文章信息
- 丁玉洲, 许明修, 刘小林, 李兴天, 邹运鼎, 张龙娃
- Ding Yuzhou, Xu Mingxiu, Liu Xiaolin, Li Xingtian, Zou Yunding, Zhang Longwa
- 蚜灰蝶对竹蚜虫的捕食效应
- Predatory Effect of Taraka hamada on Astegopteryx bambusifoliae
- 林业科学, 2010, 46(6): 93-96.
- Scientia Silvae Sinicae, 2010, 46(6): 93-96.
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文章历史
- 收稿日期:2009-04-17
- 修回日期:2009-07-16
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作者相关文章
竹类是我国广为栽植的经济林树种,而竹蚜是竹林的一类重要害虫,其危害常可造成竹林生长衰退,由竹蚜所引起的竹林霉污病可进一步加剧残败、降低园林竹类的观赏价值。安徽皖东竹林重要的竹蚜虫有3种,即居竹舞蚜(Astegopteryx bambusifoliae)、竹色蚜(Melanaphis bambusae)和竹梢凸唇斑蚜(Takecallis taiwanus)(方燕等,2006a;2006b; 张广学等,1983;乔格侠等, 2005; 孙品雷等, 2007),其中以居竹舞蚜数量最多,危害最重。
野外研究发现,一种捕食性天敌蚜灰蝶(Taraka hamada)对竹蚜虫的捕食量极大,蚜灰蝶属(Taraka)世界记载仅有2种,中国有1种(周尧,1994)。至今,有关森林害虫的捕食性天敌已经有了大量的研究报道,但对于鳞翅目天敌昆虫的研究却极少涉及,笔者自2005年开始,对该天敌的林间数量动态、蚜灰蝶与竹蚜虫的时空关系等进行了系统研究,表明蚜灰蝶是竹蚜的优势天敌(许明修等,2005)。
为定量评价蚜灰蝶对竹蚜虫的控制效果,进行蚜灰蝶对竹蚜虫的捕食作用以及温度、空间异质性和种内干扰对捕食作用的影响研究,以期为该种生物防治材料的保护和利用提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 试验地自然概况试验地位于安徽省全椒县神山森林公园, 地属皖东丘陵区,118°03′—118°08′ E,32°05′—32°10′ N。年平均气温15.4 ℃,无霜期220天,年降雨量996 mm。公园内最高峰海拔395 m,基岩主要为石灰岩,土壤为黄棕壤。属亚热带落叶(常绿)阔叶林植被区,植被类型有天然阔叶次生林、人工针叶林和针阔混交林、灌木林、竹林等,其中有竹林73.3 hm2。
1.2 材料蚜灰蝶1, 2, 3龄幼虫和竹蚜均采自安徽省全椒县神山森林公园竹园内。将采回的蚜灰蝶幼虫取正常个体作供试天敌,供试蚜虫为新鲜无翅孤雌居竹舞蚜。
1.3 方法 1.3.1 捕食量与捕食速度测定按照室内捕食量研究方法(邹运鼎等, 1990; 1995; 1996; 1999a; 1999b),取155 mm×30 mm大培养皿5只(即5个重复),每皿放入蚜灰蝶3龄幼虫1只和新鲜无翅蚜90只,每4 h观察记载1次,并更换新采蚜虫90只,24 h后分别统计每个重复捕蚜总数。捕食速度即单位时间(每小时)的捕蚜数。蚜灰蝶1, 2龄幼虫的捕食试验同上。
1.3.2 一日内捕食量变化测定每培养皿内放入1只2龄正常蚜灰蝶幼虫和90只无翅蚜,重复5次。在1日(24 h)内的5: 30—9: 30,9: 30—13: 30,13: 30—17: 30,17: 30—21: 30,21: 30—01: 30,01: 30—05: 30时间段,分别观察、记录和统计蚜灰蝶幼虫的捕蚜量,并更换新鲜蚜虫。同时,令第1时间段5: 30—9: 30其为1,9: 30—13: 30为2,依次类推,建立各时间段捕蚜量模型并进行相关分析。
1.3.3 温度对捕食作用的影响按照温度对天敌捕食作用影响的研究方法(邹运鼎等,1995; 1996),每培养皿内放1只3龄蚜灰蝶幼虫和90头无翅蚜,置光照培养箱中。光照培养箱内的光照控制同自然光照,即单期光照,光照度1.63万lx。设置温度梯度分别为15,20,25,30,35℃。各温度梯度试验均重复5次,试验观测方法同上。
1.3.4 干扰作用对捕食作用的影响1) 空间异质性干扰 按照天敌干扰作用的研究方法(邹运鼎等,1999),在直径200 mm玻璃养虫缸内进行。干扰物为竹叶,即用竹叶将蚜灰蝶幼虫与竹蚜虫隔开,间隔距离均50 mm。分4组,即0(零干扰)、1(1片竹叶干扰)、3(3片竹叶干扰)、5(5片竹叶干扰)。每组5个重复。观测时间8 h。蚜灰蝶幼虫2龄。其中,捕食速度以头·h-1进行计算。
2) 种内干扰 分别在培养皿内放入1头、2头、3头蚜灰蝶2龄幼虫,同时放入无翅蚜200头。该3组不同处理,每组均重复5次。4 h后同时检查记录各培养皿中的被捕食蚜虫数。种内干扰系数m值的计算:先求得捕食作用率E=Na/N·P,式中Na为捕食蚜虫头数,N为供试蚜虫头数,P为蚜灰蝶幼虫数;再根据HollingⅡ型反应中的E=QP-m(Q为搜索常数),求出干扰常数m;然后据邹运鼎等(1996)计算出竞争强度I=(E1-Ep)/ E1,其中E1为1头天敌的捕食作用率,Ep为p头天敌的捕食作用率。
1.4 数学分析对蚜灰蝶1, 2, 3龄幼虫24 h捕蚜量进行t检验;对不同时间段蚜灰蝶幼虫捕蚜量进行F检验;对不同温度、不同干扰作用下蚜灰蝶幼虫捕蚜量进行F检验,并用Duncan的新复极差法进行多重比较。
2 结果与分析 2.1 蚜灰蝶幼虫对竹蚜虫的日捕食量测定室内各龄蚜灰蝶幼虫的日捕蚜量结果如表 1。蚜灰蝶1, 2, 3龄幼虫的日均捕蚜量依次为93.6, 161.8和266.2头,均显著高于同期观测的异色瓢虫(日捕蚜44.21头)和食蚜蝇(日捕蚜64.63头)的日均捕蚜量。
分别对1, 2, 3龄蚜灰蝶幼虫捕蚜量进行t检验,当Df=8时,1, 2龄之间t1-2=12.29>t0.001,1, 3龄之间t1-3=6.588 0>t0.001,2, 3龄之间t2-3=3.955 9>t0.01,蚜灰蝶1, 2, 3龄幼虫捕蚜量之间均差异极显著,表明蚜灰蝶幼虫虫龄越大,捕蚜量越大,对竹蚜虫的控制作用越强。
2.2 蚜灰蝶幼虫一日内不同时间段捕蚜量表 2明显可见,蚜灰蝶幼虫对竹蚜虫捕蚜量夜间均高于白天,尤以夜间21:30—1:30间捕蚜量最大,平均33.6头;白天的捕蚜量以上午捕食少,下午开始至晚间逐渐增多。蚜灰蝶幼虫在5: 30—9: 30至01: 30—05: 30各时间段的捕蚜量模型为y=0.401 5+26.16x±1.70(r=0.892 2,Df=4,r0.05=0.811,r﹥r0.05)。对表 2不同时间段的捕蚜量进行F检验,F<F0.05,表明各时间段捕蚜量之间差异不显著;再以捕蚜量最小的5:30—9:30与各时间段的捕蚜量进行t检验,t值依次为0.498 0, 1.200 0, 1.835 2, 1.766 8和1.821 8,进一步表明各时间段捕蚜量之间差异不显著。
表 3可见,在15, 20, 25, 30, 35 ℃不同温度条件下,蚜灰蝶3龄幼虫日均捕蚜量随温度的升高而增大,在30 ℃时其捕蚜量最大;观测表明,当温度达40 ℃时,则几乎不捕食。温度x与捕蚜量y的关系符合y=19.689 4x0.674 5(lgy与lgx的相关系数r=0.979 9,Df=2,r0.05=0.95,r﹥r0.05),表明在15~30 ℃范围内捕食量是以幂函数形式增加。
对表 3不同温度下的捕蚜量进行方差分析,F值为7.214 4,F0.01(4,20)=4.43,F> F0.01,表明不同温度条件下的捕蚜量之间差异极显著;用Duncan的新复极差法进行多重比较,30 ℃时的捕蚜量与35, 25 ℃和15 ℃时的捕蚜量之间差异极显著,25与15℃的捕蚜量之间差异显著,其余之间差异不显著。
2.4 干扰作用对蚜灰蝶幼虫捕蚜作用的影响 2.4.1 空间异质性对蚜灰蝶幼虫捕蚜量及捕食速度的影响空间异质性对蚜灰蝶幼虫捕蚜量及捕食速度的影响见表 4。叶片数x与捕蚜量y之间符合y=-9.650 8x+88.464(相关系数r=-0.992 7,Df=2,r0.01=0.99 0,|r|>r0.01),叶片数x与捕食速度v之间符合v=-1.205 9x+11.061(相关系数r=-0.992 8,Df=2,r0.01=0.990,|r|>r0.01),表明干扰力度越大、空间异质性越复杂,捕蚜量越低。对表 4中不同干扰下的捕蚜量之间进行方差分析,F值为14.251 1,F0.01(3,16)=5.29,F> F0.01,表明不同干扰下的捕蚜量之间差异极显著;用Duncan新复极差法进行多重比较,零干扰与3片和5片叶干扰下捕蚜量差异极显著;1片叶和3片叶干扰之间捕蚜量差异显著,与5片叶之间差异极显著;3片叶与5片叶之间差异显著。捕食速度有同样的趋势。
在相同空间内蚜灰蝶幼虫数对其捕食的影响效果表 5、表 6所示。3组不同试验处理下,种内干扰对该天敌的捕食量和捕食速度均有影响,蚜灰碟幼虫越多,种内干扰越大,捕食量和捕食速度均明显降低;蚜灰蝶幼虫数x与捕食量y之间符合y=-9.3x+31.567(相关系数r=-0.923 3),蚜灰蝶幼虫数x与捕食速度v之间符合v=-2.325x+7.896 7(相关系数r=-0.992 8)。
根据捕食作用率可得种内干扰系数m=0.745 5,2头和3头蚜灰蝶的种内竞争强度依次为0.653 1和0.759 2。可以看出,当蚜灰蝶密度增大时,种内的竞争强度即加剧。对表 5相同空间种内干扰的总捕食量进行方差分析,F<F0.05,表明相同空间不同数量蚜灰蝶的总捕蚜量之间差异不显著;对表 6蚜灰蝶幼虫平均捕蚜量的方差分析,F>F0.01,表明相同空间不同数量蚜灰蝶幼虫平均捕蚜量之间差异极显著;用Duncan新复极差法进行多重比较,1头与2头和3头蚜灰蝶幼虫捕蚜量之间差异极显著,2头与3头捕蚜量之间差异不显著。捕食速度具有同样的趋势。
3 结论研究表明,蚜灰蝶3, 2, 1龄幼虫的日均捕蚜量分别为266.20, 161.80, 93.60头,3龄蚜灰蝶幼虫的捕蚜量最高达每天429头。其3龄幼虫日均捕蚜量为食蚜蝇日均捕蚜量64.63头的4倍以上,为异色瓢虫日均捕蚜量44.21头的6倍以上。
蚜灰蝶幼虫一日内的捕蚜量及捕食速度均在夜间高于白天,以21:30—1:30间捕蚜量及捕食速度最大,其日捕蚜量和捕食速度的变化规律是上午<下午<;其捕蚜量随温度的上升而加大,最适捕食活动温度为25~30 ℃,30 ℃时捕蚜量最高,但当温度上升到35 ℃时,捕蚜量下降;F检验结果表明不同温度条件下的捕蚜量之间差异极显著。空间异质性和种内干扰对蚜灰蝶幼虫的捕食有较大影响,其种内干扰常数为0.745 5,蚜灰蝶密度为2头和3头时的种内竞争强度依次为0.653 1和0.759 2;F检验结果表明空间异质性对蚜灰蝶幼虫捕蚜量之间以及相同空间不同数量蚜灰蝶幼虫平均捕蚜量之间均差异极显著。
试验说明蚜灰蝶是竹蚜的优势捕食性天敌,捕食能力强,捕食量大,对竹蚜虫种群有显著的控制效果,但是在生物防治中,人工大量扩增繁殖和释放天敌是天敌利用的重要途径之一,对于蚜灰蝶能否人工扩增繁殖和利用,还有待进一步研究。
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