玉米螟優勢捕食性天敵控害效益評價

尹 鵬，丁新華，付開赟，吐爾遜·阿合買提，何 江，郭文超

(1.石河子大學農學院，新疆石河子 832003；2.新疆農業科學院植物保護研究所/農業部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室，烏魯木齊 830091；3.新疆農業科學院微生物應用研究所，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】玉米是世界上種植面積最廣的作物，同時亦是中國重要的糧食作物和飼料作物。而新疆地處亞歐大陸中心，氣候干燥、日照時間長，在有水源灌溉的條件下極宜于玉米的種植。截止2015年，新疆玉米種植面積已達96.19×104hm2，占全疆糧食種植總面積的40.66%[1]，位于糧食作物第二位。近年來，隨著新疆農業種植產業結構調整，加之玉米種植面積的逐年增大，玉米螟等害蟲的發生量不斷上升，其每年為害玉米植株面積可達30%以上，嚴重制約了新疆玉米產業的健康發展[2]。而目前新疆絕大多數玉米田仍主要采取以化學防治為主體的綜合防治技術，容易導致害蟲抗藥性發生，引起農產品農藥殘留超標以及增加生產成本，并極易對脆弱的新疆荒漠綠洲農林生態系統造成不可逆的破壞，不利于新疆區域性優勢特色產業的綠色無害化、精品化發展。自然生態系統內，控制害蟲種群快速增長的重要因子為天敵昆蟲，因此，利用天敵昆蟲來防治農業害蟲成為了一種安全有效的害蟲控制策略，也會作為未來農業害蟲防治的重要手段之一[3]。保護和利用玉米田田間優勢捕食性天敵，對控制玉米螟發生及為害具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】測定天敵的捕食功能反應是評價天敵對害蟲控害效益的重要方法。田耀加等[4]測定了擬環紋豹蛛對亞洲玉米螟卵及低齡幼蟲的捕食效應；辛肇軍等[5-6]研究了三突花蛛對亞洲玉米螟幼蟲的捕食作用和龜紋瓢蟲成蟲對亞洲玉米螟卵的捕食作用；寧格等[7]研究了黃足肥螋成蟲對亞洲玉米螟的捕食作用；李騰武等[8]研究了中華草蛉幼蟲對玉米螟卵的捕食作用。這些研究測定了各種捕食性天敵對玉米螟各蟲態的捕食能力，為進一步保護和利用捕食性天敵對玉米螟的控制提供了研究基礎。【本研究切入點】目前關于方斑瓢蟲、黃褐新園蛛對玉米螟的捕食作用的研究未見報道。研究3種玉米螟優勢捕食性天敵對玉米螟卵和1、2、3齡幼蟲的捕食功能反應，為玉米田有害生物可持續防治提供科學依據?！緮M解決的關鍵問題】研究玉米螟優勢捕食性天敵方斑瓢蟲、黃褐新園蛛、中華草蛉捕食功能反應，分析3種優勢天敵對玉米螟的控害能力，為3種捕食性天敵的保護和利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

玉米螟、黃褐新園蛛、方斑瓢蟲成蟲、 中華草蛉3齡幼蟲(均采自烏魯木齊市安寧渠農科院綜合試驗場)。

培養箱、燒杯、紗布、鑷子、酒精、9 cm培養皿。

1.2 方 法

1.2.1 對卵的捕食作用

采集田間的玉米螟卵塊供試，每卵塊平均卵量約30～40粒。試驗在直徑為9 cm的培養皿進行，引入1頭天敵，饑餓24 h處理。設置獵物玉米螟卵量，130、140、150、160、170和180粒，共計6個處理，24 h后記錄被捕食卵量。

1.2.2 對幼蟲的捕食作用

分別測試天敵對玉米螟幼蟲的捕食作用。試驗在直徑為9 cm的培養皿進行，引入1頭天敵，饑餓24 h處理。方斑瓢蟲成蟲處理，設置獵物玉米螟1齡幼蟲量，90、95、100、105、110、115頭，2齡幼蟲15、20、25、30、35、40頭，3齡幼蟲5、10、15、20、25、30頭。黃褐新園蛛處理，設置獵物玉米螟1齡幼蟲量，60、70、80、90、100、110頭，2齡幼蟲20、25、30、35、40、45頭，3齡幼蟲5、10、15、20、25、30頭。 中華草蛉3齡幼蟲處理，設置獵物玉米螟1齡幼蟲量，130、140、150、160、170、180頭，2齡幼蟲25、30、35、40、45、50頭，3齡幼蟲10、15、20、25、30、35頭。24 h后觀察記錄被捕食幼蟲量。

1.3 數據處理

Holling-II型方程：Na=aTN0/(1+aThN0)式中：Na—24 h的捕食玉米螟數量，a—瞬時攻擊率，Th—處理時間，N0—玉米螟的密度，T—試驗時間。其中T為1 d，則上式轉化為Na/N0=a-aThNa，又可變為直線方程Y=A+BX，根據最小二乘法對式中A、B的值進行估算。衡量天敵對害蟲的控制能力，可用周集中[9]提出的攻擊率a和處理時間Th之比來表示。

2 結果與分析

2.1 方斑瓢蟲成蟲對玉米螟的捕食功能反應

研究表明，方斑瓢蟲對不同齡期玉米螟的捕食量Na隨獵物密度N0的增加而增大，并在N0增加到一定程度時Na增加變緩，即天敵的捕食能力和和獵物的密度為負加速曲線，故方斑瓢蟲成蟲對玉米螟各齡期幼蟲的功能反應屬于Holling-II型。方斑瓢蟲成蟲對玉米螟不同齡期幼蟲的功能反應參數表明，其中方斑瓢蟲成蟲對玉米螟卵無功能反應，對1齡幼蟲的日捕食量最大，達到247.300 5頭，其次是對2齡幼蟲，為33.226 2頭，而對3齡幼蟲的日捕食量僅為11.563 2頭。而方斑瓢蟲成蟲對1、2、3齡期玉米螟幼蟲的控制能力分別為383.026 6、59.387 2、19.051 9。表1，表2

表1 方斑瓢蟲成蟲對不同密度下玉米螟卵和幼蟲捕食結果
Table 1 Predation of ladybird beetles on eggs and larvae of corn borer under different

方斑瓢蟲成蟲P.quatuordecimpunctata卵Egg1齡幼蟲1 st instar larvae2齡幼蟲2 st instar larvae3齡幼蟲3 st instar larvae獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na13009087.67 1514.6754.67 14009594.00 2017.33107.33 150010097.00 2519.33158.00 160010599.00 3020.67208.67 1700110100.33 3521.67259.00 1800115101.00 4022.33308.67

表2 方斑瓢蟲成蟲對玉米螟不同齡期幼蟲功能反應參數
Table 2 Functional response parameters of ladybird beetles to different age larvae of corn borer

蟲齡Instar理論公式Theoretical formulaaThR捕食量上限Upper limit of predationa/Th卵EggNa=1.548 8 N0/(1+0.006 3 N0)1.548 80.004 00.934 5247.300 5383.026 61齡1 st instar larvaeNa=1.787 4 N0/(1+0.053 8 N0)1.787 40.030 10.971 4 33.226 259.387 22齡2 st instar larvaeNa=1.647 6 N0/(1+0.142 50 N0)1.647 60.086 50.852 111.563 219.051 9

2.2 黃褐新園蛛對玉米螟的捕食功能反應

研究表明，黃褐新園蛛對不同齡期玉米螟的捕食量Na隨獵物密度N0的增加而增大，并在N0增加到一定程度時Na增加變緩，即天敵的捕食能力和和獵物的密度為負加速曲線，故黃褐新園蛛對玉米螟各齡期幼蟲的功能反應屬于Holling-II型。黃褐新園蛛對玉米螟不同齡期幼蟲的功能反應參數顯示，其中黃褐新園蛛對玉米螟卵無功能反應，對1齡幼蟲的日捕食量最大，達到229.386 1頭，其次是對2齡幼蟲，為55.372 8頭，而對3齡幼蟲的日捕食量僅為16.468 6頭。而黃褐新園蛛對1、2、3齡期玉米螟幼蟲的控制能力a/Th分別為305.662 6、76.317 8、18.686 6。表3，表4

表3 黃褐新園蛛對玉米螟卵和幼蟲不同密度下捕食結果
Table 3 Predation of corn spiders on different densities of eggs and larvae of corn borer

黃褐新園蛛N.doenitzi卵Egg1齡幼蟲1 st instar larvae2齡幼蟲2 st instar larvae3齡幼蟲3 st instar larvae獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na13006058.332017.6754.3314007067.672522.33106.3315008074.003024.67158.6716008577.333526.67209.6717009078.334027.002510.3318009578.674527.333011.00

表4 黃褐新園蛛對玉米螟不同齡期幼蟲的功能反應參數
Table 4 Functional response parameters of garden spider to different age larvae of corn borer

蟲齡Instar理論公式Theoretical formulaaThR捕食量上限Upper limit of predationa/Th卵eggNa=1.332 5 N0/(1+0.005 8 N0)1.332 50.002 40.969 0229.386 1305.662 61齡1 st instar larvaeNa=1.378 1 N0/(1+0.024 9 N0)1.378 10.018 10.918 355.372 876.311 782齡2 st instar larvaeNa=1.134 7 N0/(1+0.068 9 N0)1.134 70.060 70.964 116.468 618.686 6

2.3 草蛉3齡幼蟲對玉米螟的捕食功能反應

研究表明，草蛉幼蟲對不同齡期玉米螟的捕食量Na隨獵物密度N0的增加而增大，并在N0增加到一定程度時Na增加變緩，即天敵的捕食能力和和獵物的密度為負加速曲線，故草蛉幼蟲對玉米螟各齡期幼蟲的功能反應屬于Holling-II型。中草蛉幼蟲對玉米螟卵有功能反應且日捕食量最大為251.033 5粒，幼蟲方面，其對1齡幼蟲的日捕食量最大，達到353.319 0頭，其次是對2齡幼蟲，為53.976 1頭，而對3齡幼蟲的日捕食量僅為17.424 4頭。而草蛉幼蟲對玉米螟卵和1、2、3齡期幼蟲的控制能力a/Th分別為414.911 9、552.725 8、92.576 2、31.559 3。表5，表6

表5 中華草蛉3齡幼蟲對玉米螟卵和幼蟲不同密度下捕食結果
Table 5 The lacewing larvae of corn borer larvae under different densities on the results

中華草蛉3齡幼蟲C.sinica卵Egg1齡幼蟲1 st instar larvae2齡幼蟲2 st instar larvae3齡幼蟲3 st instar larvae獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na獵物密度N0平均捕食量Na1130114.67130127.67 2523.33108.671140121.00140133.67 3027.001511.001150126.00150136.33 3529.002012.001160130.33160139.00 4030.672512.671170132.67170140.674531.673013.001180133.67 180142.005032.003513.33

表6 中華草蛉3齡幼蟲對玉米螟卵及不同齡期幼蟲功能反應參數
Table 6 The functional response of lacewing larvae of corn borer eggs and larvae of different ages of parameters

蟲齡Instar理論公式Theoretical formulaaThR捕食量上限Upper limit of predationa/Th卵EggNa=1.652 8 N0/(1+0.006 6 N0)1.652 80.004 00.969 1251.033 5414.911 91齡1 st instar larvaeNa=1.564 4 N0/(1+0.004 4 N0)1.564 40.002 80.963 3353.319 0552.725 82齡2 st instar larvaeNa=1.715 1 N0/(1+0.031 8 N0)1.715 10.018 50.950 953.976 192.576 23齡3 st instar larvaeNa=1.811 2 N0/(1+0.103 9 N0)1.811 20.057 40.924 517.424 431.559 3

2.4 不同優勢天敵間的控害效益比較

研究表明，對玉米螟卵有捕食能力的僅有中華草蛉3齡幼蟲，捕食量上限為251.033 5，控害制力a/Th為414.911 9；對1齡幼蟲方面，捕食量上限為：中華草蛉3齡幼蟲(353.319 0)>方斑瓢蟲成蟲(247.300 5)>黃褐新園蛛(229.386 1),控制能力a/Th： 中華草蛉3齡幼蟲(552.725 8)>方斑瓢蟲成蟲(383.026 6)>黃褐新園蛛(305.662 6)；2齡幼蟲方面，捕食量上限為：黃褐新園蛛(55.372 8)> 中華草蛉3齡幼蟲(53.976 1)>方斑瓢蟲成蟲(33.226 2)，控制能力a/Th：中華草蛉3齡幼蟲(92.576 2)>黃褐新園蛛(76.311 78)>方斑瓢蟲成蟲(9.387 2)；3齡幼蟲方面， 中華草蛉3齡幼蟲(17.424 4)>黃褐新園蛛(16.468 6)>方斑瓢蟲成蟲(11.563 2)，控制能力a/Th： 中華草蛉3齡幼蟲(31.559 3)>方斑瓢蟲成蟲(19.051 9)>黃褐新園蛛(18.686 6)。

捕食量上限和控制能力a/Th顯示，對玉米螟卵的控害效益： 中華草蛉3齡幼蟲>方斑瓢蟲成蟲、黃褐新園蛛；對幼蟲控害效益：中華草蛉3齡幼蟲>方斑瓢蟲成蟲>黃褐新園蛛。表7

表7 不同優勢天敵控害效益
Table 7 Control benefit of different dominant natural enemies

蟲齡Instar方斑瓢蟲成蟲P.quatuordecimpunctata黃褐新園蛛N.doenitzi 中華草蛉3齡幼蟲C.sinica捕食量上限a/Th捕食量上限a/Th捕食量上限a/Th卵 Egg0000251.033 5414.911 91齡 1 st instar larvae247.300 5383.026 6229.386 1305.662 6353.319 0552.725 82齡 2 st instar larvae33.226 259.387 255.372 876.311 7853.976 192.576 23齡 3 st instar larvae11.563 219.051 916.468 618.686 617.424 431.559 3

3 討 論

目前，我國對玉米螟捕食性天敵研究較少，已知主要捕食天敵種類有日本大蠼螋、赤胸步甲、黃緣步甲、中華狼蛛，以及多種瓢蟲和草蛉[10-11]。

經過田間調查發現，方斑瓢蟲、黃褐新園蛛、中華草蛉為新疆玉米螟捕食性天敵優勢種，方斑瓢蟲和黃褐新園蛛對玉米螟幼蟲的捕食功能反應在國內尚未見有報道。3種天敵中，中華草蛉3齡幼蟲對玉米螟的控制能力最強，且僅中華草蛉3齡幼蟲對玉米螟卵塊有捕食作用，李騰武等[8]對中華草蛉幼蟲對玉米螟卵的捕食作用研究發現，中華草蛉3齡幼蟲對玉米螟卵塊的日捕食量可達874.9粒，遠大于研究的251.03粒，這可能是由于不同地理種群的中華草蛉對玉米螟卵有取食差異造成的。

中華草蛉幼蟲對玉米螟卵的捕食作用是在室內進行的，通過圓盤方程進行模擬其最大捕食量，與田間真實情況有一定差異。Turnner[12](1984)指出，還沒有一種方法和技術能準確估算捕食者在田間的捕食量。天敵害蟲間的相互作用研究具有重要意義，天敵的控害效益研究還需要更深入的探究。

4 結 論

中華草蛉、方斑瓢蟲和黃褐新園蛛3種優勢天敵對各齡期玉米螟幼蟲的功能反應均屬于Holling-II型，即天敵的捕食能力和和獵物的密度為負加速曲線。中華草蛉3齡幼蟲對玉米螟的控制能力最強，其對1齡、2齡、3齡玉米螟幼蟲24 h最大捕食量分別為353.32頭、53.98頭、17.42頭，并對卵塊有捕食作用，24 h最大捕食量為251.03粒。

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