叢勝波,許 冬,楊妮娜,王 玲,王金濤,劉衛(wèi)國(guó),楊甜甜,萬(wàn) 鵬*
(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華中作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)作物重大病蟲(chóng)草害防控湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所,武漢 430064;2.湖北省植??傉?,武漢 430070)
黃秋葵Abelmoschusesculentus起源于非洲,是一種在世界各地廣泛種植的重要蔬菜[1,2],其制品可用于食品、醫(yī)療保健、美容等行業(yè),是一種具有高附加值的經(jīng)濟(jì)作物[3-6]。蟲(chóng)害是影響黃秋葵產(chǎn)量和質(zhì)量的主要因素,總損失約35%~40%。農(nóng)民通常過(guò)量施用化學(xué)殺蟲(chóng)劑來(lái)控制害蟲(chóng),從而危害環(huán)境和大眾健康,當(dāng)前尋找綠色友好型的害蟲(chóng)防控措施成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)[7-10]。
農(nóng)田中天敵昆蟲(chóng)是影響害蟲(chóng)種群數(shù)量變化的最重要生物因子,挖掘田間有效的天敵昆蟲(chóng)資源,提高田間天敵的生態(tài)調(diào)控作用已成為農(nóng)作物綠色防控的重要措施[11]。國(guó)外各地學(xué)者分別報(bào)道了不同生境條件下黃秋葵田內(nèi)主要害蟲(chóng)及相關(guān)天敵的種類和發(fā)生動(dòng)態(tài),主要害蟲(chóng)包括煙粉虱BemisiatabaciGlenn、蚜蟲(chóng)Aphis gossypiiGlover、葉蟬AmrascabiguttulabiguttulaIshida、粉蚧PhenococcussolenopsisTinsley、跳甲Podagrica uniformaJacoby、朱砂葉螨Tetranychuscinnabarinus、翠紋鉆夜蛾EariasvittellaFabricius等,優(yōu)勢(shì)天敵為瓢蟲(chóng)、蜘蛛、草蛉和螞蟻四類[12-16]。對(duì)比發(fā)現(xiàn),不同地理區(qū)域間黃秋葵田主要害蟲(chóng)和優(yōu)勢(shì)天敵種類不盡相同。因此,弄清國(guó)內(nèi)黃秋葵主要害蟲(chóng)和天敵昆蟲(chóng)的種類及發(fā)生動(dòng)態(tài),對(duì)黃秋葵害蟲(chóng)的綠色防控具有重要指導(dǎo)意義。
目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)黃秋葵害蟲(chóng)的生物學(xué)特性、發(fā)生規(guī)律及綜合防控做了詳細(xì)的研究[17,18],而對(duì)其相關(guān)天敵的種類和發(fā)生動(dòng)態(tài)研究較少,除蒲德強(qiáng)等[19]報(bào)道了黃秋葵蚜蟲(chóng)的天敵種類及發(fā)生規(guī)律外,其他主要害蟲(chóng)和天敵昆蟲(chóng)的發(fā)生情況并未見(jiàn)報(bào)道。鑒于此,本試驗(yàn)對(duì)黃秋葵田內(nèi)主要害蟲(chóng)和天敵的種群動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查,依據(jù)種群生態(tài)位理論分析了害蟲(chóng)與天敵的共存機(jī)制,以期為生物天敵資源的利用及害蟲(chóng)的綜合治理提供理論依據(jù)。
黃秋葵種子購(gòu)買于興隆高科種業(yè)公司。2018年5月8日在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥所南湖試驗(yàn)基地進(jìn)行直播處理(30°29′ N,114°18′ E),種植株行距為50 cm×60 cm,周圍種植作物為棉花。在整個(gè)生育期不施用任何殺蟲(chóng)劑,其他農(nóng)事操作按當(dāng)?shù)爻R?guī)田間管理進(jìn)行。
調(diào)查時(shí)間為2018年6月中旬至9月下旬,每隔15 d調(diào)查1次。每次調(diào)查對(duì)角線5點(diǎn)取樣,每點(diǎn)調(diào)查5株,從外至內(nèi),從上到下的順序調(diào)查,采用目測(cè)法分別記錄害蟲(chóng)及天敵的種類和數(shù)量,并對(duì)不能確定到種的昆蟲(chóng)標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行鑒定。同時(shí)在黃秋葵田非調(diào)查區(qū)域每次隨機(jī)采集約50頭棉大卷葉螟幼蟲(chóng)帶回實(shí)驗(yàn)室置于人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)至成蟲(chóng)羽化,統(tǒng)計(jì)棉大卷葉螟寄生性天敵的種類和數(shù)量,并進(jìn)行種類鑒定。
采集到的昆蟲(chóng)標(biāo)本在超景深顯微鏡下根據(jù)《中國(guó)瓢蟲(chóng)亞科圖志》、《棉花害蟲(chóng)及其天敵圖冊(cè)》、《四川農(nóng)田蜘蛛彩色圖冊(cè)》等鑒定,個(gè)別不能鑒定到種的請(qǐng)國(guó)內(nèi)分類專家進(jìn)行鑒定。
1.4.1 空間分布格局 采用聚集度指標(biāo)法分析計(jì)算害蟲(chóng)在田間的空間分布格局[20]。主要利用擴(kuò)散系數(shù)(c)、叢生分布指數(shù)(I)、Cassie指標(biāo)(Ca)、負(fù)二項(xiàng)分布指標(biāo)(K)、Lioyd聚塊性指數(shù)(M*/m)。
1.4.2 種群生態(tài)位計(jì)算方法 種群優(yōu)勢(shì)度用相對(duì)密度來(lái)表示[21]:優(yōu)勢(shì)度=某種物種個(gè)體數(shù)量/該類群(天敵或害蟲(chóng))全部個(gè)體數(shù)量。Levins生態(tài)位寬度[22]:Bi=Y(jié)i2/ΣiNij2;Pianka生態(tài)位重疊指數(shù)[23]:
Bi為生態(tài)位寬度,Nij為物種i利用資源狀態(tài)j的個(gè)體數(shù);Yi為物種i的總個(gè)體數(shù);Qij為生態(tài)位重疊指數(shù),Pih為種群i在h資源位上所占的比例;Pjh為種群j在h資源位上所占的比例。
通過(guò)對(duì)黃秋葵田內(nèi)害蟲(chóng)和天敵種類進(jìn)行調(diào)查,共發(fā)現(xiàn)6目13科21種昆蟲(chóng)。對(duì)優(yōu)勢(shì)度進(jìn)行對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)田間發(fā)生的主要害蟲(chóng)為棉蚜和棉大卷葉螟,捕食性天敵主要為龜紋瓢蟲(chóng)、異色瓢蟲(chóng)、三突花蛛、草間小黑蛛,寄生性天敵主要有卷葉螟絨繭蜂和卷葉螟姬小蜂(表1)。
表1 黃秋葵田害蟲(chóng)及天敵種類Table 1 The species of pests and natural enemies in okra field
調(diào)查結(jié)果顯示,6月15日黃秋葵植株上的蚜蟲(chóng)平均發(fā)生量為44頭/株,6月29日蚜蟲(chóng)發(fā)生量達(dá)到高峰為203頭/株。隨后蚜蟲(chóng)數(shù)量下降,7月29日和8月14日未調(diào)查到蚜蟲(chóng),直到8月31日開(kāi)始調(diào)查到少量蚜蟲(chóng),9月15日出現(xiàn)1次小高峰,但蚜蟲(chóng)發(fā)生量不大。6月為黃秋葵田蚜蟲(chóng)的主要發(fā)生時(shí)期。棉大卷葉螟幼蟲(chóng)于6月15日開(kāi)始在田間少量出現(xiàn),隨后種群數(shù)量逐漸增加,到7月29日達(dá)到最高峰,平均為24頭/株,隨后發(fā)生數(shù)量逐漸下降(圖1)。
圖1 黃秋葵田主要害蟲(chóng)的種群動(dòng)態(tài)Fig.1 Population dynamics of the major pests on okra
以黃秋葵田兩種主要害蟲(chóng)的發(fā)生量為依據(jù),判斷兩者在田間的分布格局。擴(kuò)散系數(shù) C>1、叢生分布指標(biāo)I>0、Ca>0、負(fù)二項(xiàng)分布指標(biāo)K>0、聚塊性指標(biāo)M*/m>1,各項(xiàng)空間分布型聚集度指標(biāo)符合聚集分布,說(shuō)明兩種害蟲(chóng)在田間呈聚集分布(表2)。
表2 黃秋葵田主要害蟲(chóng)種群的空間分布Table 2 Spatial distribution pattern of the major pests population on okra
6月黃秋葵田瓢蟲(chóng)的發(fā)生量呈現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì),到6月29日達(dá)到高峰,平均發(fā)生量為1.6頭/株,隨后逐漸下降,其中8月14日和8月31日未調(diào)查到瓢蟲(chóng),9月15日后瓢蟲(chóng)田間少量發(fā)生。這與蚜蟲(chóng)種群的發(fā)生動(dòng)態(tài)較一致,具有顯著的跟隨關(guān)系。蜘蛛種群在整個(gè)調(diào)查期間均有發(fā)生,6月中旬開(kāi)始呈逐漸上升趨勢(shì),到7月15日達(dá)到高峰,平均發(fā)生量為1.1頭/株,隨后呈逐漸下降趨勢(shì)(圖2)。
圖2 黃秋葵田捕食性天敵昆蟲(chóng)的種群動(dòng)態(tài)Fig.2 Population dynamics of the predatory enemies on okra
通過(guò)田間調(diào)查結(jié)合室內(nèi)觀察發(fā)現(xiàn),棉大卷葉螟的寄生性天敵共有5種。其中卷葉螟絨繭蜂和卷葉螟姬小蜂為優(yōu)勢(shì)寄生性天敵。卷葉螟絨繭蜂7月底在黃秋葵田始現(xiàn),隨后田間發(fā)生量逐漸上升,8月底田間寄生率高達(dá)20%,隨后逐漸下降。卷葉螟姬小蜂8月中旬在田間始現(xiàn),9月中旬寄生率高達(dá)24%,隨后逐漸下降。卷葉螟絨繭蜂和卷葉螟姬小蜂在黃秋葵田的始現(xiàn)時(shí)間分別滯后于棉大卷葉螟45 d和60 d(圖3)。
圖3 黃秋葵田間寄生性天敵的種群動(dòng)態(tài)Fig.3 Population dynamics of the parasitic natural enemies on okra
通過(guò)對(duì)黃秋葵田主要害蟲(chóng)及其天敵的時(shí)間生態(tài)位進(jìn)行分析,評(píng)價(jià)天敵對(duì)獵物的時(shí)間跟隨作用和控制效果。研究表明(表3),主要害蟲(chóng)與天敵在時(shí)間維度上生態(tài)位寬度順序?yàn)椋好薮缶砣~螟(4.6411)>蜘蛛(4.2209)>卷葉螟絨繭蜂(3.5217)>卷葉螟姬小蜂(2.8539)>瓢蟲(chóng)(2.2955)>蚜蟲(chóng)(1.7610)。其中棉大卷葉螟的生態(tài)位寬度值最大,說(shuō)明其在黃秋葵田發(fā)生的時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)時(shí)間資源的利用長(zhǎng);蚜蟲(chóng)的生態(tài)位寬度值最小,說(shuō)明其在黃秋葵田發(fā)生的時(shí)間相對(duì)比較集中。
表3 黃秋葵田主要害蟲(chóng)和天敵時(shí)間生態(tài)位指數(shù)Table 3 Temporal niche parameter of main pest insects and their natural enemies in okra field
從時(shí)間生態(tài)位重疊值可見(jiàn),蚜蟲(chóng)和棉大卷葉螟的時(shí)間生態(tài)位重疊值為0.1397,說(shuō)明兩種害蟲(chóng)在時(shí)間維度上的發(fā)生同步性低。捕食性天敵和寄生性天敵間的時(shí)間生態(tài)位重疊值介于 0.1836~0.3886,說(shuō)明不同取食類型的天敵在時(shí)間維度上的同步性較低。蚜蟲(chóng)和瓢蟲(chóng)的時(shí)間生態(tài)位重疊值為0.8593,高于其他天敵的生態(tài)位重疊值,表明瓢蟲(chóng)較其他天敵對(duì)蚜蟲(chóng)有明顯的跟隨現(xiàn)象,對(duì)蚜蟲(chóng)種群的控制作用較大,是蚜蟲(chóng)的優(yōu)勢(shì)性天敵。棉大卷葉螟和蜘蛛、卷葉螟絨繭蜂、卷葉螟姬小蜂的時(shí)間生態(tài)位重疊值分別為0.7220、0.7175、0.6797,表明田間這3種天敵對(duì)棉大卷葉螟有明顯的跟隨現(xiàn)象,對(duì)其種群具有協(xié)同控制效果,是控制棉大卷葉螟的3種重要天敵。卷葉螟絨繭蜂和卷葉螟姬小蜂間的生態(tài)位重疊值比較大(0.8424),主要因?yàn)閮煞N寄生蜂具有同一種寄主,在發(fā)生時(shí)間上有比較高的同步性,種間存在一定的資源競(jìng)爭(zhēng)。
通過(guò)對(duì)黃秋葵田進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查,明確了黃秋葵主要害蟲(chóng)為棉蚜和棉大卷葉螟,兩者在田間的分布格局均呈聚集分布。6月下旬為棉蚜的發(fā)生高蜂,棉大卷葉螟6月中旬在黃秋葵田始現(xiàn),7—9月為主要發(fā)生期。天敵優(yōu)勢(shì)種分別為龜紋瓢蟲(chóng)、異色瓢蟲(chóng)、三突花蛛、草間小黑蛛、卷葉螟絨繭蜂、卷葉螟姬小蜂。
天敵與害蟲(chóng)的發(fā)生在時(shí)間上同步,天敵對(duì)害蟲(chóng)才能起到良好的控制效果。瓢蟲(chóng)是棉蚜的重要捕食性天敵,其種群繁殖速度快,對(duì)棉蚜具有很強(qiáng)的控制作用[24]。生態(tài)位理論常被作為評(píng)價(jià)天敵對(duì)害蟲(chóng)控制作用效能的指標(biāo)之一。本文研究顯示,棉蚜和瓢蟲(chóng)的時(shí)間生態(tài)位重疊值為0.8593,高于其他天敵的生態(tài)位重疊值,表明瓢蟲(chóng)對(duì)棉蚜有明顯的跟隨效應(yīng),是控制棉蚜的優(yōu)勢(shì)性天敵。蒲德強(qiáng)等[19]研究表明黃秋葵田瓢蟲(chóng)的發(fā)生動(dòng)態(tài)與棉蚜的發(fā)生動(dòng)態(tài)跟隨關(guān)系不明顯,這與本研究結(jié)果不相一致??娪碌萚25]研究表明蚜蟲(chóng)在棉田時(shí)間生態(tài)位寬度較小,有明顯的發(fā)生高峰,瓢蟲(chóng)與棉蚜的時(shí)間生態(tài)位重疊度較大,有較強(qiáng)的跟隨作用,這與本研究結(jié)果比較一致。
棉大卷葉螟僅分布于我國(guó),在棉田內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)。康曉霞等[26]研究表明,棉田內(nèi)棉大卷葉螟的寄生性天敵主要有7種,田間自然條件下棉大卷葉螟的被寄生率高達(dá)25.7 %,寄生性天敵對(duì)棉大卷葉螟種群數(shù)量起著重要的控制作用。與棉花相比,黃秋葵是棉大卷葉螟更為喜食的寄主植物[27]。調(diào)查顯示,黃秋葵田內(nèi)棉大卷葉螟的寄生性天敵主要有5種,卷葉螟絨繭蜂和卷葉螟姬小蜂為優(yōu)勢(shì)種。棉大卷葉螟和蜘蛛、卷葉螟絨繭蜂、卷葉螟姬小蜂的時(shí)間生態(tài)位重疊值較高,表明田間這三類天敵對(duì)棉大卷葉螟有明顯的跟隨效應(yīng),對(duì)其種群具有聯(lián)合控制效果。
綜上所述,天敵昆蟲(chóng)對(duì)黃秋葵害蟲(chóng)種群具有十分重要的調(diào)控作用。因此,在害蟲(chóng)的初發(fā)期可進(jìn)行噴施化學(xué)農(nóng)藥防治,在天敵的盛發(fā)期盡量選擇高效低毒的化學(xué)農(nóng)藥或植物源農(nóng)藥,對(duì)其種群進(jìn)行有效的保護(hù),以利于充分發(fā)揮天敵控制作用。本研究為黃秋葵田天敵資源的有效利用、害蟲(chóng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和綠色防控提供理論指導(dǎo)。