周愛明，梁廣文，曾 玲，吳 段，許益鐫*，陸永躍*

1華南農(nóng)業(yè)大學(xué)紅火蟻研究中心，廣東 廣州510642;2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢430070

互惠關(guān)系是2 個物種間的相互作用，并且這種相互作用有益于彼此種群的發(fā)展(Begon et al.，1999;Boucher et al.，1982;Krohne，1998)?；セ蓐P(guān)系廣泛存在于螞蟻與半翅目排蜜昆蟲之間，這種關(guān)系為物種間相互作用的研究提供了一個很好的典范，并且已成為昆蟲生態(tài)學(xué)的研究熱點之一(Stadler ＆ Dixon，2005)。有關(guān)螞蟻與半翅目昆蟲之間相互作用的研究主要集中在螞蟻與介殼蟲、蚜蟲、角蟬等方面。

紅火蟻Solenopsis invicta Buren、棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley 分別于2004年9月、2008年8月被發(fā)現(xiàn)入侵我國大陸(陸永躍等，2008;曾玲等，2005a、2005b;Lu et al.，2011)。在這個新入侵區(qū)域，它們不斷傳播蔓延，分布區(qū)域快速增大(陸永躍，2014;王超等，2014;Wang et al.，2013)，侵入了大量的共同生境。由此兩者之間產(chǎn)生的互作關(guān)系可能為進(jìn)一步擴(kuò)散入侵提供有利的條件。紅火蟻可憑借其強(qiáng)烈的攻擊性和捕食能力驅(qū)趕棉花粉蚧的天敵，包括其寄生性天敵松粉蚧抑虱跳小蜂Acerophagus coccois Smith、班氏跳小蜂Aenasius bambawalei Hayat 及其捕食性天敵六斑月瓢蟲Menochilus sexmaculatus (Fabricius)，避免這些天敵對棉花粉蚧的干擾，以提高棉花粉蚧的適生性。同時，棉花粉蚧排泄的蜜露是紅火蟻的重要食物來源，其對于紅火蟻蟻群的增長具有重要作用。紅火蟻與棉花粉蚧互作能夠促進(jìn)雙方種群增長(Zhou et al.，2012a、2012b、2013)。然而，紅火蟻與棉花粉蚧之間的這種互作關(guān)系是否能夠促進(jìn)棉花粉蚧在田間的擴(kuò)散尚不清楚。因此，本研究在田間測定了紅火蟻入侵對棉花粉蚧近距離擴(kuò)散的影響，以期更全面地認(rèn)識和理解這兩者之間的互作關(guān)系，同時為揭示棉花粉蚧成功入侵的機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究方法

試驗時間為2012年2 ～3月，試驗地點為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園綠化帶。每塊試驗地面積約為60 m2，設(shè)置2 個處理:紅火蟻發(fā)生區(qū)和紅火蟻未發(fā)生區(qū)。2個處理區(qū)域之間距離50 m 以上。

1.1.1 紅火蟻發(fā)生區(qū) 先調(diào)查紅火蟻發(fā)生情況，如無該蟻發(fā)生，則向試驗地內(nèi)遷入1 巢紅火蟻(蟻丘直徑30 ～40 cm、高10 ～15 cm)。1 周后觀察該蟻巢的定殖情況，若定殖失敗，則繼續(xù)遷移蟻巢，直至成功為止。以該蟻巢為圓心，分別以0.5、1.0、2.0、3.0、4.0 和5.0 m 為半徑畫6 個圓圈，按照所設(shè)距離在直角對角線上栽種帶營養(yǎng)缽的4 株健康、無病蟲扶桑Hibiscus rosa-sinensis L.。待扶桑植株正常生長后向最內(nèi)圈的4 株扶桑上接400 頭·株－1棉花粉蚧1 齡若蟲，作為粉蚧擴(kuò)散的蟲源。接粉蚧的方法:收集其健康1 齡若蟲置于指形管內(nèi)，再將指形管固定在扶桑頂部幼嫩的枝條上，打開指形管蓋子后讓粉蚧爬到植株上取食。待粉蚧在扶桑上定殖1周后調(diào)查所有24 株扶桑上粉蚧、紅火蟻工蟻的數(shù)量，計算扶桑植株感染粉蚧的比率。重復(fù)5 次。感染率的統(tǒng)計方法:同一圓圈上的4 株全部感染計為100%，3 株感染計為75%，2 株感染計為50%，1 株感染計為25%，無感染計為0。

1.1.2 紅火蟻未發(fā)生區(qū) 在紅火蟻未發(fā)生區(qū)的試驗地內(nèi)以一個人為壘起模擬紅火蟻蟻巢小土堆為中心，按1.1.1 方法栽種扶桑、接粉蚧并調(diào)查。

1.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

對紅火蟻發(fā)生區(qū)和未發(fā)生區(qū)粉蚧的感染率差異采用獨立樣本T 測驗比較，而植株上活動的工蟻數(shù)量采用單因素方差分析，利用線性回歸分析植株上活動的工蟻數(shù)量與植株感染率的關(guān)系，采用SPSS 14.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅火蟻入侵對棉花粉蚧近距離擴(kuò)散的影響

試驗結(jié)果(圖1)表明，在有紅火蟻入侵的試驗地內(nèi)距離紅火蟻蟻巢2.0、3.0 m 扶桑植株感染棉花粉蚧的比率分別為75%、45%，顯著高于無紅火蟻的試驗地(25%、10%)(t=4.472，df=8，p=0.002;t=2.309，df=8，p=0.049);距離為1.0、4.0、5.0 m 時，2 類區(qū)域扶桑植株的感染率之間沒有顯著差異(t=1.633，df =8，p =0.141;t =0.894，df =8，p =0.397;t=1.633，df=8，p=0.141)。

圖1 在離紅火蟻蟻巢不同距離上扶桑植株感染棉花粉蚧的比率Fig.1 The relationship between distance from a fire ant colony and the proportion of hibiscus plants infected by the cotton mealybug

2.2 離蟻巢的距離對扶桑上活動工蟻數(shù)量的影響

研究結(jié)果(圖2)表明，隨著離蟻巢距離的增大，在扶桑植株上活動的紅火蟻工蟻數(shù)量顯著減少，1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 m 分別為167、81、43、31、14 頭·株－1(F=7.908，p=0.001)。距離為1.0 和2.0 m 時扶桑上工蟻數(shù)量之間無顯著差異(p =0.081);距離為3.0、4.0 和5.0 m 時植株上的工蟻數(shù)量也無明顯差異(p=0.207)。

圖2 在離蟻巢不同距離扶桑上紅火蟻工蟻的數(shù)量Fig.2 The number of foraging workers on hibiscus plants at different distances from the fire ant colony

2.3 植株上工蟻活動數(shù)量與棉花粉蚧感染率的關(guān)系

在有紅火蟻入侵的試驗地扶桑植株被棉花粉蚧感染的比率與植株上活動的工蟻數(shù)量呈顯著正相關(guān)，工蟻數(shù)量越多則扶桑植株被棉花粉蚧感染的比率越高(圖3)。

圖3 紅火蟻工蟻數(shù)量與扶桑感染棉花粉蚧比率的關(guān)系Fig.3 The relationship between the number of workers and the rate of hibiscus plants infected by the cotton mealybug

3 討論

本研究結(jié)果表明，紅火蟻入侵對棉花粉蚧近距離擴(kuò)散具有促進(jìn)作用。當(dāng)植株距蟻巢1.0 m 時，紅火蟻入侵地與對照試驗地內(nèi)，植株感染棉花粉蚧的比率差異不顯著。這可能與棉花粉蚧1 齡若蟲取食很活躍，具有較強(qiáng)的近距離擴(kuò)散能力相關(guān)。而當(dāng)植株距蟻巢2.0 和3.0 m 時，紅火蟻入侵地與對照試驗地內(nèi)，植株感染棉花粉蚧的比率差異顯著。這表明紅火蟻能夠協(xié)助棉花粉蚧擴(kuò)散至較遠(yuǎn)的距離。當(dāng)植株距蟻巢4.0 和5.0 m 時，紅火蟻入侵地與對照試驗地內(nèi)，植株上棉花粉蚧的感染率差異又不顯著。這可能與紅火蟻的活動距離有關(guān)，在該段距離，活動的工蟻數(shù)量較少，對棉花粉蚧的助移、保護(hù)作用也較弱。本研究結(jié)果還表明，植株上活動的工蟻數(shù)量與植株感染棉花粉蚧的比率呈正相關(guān)，這也反映了紅火蟻對棉花粉蚧的擴(kuò)散具有促進(jìn)作用。

為了減少被捕食和寄生，紅火蟻會將粉蚧低齡若蟲轉(zhuǎn)移至相對安全的地方。紅火蟻能將棉花粉蚧搬運(yùn)至掩體(卷葉螟卷起的葉片)內(nèi)保護(hù)起來，但隨著植株與紅火蟻蟻巢距離的增大，掩體對粉蚧的保護(hù)作用逐漸降低(Zhou et al.，2012b)。植株與蟻巢距離越遠(yuǎn)，到植株上覓食的工蟻數(shù)量也越少，導(dǎo)致紅火蟻對粉蚧照看水平下降，對棉花粉蚧天敵的威懾作用也逐漸減弱。然而，紅火蟻對棉花粉蚧近距離擴(kuò)散的促進(jìn)作用是因為紅火蟻對其天敵的捕殺還是因為紅火蟻主動搬運(yùn)棉花粉蚧至距離更遠(yuǎn)的寄主植物上，或者其對粉蚧擴(kuò)散的促進(jìn)作用與蟻巢大小和狀態(tài)、粉蚧蟲期(蟲態(tài))和生物學(xué)特性、多類環(huán)境因子之間的關(guān)系等諸多問題，尚不明確，需要進(jìn)一步探索。

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