代曉彥, 王 瑜, 翟一凡, 周 浩, 李麗莉, 鄭 禮, 陳 浩,*
(1. 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 濟(jì)南 250100; 2. 山東魯保科技開發(fā)有限公司, 濟(jì)南 250100)
草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda,又稱秋黏蟲(fall armyworm),屬鱗翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae),原產(chǎn)于美洲熱帶區(qū)和亞熱帶地區(qū),是一種重大遷飛性害蟲(Sparks, 1979; Todd and Poole, 1980; Ashleyetal., 1989; Hardkeetal., 2015)。草地貪夜蛾以幼蟲取食為害植物,可取食包括糧食作物在內(nèi)的76科353種植物(唐藝婷等, 2019a),低齡幼蟲通常在新葉背面取食,取食葉肉后形成半透明薄膜狀“窗孔”,高齡幼蟲取食葉片后形成不規(guī)則長形孔,為害嚴(yán)重時(shí)吃光整株葉片,造成玉米生長點(diǎn)死亡,高齡幼蟲還具有暴食性,可直接蛀食幼嫩的雄穗及果穗,種群數(shù)量大時(shí),幼蟲如行軍狀,成群擴(kuò)散(Goergenetal., 2016; 江幸福等, 2019; 唐藝婷等, 2019a; 王燕等, 2019; 張武鳴等, 2019)。成蟲具有遠(yuǎn)距離遷飛的習(xí)性,可隨同氣流一天飛行距離超過100 km(Goergenetal., 2016; 江幸福等, 2019; 吳秋琳等, 2019),成蟲產(chǎn)卵量較高,平均產(chǎn)卵量在1 500粒左右(Hardkeetal., 2015)。
2019年1月,自從草地貪夜蛾入侵云南西南部地區(qū)后,目前已在多個(gè)省區(qū)造成為害(江幸福等, 2019; 吳秋琳等, 2019),目前草地貪夜蛾的應(yīng)急防控主要是化學(xué)農(nóng)藥(趙勝園等, 2019)。為實(shí)現(xiàn)對草地貪夜蛾的綜合防控,還應(yīng)積極研究生物防治、物理防治及農(nóng)業(yè)防治等措施,從而實(shí)現(xiàn)對草地貪夜蛾的有效控制。國內(nèi)外已開展利用天敵昆蟲防治草地貪夜蛾的研究,例如巴西利用黑刺益蝽Podosusnigrispinus、短管赤眼蜂Trichogrammapretiosum,我國利用益蝽Picromeruslewisi、蠋蝽Armachinensis、夜蛾黑卵蜂Telenomusremus防治(Pomarietal., 2013; 唐藝婷等, 2019b; 王燕等, 2019; 朱凱輝等, 2019)。
東亞小花蝽Orussauteri隸屬于半翅目(Hemiptera)花蝽科(Anthocoridae)小花蝽屬(周偉儒和王韌, 1989),是重要的捕食性天敵。研究不同齡期東亞小花蝽對草地貪夜蛾的控制作用對合理制定草地貪夜蛾的防控技術(shù)體系有重要的理論和實(shí)踐意義,功能反應(yīng)是研究天敵昆蟲對害蟲捕食能力的重要尺度之一,能評估天敵昆蟲的尋找能力、處理速度及其影響因子(王國紅和涂小云, 2005)。趙雪晴等(2019)曾研究了東亞小花蝽5齡若蟲或成蟲在不同溫度下對草地貪夜蛾1-2齡幼蟲的捕食效應(yīng),表明捕食功能符合Holling II圓盤方程,但東亞小花蝽其他齡期對草地貪夜蛾幼蟲的捕食功能反應(yīng)尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)室在前期開展的東亞小花蝽對草地貪夜蛾幼蟲的捕食適合性測驗(yàn)基礎(chǔ)上(代曉彥等, 2019),同步評估了東亞小花蝽若蟲及成蟲對草地貪夜蛾1齡幼蟲的捕食功能反應(yīng)及尋找效應(yīng),科學(xué)評價(jià)東亞小花蝽對草地貪夜蛾的防控潛能,以期為田間應(yīng)用東亞小花蝽防治草地貪夜蛾提供新的方法和基礎(chǔ)。
草地貪夜蛾:蟲源于2019年8月采集于山東省龍口市玉米田間,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用玉米葉進(jìn)行繼代飼養(yǎng),并挑取同批生長一致的1齡幼蟲作為供試獵物。
東亞小花蝽:成蟲采集于山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)農(nóng)場,在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所實(shí)驗(yàn)室內(nèi)規(guī)?;曫B(yǎng)。選取同批生長狀況一致的3, 4和5齡若蟲及雌成蟲供試。
在直徑為6 cm的培養(yǎng)皿內(nèi),進(jìn)行東亞小花蝽對草地貪夜蛾的捕食功能反應(yīng)和尋找效應(yīng)試驗(yàn)。培養(yǎng)皿放入新鮮玉米葉一片(長2 cm,寬2 cm),為草地貪夜蛾幼蟲提供食物;并放入蕓豆塊,為東亞小花蝽提供水分。培養(yǎng)皿置于溫度25±1℃、相對濕度60%±5%、光周期14L∶10D的人工氣候箱中。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Excel 2010以及PASW Statistics 18進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析,并作圖。
隨著供試獵物密度的增大,不同齡期東亞小花蝽對草地貪夜蛾1齡幼蟲的捕食量逐漸增加,并趨于平緩(圖1)。在供試獵物密度范圍內(nèi),東亞小花蝽5齡若蟲和雌成蟲對草地貪夜蛾的捕食量和捕食增長速率均高于3齡若蟲和4齡若蟲(圖1)。
圖1 不同齡期東亞小花蝽對草地貪夜蛾1齡幼蟲的捕食量Fig. 1 Predation amount of Orius sauteri of differentdevelopmental stages to the 1st instar larvae ofSpodoptera frugiperda
表1 不同齡期東亞小花蝽對草地貪夜蛾1齡幼蟲的捕食功能反應(yīng)Table 1 Predatory functional response of Orius sauteri of different developmental stagesto the 1st instar larvae of Spodoptera frugiperda
Na: 被捕食的獵物數(shù)量Number of preys;N: 獵物密度Prey density.
根據(jù)表1中的相關(guān)參數(shù)值及公式2,可計(jì)算出不同齡期東亞小花蝽對草地貪夜蛾1齡幼蟲的尋找效應(yīng)(圖2)。從圖2可見,不同齡期東亞小花蝽對草地貪夜蛾1齡幼蟲的尋找效應(yīng)均隨著獵物密度的增加而降低,東亞小花蝽成蟲與5齡若蟲對草地貪夜蛾幼蟲的尋找效應(yīng)比3齡若蟲和4齡若蟲的尋找效應(yīng)高。
圖2 不同齡期東亞小花蝽對草地貪夜蛾1齡幼蟲的尋找效應(yīng)Fig. 2 Searching efficiency of Orius sauteri of differentdevelopmental stages to the 1st instar larvae ofSpodoptera frugiperda
草地貪夜蛾已經(jīng)在我國定殖并擴(kuò)散,對我國糧食作物造成較大危害(孔琳等, 2019)。充分發(fā)揮本土天敵資源的作用,是建立草地貪夜蛾防控體系的重要環(huán)節(jié)。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),東亞小花蝽對草地貪夜蛾的捕食作用受到草地貪夜蛾密度的影響,其捕食數(shù)量隨著草地貪夜蛾密度的增加而增加,但其捕食量的增加與草地貪夜蛾密度的增加不是線性關(guān)系,而是呈現(xiàn)一種減速增長,捕食功能反應(yīng)均符合Holling II型。
本試驗(yàn)中,東亞小花蝽3, 4和5齡若蟲以及雌成蟲對草地貪夜蛾1齡幼蟲的日最大捕食量分別為12.50, 14.49, 14.93和23.26頭(表1),由此表明,隨東亞小花蝽蟲齡的增長,其對草地貪夜蛾1齡幼蟲的控制能力越強(qiáng),東亞小花蝽雌成蟲對草地貪夜蛾的幼蟲的控制能力最大,并且東亞小花蝽雌成蟲完成取食1頭草地貪夜蛾1齡幼蟲時(shí)間最短,只需0.043 d。有研究表明東亞小花蝽對西花薊馬Frankliniellaoccidentalis、黃胸薊馬Thripshawaiiensis、棕櫚薊馬Thripspalmi、煙蚜Myzuspersicae等害蟲有較好的捕食作用(Baezetal, 2004; 張安盛等, 2008; 付步禮等, 2019),并且隨著東亞小花蝽蟲齡增高,對害蟲的控制能力越強(qiáng)(郅軍銳等, 2011),這與本研究結(jié)果一致。東亞小花蝽成蟲在26℃對西花薊馬成蟲的理論日捕食量達(dá)51.3頭,對黃胸薊馬成蟲的日捕食量達(dá)64.3頭,明顯高于對草地貪夜蛾幼蟲的捕食量(付步禮等, 2019),這可能與害蟲的體積大小有關(guān)。研究天敵昆蟲的室內(nèi)捕食作用可評估天敵昆蟲的生物防治潛能(付步禮等, 2019),功能反應(yīng)是評價(jià)捕食天敵對害蟲控制作用的重要方法(莊麗等, 2012)。國內(nèi)外已有研究應(yīng)用龜紋瓢蟲Propylaeajaponica(蔣駿等, 2020)、異色瓢蟲Harmoniaaxyridis(趙英杰等, 2020)、七星瓢蟲Coccinellaseptempunctata(孔琳等, 2019)、大草蛉Chrysopapallens(徐慶宣等, 2019)、叉角厲蝽Eocantheconafurcellate(唐敏等, 2019)等防治草地貪夜蛾。
尋找效應(yīng)是捕食者在捕食過程中對寄主攻擊的一種行為效應(yīng)。不同蟲態(tài)東亞小花蝽對草地貪夜蛾幼蟲的尋找效應(yīng)均隨著獵物密度增加而逐漸下降,而隨著東亞小花蝽蟲齡的增長,其尋找效應(yīng)也隨之增高(張安盛等, 2008)。付步禮等(2019)研究東亞小花蝽對黃胸薊馬的室內(nèi)捕食作用時(shí)也發(fā)現(xiàn)東亞小花蝽成蟲對黃胸薊馬的尋找效應(yīng)高于若蟲的尋找效應(yīng)。
本試驗(yàn)通過研究東亞小花蝽對草地貪夜蛾的功能反應(yīng)模型、尋找效應(yīng)模型,明確了東亞小花蝽對草地貪夜蛾的控害能力。試驗(yàn)結(jié)果對充分了解并發(fā)揮東亞小花蝽捕食草地貪夜蛾的能力,控制草地貪夜蛾種群增長,科學(xué)指導(dǎo)草地貪夜蛾生物防治具有重要意義。東亞小花蝽3齡若蟲及以上齡期都能控制草地貪夜蛾1齡幼蟲,因此,田間釋放時(shí)選擇釋放東亞小花蝽3齡若蟲的控害效果較好。本試驗(yàn)是在室內(nèi)條件下完成的,在田間東亞小花蝽對草地貪夜蛾的捕食能力還受自然環(huán)境(如日照、風(fēng)、溫度等)的影響,未來研究仍需進(jìn)一步評估東亞小花蝽在田間對草地貪夜蛾的控害效果,以制定適宜的釋放量和釋放方式。