾系數。將上述模型轉化為直線式:lgE=lg Q-m lgP,根據E、P的值采用最小二乘法計算Q、m的值,進而得出方程式。

2 結果與分析

2.1 七星瓢蟲各蟲態對豆蚜密度的功能反應

隨著蚜蟲密度的增大,七星瓢蟲的捕食量也逐漸增大,當豆蚜的密度增加到一定程度時,捕食量增加的速度變慢,七星瓢蟲各蟲態對豆蚜的捕食反應均可使用HollingⅡ型圓盤方程Na=a′?N?T/(1+a′?Th?N)來擬合。其中Na為被捕食的獵物數量,N為獵物密度,a′為瞬時攻擊率,即功能系數;T為試驗時間,即觀察時間,本研究為24 h,即ld;Th為處理時間。各蟲態對豆蚜的捕食反應方程式見表1、2。

經χ2檢驗,表2中各蟲態的捕食量實測值與理論值差異均不顯著(p＞0.05),說明捕食圓盤方程均能很好地表示各蟲態對豆蚜的捕食作用。

從表2中統計的數據可知:1齡幼蟲的瞬時攻擊率 a′為1.121 86,處理時間 Th為 0.053 41,表明1齡幼蟲吃掉1頭豆蚜若蚜需要0.053 41 d,即需要76.91 min,當獵物密度N趨向于無窮大時,1齡幼蟲對豆蚜若蚜的日最大捕食量為18.7頭;2齡幼蟲的a′為1.217 04,Th為0.040 53 h,即需要58.36 min,日最大捕食量為24.7頭;3齡幼蟲的a′為0.789 9,Th為0.010 13 h,即需要14.59 min,日最大捕食量為98.8頭;4齡幼蟲的a′為0.967 01,Th為0.001 46 h,即需要2.10 min,日最大捕食量為685.5頭;雄成蟲的 a′為 0.976 20,Th 為 0.001 56 h,即需要2.25 min,日最大捕食量為642.5頭;雌成蟲的a′為0.958 64,Th為0.001 08,即需要1.56 min,日最大捕食量為927.5頭。

周集中等[16]提出用a′/Th來衡量天敵對害蟲的控制能力,其比值越大,天敵對害蟲的控制能力越強,從七星瓢蟲各蟲態捕食方程的a′/Th值按從小到大的順序分別為 21.002 85、30.028 14、78.006 96、662.841 08 、627.177 62、889.125 23,表明七星瓢蟲各蟲態對豆蚜的控制能力是逐漸增強的,雌成蟲的控制能力最強。

表1 野外七星瓢蟲各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的捕食量 頭

表2 野外七星瓢蟲各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的捕食功能方程

2.2 七星瓢蟲雌成蟲自身密度的干擾反應

由表3可知,在豆蚜密度不變的情況下,隨著七星瓢蟲密度的增大,每頭瓢蟲的平均捕食量下降,捕食率降低,七星瓢蟲密度為1頭/瓶時,其捕食作用率為0.401 6。而當密度增加為5頭/瓶時,其捕食作用率下降為0.196 08。將所得的數據用Hassell模型進行擬合,得到的七星瓢蟲的干擾反應數學模型為:E=0.447 4P-0.4337,相關系數R=-0.918 0,搜索常數Q為0.447 4,干擾系數m 為0.433 7。經 χ2檢驗,χ2=0.017 94＜χ2

0.05=7.815。說明該數學模型能極好地反映七星瓢蟲自身密度對捕食豆蚜的干擾情況。比較結果可見表3、圖1。

表3 野外七星瓢蟲雌成蟲的干擾反應

圖1 七星瓢蟲自身密度干擾反應曲線

3 討論

本文就七星瓢蟲各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的捕食能力進行了室內測定,結果表明,七星瓢蟲各齡期幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的功能反應均屬HollingⅡ型模型。但各相關報道中七星瓢蟲的捕食量出現很大的差異,如陳川等[7]研究發現七星瓢蟲成蟲對繡線菊蚜的最大捕食量為118頭;而曹毅等[10]發現七星瓢蟲成蟲對百合桃蚜的最大捕食量為1 021.5頭;其他的研究結果介于兩者之間。這可能與所選用的獵物種類不同、獵物齡期不一致、試驗條件的差異有關。但從另一角度也體現了七星瓢蟲對食物的嗜食程度。至于是獵物體內的某種或某幾種物質吸引了七星瓢蟲的取食,還是獵物體內的某種或某幾種物質被七星瓢蟲取食后能更有利于七星瓢蟲的繁衍,從而使得七星瓢蟲更愿意選擇這類獵物,仍有待進一步的研究。

本文區分雌雄成蟲進行捕食能力的測定,結果表明,雌成蟲的捕食能力大于雄成蟲。借鑒日最大捕食量以及a′/Th值的結果,選用雌成蟲進行自身密度的干擾反應,可見雌成蟲自身密度的干擾反應明顯,其捕食作用率隨著自身密度的增加而降低。因此在今后進行田間釋放時,為避免其自身密度的干擾作用,需考慮一個最佳的益害比值,以達到最優異的防治效果。

本研究在室內和人工氣候箱中進行,試蟲均處于恒溫恒濕的封閉系統內,其繁殖條件與自然條件存在一定差異,由于天敵昆蟲在自然界的捕食作用和行為,除了物種自身的特性外,還同時受到種群密度因素、空間分布、環境因子(溫、濕度等)及外激素類化學信息物質的影響[15],因此,試驗結果可能與田間捕食量存在一定差異,但對評價七星瓢蟲對豆蚜的控制作用具有重要的參考價值。七星瓢蟲是一種非常值得開發利用的、有很大控制潛力的天敵昆蟲。

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Functional response of Coccinella septempunctata to Aphis craccivora

Jin Jianxue, Li Fengliang, Cheng Ying, Li Zhongying
(Institute of Plant Protection,Guiyang550006,China)

[Objective]To test the predation ability ofCoccinella septempunctataL.of different stages toAphis craccivoraKoch.[Method]Predation ofC.septempunctatato varying densities ofA.craccivorafeeding onVicia fabaL.was examined under laboratory conditions.All stages ofC.septempunctatawere isolated individually with different prey densities at(25±1)℃and a photoperiod of 16L∶8D(h).[Result]All stages ofC.septempunctatashowed a functional response of HollingⅡmodel:Na=1.121 86N/(1+0.059 92N)for the 1st instar larvae;Na=1.217 04N/(1+0.049 33N)for the 2nd instar larvae;Na=0.789 92N/(1+0.008 00N)for the 3rd instar larvae;Na=0.967 01N/(1+0.001 41N)for the 4th instar larvae;Na=0.958 64N/(1+0.001 03N)for the female adults,andNa=0.976 20N/(1+0.001 52N)for the male adults.The relationships between the quantity ofA.craccivorapreyed byseven-spotted ladybeetles and the density ofA.craccivoracould be represented by a negative accelerative curve.The ladybeetle individuals interfered each other.The Hassell model could reflect their functional responses.The interference equation wasE=0.447 4P-0.4337.[Conclusion]The estimated maximum of aphids predated by 1st to 4th instar larvae and the adult females and males of seven-spotted ladybeetles per day were 18.7,24.7,98.8,685.5,642.5 and 927.5,respectively.

Coccinella septempunctata;Aphis craccivora; functional response

S 476.2

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2011.04.014

2010-07-30

2010-10-25

貴州省科學技術基金項目(黔科合J字[2005]2038號)

*通信作者Tel:0851-3762095;E-mail:leefengliang@126.com