黃 俊，許益鐫，梁廣文，陸永躍*，曾 玲*

1華南農(nóng)業(yè)大學(xué)紅火蟻研究中心，廣東 廣州510642;2浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究開發(fā)中心，浙江省蕭山棉麻研究所，浙江杭州311202

紅火蟻Solenopsis invicta Buren 屬膜翅目Hymenoptera 蟻科Formicidae 火蟻屬Solenopsis，是國(guó)際公認(rèn)的危險(xiǎn)性最大的外來入侵物種之一，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等危害顯著。國(guó)外研究顯示，紅火蟻可直接取食并破壞向日葵Helianthus annuus L.、黃瓜Cucumis sativus L.、高粱Sorghum bicolor (L.)Moench、大豆Glycine max (L.)Merrill、玉米Zea mays L.、馬鈴薯Solanum tuberosum L.、黃秋葵Abelmoschus esculentus(L.)和茄子Solanum melongena L.等植物的種子、果實(shí)、幼芽、嫩莖和根部，造成經(jīng)濟(jì)上的損失(Adams et al.，1983、1988;Banks et al.，1990、1991;Drees et al.，1991;Smittle et al.，1983;Vogt et al.，2003)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)佛羅里達(dá)州的茄子和德克薩斯州的向日葵產(chǎn)量因紅火蟻的危害而分別下降了50%和4%(Stewart ＆ Vinson，1991)。另外，紅火蟻可直接導(dǎo)致大豆根部干物質(zhì)和結(jié)節(jié)產(chǎn)量分別減少28% 和81%，嚴(yán)重影響大豆種子和幼苗的活力(Shatters ＆Vander Meer，2000)。Morrison et al.(1997)指出，小麥Triticum aestivum L.、玉米和高粱的干種子被紅火蟻危害的比率高于棉花Gossypium spp.和大豆。

自2004年底我國(guó)大陸在廣東省吳川市發(fā)現(xiàn)紅火蟻入侵以來，已對(duì)其入侵風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、行為學(xué)、種群成災(zāi)規(guī)律、對(duì)新入侵區(qū)生物群落的影響及與其他生物的關(guān)系、傳播擴(kuò)散規(guī)律、檢測(cè)/監(jiān)測(cè)、檢疫除害、化學(xué)防治、生物防治等多個(gè)方面開展了系列研究(曾玲等，2005;陸永躍等，2008;陸永躍，2014;Xu et al.，2009a、2009b;Ye et al.，2011;Huang et al.，2011;Lu et al.，2012a、2012b;Zhou et al.，2012a、2012b;Wang et al.，2013)。關(guān)于紅火蟻對(duì)我國(guó)新入侵區(qū)農(nóng)作物(植物)的影響方面，黃俊等(2010)通過室內(nèi)模擬研究了紅火蟻對(duì)玉米等8 種植物種子的選擇性取食及對(duì)其種子萌發(fā)的影響，發(fā)現(xiàn)該蟻對(duì)玉米、綠豆Vigna radiata (L.)Wilczek、芝麻Sesamum indicum L.、水稻Oryza sativa L.、藿香薊Agerarum houstonianum Miller 和象草Pennisetum purpureum Suhumach 種子都具有破壞性，其中導(dǎo)致芝麻、藿香薊和象草種子萌發(fā)率分別降低了64.3%、56.0%和49.7%。同時(shí)，紅火蟻的入侵改變了藿香薊植株空間分布特征，使得高密度紅火蟻區(qū)域該草的空間變程由對(duì)照的3.14 m 增大到7.07 m(Huang et al.，2011)。本試驗(yàn)選用2 種旱地作物種子(玉米和綠豆)作為研究對(duì)象，通過室內(nèi)模擬和大田試驗(yàn)2 種方法觀察紅火蟻對(duì)玉米及綠豆種子萌發(fā)的影響，為評(píng)估紅火蟻入侵對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試植物種子

玉米，由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)科技實(shí)業(yè)發(fā)展總公司提供，品種:華寶1 號(hào);綠豆，市售，品種:粵引1 號(hào)。

1.2 室內(nèi)模擬試驗(yàn)

在儲(chǔ)物箱(55 cm×41 cm×32 cm)內(nèi)壁涂抹聚四氟乙烯乳液，晾干，形成光滑條帶，以防止紅火蟻逃逸。野外采集的紅火蟻蟻巢(包括蟻丘土壤和蟻群)置于儲(chǔ)物箱里，待形成新蟻巢后放入水管、食物進(jìn)行飼養(yǎng)，每2 d 噴1 次水濕潤(rùn)蟻巢表層。

將供試種子埋藏在底部鋪有3 cm 厚度土層的塑料盒(14.5 cm×9.5 cm×5.5 cm)中，并將塑料盒放置在儲(chǔ)物箱里預(yù)留的空白空間處，每個(gè)塑料盒放10 粒種子，種子萌發(fā)過程進(jìn)行常規(guī)管理，每天觀察并統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)情況，連續(xù)觀察6 d。以未放入儲(chǔ)物箱埋藏有種子的塑料盒作為對(duì)照。各處理重復(fù)5次。試驗(yàn)在室溫(26 ～28 ℃)下進(jìn)行。

1.3 大田試驗(yàn)

大田試驗(yàn)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城教學(xué)科研基地進(jìn)行。取3 塊面積分別約100 m2的地塊，分別設(shè)置為紅火蟻高密度區(qū)、低密度區(qū)和無紅火蟻發(fā)生區(qū)(對(duì)照)。試驗(yàn)前2 個(gè)月，將不同數(shù)量的紅火蟻蟻巢遷入高、低密度區(qū)，待蟻巢存活且穩(wěn)定后再進(jìn)行試驗(yàn)。紅火蟻高密度區(qū)最終活動(dòng)蟻巢數(shù)為5 個(gè)，低密度區(qū)為1 個(gè)。試驗(yàn)期間用專用粉劑滅除3 個(gè)小區(qū)內(nèi)新增蟻巢。2009年4月9日播種，每小區(qū)5 行，每行30 穴，每穴播玉米1 粒、綠豆5 粒，覆土厚2 ～3 cm。種子萌發(fā)過程進(jìn)行常規(guī)管理。4月20日統(tǒng)計(jì)各小區(qū)玉米、綠豆的正常幼苗數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用t 測(cè)驗(yàn)分析室內(nèi)紅火蟻種群對(duì)玉米及綠豆種子萌發(fā)的影響，使用單因素方差分析比較3 個(gè)處理區(qū)玉米和綠豆種子的出苗率。所有數(shù)據(jù)用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析，EXCEL 軟件做圖。數(shù)值采用平均值±SE 表示，差異顯著水平α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)模擬試驗(yàn)

室內(nèi)模擬試驗(yàn)結(jié)果表明，室內(nèi)紅火蟻種群對(duì)玉米和綠豆種子萌發(fā)均無影響(圖1)，但是對(duì)種子都有不同程度的啃咬。由圖1A 可以看出，處理組完整玉米種子數(shù)量(4.2 粒·盒－1)顯著低于對(duì)照(10?！ず校?)(t =2.82，P ＜0.05)，但是兩者的種子萌發(fā)率差異不顯著(t=0.75，P ＞0.05);由圖1B 可以看出，處理組完整綠豆種子數(shù)量(8.4 ?！ず校?)與對(duì)照(10 ?！ず校?)差異不顯著(t = 1.73，P ＞0.05)，種子萌發(fā)率之間也無顯著差異(t =0.50，P＞0.05)。

2.2 大田試驗(yàn)

大田試驗(yàn)結(jié)果表明，紅火蟻對(duì)玉米和綠豆種子的萌發(fā)均有顯著負(fù)面影響(圖2)。高密度區(qū)單行未萌發(fā)的玉米種子數(shù)量較對(duì)照增加了2.86 倍(F =6.00，P ＜0.05)，但低密度區(qū)單行未萌發(fā)的玉米種子數(shù)量與對(duì)照差異不顯著。紅火蟻高、低密度區(qū)單行未萌發(fā)的綠豆種子數(shù)量較對(duì)照分別增加了1.21和0.98 倍(F =5.93，P ＜0.05)，但高、低密度區(qū)之間差異不顯著。

圖1 室內(nèi)紅火蟻種群對(duì)玉米(A)及綠豆(B)種子萌發(fā)的影響Fig.1 Effects of laboratory colonies of S.invicta on the germination of Z.mays (A)and V.radiate (B)seeds

圖2 大田紅火蟻種群對(duì)玉米(A)及綠豆(B)種子萌發(fā)的影響Fig.2 Effects of field colonies of S.invicta on the germination of Z.mays (A)and V.radiate (B)seeds

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，無論是室內(nèi)模擬還是大田試驗(yàn)，紅火蟻的存在均對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生破壞作用，從而可能導(dǎo)致萌發(fā)率降低。通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紅火蟻雖然啃咬了玉米和綠豆種子，但是對(duì)種子的萌發(fā)沒有造成影響，大田試驗(yàn)則顯示紅火蟻對(duì)玉米及綠豆種子萌發(fā)有明顯負(fù)面影響，未萌發(fā)種子數(shù)量顯著增多。導(dǎo)致室內(nèi)外試驗(yàn)結(jié)果有較大差異的原因很可能是由于2 種場(chǎng)所下紅火蟻種群大小或破壞力的差異，大田紅火蟻種群的覓食強(qiáng)度較室內(nèi)種群大，破壞力更強(qiáng)。本研究發(fā)現(xiàn)，入侵農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之后，紅火蟻可能對(duì)直播的種子破壞程度大，特別是當(dāng)種子在土壤中吸水膨脹之后，這種破壞性更明顯。目前，很多地方已采用育秧盆進(jìn)行玉米播種育秧，雖然本試驗(yàn)采用直播的方式播種，與實(shí)際生產(chǎn)有一定差異，但能作為1 個(gè)例子說明紅火蟻入侵對(duì)農(nóng)作物種子存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)調(diào)查，紅火蟻還能破壞土壤中的甘薯Ipomoea batatas (L.)Lam.等地下塊根，使其損傷、腐爛，也可捕食一些土壤中的害蟲(如鱗翅目害蟲的蛹)。深入研究紅火蟻與作物、其他生物的關(guān)系，對(duì)科學(xué)評(píng)價(jià)紅火蟻入侵對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的影響具有重要意義。

黃俊，許益鐫，曾玲，梁廣文，陸永躍.2010.紅火蟻對(duì)8種植物種子的選擇性取食及其對(duì)種子萌發(fā)的影響.環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào)，32(1):6－10

陸永躍，梁廣文，曾玲.2008.華南地區(qū)紅火蟻局域和長(zhǎng)距離擴(kuò)散規(guī)律研究.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，41(4):1053－1063.

陸永躍.2014.中國(guó)大陸紅火蟻遠(yuǎn)距離傳播速度探討和趨勢(shì)預(yù)測(cè).廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，41(10):70－72.

曾玲，陸永躍，何曉芳，張維球，梁廣文.2005.入侵中國(guó)大陸的紅火蟻的鑒定及發(fā)生為害調(diào)查.昆蟲知識(shí)，42(2):144－148.

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