唐良德,趙海燕,郭靈杭

(1. 貴州大學(xué)綠色農(nóng)藥全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州大學(xué)綠色農(nóng)藥與農(nóng)業(yè)生物工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽 550025; 2. 貴州大學(xué)煙草學(xué)院,貴州省煙草品質(zhì)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽 550025;3. 海南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,?？?570228)

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置與處理

于2019年3月-11月在海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院區(qū)(?？谑?、海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院永發(fā)基地(澄邁縣)和文昌市潭牛常年蔬菜基地(文昌市)各選取一塊土地(約1 000 m2)分別種植豇豆、茄子和辣椒,正常管理但全過程不施用任何化學(xué)農(nóng)藥,并以海南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院永發(fā)基地內(nèi)常規(guī)種植管理的豇豆、茄子和辣椒田塊內(nèi)的天敵瓢蟲發(fā)生情況作為對(duì)照。

1.2 調(diào)查方法與樣品采集鑒定

采用黃板誘集法。在樣地中距離地面80 cm處均勻懸掛15塊黃板(20 cm×24 cm),每7 d將黃板收集回實(shí)驗(yàn)室并更換新的黃板,每次及時(shí)將黃板誘集到的瓢蟲用昆蟲針挑至盛有90%無水乙醇的離心管中,標(biāo)記好備用鑒定,對(duì)于常見種類直接記錄數(shù)量。瓢蟲的鑒定方法,依據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)與著作(劉崇樂,1963;虞國躍,2008;任順祥等,2009;虞國躍,2010)進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定,難以鑒定的標(biāo)本,則郵寄至華南農(nóng)業(yè)大學(xué)的瓢蟲分類專家王興民博士和陳曉勝博士,并完成鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)調(diào)查記錄和采集的標(biāo)本,按照群落生態(tài)學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法,采用相對(duì)多度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和豐富度指數(shù)分析不同生境中天敵瓢蟲的群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性。相對(duì)多度(Relative abundance,Ra)Ra=Ni/N×100%,式中,Ni為物種i的個(gè)體數(shù),N為所有物種的個(gè)體數(shù),Ra≥10%者為優(yōu)勢(shì)類群,1%≤Ra<10%者為常見類群,Ra<1%者為稀有類群;群落物種多樣性分析采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′,H′=-∑PilnPi,其中Pi=Ni/N,Pi是第i種的個(gè)體比例;均勻度分析采用Pielou均勻度指數(shù)J,J=H′/lnS,S表示物種數(shù);優(yōu)勢(shì)度分析采用Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)C,C=∑(ni/N)2;豐富度分析采用Margalef豐富度指數(shù)D,D=(S-1)/lnN(趙志模和郭依泉,1992;馬克平和劉玉明,1994;胡懿君等,2016)。

1.4 優(yōu)勢(shì)種、常見種、少見種和稀有種的劃分

參考對(duì)物種調(diào)查優(yōu)勢(shì)種、常見種、少見種和稀有種的劃分類似標(biāo)準(zhǔn)(王宗英等,1996;徐正會(huì)等,1999;阿爾孜姑麗肉孜等,2021)并結(jié)合實(shí)際,統(tǒng)計(jì)各類天敵瓢蟲的數(shù)量并計(jì)算相對(duì)多度,將瓢蟲相對(duì)多度在10%以上的種類定義為優(yōu)勢(shì)種,將瓢蟲相對(duì)多度在1%～10%之間的種類定義為常見種,將瓢蟲相對(duì)多度在1%以下的種類定義為少見種或稀有種。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同作物生境天敵瓢蟲群落的數(shù)量特征

通過對(duì)海南北部茄子、豇豆、辣椒農(nóng)田生境瓢蟲樣本采集與鑒定,共采集鑒定瓢蟲16個(gè)屬28種4 993頭。從不同作物生境來看,茄子生境天敵瓢蟲的物種數(shù)最多為26種,其次是豇豆生境為11種,辣椒生境最少為10種,個(gè)體數(shù)量則以茄子生境最多為3 803頭,其次是辣椒生境為836頭,豇豆生境最少為352頭;從天敵瓢蟲相對(duì)多度來看,六斑月瓢蟲Cheilomenessexmaculata(Fabricius)和龜紋瓢蟲Propylaejaponica(Thunberg)為優(yōu)勢(shì)種,相對(duì)多度分別高達(dá)45.26%和19.67%;黑襟毛瓢蟲Scymnus(Neopullus)hoffmanniWeise、海南隱勢(shì)瓢蟲CryptogonushainanensisPang et Mao、海南鏟角瓢蟲CatanaclauseniChapin、棕色毛瓢蟲Scymnus(Neopullus)brunnescensMotschulsky、廣東隱勢(shì)瓢蟲CryptogonusguangdongiensisPang et Mao、五指山隱勢(shì)瓢蟲CryptogouswuzhishanusPang et Mao、狹臀瓢蟲CoccinellatransversalisFabricius、黑方突毛瓢蟲Sasajiscymnuskurohime(Miyatake)、束小瓢蟲Scymnus(Pullus)sodalis(Weise)的相對(duì)多度在10%～1%之間為常見種;其它瓢蟲的相對(duì)多度在1%以下為少見種或稀有種(表1)。從不同作物生境天敵瓢蟲的數(shù)量面積更直觀的看出,茄子生境在整個(gè)種類數(shù)量面積上都占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),其次是辣椒生境,豇豆生境面積最小(圖1)。不同蔬菜作物生境天敵瓢蟲群落多樣性指標(biāo)同樣反映出茄子田的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和均勻度指數(shù)均最高,分別為1.58、3.40、0.27和0.47,明顯高于豇豆和辣椒生境。豇豆和辣椒生境天敵瓢蟲多樣性指數(shù)差異不大(表2)。然而常規(guī)管理田塊整個(gè)監(jiān)測(cè)調(diào)查期誘集到的天敵瓢蟲數(shù)量寥寥無幾,其中在茄子生境共誘捕到5頭六斑月瓢蟲和2頭龜紋瓢蟲,在豇豆生境誘捕到3頭六斑月瓢蟲和1頭狹臀瓢蟲,在辣椒生境誘捕到2頭六斑月瓢蟲和1頭龜紋瓢蟲。

圖1 不同作物生境天敵瓢蟲的數(shù)量面積圖Fig.1 Number area of predation ladybeetle in variety corp habitats

表1 海南北部蔬菜作物生境天敵瓢蟲的種類與數(shù)量(2019)

表2 海南北部蔬菜作物生境天敵瓢蟲群落多樣性指數(shù)(2019)

2.2 不同生境天敵瓢蟲多樣性時(shí)序變化特征

不同生境天敵瓢蟲多樣性時(shí)序變化有著各自的特征(圖2)。從調(diào)查的情況分析,茄子生境優(yōu)勢(shì)種群六斑月瓢蟲從1月初到5月中旬、7月底到10月底維持較高的種群數(shù)量,呈現(xiàn)出多峰型,其中在2月11日、5月13日、8月12日、10月14日和11月11日分別呈峰,數(shù)量分別為208頭、75頭、69頭、13頭和27頭。另一優(yōu)勢(shì)種群龜紋瓢蟲從1月初到4月下旬均維持較高種群數(shù)量,其中峰值出現(xiàn)在2月11日,數(shù)量達(dá)143頭。從豇豆生境來看,六斑月瓢蟲和龜紋瓢蟲為優(yōu)勢(shì)種類,從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來看,六斑月瓢蟲3月10日數(shù)量達(dá)到峰值56頭,4月28日龜紋瓢蟲達(dá)到峰值31頭,總體而言,從4月7日到5月12日兩種瓢蟲發(fā)生數(shù)量維持在較高水平。辣椒生境中仍然以六斑月瓢蟲為優(yōu)勢(shì)發(fā)生種類,在4月底到5月中旬、7月初到8月初維持較高的種群數(shù)量,高峰出現(xiàn)在8月7日,數(shù)量為29頭。

圖2 不同作物生境天敵瓢蟲時(shí)序動(dòng)態(tài)Fig.2 Dynamics data of predation ladybeetle in variety of crops注:A,茄子生境;B,辣椒生境;C,豇豆生境。Note: A, Eggplant habitat; B, Chili habitat; C, Cowpea habitat.

3 結(jié)論與討論

物種多樣性是生物多樣性的重要內(nèi)容,在生物多樣性研究中占據(jù)重要的地位,是群落生態(tài)學(xué)研究的重要課題(袁蕾等,2014)。本文通過調(diào)查研究共鑒定發(fā)現(xiàn)瓢蟲16個(gè)屬28種4 993頭,表明海南自然條件下農(nóng)田生境天敵瓢蟲群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性豐富。群落多樣性指數(shù)反映出不同作物生境天敵瓢蟲結(jié)構(gòu)和分布的差異性,茄子田的多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)、優(yōu)勢(shì)度指數(shù)和均勻度指數(shù)均明顯高于豇豆和辣椒生境,表明茄子作物能夠吸引和承載更多的天敵瓢蟲數(shù)量,這可能與茄子生境有著豐富的昆蟲群落多樣性相關(guān),為天敵瓢蟲提供充足的食物營養(yǎng)來源(趙海燕等,2016)。從天敵瓢蟲群落組成結(jié)構(gòu)來看,無論是哪種作物生境瓢蟲亞科中的六斑月瓢蟲和龜紋瓢蟲都占據(jù)相對(duì)優(yōu)勢(shì),相對(duì)多度明顯高于其他物種,進(jìn)一步印證這兩種瓢蟲是我國華南地區(qū)的常見和優(yōu)勢(shì)種類(任順祥等,2009),并為開發(fā)利用本地優(yōu)勢(shì)天敵昆蟲進(jìn)行害蟲生物防治提供了有力證據(jù)。小毛瓢蟲亞科是僅次于瓢蟲亞科的種類,這與海南島整體瓢蟲區(qū)系分布表現(xiàn)出一定的差異(彭正強(qiáng)等,1998),這可能與農(nóng)田作為深受人類活動(dòng)干擾(殺蟲劑的使用等)的一類特殊生境有關(guān)。從各作物生境天敵瓢蟲時(shí)序變化特征分析,5月中下旬至7月上旬這一時(shí)段總體發(fā)生數(shù)量較低,7月下旬后天敵瓢蟲數(shù)量又恢復(fù)到一個(gè)較高的水平。天敵瓢蟲這一時(shí)序特征可能與海南氣候特征存在較大的關(guān)聯(lián)性,主要表現(xiàn)在5月至7月海南北部降雨量明顯增多且氣溫明顯增高,這種氣候條件不利于昆蟲包括害蟲和天敵昆蟲的繁殖。

人類活動(dòng)干擾是影響昆蟲群落結(jié)構(gòu)的重要因子。從本文調(diào)查研究的結(jié)果分析,常規(guī)管理(即以化學(xué)農(nóng)藥施用管理為主)作物生境,在整個(gè)作物生育期,幾乎沒有誘集和發(fā)現(xiàn)到天敵瓢蟲,這一結(jié)果表明以化學(xué)防治為主的田間害蟲控制技術(shù)對(duì)農(nóng)田作物生境昆蟲多樣性尤其是天敵昆蟲多樣性造成毀滅性的影響,從而使與生態(tài)環(huán)境友好并有效控制害蟲的生態(tài)調(diào)控技術(shù)失去了應(yīng)用基礎(chǔ)。根據(jù)Connell(1978)提出的中度干擾假說原理,人類活動(dòng)的適當(dāng)干擾可以提高環(huán)境的空間異質(zhì)性,為昆蟲提供多樣的棲息環(huán)境,從而提高物種的多樣性并創(chuàng)造有利于生態(tài)調(diào)控的生境條件,如果干擾不當(dāng)不僅營造不了適宜昆蟲多樣性發(fā)生的環(huán)境條件,更會(huì)破壞昆蟲的多樣性。農(nóng)藥已然成為破壞昆蟲多樣性的主要原因。農(nóng)耕區(qū)應(yīng)盡量少使用農(nóng)藥或使用選擇性農(nóng)藥以利于保護(hù)瓢蟲多樣性(吳偉等,2013)。同時(shí),加強(qiáng)非作物生境的管理對(duì)促進(jìn)、調(diào)節(jié)短期作物節(jié)肢動(dòng)物群落重建具有重要的意義(張古忍等,1997)。本研究結(jié)果也啟示要以害蟲生態(tài)調(diào)控和綠色防控理念為指導(dǎo),積極構(gòu)建以生物多樣性為基礎(chǔ)的栽培和管理模式,減少化學(xué)農(nóng)藥的施用,以促進(jìn)瓢蟲等天敵昆蟲充分發(fā)揮自然控害的作用,從而更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)。

利用昆蟲趨光性來防治害蟲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中一種常用的害蟲防治方法,主要包括使用誘蟲燈和黃板。文獻(xiàn)報(bào)道黃板對(duì)瓢蟲具有強(qiáng)烈的引誘作用(唐良德等,2016),本研究采用黃板誘集法對(duì)海南不同作物生境天敵瓢蟲多樣性進(jìn)行了調(diào)查,從誘集到天敵瓢蟲的種類和數(shù)量來看也表明黃板對(duì)天敵瓢蟲具有很好的誘集效果,這一結(jié)果與黃板作為一種重要綠色防控技術(shù)是相悖的。如何科學(xué)處理這一突出矛盾值得深入探討。本研究認(rèn)為,一是對(duì)昆蟲光敏感性進(jìn)行系統(tǒng)研究,篩選出靶標(biāo)害蟲及其天敵昆蟲特異性的敏感光譜,優(yōu)化誘蟲色板光譜參數(shù)的設(shè)計(jì),使之特異性誘殺靶標(biāo)害蟲而非天敵昆蟲;二是在不同作物生境選擇性使用黃板,如對(duì)化學(xué)農(nóng)藥有著嚴(yán)格限制或禁用的作物生境,這類作物生境(如茶園和有機(jī)生產(chǎn)類作物等)往往受人為活動(dòng)干擾較少,天敵瓢蟲資源豐富應(yīng)當(dāng)慎用黃板以免誤殺天敵;而人為活動(dòng)干擾相對(duì)嚴(yán)重(化學(xué)防治為主)的作物生境,物種多樣性低且主要以害蟲存在,可考慮采用黃板誘殺害蟲。另外,相對(duì)封閉而又不釋放天敵瓢蟲來防治害蟲的作物生境,如大棚作物生境,也可使用黃板誘殺來實(shí)現(xiàn)害蟲防治的目的。