河北板栗具有悠久的歷史,是河北省出口農(nóng)副產(chǎn)品的最具有產(chǎn)量、質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)的農(nóng)產(chǎn)品之一。種植面積逐年增長(zhǎng),但是,板栗園也受到許多害蟲(chóng)的危害。
鞘翅目昆蟲(chóng)是重要的天敵昆蟲(chóng)、傳粉昆蟲(chóng)[1-3],在生物防治、環(huán)境評(píng)估、傳粉等方面有著重要的作用[4-7]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鞘翅目進(jìn)行了多方面的研究[8-16],但是就板栗園中鞘翅目天敵昆蟲(chóng)的多樣性情況尚未見(jiàn)專門(mén)的研究報(bào)道。
為此,筆者對(duì)冀東板栗園鞘翅目天敵昆蟲(chóng)的組成進(jìn)行了調(diào)查。期望為今后人們能充分保護(hù)利用本地自然天敵昆蟲(chóng),采用生物防治的方法控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的害蟲(chóng)提供資源和理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2021年4-10月,對(duì)冀東地區(qū)8個(gè)縣/ 區(qū)共選取27個(gè)板栗種植樣點(diǎn),對(duì)果園鞘翅目天敵資 源進(jìn)行了釆樣工作。冀東地區(qū)位于河北省東部,東經(jīng): 118°33〃~119。51〃,北緯:39°24〃~40°37〃。]年的平均 日最高氣溫16 °C,日平均最低氣溫為6 °C。年平均 氣溫11.2 °C,全年平均無(wú)霜期169 d,年平均降水量 551.7 mm。
1.2 試驗(yàn)方法 通過(guò)捕蟲(chóng)網(wǎng)、姬蜂網(wǎng)、誘蟲(chóng)燈等工具采集鞘翅目天敵昆蟲(chóng)。采用路線調(diào)查和定點(diǎn)調(diào)查法進(jìn)行了調(diào)查。
1.2.1 路線調(diào)查 調(diào)查主要以路線調(diào)查為主,提前了解當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)群落分布,預(yù)先設(shè)置好調(diào)查路線。采集時(shí)間為上午8:00-11:30,下午14:00-17:30。采用掃網(wǎng)法,以2 km/h的速度行進(jìn)。
1.2.2 定點(diǎn)調(diào)查 盧龍板栗谷、撫寧淼源堅(jiān)果種植基地、北戴河豐碩各定點(diǎn)設(shè)置2個(gè)姬蜂網(wǎng),撫寧淼源設(shè)置4個(gè)誘蟲(chóng)燈,每15 d采收1次。
1.3 標(biāo)本鑒定 將采集到的天敵昆蟲(chóng)帶回實(shí)驗(yàn)室制作標(biāo)本,鑒定種類。鑒定使用書(shū)目:《河北昆蟲(chóng)生態(tài)圖鑒》、《小五臺(tái)山昆蟲(chóng)資源》、《中國(guó)昆蟲(chóng)圖鑒》、《遼寧甲蟲(chóng)原色圖鑒》、《長(zhǎng)白山訪花甲蟲(chóng)》等[17-20]。
1.4 數(shù)據(jù)處理 使用微軟Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)算了鞘翅目天敵昆蟲(chóng)的優(yōu)勢(shì)度、物種多樣性指數(shù),物種相似度指數(shù)。
依據(jù)鞘翅目天敵昆蟲(chóng)各物種數(shù)量占采集的鞘翅目總量的百分比,進(jìn)行等級(jí)劃分,優(yōu)勢(shì)物種:大于10%;常見(jiàn)物種:1%~10%;稀有物種:小于1%[21]。
1)Berger-Parker優(yōu)勢(shì)度指數(shù)d=Ni/N
Ni為物種個(gè)體數(shù),N為物種總個(gè)體數(shù)。
2)Margalef物種豐富度:R=S-1/InN
S樣本總物種數(shù),N樣本總個(gè)數(shù)。
3)Shannon-wiener多樣性指數(shù):H=- PiInpi
pi為第i個(gè)物種個(gè)體數(shù)占樣本總個(gè)體數(shù)的比例。
4)Simpson優(yōu)勢(shì)度集中指數(shù):D=1- pi2
pi為第i個(gè)物種的個(gè)體數(shù)占樣本總個(gè)體數(shù)的比例。
5)Pielou均勻度指數(shù),J=(- PiInpi)/lnS
S樣本總物種數(shù)。
6)Jaccard相似性系數(shù)指數(shù)q=c/a+b-c
a:n月份的物種數(shù),b:m月份的物種數(shù),c:n和m月份的共有物種數(shù)。q:0.00~0.25為極為不相似,0.25~0.50為中等不相似,0.50~0.75為中等相似,0.75~1.00為極相似[22]。
2 結(jié)果與分析
2.1 冀東地區(qū)板栗園鞘翅目天敵昆蟲(chóng)種類組成及優(yōu)勢(shì)度分析 調(diào)查結(jié)果表明,分布在冀東地區(qū)板栗園的鞘翅目天敵昆蟲(chóng)共計(jì)58種,6科。其中瓢蟲(chóng)科(Coccinellidae)20種,虎甲科(Cicindelidae)8種,步甲科(Carabidae)24種,隱翅蟲(chóng)科(Staphylinidae) 1種,芫菁科(Meloidae)4種,郭公蟲(chóng)科(Cleridae)1種。其中瓢蟲(chóng)科分布最為廣泛,每個(gè)采集樣點(diǎn)都有分布。
調(diào)查結(jié)果顯示,冀東地區(qū)板栗園中,蚜蠅科物種的科組成為:瓢蟲(chóng)科81.36%,步甲科13.05%,為冀東地區(qū)板栗園鞘翅目中的優(yōu)勢(shì)科。隱翅蟲(chóng)科1.74%,是冀東地區(qū)板栗園鞘翅目中常見(jiàn)科?;⒓卓?.71%、芫菁科0.90%、郭公蟲(chóng)科0.51%,所占比均小于1%,為冀東地區(qū)板栗園中稀有科。屬的組成為:和諧瓢蟲(chóng)屬49.68%,龜紋瓢蟲(chóng)屬12.53%,為冀東地區(qū)板栗園的優(yōu)勢(shì)屬??狡跋x(chóng)屬1.16%,瓢蟲(chóng)屬6.36%,褐菌瓢蟲(chóng)屬2.51%,裸瓢蟲(chóng)屬8.16%,暗步甲屬2.51%,青步甲屬1.23%,婪步甲屬5.17%,步甲屬1.35%,星步甲屬3.53%,大隱翅蟲(chóng)1.74%,為冀東地區(qū)板栗園常見(jiàn)屬。其他蚜蠅均屬于稀有屬。所調(diào)查種的組成為:異色瓢蟲(chóng)49.68%,龜紋瓢蟲(chóng)12.53%,為冀東地區(qū)板栗園的優(yōu)勢(shì)種。七星瓢蟲(chóng)6.36%,十二斑菌瓢蟲(chóng)2.51%,十四星裸瓢蟲(chóng)7.45%,暗步甲2.51%,谷婪步甲2.12%,大星步甲1.54%,暗星步甲1.61%,大隱翅蟲(chóng)1.74%,為冀東地區(qū)板栗園常見(jiàn)種。其余鞘翅目天敵種類為冀東地區(qū)板栗園稀有種(表2和續(xù)表2)。
2.2 冀東地區(qū)板栗園鞘翅目天敵昆蟲(chóng)在每個(gè)月份的物種多樣性分析 通過(guò)表3和續(xù)表3可以看出,冀東地區(qū)板栗園中5月的優(yōu)勢(shì)種為異色瓢蟲(chóng)(60.36%)、龜紋瓢蟲(chóng)(14.02%);6月的優(yōu)勢(shì)種為異色瓢蟲(chóng)(52.89%)、龜紋瓢蟲(chóng)(13.33%);7月板栗園中的優(yōu)勢(shì)種為異色瓢蟲(chóng)(55.2%);8月優(yōu)勢(shì)種為異色瓢蟲(chóng)(48.82%)、龜紋瓢蟲(chóng)(11.92%);9月優(yōu)勢(shì)種為異色瓢蟲(chóng)(43.78%)、龜紋瓢蟲(chóng)(12.02%)、十四星裸瓢蟲(chóng)(12.02%);10月優(yōu)勢(shì)種為異色瓢蟲(chóng)(50%)、龜紋瓢蟲(chóng)(22.34%)、十四星裸瓢蟲(chóng)(12.77%)。由此可得出冀東地區(qū)板栗園鞘翅目的各月份優(yōu)勢(shì)種為異色瓢蟲(chóng)和龜紋瓢蟲(chóng),9月和10月中十四星裸瓢蟲(chóng)也是優(yōu)勢(shì)種。
由表4可知,5-10月各月份食蚜蠅科物種多樣性指數(shù)。各月鞘翅目天敵昆蟲(chóng)物種數(shù)量(S):8月>7月>9月>6月>5月>10月;個(gè)體數(shù)量(N):8月>7月>9月>6月>5月>10月;物種豐富度指數(shù)Margalef(R):8月>7月>9月>6月>5月>10月;多樣性指數(shù)Shannon-wiener(H′):8月>9月>7月>6月>5月>10月;優(yōu)勢(shì)度集中指數(shù)Simpson(D):9月>8月>7月>10月>6月>5月;均勻度指數(shù)Pielou(J):8月>9月>7月>6月>5月>10月。
冀東地區(qū)板栗園鞘翅目天敵昆蟲(chóng)種類數(shù)量8月最多,10月天敵昆蟲(chóng)種類數(shù)量最少;8月物種豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均最高,優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)9月最高;10月物種豐富度、多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)均最低;5月的優(yōu)勢(shì)集中指數(shù)最低。說(shuō)明冀東地區(qū)板栗園8月取食鞘翅目的天敵昆蟲(chóng)分布均勻,物種豐富;10月該地區(qū)慢慢進(jìn)入寒冷,食蚜蠅進(jìn)入末期。
2.3 冀東地區(qū)板栗園各月鞘翅目天敵昆蟲(chóng)物種相似度指數(shù)分析 由表5可知,7月和8月,8月和9月相似性系數(shù)為極相似,系數(shù)均在0.50~0.75之間。7月和10月,8月和10月,9月和10月,相似性系數(shù)為極不相似,系數(shù)均小于0.25。5月和7月,6月和7月,5月和8月,6月和8月,5月和9月,6月和9月,7月和9月,5月和10月,6月和10月,各月份之間均相似性系數(shù)為中等不相似,系數(shù)均在0.25~0.50之間。
3 結(jié)論與討論
作為多年生栽培植物,板栗園昆蟲(chóng)群落豐富,天敵種類多,害蟲(chóng)發(fā)生頻繁[23]。板栗園中昆蟲(chóng)之間因吃與被吃的關(guān)系,構(gòu)成了若干條食物鏈,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定。果農(nóng)在防控害蟲(chóng)中正確的選擇農(nóng)藥可在減少害蟲(chóng)的同時(shí)維持天敵物種群落[24-27]。本文調(diào)查了板栗園中蚜蠅科物種組成,由于板栗種植面積大,覆蓋率高,徹底查清蚜蠅科物種組成,是一個(gè)長(zhǎng)期、系統(tǒng)的工作,不是一蹴而就的。
此次調(diào)查冀東地區(qū)板栗園共選擇了27個(gè)地點(diǎn),采集鞘翅目天敵昆蟲(chóng)1 556頭。共計(jì)58種。其中瓢蟲(chóng)科占20種,虎甲科占8種,步甲科占24種,隱翅蟲(chóng)科鑒定出1種,芫菁科4種,郭公蟲(chóng)科鑒定出1種。瓢蟲(chóng)科分布最為廣泛。每個(gè)采集樣點(diǎn)都分布有瓢蟲(chóng)科。異色瓢蟲(chóng)和龜紋瓢蟲(chóng)為優(yōu)勢(shì)種;和諧瓢蟲(chóng)屬和龜紋瓢蟲(chóng)屬為優(yōu)勢(shì)屬;瓢蟲(chóng)科和步甲科為優(yōu)勢(shì)科。在各月份物種分析中,該地區(qū)8、9月物種最豐富,從科、屬和種的角度來(lái)看都是較為豐富的,這種優(yōu)勢(shì)種結(jié)構(gòu)反映冀東地區(qū)板栗園鞘翅目天敵群落是相對(duì)穩(wěn)定的。
根據(jù)月份不同,水分、溫度等環(huán)境因子的不同[28-29],鞘翅目天敵昆蟲(chóng)的主要種類所占的比例也不同。因此,它們出現(xiàn)在群落中的多樣性、均勻度、優(yōu)勢(shì)集中度和優(yōu)勢(shì)度指數(shù)也有一定的差異。研究結(jié)果顯示,板栗園鞘翅目群落 Margalef 指數(shù)、Shannon-Wiener 指數(shù)、Simpson指數(shù)和 Pielou 指數(shù)變化基本一致,依次為8月,9月,7月,6月,5月,10月。板栗園生境中 Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Margalef 豐富度指數(shù)和 Pielou 均勻度指數(shù)高峰是8 月,最低點(diǎn)是5月和10月。6、7、9月份的波動(dòng)幅度不大,基本趨勢(shì)相近。由此可見(jiàn),不同月份的水分、溫度環(huán)境因素對(duì)鞘翅目種類的分布影響有所不同。8月的多樣性指數(shù)及豐富度表明,全生長(zhǎng)期的平均水平都高于其他月份,該環(huán)境適合大部分鞘翅目天敵昆蟲(chóng)物種的生存。
相似性指數(shù)是衡量月份與鞘翅目天敵昆蟲(chóng)關(guān)系的一個(gè)重要指標(biāo)[30]。本研究采用 Jaccard 的相似性系數(shù)公式分析了河北冀東地區(qū)的不同月份鞘翅目天敵昆蟲(chóng)之間的相似性關(guān)系。結(jié)果顯示,7月和8月,8月和9月相似性系數(shù)為極相似,系數(shù)均在0.50~0.75之間。7月和10月,8月和10月,9月和10月,相似性系數(shù)為極不相似,系數(shù)均小于0.25。5月和7月,6月和7月,5月和8月,6月和8月,5月和9月,6月和9月,7月和9月,5月和10月,6月和10月,各月份之間均相似性系數(shù)為中等不相似,系數(shù)均在0.25~0.50之間。不同月份鞘翅目天敵昆蟲(chóng)組成差異較大,分布不均勻。其原因可能是兩方面,第一,冀東地區(qū)板栗種植區(qū)主要集中在大陸東岸。該區(qū)的特點(diǎn)是典型的半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,春天干旱,夏天炎熱多雨,冬天干燥。導(dǎo)致不同月份鞘翅目天敵昆蟲(chóng)類群數(shù)量、種類組成不同;第二,由于耕作制度、板栗種植模式、過(guò)度使用農(nóng)藥等多種因素變化也是影響鞘翅目天敵群落種類分布的一個(gè)重要原因。綜上所述,相似性指數(shù)的比較結(jié)果反映了鞘翅目天敵群落物種不同月份的組成分布特征,即相似性關(guān)系。
通過(guò)研究冀東板栗園鞘翅目天敵群落物種優(yōu)勢(shì)度及多樣性組成,一方面初步明確了該地區(qū)板栗園鞘翅目天敵種類和分布;另一方面,鞘翅目天敵群落物種的多樣性和相似性指數(shù)可以反映在冀東板栗園不同月份的鞘翅目天敵資源組成及分布規(guī)律,為冀東板栗園提供捕食性天敵的生態(tài)學(xué)、生物學(xué)特性研究;為促進(jìn)綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 蕭玉濤,吳 超,吳孔明.中國(guó)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)防治科技70年的成就與展望[J].應(yīng)用昆蟲(chóng)學(xué)報(bào),2019,56(06):1 115-1 124.
[2] 童 玲.天敵昆蟲(chóng)的開(kāi)發(fā)利用[J].現(xiàn)代園藝,2018,371(23):176-177.
[3] TawakkalM,Buchori D,Maryana N,Pudjianto.New association between J.E. Smith (Lepidoptera: Noctuidae) and native natural enemies: Bioprospection of native natural enemies as biological controlagents[J].IOP Conference Series:Earth and Environmental Science,2021,771(1):1 755-1 315.
[4] 楊懷文.我國(guó)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)天敵昆蟲(chóng)利用三十年回顧(上篇)[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2015,31(05):603-612.
[5] 張東康,朱 丹,李照廣,等.新疆阿爾泰山鞘翅目昆蟲(chóng)物種多樣性研究[J].干旱區(qū)研究,2019,36(05):1 212-1 218.
[6] Mi Shen;Yue Fu;Jiaojun Yu;Jun,et al.The complete mitochondrial genome of a polyphagous insect: Colasposoma dauricum (Coleoptera: Chrysomelidae: Eumolpinae)[J].Mitochondrial DNA Part B,2022,1(07):108-109.
[7] Hao YuCA;Yong-jing Chen;Ying Ying.The first complete mitogenome of skin beetles Omorgus chinensis (Coleoptera: Trogidae) with the phylogenetic implications[J].Mitochondrial DNA Part B,2022,1(01):70-73.
[8] 李露露,路園園,杜萍萍,等.中國(guó)鞘翅目2020年新分類單元[J].生物多樣性,2022,29(08):1 044-1 049.
[9] 侯笑云,宋 博,趙 爽,等.黃河下游封丘縣不同尺度農(nóng)業(yè)景觀異質(zhì)性對(duì)鞘翅目昆蟲(chóng)多樣性的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2015,133(01):77-81.
[10] 王晨日,李照廣,熊嘉武,等.新疆天山東部鞘翅目物種多樣性研究[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2018,239(07):87-92.
[11] 楊益春.賀蘭山鞘翅目昆蟲(chóng)多樣性及空間分布格局[D].銀川:寧夏大學(xué),2019.
[12] 李盼盼,佟一杰,曹浩宇,等.廣西花坪SITE100樣地甲蟲(chóng)標(biāo)本照片數(shù)據(jù)集[J].生物多樣性,2021,29(09):1 165-1 169.
[13] 郭 礪,劉新民,劉永江.內(nèi)蒙古典型草原土壤動(dòng)物優(yōu)勢(shì)類群鞘翅目(Coleoptera)昆蟲(chóng)研究[J].內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2000,1(02):189-192.
[14] 曹維林,崔文霞.不老青山流域鞘翅目昆蟲(chóng)的多樣性調(diào)查[J].河北林業(yè)科技,2017,214(03):48-49,60.
[15] 韓 印,戴漂漂,李 想,等.華北平原有機(jī)農(nóng)業(yè)對(duì)夏季農(nóng)田節(jié)肢動(dòng)物多樣性的影響[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2015,137(05):697-703.
[16] 張 越.冀京津地區(qū)甲蟲(chóng)物種多樣性與區(qū)系分布[D].保定:河北大學(xué),2014.
[17] 徐志華,郭書(shū)彬,彭進(jìn)友.小五臺(tái)山昆蟲(chóng)資源[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2013.
[18] 彩萬(wàn)志,李 虎.中國(guó)昆蟲(chóng)圖鑒[M].太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社,2015.
[19] 王小奇,方 紅,張治良.遼寧甲蟲(chóng)原色圖鑒[M].沈陽(yáng):遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,2012.
[20] 孟慶繁,高文韜.長(zhǎng)白山訪花甲蟲(chóng)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2008.
[21] 周振杰.山東蒙山地區(qū)蚜蠅科物種多樣性研究[D].漢中:陜西理工大學(xué),2021.
[22] 阿爾孜姑麗€啡庾危露穩(wěn)釩⒑下蛺幔犢S,等.新疆玉米種植區(qū)瓢蟲(chóng)資源調(diào)查及多樣性分析[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2020,36(05):697-707.
[23] 張巨山,路常寬,王曉勤.板栗園季節(jié)性節(jié)(下轉(zhuǎn)第23頁(yè))(上接第15頁(yè))肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)研究[J].河北林業(yè)科技,2010,172(03):1-3.
[24] 雷朝亮,鐘昌珍,宗良炳.關(guān)于昆蟲(chóng)資源研究利用之設(shè)想[J].昆蟲(chóng)知識(shí),1995(05):291-293.
[25] 桑 明.資源昆蟲(chóng)的開(kāi)發(fā)與利用[J].經(jīng)濟(jì)動(dòng)物學(xué)報(bào),2003(03):54-58.
[26] 楊懷文.我國(guó)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)天敵昆蟲(chóng)利用三十年回顧(上篇)[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2015,31(05):603-612.
[27] 楊懷文.我國(guó)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)天敵昆蟲(chóng)利用三十年回顧(下篇)[J].中國(guó)生物防治學(xué)報(bào),2015,31(05):613-619.
[28] 張 蕾,霍治國(guó),王 麗,等.氣候變化對(duì)中國(guó)農(nóng)作物蟲(chóng)害發(fā)生的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2012,31(6): 1 499-1 507.
[29] 戈 峰,馬占鴻, 胡瓊波, 等.全球氣候變化與農(nóng)業(yè)有害生物控制研究進(jìn)展及熱點(diǎn)[J].中國(guó)科學(xué)基金, 2012,26(1):9-12.
[30] 吾瑪爾€釩⒉劑ψ危爬霾妓固箑放蚵蛺幔⒉級(jí)既饉樟吠濾錚齲陸房德討薏煌懲寥藍(lán)鍶郝潿嘌約捌浼窘詼琜J].生態(tài)學(xué)雜志,2013,239(06):1 412-1 420.