李海強 張建萍 陸宴輝

關(guān)鍵詞果棉間作;節(jié)肢動物;群落結(jié)構(gòu);多樣性指數(shù)

新疆是當前我國的第一大棉花主產(chǎn)區(qū)，2018年全疆棉花種植面積為249.13萬hm2，占全國棉花播種面積的74.31%;皮棉產(chǎn)量為511.10萬t，占全國總產(chǎn)量的83.84%。新疆也是著名的“瓜果之鄉(xiāng)”，全疆紅棗、核桃、蘋果、杏等果樹種植面積約為133萬hm2，其中南疆地區(qū)果樹種植面積占總面積的80%。近年來，為了有效利用土地資源、增加農(nóng)民經(jīng)濟收入，果棉間作栽培模式在南疆地區(qū)被廣泛推廣應(yīng)用。

與單作模式相比，間作模式增加了作物種類，改變了作物布局，導(dǎo)致昆蟲食物資源、農(nóng)田小氣候等多方面變化，進而可能對節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。如Shi等對不同生境類型棗園節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)進行了研究，對其多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和相對穩(wěn)定性指數(shù)比較發(fā)現(xiàn)有雜草的棗園明顯高于無雜草棗園，與大豆和棉花間作的棗園明顯大于與大豆間作棗園，而優(yōu)勢度指數(shù)則相反，這表明在棗園合理間作多種作物或者適當保留一定的雜草，可以增加棗園天敵的物種數(shù)量和節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的多樣性和均勻度。賈永超等研究了玉米單作田、玉米馬鈴薯間作田、玉米馬鈴薯向日葵間作田天敵節(jié)肢動物群落的組成和結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)天敵群落多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)和均勻度指數(shù)均表現(xiàn)為玉米馬鈴薯向日葵間作田、玉米馬鈴薯間作田高于玉米單作田，3種不同種植模式玉米田中以玉米馬鈴薯向日葵間作田天敵節(jié)肢動物群落種類最豐富、穩(wěn)定性最強。胡雅輝等研究表明，桃李間作對桃樹上步甲群落的物種組成和豐富度沒有顯著影響，對整個天敵群落也無顯著影響。不難發(fā)現(xiàn)，不同間作模式對節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的影響不一致。

關(guān)于南疆果棉間作棉田中的節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)、種群動態(tài)已有部分研究。如王偉等通過對杏棉間作棉田昆蟲種群數(shù)量進行了研究，結(jié)果表明，間作棉田牧草盲蝽Lygus pratensis和棉葉螨種群數(shù)量顯著低于單作田，但間作棉田蜘蛛類天敵種群數(shù)量高于單作棉田。針對南疆普遍存在的其他果棉間作模式尚缺乏相關(guān)研究。為此，本文系統(tǒng)評價了3種果棉間作模式（棗棉間作、蘋果棉間作、核桃棉間作）對棉田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的影響。

1材料與方法

1.1試驗點選擇

1.1.1棗棉間作模式

在阿克蘇市，2014年選取12個試驗點，其中拜什吐格曼鄉(xiāng)8個、哈拉塔勒鎮(zhèn)1個、托普魯克鄉(xiāng)3個;2015年選取12個點，其中拜什吐格曼鄉(xiāng)7個、克孜勒鎮(zhèn)5個。在同一年份，相鄰兩個試驗點之間問隔2～10 km。在每個試驗點，選擇棗棉間作田和棉花單作田各1塊，每塊田面積大于1hm2，兩塊田間隔距離小于50m，同時棉花長勢與農(nóng)事管理基本一致。試驗點的棗樹均為樹齡8～12年的‘駿棗Ziziphusjujuba，行株距為4mX2m。棉花為陸地棉Gossypium hirsutum，品種為‘中棉所49，1膜4行栽培，膜寬1.5m，寬行距為50cm，窄行距為20cm，株距為10cm。間作棉田中，相鄰兩行棗樹間種植2個地膜8行棉花。

1.1.2蘋果棉間作模式

在阿克蘇市，2014年調(diào)查了12個試驗點，其中拜什吐格曼鄉(xiāng)3個試驗點，依桿其鄉(xiāng)8個試驗點，溫宿縣青年農(nóng)場1個試驗點;2015年調(diào)查了12個試驗點，其中拜什吐格曼鄉(xiāng)3個試驗點，依桿其鄉(xiāng)8個試驗點，溫宿縣克孜勒鎮(zhèn)1個試驗點。在每個試驗點，選擇蘋果棉問作田和棉花單作田各1塊，每塊田面積大于1hm2，兩塊田間隔距離小于50m，同時棉花長勢與農(nóng)事管理基本一致。在各試驗點，蘋果樹Maluspumila樹齡為9～13年，行株距為6m×4m。棉花品種為‘中棉所49，1膜4行栽培，膜寬1.5m，寬行距為50cm，窄行距為20cm，株距為10cm。在間作棉田，相鄰兩行蘋果樹間種植4個地膜16行棉花。

1.1.3核桃棉間作模式

2017年調(diào)查了12個試驗點，其中溫宿縣克孜勒鎮(zhèn)3個試驗點，溫宿縣古勒阿瓦提鄉(xiāng)1個試驗點，托普魯克鄉(xiāng)8個試驗點;2018年調(diào)查了9個試驗點，其中溫宿縣克孜勒鎮(zhèn)3個試驗點，溫宿縣古勒阿瓦提鄉(xiāng)2個試驗點，托普魯克鄉(xiāng)4個試驗點。在每個試驗點，選擇核桃棉間作田和棉花單作田各1塊，每塊田面積大于1hm2，兩塊田間隔距離小于50m，同時棉花長勢與農(nóng)事管理基本一致。試驗點核桃樹Juglans regia樹齡7～9年，行株距為8m×4m。棉花品種為‘中棉所49，1膜4行栽培，膜寬1.5m，寬行距為50cm，窄行距為20cm，株距為10cm。間作棉田中，相鄰兩行核桃樹間種植5個地膜20行棉花。

1.2調(diào)查內(nèi)容

試驗點選取時，用手持GPS儀記錄每個點的經(jīng)緯度。每年6月中旬（棉花現(xiàn)蕾初期）、7月中旬（棉花花期）、8月中旬（棉花鈴期），對每個試驗點的間作棉田和單作棉田各開展1次調(diào)查。每次調(diào)查時，每塊棉田采用5點對角線取樣，每點調(diào)查20株棉花，利用目測法系統(tǒng)調(diào)查每個棉株上節(jié)肢動物的種類和數(shù)量，并逐一進行記錄。

1.3統(tǒng)計方法

數(shù)據(jù)利用Excel 2013和SAS 9.4軟件計算處理。昆蟲群落結(jié)構(gòu)指數(shù)中多樣性指數(shù)（diversity in-dex，H）采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)表示，群落均勻度指數(shù)（evenness index，J）以多樣性指數(shù)與理論最大多樣性指數(shù)來表示，優(yōu)勢集中度（dominantconcentration，C）用Simpson優(yōu)勢度指數(shù)表示。計算公式如下：

將每個試驗點中每塊棉田（單作或間作棉田）5個取樣點的每種節(jié)肢動物數(shù)量求和后，按百株蟲量來統(tǒng)計每個物種的數(shù)量，在此基礎(chǔ)上計算群落結(jié)構(gòu)指數(shù)。同一年份內(nèi)，同一種植模式下的不同試驗點作為平行重復(fù)，利用單因素方差分析（One-wayANOVA）進行間作模式與單作模式下節(jié)肢動物群落指數(shù)的差異比較。

2結(jié)果與分析

2.1棗棉間作對棉田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的影響

2014年，間作模式下共調(diào)查到節(jié)肢動物個體總數(shù)為234842頭，其中害蟲221471頭、天敵13371頭;單作模式下節(jié)肢動物為311395頭，其中害蟲295061頭、天敵16334頭。2015年，間作模式下共調(diào)查到節(jié)肢動物個體總數(shù)為133496頭，其中害蟲125811頭、天敵7685頭;單作模式下節(jié)肢動物共143823頭，其中害蟲137605頭、天敵6218頭。

由表1可知，對于整個棉田節(jié)肢動物群落，間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2014，P=0.241;2015，P=0.141）、群落均勻度指數(shù)（2014，P=0.270;2015，P=0.231）以及優(yōu)勢集中度指數(shù)（2014，P=0.222;2015，P=0.122）均無顯著差異。對害蟲亞群落，間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2014，P=0.251;2015，P=0.120）、群落均勻度指數(shù)（2014，P=0.288;2015，P=0.206）、優(yōu)勢集中度指數(shù)（2014，P=0.216;2015，P=0.234）均無顯著差異。對天敵亞群落，間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2014，P=0.479;2015，P=0.396）、均勻度指數(shù)（2014，P=0.388;2015，P=0.713）、優(yōu)勢集中度指數(shù)（2014，P=0.634;2015，P=0.733）也無顯著差異。

2.2蘋果棉間作模式對棉田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的影響

2014年間作模式下共調(diào)查到節(jié)肢動物個體總數(shù)為454587頭，其中害蟲432647頭、天敵21940頭;單作模式下節(jié)肢動物為480716頭，其中害蟲458602頭、天敵22114頭。2015年間作模式共調(diào)查到節(jié)肢動物個體總數(shù)為770 875頭，其中害蟲748831頭、天敵22044頭;單作模式下節(jié)肢動物個體總數(shù)為538122頭，其中害蟲521114頭、天敵17008頭。

由表2可知，對于整個棉田節(jié)肢動物群落，蘋果棉間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2014，P=0.698;2015，P=0.116）、群落均勻度指數(shù)（2014，P=0.723;2015，P=0.186）以及優(yōu)勢集中度指數(shù)（2014，P=0.639;2015，P=0.134）均無顯著差異。

對害蟲亞群落，蘋果棉間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2014，P=0.702;2015，P=0.058）、群落均勻度指數(shù)（2014，P=0.726;2015，P=0.055）以及優(yōu)勢集中度指數(shù)（2014，P=0.758;2015，P=0.053）也無顯著差異。

對天敵亞群落，蘋果棉間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2014，P=0.626;2015，P=0.939）、群落均勻度指數(shù)（2014，P=0.880;2015，P=0.992）以及優(yōu)勢集中度指數(shù)（2014，P=0.705;2015，P=0.768）也無顯著差異。

2.3核桃棉間作對棉田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的影響

2017年12個核桃棉間作試驗點共調(diào)查到節(jié)肢動物個體總數(shù)為41711頭，其中害蟲37781頭、天敵3930頭;單作模式下節(jié)肢動物為88712頭，其中害蟲76762頭、天敵11950頭。2018年間作模式共調(diào)查到節(jié)肢動物個體總數(shù)為23927頭，其中害蟲21363頭、天敵2564頭;單作模式下節(jié)肢動物個體總數(shù)為64485頭，其中害蟲56739頭、天敵7746頭。

由表3可知，對于整個棉田節(jié)肢動物群落，間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2017，P=0.451;2018，P=0.310）、群落均勻度指數(shù)（2017，P=0.876;2018，P=0.719）以及優(yōu)勢集中度指數(shù)（2017，P=0.298;2018，P=0.111）均無顯著差異。

對害蟲亞群落，間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2017，P=0.726;2018，P=0.956）、群落均勻度指數(shù)（2017，P=0.726;2018，P=0.055）以及優(yōu)勢集中度指數(shù)（2017，P=0.761;2018，P=0.659）均無顯著差異。

對天敵亞群落，間作模式與單作模式的群落多樣性指數(shù)（2017，P=0.729;2018，P=0.579）、群落均勻度指數(shù)（2017，P=0.599;2018，P=0.607）以及優(yōu)勢集中度指數(shù)（2017，P=0.876;2018，P=0.469）均無顯著差異。

3結(jié)論與討論

在作物害蟲生態(tài)調(diào)控中，間作是一種常見措施，可以通過促進天敵保育、調(diào)控農(nóng)田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)及其動態(tài)控制害蟲的發(fā)生為害。如Hummel等研究了小麥與油菜間作對步甲群落多樣性的影響，結(jié)果表明，與小麥單作、油菜單作相比小麥油菜間作田多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均有顯著的增加，同時增加了步甲的種群數(shù)量。師光祿等研究發(fā)現(xiàn)棗園種草不僅提高了棗樹上捕食性天敵的種群數(shù)量，同時也增加了捕食性天敵控制害蟲的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。師光祿等研究了棗樹和牧草間作對棗園捕食性天敵與害蟲群落的影響，結(jié)果表明間作棗園害蟲物種數(shù)、多樣性和均勻度明顯大于未間種牧草的棗園;單作棗園的天敵優(yōu)勢度明顯大于間種牧草棗園，間作棗園捕食性天敵個體數(shù)與害蟲個體數(shù)的比值大于單作棗園。魏巍等研究了梨樹與不同芳香植物間作對中國梨木虱Psylla chinesis及其天敵類群組成、時間生態(tài)位的變化，結(jié)果表明，間作區(qū)中國梨木虱的時間生態(tài)位寬度明顯增大，多數(shù)天敵的時間生態(tài)位寬度顯著增加;梨園間作芳香植物可能通過改變中國梨木虱及其天敵類群的組成、時序特征和生態(tài)位特征等控制中國梨木虱的發(fā)生。

然而，在作物生產(chǎn)實踐中，另外一種間作模式以提高作物生產(chǎn)效益為主要目標，大多并不考慮其他方面的影響。毫無疑問，這種間作模式對節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的影響往往是多樣化的。Risch對已報道的150篇間作對植食性害蟲種群影響的文獻進行了綜述，結(jié)果表明，在所綜述的文獻中間作使53%的害蟲發(fā)生減輕，同時間作使18%的害蟲種群增加，9%間作田和單作田害蟲種群數(shù)量是相同的，20%是不確定的。Akbulut等以雜交白楊樹行間分別種植玉米、大豆、南瓜為處理，無種植作物的白楊樹林以及遠離林木種植作物的田塊為對照，研究了田籬間作對林木、農(nóng)作物以及節(jié)肢動物群落的影響。結(jié)果表明，在采集到的節(jié)肢動物標本中，在整個復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)樣地采集到118個科，在無林木的對照樣地采集到57個科，在白楊樹的對照樣地收集到44個科，各樣地之問除多樣性指數(shù)外，均勻性指數(shù)、優(yōu)勢集中度指數(shù)均無差異。戈峰等應(yīng)用數(shù)量分析與能量測定相結(jié)合的方法，定量地分析和比較了華北棉區(qū)多樣化的間套作棉田生態(tài)系統(tǒng)與單作棉田生態(tài)系統(tǒng)中主要害蟲、天敵的種群動態(tài)，結(jié)果表明，多樣化的間套作系統(tǒng)增加了害蟲群落的能量生產(chǎn)力，有利于天敵群落能量的生產(chǎn)，同時，套間作系統(tǒng)天敵對害蟲的攝食利用效率減少，增加了植食性害蟲對植株的攝入量。

本文研究表明，南疆地區(qū)3種果棉間作棉田節(jié)肢動物群落多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)和優(yōu)勢集中度指數(shù)與單作棉田相比均無顯著性差異。主要原因可能是，棗樹、蘋果樹、核桃樹的花期較早，與棉花生長期不重合，同時3種果樹的害蟲發(fā)生種類與棉花上害蟲種類相似度低，因此果樹對棉田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)影響不明顯。本研究的初步結(jié)果為南疆果棉間作模式下棉花害蟲災(zāi)變機制的解析與綠色防控對策的制定提供了一定的科學依據(jù)。農(nóng)田節(jié)肢動物群落常處于不斷的演替之中，南疆果棉間作模式也不例外，有待進一步加強長期性監(jiān)測，有助于全面探明果棉間作模式的推廣過程中棉田節(jié)肢動物群落結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。