徐 悅,吳筱萌,程鴻浩,陳詩燕,周夏芝,鄒運鼎,畢守東
(安徽農(nóng)業(yè)大學 a理學院,b林學與園林學院,安徽 合肥230036)
茶園刺吸類害蟲嚴重影響茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì),李飛等[1]研究表明,茶園吸汁型害蟲主要為半翅目蟬類、虱類、蚜蟲類以及螨類。安徽省是全國產(chǎn)茶大省,也是長江經(jīng)濟帶上的重要茶葉產(chǎn)區(qū)。危害茶樹的廣翅蠟蟬有近10種,同屬于廣翅蠟蟬科(Ricanidae),安徽省常見的種類有八點廣翅蠟蟬(RicanidaeWalker)、柿廣翅蠟蟬(Ricaniasublimbata) 、緣紋廣翅蠟蟬(Ricaniamarginalis)、眼紋疏廣翅蠟蟬 (Euricaniaocellus)和帶紋疏廣翅蠟蟬(EuricaniafascialisWalker)等[2-3]。廣翅蠟蟬有趨嫩習性,以若蟲和成蟲吸取嫩芽和嫩葉的汁液為害,喜潮濕畏陽光,多數(shù)1 年發(fā)生1代,6~8月份成蟲盛發(fā),嚴重影響茶葉的產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。近年來,關于廣翅蠟蟬的分類及發(fā)生規(guī)律有大量報道,樓君等[5]報道了柿廣翅蠟蟬的生物學特性及其有效地監(jiān)測和生物防治;孫麗娟等[6]調(diào)查了山東青島地區(qū)廣翅蠟蟬的生活史及成蟲產(chǎn)卵習性;潘鵬亮等[7]通過提取前翅形態(tài)數(shù)值特征實現(xiàn)3種廣翅蠟蟬種類的識別,為廣翅蠟蟬鑒定和種群監(jiān)測提供了重要的參考依據(jù);段文心等[8]對中國7種疏廣翅蠟蟬的外部形態(tài)和雌雄外生殖器進行較深入研究;金銀利等[9]研究了信陽茶園柿廣翅蠟蟬越冬種群危害規(guī)律。
茶樹植株、葉片內(nèi)含物與其抗蟲性有關[10-13],茶樹的抗蟲性直接影響茶樹害蟲的數(shù)量,進而影響到天敵的數(shù)量和行為變化。天敵與目標害蟲空間關系密切程度是準確評判優(yōu)勢種天敵的主要依據(jù)之一,也直接關系到天敵對目標害蟲的捕食或寄生效率,可為害蟲的生物防治提供參考[14-16]。李新月等[17]報道了茶園蜘蛛類天敵對害蟲具有良好的攻擊效應。陳銀方等[18]報道了茶園蜘蛛發(fā)生數(shù)量占捕食性天敵的65%~97.8%,對茶園害蟲有明顯的控制效果。顧昌華[19]研究表明,貴州銅仁地區(qū)廣翅蠟蟬的主要天敵種類為草蛉、瓢蟲、蜂類、螞蟻、蜘蛛等,其中廣翅蠟蟬與蜘蛛關系密切。程嫻等[20]報道了2種茶園烏牛早和白豪早廣翅蠟蟬與8種天敵蜘蛛的空間關系。到目前為止,關于廣翅蠟蟬與其主要蜘蛛類天敵空間格局動態(tài)的系統(tǒng)研究少有報道。為此,本研究運用聚塊樣方方差分析法、灰色關聯(lián)度法和聚集強度指數(shù)法等研究安徽合肥地區(qū)農(nóng)抗早、龍井43和平陽特早茶園中與廣翅蠟蟬空間關系密切的天敵種類、廣翅蠟蟬的聚集強度、個體群聚集的原因及個體群占據(jù)的最小面積,為科學確定最佳抽樣樣方面積及保護和利用天敵進行廣翅蠟蟬生物防治提供依據(jù)。
調(diào)查地點為安徽農(nóng)業(yè)大學科技示范園茶園(31°94′ N,117°21′ E),屬溫帶和亞熱帶氣候的過渡帶。調(diào)查時間為2021年6月20日-9月17日(廣翅蠟蟬盛發(fā)期),約15 d調(diào)查1次,共調(diào)查6次。
調(diào)查茶園為樹齡13年的農(nóng)抗早、龍井43、平陽特早等3個茶園,每個茶園面積均為0.2 hm2。茶園互不相鄰且不施用化學農(nóng)藥,茶園周邊有楊樹、樟樹、櫻花樹等林木。
采用平行跳躍法。隨機取3行,行距為1 m,每行間隔1 m取1個長2 m的樣方,共調(diào)查30個樣方。先在每個樣方中隨機選取10片葉片進行目測,調(diào)查一些不易振落的害蟲和天敵種類,然后用沾有洗衣粉水溶液(洗衣粉和水體積比為1∶1 000)的搪瓷盤承接樣方中所有枝條和枝葉震拍落下的害蟲和天敵,調(diào)查記載害蟲及其天敵物種數(shù)和個體數(shù)。對于不能準確鑒別的物種樣本進行編號,將其裝入毒瓶保存后請專家鑒別。
1.4.2 灰色關聯(lián)度分析 對廣翅蠟蟬與其天敵在均方差峰值時的聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)(聚塊大小)進行灰色關聯(lián)度分析[22],灰色關聯(lián)度系數(shù)計算公式為:
rij=[min min|Yi(k)-Xj(k)|+ρmax max|Yi(k)-Xj(k)|]/[|Yi(k)-Xj(k)|+ρmax max |Yi(k)-Xj(k)|]。
式中:ρ為分辨系數(shù),取值區(qū)間[0,1],本研究取ρ=0.8;min min |Yi(k)-Xj(k)|為2級最小差,max max|Yi(k)-Xj(k)|為2級最大差,利用公式求出天敵與害蟲聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)間的關聯(lián)度R(Yi,Xj)=1/n∑rij(k),若某種天敵與害蟲的聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)關聯(lián)度越大,則表明該種天敵對害蟲空間跟隨關系越密切。
對計算的灰色關聯(lián)度進行標準化,即同一茶園8種蜘蛛類天敵與廣翅蠟蟬的灰色關聯(lián)度除以其中最大的灰色關聯(lián)度,其商稱為密切指數(shù)。將密切指數(shù)由大到小排序得到序號,3種茶園同一種天敵的密切指數(shù)相加以及序號相加,再按密切指數(shù)之和以及序號之和排序,序號之和最小及密切指數(shù)之和最大的為廣翅蠟蟬空間關系密切的第1位天敵,最后對比3種茶園中前4位與廣翅蠟蟬空間關系密切的天敵出現(xiàn)的次數(shù),出現(xiàn)次數(shù)多的即為與廣翅蠟蟬空間關系密切的天敵;出現(xiàn)相同次數(shù)時,位次靠前的天敵入選。
本研究所有運算均采用DPS程序進行。先利用均方差公式找出不同聚塊條件下均方差峰值時的基本樣方數(shù),再對均方差峰值時的基本樣方數(shù)進行灰色關聯(lián)度分析,然后再計算種群聚集均數(shù)和ρ指數(shù)。
由表1可知,農(nóng)抗早、龍井43和平陽特早茶園的廣翅蠟蟬數(shù)量分別為441,291和194頭,粽管巢蛛(Clubionajaponicola)、斑管巢蛛(ClubionareichliniSchenkel)、斜紋貓蛛(Oxyopessertatus)、鞍型花蟹蛛(Xysticusephippiafus)、黑色跳蛛(Plexippuspaykulli)、鱗紋肖蛸(Tetragnathasquamata)、草間小黑蛛(Erigonidiumgraminicolum)和八點球腹蛛(Theridionoctomaculatum)等8種蜘蛛類天敵數(shù)量較多,其在農(nóng)抗早、龍井43和平陽特早茶園整個捕食性天敵中的占比分別為74.61%,75.54%和59.72%,從數(shù)量角度考慮,本研究將以上8種蜘蛛作為廣翅蠟蟬的主要天敵進行研究。
表1 3種茶園廣翅蠟蟬與其主要天敵的種群數(shù)量動態(tài)調(diào)查結果Table 1 Population dynamics of Ricanidae and their main natural enemies in three tea gardens
3種茶園廣翅蠟蟬與其天敵空間關系的聚塊樣方方差分析結果見表2~4,從表2~4中分別找出3種茶園廣翅蠟蟬與其主要天敵均方差峰值時的聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)列于表5。
表2 農(nóng)抗早茶園廣翅蠟蟬與其主要天敵不同聚塊條件下的均方差Table 2 Standard deviation of Ricanidae and its main natural enemies under different block sizes in Nongkangzao tea garden
表2(續(xù)) Continued table 2
表3 龍井43茶園廣翅蠟蟬及其主要天敵的不同聚塊條件下的均方差Table 3 Standard deviation of Ricanidae and its main natural enemies under different block sizes in the Longjing 43 tea garden
表4 平陽特早茶園廣翅蠟蟬及其主要天敵在不同聚塊條件下的均方差Table 4 Standard deviation of Ricanidae and its main natural enemies under different block sizes in the Pingyangtezao tea garden
對3種茶園廣翅蠟蟬與其主要天敵均方差峰值時的聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)進行灰色關聯(lián)度分析,結果如表6所示。依據(jù)密切指數(shù)由大到小排序得出,農(nóng)抗早茶園與廣翅蠟蟬關系密切的前4位天敵依次為八點球腹蛛、黑色跳蛛、鱗紋肖蛸和斑管巢蛛;龍井43茶園與廣翅蠟蟬關系密切的前4位天敵依次草間小黑蛛、黑色跳蛛、斑管巢蛛和八點球腹蛛;平陽特早茶園與廣翅蠟蟬關系密切的前4位天敵依次草間小黑蛛、鞍型花蟹蛛、黑色跳蛛和斑管巢蛛。
表5 3種茶園廣翅蠟蟬與其主要天敵均方差峰值時的聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)Table 5 Number of basic samples at peak standard deviation between Ricanidae and its main natural enemies in three tea gardens
表6 天敵與廣翅蠟蟬均方差峰值的灰色關聯(lián)度Table 6 Grey correlation of peak standard deviation between natural enemies and Ricanidae
密切指數(shù)之和最大及序號之和最小的為廣翅蠟蟬空間關系密切的第1位天敵,以此作為判斷標準進行分析,按照密切指數(shù)之和由大到小得出,與廣翅蠟蟬空間關系密切的前4位天敵依次是黑色跳蛛、草間小黑蛛、斑管巢蛛和八點球腹蛛;按照序號之和由小到大排序,與廣翅蠟蟬空間關系密切的前4位天敵依次是黑色跳蛛、草間小黑蛛、八點球腹蛛和斑管巢蛛;對比3種茶園中各天敵在前4位及在第1位出現(xiàn)的次數(shù),綜合分析得出,與廣翅蠟蟬空間關系密切的前4位天敵依次是黑色跳蛛、草間小黑蛛、八點球腹蛛和斑管巢蛛。
2.4.1 種群聚集均數(shù) 由表7可以看出,種群聚集均數(shù)λ的絕對值隨著聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)增加而不斷增大。廣翅蠟蟬數(shù)量少時(6月20日和9月17日)3種茶園不同大小聚塊的λ值多數(shù)小于2,數(shù)量多時(7月8日)3種茶園不同大小聚塊的λ值絕大多數(shù)大于2。運用Blackith[24]的種群聚集均數(shù)λ值的大小判斷種群聚集原因,即λ≥2時,其聚集行為是自身原因或環(huán)境中某一因子引起的;λ<2時,其聚集行為是環(huán)境中某一因子引起的。分析可知,廣翅蠟蟬數(shù)量多時,其聚集行為是由自身原因引起的;廣翅蠟蟬數(shù)量少時,其聚集行為是由環(huán)境中某一因子引起的。
表7 3種茶園廣翅蠟蟬在不同聚塊條件下的種群聚集均數(shù)(λ值)Table 7 The λ value of population aggregation mean of Ricanidae in three tea gardens under different block sizes
2.4.2ρ指數(shù) 由表8可知,農(nóng)抗早茶園和龍井43茶園聚塊的基本樣方數(shù)由4→2時,平均ρ指數(shù)最大,即下降速率最快,分別為1.247 5±0.357 8和1.215 3±0.122 0;平陽特早茶園聚塊內(nèi)基本樣方數(shù)由 2→1時,平均ρ指數(shù)下降速率最快,為1.428 1±0.256 7。按照本研究的設計方案,每一聚塊面積為2 m2,即取樣調(diào)查時,每個樣方面積應為2 m2。由此可知農(nóng)抗早和龍井43茶園廣翅蠟蟬個體群聚集格局占據(jù)的最小范圍為2個基本樣方,即4 m2;平陽特早茶園廣翅蠟蟬個體群聚集格局占據(jù)的最小范圍為1個基本樣方,即2 m2。
表8 3種茶園廣翅蠟蟬在不同聚塊條件下的ρ指數(shù)Table 8 The ρ value of Ricanidae in three tea gardens under different block sizes
余燕等[26]研究了天敵與茶蚜(Toxopteraaurantii)、假眼小綠葉蟬(Empoascavitis)、卵形短須螨(BreuipalpusoboyatsDonnadieu)、雙斑長跗螢葉甲(Monoleptahieroglyphica)的空間關系,并比較了同一種天敵與害蟲空間跟隨關系密切程度差異的原因。張書平等[27]研究了八點廣翅蠟蟬(Ricaniaspeculum)、茶尺蠖(EctropisobliquaWarren)、花薊馬(Frankliniellaintonsa)、茶蚜與其天敵的空間關系,并比較了害蟲與天敵年度間密切程度差異的原因。宋學雨等[28]研究了茶園天敵與卵形短須螨、雙斑長跗螢葉甲空間跟隨關系的密切程度。劉愛國等[29]研究了與2種茶園薊馬空間跟隨關系密切的天敵種類。上述研究在探究害蟲空間關系密切程度時,密切程度與害蟲和天敵個體數(shù)量的比值有關,比值越小,跟隨關系越密切。本研究通過比較廣翅蠟蟬與第1位天敵和第8位天敵個體的數(shù)量關系,得出廣翅蠟蟬與某天敵個體數(shù)量的比值,農(nóng)抗早茶園第1位天敵是八點球腹蛛,比值是2.151 2,第8位天敵是鞍型花蟹蛛,比值是3.675 0;平陽特早茶園第1位天敵是草間小黑蛛,比值是1.134 5,第8位天敵是斜紋貓蛛,比值是1.197 5;龍井43茶園第1位天敵是草間小黑蛛,比值是2.139 7,第8位天敵是斜紋貓蛛,比值是1.073 8。從農(nóng)抗早茶園和平陽特早茶園的分析結果可知,廣翅蠟蟬與第1位天敵個體數(shù)量的比值明顯小于其與第8位天敵個體數(shù)量的比值,但龍井43茶園的結果剛好相反,這是由于在9月6日的調(diào)查中把斜紋貓蛛(第8位)不具有捕食能力的若蟲也計入總量從而降低了比值。
程嫻等[20]運用地學統(tǒng)計學方法結合灰色關聯(lián)度分析法研究表明,2015和2016年烏牛早和白毫早茶園與廣翅蠟蟬在空間上跟隨關系密切的前3位天敵均是八點球腹蛛、粽管巢蛛和茶色新園蛛(Neosconatheisi)。畢守東等[30]研究表明,2015和2016年白毫早茶園與八點廣翅蠟蟬在空間跟隨關系上密切的前3位天敵是草間小黑蛛、粽管巢蛛和茶色新園蛛,這與本研究結果存在一定差異,初步分析認為導致差異的原因包括環(huán)境生態(tài)、茶樹品種等,未來將針對這些問題進一步綜合研究,以期為合理保護和利用自然界天敵提供參考。
運用聚塊樣方方差分析法、灰色關聯(lián)度法、種群聚集均數(shù)和ρ指數(shù)法研究合肥地區(qū)農(nóng)抗早、龍井43和平陽特早茶園與廣翅蠟蟬空間關系密切的天敵種類、聚集強度、個體群聚集原因以及個體群占據(jù)的最小面積,得到以下結果:
1)3種茶園與廣翅蠟蟬空間跟隨關系密切的前4位天敵依次是黑色跳蛛、草間小黑蛛、八點球腹蛛和斑管巢蛛。
2)廣翅蠟蟬蟲口密度大時,在相應時間不同聚塊條件下種群聚集均數(shù)絕大多數(shù)大于2,表明其聚集行為是由該害蟲本身原因引起的。
3)用不同大小聚塊的ρ指數(shù)判斷廣翅蠟蟬個體群占據(jù)的最小面積,廣翅蠟蟬在農(nóng)抗早茶園和龍井43茶園占據(jù)的最小面積為4 m2,在平陽特早茶園個體群占據(jù)的最小面積為2 m2。