四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應

文 霞,田立超,高桂珍

(1.新疆農業(yè)大學林學與風景園林學院,烏魯木齊 830052;2. 重慶市風景園林科學研究院,重慶 401329;3. 重慶市城市園林綠化工程技術研究中心,重慶 401329)

0 引 言

【研究意義】紫薇長斑蚜Tinocalliskahawaluokalani,屬同翅目Homoptera、蚜總科Aphidoidea、斑蚜科Callaphididae[1]。其寄主植物僅為紫薇屬植物,是紫薇上發(fā)生嚴重的害蟲之一[2]。紫薇長斑蚜危害可使紫薇嫩葉卷縮,葉片變淡,嚴重時可導致落葉及影響種實繁殖,且可誘發(fā)煤污病[3]。用化學防治措施防治蚜蟲易導致蚜蟲抗藥性增強[4-7]。利用天敵昆蟲進行生物防治,是當前控制害蟲的一種安全有效的措施[8]?！厩叭搜芯窟M展】捕食功能反應是捕食者的捕食量隨環(huán)境中獵物密度變化的一種反應,能夠直觀地表現出捕食性天敵對害蟲的控制能力[9-10],瓢蟲對蚜蟲的捕食功能反應屬于HollingⅡ型[11-13]。而當獵物密度一定的情況下,天敵昆蟲在自身密度增加的條件下會出現一定的種內干擾反應,影響單頭天敵昆蟲對獵物的捕食效率[14-16],即由于天敵昆蟲數量增加,導致天敵對獵物的尋找效率、捕食作用率降低的現象[17]。【本研究切入點】四斑月瓢蟲Chilomenesquadriplagiata屬鞘翅目Coleoptera瓢甲科Coccinellidae,是多種農作物害蟲的天敵[18-20]。四斑月瓢蟲是紫薇長斑蚜的主要天敵昆蟲,目前有關四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食能力以及自身密度干擾對其捕食的影響尚不清楚。【擬解決的關鍵問題】研究四斑月瓢蟲的控害潛能,在室內條件下分析四斑月瓢蟲成蟲對紫薇長斑蚜捕食能力,研究種內干擾作用對其捕食紫薇長斑蚜的影響,為紫薇長斑蚜的生物防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

紫薇長斑蚜和四斑月瓢蟲于2020年6月采自重慶市風景園林科學研究院白市驛科研中試基地(29°45′N,106°35′E)。采回的紫薇長斑蚜置于溫度(22±1)℃、相對濕度(65±10)%、光周期L∶D=14∶10的人工氣候箱(寧波江南儀器廠,RXZ-280B)中,繁殖多代后選取大小一致的2～3齡紫薇長斑蚜若蚜供試。四斑月瓢蟲在培養(yǎng)箱中用足量的紫薇長斑蚜飼養(yǎng),飽食后饑餓處理24 h供試。

1.2 方 法

1.2.1 四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜捕食功能反應

在培養(yǎng)皿(90 mm×15 mm)內放置與其大小一致的濾紙保濕,在濾紙上放入紫薇葉片,用毛筆接入不同密度(50、100、150、200、250、300、350、400頭)的紫薇長斑蚜,將單頭供試四斑月瓢蟲成蟲分別放入不同獵物密度的培養(yǎng)皿中,并將培養(yǎng)皿置于溫度(22±1)℃、相對濕度(65±10)%、光周期L∶D=14∶10的人工氣候箱,24 h后記錄紫薇長斑蚜的剩余量。每處理設置10個重復。

1.2.2 種內干擾對四斑月瓢蟲捕食紫薇長斑蚜的影響

挑取紫薇長斑蚜2～3齡若蟲300頭置于培養(yǎng)皿中,分別放入四斑月瓢蟲成蟲1、2、3、4和5頭,并將培養(yǎng)皿置于溫度(22±1)℃、相對濕度(65±10)%、光周期L∶D=14∶10的人工氣候箱,24 h后記錄紫薇長斑蚜的剩余量。每種處理重復6次。

1.3 數據處理

1.3.1 四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應

四斑月瓢蟲對不同密度紫薇長斑蚜的捕食量采用Holling-Ⅱ圓盤方程Na=aTNt/(1+aThNt)[21],式中,Na為被捕食的獵物數量,a為捕食者對獵物的瞬時攻擊率,Nt為獵物密度,Th為捕食1頭獵物所需時間,T為捕食者用以捕食獵物的總時間(取T=1d),其中最大日捕食量表示為1/Th,捕食效能為a/Th。

1.3.2 四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的尋找效應

四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的尋找效應采用方程S=a/(1+aThN)[22],式中S為尋找效應,a為瞬時攻擊率,Th為處理1頭獵物所用的時間,N為獵物初始密度。

1.3.3 種內干擾對四斑月瓢蟲捕食紫薇長斑蚜的影響

種內干擾可用捕食作用率E評價,種內干擾反應采用Hasssel-Varley模型[23]:E=QP-m,其中E=Na/(N×P),E為捕食作用率,Q為搜尋常數,P為捕食者密度,m為干擾常數,Na為捕食獵物總量。

數據采用Excel和Origin7.5軟件進行數據處理與分析。

2 結果與分析

2.1 四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應

圖1 四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應

2.2 四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的尋找效應

研究表明,四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的尋找效應方程為S=0.717 2/(1+0.002 5N)。隨著紫薇長斑蚜的密度由50頭/皿增加至400頭/皿,四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的尋找效應由0.637 5降低為0.358 6。即隨著紫薇長斑蚜密度的增加,四斑月瓢蟲對其尋找效應逐漸降低。圖2

圖2 四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的尋找效應

2.3 種內干擾對四斑月瓢蟲捕食紫薇長斑蚜的影響

圖3 種內干擾下四斑月瓢蟲捕食紫薇長斑蚜變化

3 討 論

3.1紫薇長斑蚜在巴西[24]、墨西哥[25]、希臘[26]、阿根廷[27]等地均有不同程度發(fā)生。功能反應是研究天敵昆蟲對害蟲捕食能力的重要分析方法和途徑[28],且被廣泛應用于評估捕食性昆蟲的有效性[29-31]。四斑月瓢蟲是紫薇長斑蚜的重要捕食性天敵,a/Th值為205.74,其對紫薇長斑蚜具有較強的控制能力,在紫薇長斑蚜的生物防治中具有重要的應用價值。

3.2研究結果表明,四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食量隨著獵物密度的增加而增加,尋找效應隨獵物密度的增加而下降。即四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應符合Holling-Ⅱ型。這與四斑月瓢蟲對龍眼角頰木虱Cornegenapsyllasinica[20]、異色瓢蟲Harmoniaaxyridis對紫薇長斑蚜[32]、方斑瓢蟲Propyleaquatuordecimpunctata對蠶豆蚜Aphisfabae[33]、異色瓢蟲對葡萄根瘤蚜Daktulosphairavitifoliae[34]等捕食作用結果一致。Holling-Ⅱ模型能夠較好的評判四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食潛能。

3.3四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食作用受到較強的種內干擾。即隨著四斑月瓢蟲自身密度的增加,捕食作用率逐漸降低。與紅點唇瓢蟲Chilocoruskuwanae對楊圓蚧Unaspisyanonensis[35]、越南斧瓢蟲Axinoscymnusapioides對煙粉虱Bemisiatabaci[36]、叉角厲蝽Eocantheconafurcellate對草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda[37]、馬六甲肉食螨Cheyletusmalaccensis對豌豆修尾蚜Megourajaponica[38]的種內干擾作用研究結果相一致。當空間和獵物密度一定,同種捕食者個體存在著明顯的種內干擾反應,使其捕食作用率下降[39]。

3.4室內研究表明,四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜具有較強的捕食能力,在紫薇長斑蚜的生物防治中具有較大潛能。但室內試驗環(huán)境與自然環(huán)境有一定差別,自然條件下,天敵的防治效果同時受到溫度[40-43]、寄主植物[44-45]、空間異質性[46]及其他天敵昆蟲[47-49]等的影響。

4 結 論

四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應符合Holling-Ⅱ型,其擬合方程為Na=0.717 2Nt/(1+0.002 5Nt),四斑月瓢蟲的種內干擾方程為E=0.464 4P-1.367 5。四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應符合Holling-Ⅱ型,且具有較強的種內干擾作用。四斑月瓢蟲對紫薇長斑蚜具有較強的捕食能力和控害潛力。