潮汕地区番石榴园害虫与天敌群落结构特征及季节动态

2021-07-12 00:30邢树文朱丽霞许晓伟林岳青黄晓瑜
韩山师范学院学报 2021年3期
关键词:节肢动物番石榴类群

邢树文,朱丽霞,许晓伟,林岳青,黄晓瑜

(韩山师范学院 生命科学与食品工程学院,广东 潮州 521041)

番石榴Psidium guajava Linn,又名芭乐、番桃树等,隶属桃金娘科(Myrtaceae),是番石榴属(Psidium)的一种果树,它具有速生、丰产和周年多次开花结果等特征,其果实营养丰富,是亚热带名优水果之一.近10年来,从台湾选育的优良品种如珍珠芭乐、世纪芭乐和水晶芭乐等,主要种植于广东、福建等地[1].优良品种引进和栽培的面积增加,也给番石榴的生产与管理以及虫害防治等方面带来了新的挑战.常规的果园病害防治主要采取化学的方法,使用农药进行防治,不仅严重地破坏了果园的生态及土壤微环境,还影响了果实的品质.因此,生物防治成为目前果园害虫防治的热点.国内外许多学者提出了多种生物防治的途径[2-4],这些研究工作将对构建果园生物防治的生态模式,以及保持果树产业绿色生产可持续发展具有重大意义[5].近年来,有些学者对番石榴果园节肢动物群落组成进行了调查研究.如张莉等[6]在闽台番石榴园树冠害虫调查中发现,福建地区番石榴园害虫以同翅目害虫种类最多,主要种类为棉蚜、桃蚜、乌盔蚧、花蓟马等,桔小实蝇对番石榴果实的危害最重,台湾特有的害虫主要为同翅目和缨翅目害虫.吴梅香等[7]同样报道了闽南番石榴园的害虫优势种是桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)和棉蚜Aphis gossypii Glover,天敌的优势种为细纹猫蛛Oxy⁃opes macilentus L.Koch 和大草蛉Chrysopa septempunctata Wesmael.郭莹等[8]对番石榴园介壳虫及其天敌进行调查,报道了危害严重的橘臀纹粉蚧的发生情况.本文对潮汕地区番石榴园在不同季节的害虫与天敌群落进行了调查,旨在摸清该地区番石榴园害虫与天敌的群落组成及动态变化,通过对番石榴园不同季节害虫与天敌群落的多样性分析,探讨番石榴园害虫与天敌的群落结构特征及季节变化规律,为利用天敌资源进行害虫防控提供理论依据.

1 研究区域概况

调查地点位于广东省潮州市(N23°26′-24°14′,E116°22′-117°11′),属亚热带海洋性季风气候.春季气温和降水均处在上升时期,每年的6―10月多雨.冬季干燥.春季平均温度为16-18 ℃,夏季28-29 ℃,冬季9-16 ℃,年平均气温为21.4 ℃,果树品种多,总种植面积约1.6 万hm2[9],本研究调查的果园位于潮州市官塘镇,主要种植台湾珍珠番石榴.番石榴树龄10年,株高1.8 m-3 m不等,株距3.5 m,果树单一种植,种植当年结果实,果实生产高峰期是当年的6 月、7 月和次年的1 月和2月,果实套袋.果园植被分布有鼠曲草(Gnaphalium affine)、毛茛(Ranunculus japonicus Thunb)、繁缕(Stellaria media(L.)Cyr.)、空心莲子草(Alernanthera philoxeroides(Mart.)Griseb.)、假臭草(Praxelis clematidea)、看麦娘(Alopecurus aequalis Sobol)、藿香蓟(Ageratum conyzoides L)、少花龙葵(Ageratum conyzoides L)、羊蹄(Rumex japonicus Houtt)等.果园主要施用巴西复合化学肥,在花期和果期,以200∶1比例喷施驱效灵,防治桔小实蝇和棉蚜,用量1次/月,草胺磷茎叶喷施除草.在果实收获后进行枝条修剪.

2 研究方法

2.1 调查方法及标本处理和鉴定

调查时间:春季(3月下旬至4月上旬)、夏季(7月下旬至8月上旬)和冬季(1月下旬)三个季节.样地设置:在潮州市湘桥区官塘镇选取5块不同的番石榴园作为研究样地,然后在每个样地进行五点取样,每个样点约10×10 m2,采用震动承接法和扫网法,对样点内的果树(一般在8-10棵果树之间)的枝条采集标本.

采集方法:首先在被调查的果树根周铺好PVC塑料薄膜,先在树冠上扫网捕捉,然后震动果树树冠及枝条,将落到薄膜上的动物收集起来,保存在80%的酒精中,带回实验室进行鉴定.地表节肢动物主要采用扫网法和直接捕捉的方法收集标本.标本经过初步分类后,利用显微镜,依据《昆虫形态分类学》[10]、《昆虫分类(上、下)》[11]、《中国昆虫生态大图鉴》[12]、《昆虫图谱》[13]等鉴定标本,大分类至目和科,主要害虫和天敌鉴定到种.

2.2 数据处理

运用Shannon-Wiener 指数、Pielou 均匀度指数、Simpson 优势性指数、Margalef 丰富度指数和So⁃renson相似性指数对番石榴园害虫和天敌群落结构特征进行分析[14].

(1)Shannon-Wiener多样性指数:H'=-∑Pi×lnPi,Pi=Ni/N.

(2)Pielou均匀性指数:J=H'/lnS.

(3)Simpson优势性指数:D=1-∑Pi2.

(4)Margalef物种丰富度指数:SR=(S-1)/lnN.

式中,Pi为类群i占群落总个体数的比例,Ni为该区内第i个类群的个体数量,N为样区内所有类群的个体数量,S为样区内类群数目.

优势度(Dominance):个体数量占总捕获量的10%以上者为优势类群,1%-10%者为常见类群,小于1%者为稀有类群.

2.3 数据分析

运用Microsoft Excel(2010 版)统计节肢动物数量和类群数,以PRIMER 5 计算其多样性指数,运用SPSS19.0 的单因素方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)对每个样地的5 个采样点的害虫、天敌的数量、物种数及其群落Shannon-Wiener多样性指数(H′),物种丰富度指数(SR)、Pielou均匀度指数(E)、Simpson 优势度指数(D)等多个参数[15-16]进行Duncan 新复极差多重比较检验,取α=0.05,比较各样地害虫、天敌的群落参数差异显著性.

3 结果分析

3.1 番石榴园节肢动物群落结构与数量组成特征

调查结果表明,3个季节共捕获节肢动物1 934只,隶属11目,50科.夏季36科,共825只,占总个体数的42.66%;春季31科,共565只,占总个体数的29.21%;冬季32科,共544只,占总个体数的28.13%.在春、夏、冬季,实蝇科均为优势类群,分别占总节肢动物的25.13%、27.76%和35.66%.蚜科在春、夏季为优势类群,分别占节肢动物总数的18.23%和14.79%;冬季占7.35%,为常见类群.猫蛛科在春、夏季为优势类群,分别占节肢动物总数的10.44%和10.06%,冬季占2.39%,为常见类群.此外,潜蝇科冬季为优势类群,占13.79%,园蛛科冬季的个体数量较多,占冬季节肢动物总个体数的8.46%.见表1.

表1 番石榴园节肢动物组成及数量特征

(续表1)

3.2 不同季节番石榴园节肢动物群落多样性

番石榴园节肢动物群落生态学指数分析结果表明,节肢动物个体数量时序变化表现为春季先升高,夏季达到高峰,冬季呈下降趋势.春季3月开始,节肢动物群落的物种丰富度逐渐升高,夏季出现高峰期,冬季数量下降.夏季初期气温逐渐升高,是番石榴结果期,果园的温度、湿度及充足的水分和食物适合节肢动物大量繁殖和生存.因此,个体数、类群数和Shannon-Weiner 多样性指数均最高,节肢动物的个体数夏季与春、冬两季有显著性差异(P<0.05),类群数量和Shannon-Weiner多样性指数表现为夏季与春、冬两季没有显著性差异;冬季温度降低,食物减少和环境干燥,导致有些种类进入休眠或死亡,类群数减少,但因番石榴此时处于结果期,个体数相对变化不大,所以其丰富度指数最高.从整体上看,冬季的个体数减少,多样性指数,均匀度指数、优势度指数均呈现降低趋势.春季多雨,是番石榴的营养期,春季的番石榴园的均匀度指数和优势度指数最高,其稳定性高,分散性高,分布均匀,见表2.

表2 番石榴园节肢动物群落的多样性比较

3.3 番石榴园害虫组成及数量特征

由表3可看出,本次调查共捕获害虫1 161只,隶属7目19科.其中,春季10科,共315只,占总数的27.13%,夏季14科,共472只,占40.65%;冬季11科,共374只,占32.21%.优势类群为实蝇科和蚜科.在春、夏、冬三个季节,实蝇科的个体数占害虫总数的比例分别为45.08%、48.52%和51.87%;蚜科的个体数占害虫总数的比例分别为32.70%,25.85%和10.70%;冬季潜蝇科为优势类群,占该季节害虫数的20.05%;夏季叶蝉科为优势类群,占该季节害虫数的14.41%.在春季,潜蝇科(3.49%)、叶甲科(7.62%)、缘蝽科(3.17%)和蓟马科(2.54%)的发生率也较高;在夏季,锥头蝗(2.97%)发生率较高;在冬季,叶蝉科(6.68%)和小叶蝉亚科(6.15%)的发生率高于其它类群,其它类群发生率均低于2%.

表3 番石榴园主要害虫组成及数量特征

3.4 番石榴园害虫的多样性季节变化

番石榴园害虫生态学指数分析结果显示,夏季害虫的类群数量最高(9.00±2.83),且与冬季(8.40±1.14)和春季(6.00±1.41)之间具有显著性差异(P<0.05).而三个季节害虫类群的个体数、多样性指数、优势度指数、丰富度指数和均匀度指数无显著差异,多样性指数、优势度指数和丰富度指数的季节性变化为冬季高,夏季次之,春季最低,均匀度指数则表现为春季最高,冬季次之,夏季最低.见表4.

表4 番石榴园害虫的多样性比较

3.5 番石榴园天敌群落组成与数量特征

本次调查共捕获天敌562只,隶属5目18科(见表5).其中,春季13科,共182只,占天敌总数的32.38%.寄蝇科和猫蛛科为优势类群,分别占该季节天敌总数的11.54%和32.42%.食蚜蝇科(4.95%)、跳蛛科(4.40%)、光盔蛛科(4.95%)、管巢蛛科(6.59%)、园蛛科(7.69%)、茧蜂科(4.95%)、小蜂总科(9.89%)和瓢虫科(5.49%)数量较大,是春季重要的害虫天敌.

表5 番石榴园天敌组成及数量特征

夏季14科,共261只,占天敌总数的46.44%.园蛛科、猫蛛科和小蜂总科为优势类群,分别占该季节天敌总数的10.73%、31.80%和19.16%;此外,长足虻科(7.28%)、管巢蛛科(4.21%)和球蛛科(6.90%)数量较大,是该季节重要的天敌动物.

冬季15 科,共119 只,占总数21.17%.园蛛科和猫蛛科为优势类群,分别占该季节天敌总数的38.66%和10.92%.常见类群包括食蚜蝇科(6.72%)、球蛛科(9.24%)、肖蛸科(8.40%)和瓢虫科(5.88%),是该季节的重要害虫天敌.在天敌群落中,蜘蛛目的物种数与个体数量所占的比例最高,其物种数占群落物总物种数的55.56%,个体数占群落总个体数的68.15%,蜘蛛是番石榴园节肢动物中最主要的天敌类群.

3.6 番石榴园天敌的多样性季节变化

表6 数据统计显示,番石榴园天敌类群的个体数量在这3 个季节中变化较显著,夏季(52.40±10.57)高于春季(36.40±7.33)和冬季(23.80±5.90),三者之间具有显著性差异(P<0.05).三个季节的天敌类群的类群数量、多样性指数、丰富度指数、均匀度指数和优势度指数无显著差异.天敌类群数量和优势度指数的季节性变化为夏季高,春季次之,冬季较低;多样性指数和均匀度指数的季节性变化有所不同,表现为春季高,夏季次之,冬季较低;丰富度指数为冬季高,春季次之,夏季低.

表6 番石榴园天敌多样性比较

4 讨论

4.1 番石榴园害虫与天敌群落的组成季节性动态变化

番石榴园害虫与天敌的数量呈现从春季开始上升,夏季达到最高峰,随后下降的变化趋势.冬季果园害虫和天敌数量下降趋势更为明显.害虫与天敌的种群数量受到气候条件的影响,如温度降低,湿度降低等可造成种群数量减少.害虫的个体数量与物种数受气候条件的影响较大,较高的气温和湿度更有利于害虫群落更多物种的生存与发育,害虫群落的物种组成较复杂,从而导致不同季节害虫的数量和类群的变化起伏较大,无明显的规律性.番石榴园天敌群落构成较简单,主要是由捕食性天敌蜘蛛组成.天敌物种组成与数量随果园植物种类、食物组成和气候环境的变化而改变.蜘蛛在夏季需躲避高温而栖息在阴暗潮湿的小生境中,如隐藏在地表的枯叶或表层土壤间隙中,因此对捕捉的蜘蛛数量有一定的影响.春季气温回升,天气变暖,湿度增大,天敌种群数量呈上升趋势.

4.2 番石榴园害虫与天敌主要类群的季节性动态变化

本次调查的番石榴园的害虫主要类群是,双翅目、鞘翅目和同翅目,番石榴危害严重的害虫为实蝇科的桔小实蝇,该害虫喜产卵于接近成熟的水果果皮下,幼虫孵化后即在果内为害果肉,造成大量落果和烂果,严重影响水果的产量和质量[17].其次,蚜科的棉蚜对番石榴造成较大的危害.园蛛科、猫蛛科、茧蜂科和小蜂总科为主要的天敌优势类群,所占比例较大.蜘蛛是番石榴园害虫的主要天敌,蜘蛛的物种数占天敌群落总物种数的55.56%,个体数占天敌群落总个体数的68.15%.番石榴园夏季害虫个体数量增多,冬季减少,害虫个体的相对多度呈现一个先增多后减少的趋势.3月份气温回升,番石榴处于营养期,由于温度回升,湿度增加,果园植被生长较快,给果园节肢动物提供较多的食物和栖息场所,果园害虫和天敌个体数和类群数均有所增长.7月份,果实进入成熟期,果园害虫个体数和类群数均达到峰值.到冬季的1月份气温在9-14℃之间,为全年气温最低,番石榴处于初熟期,果园植物量减少,害虫个体数量降为全年最低.由此看来,害虫与天敌类群的个体数量在番石榴的营养期、开花期、结果期及果实成熟期等不同阶段发生着规律的变化,即天敌随着害虫个体数量的增加而增加,随着害虫个体数量的减少而减少,天敌与害虫的个体数量之间具有“跟随现象”[18-19].这种机制的形成与果园的生境条件关系密切,主要由果园的植物生物量、气温、湿度、食物量流动、天敌、害虫的相互制约所决定,此外使用农药等也是影响因素之一.这与杨金华等人对番石榴园病虫害防治研究的结果一致[20].本研究3月下旬至4月上旬桔小实蝇和棉蚜数量的上升是害虫数量增加的主要因素,至夏季的6月下旬至7月上旬及8月上旬,桔小实蝇个体数量达到高峰期,说明桔小实蝇种群密度与夏季害虫数量呈明显正相关,这与林明光等[18]、于鑫等[21]的研究结果相一致.由于桔小实蝇和棉蚜数量较多,增长速度较快,以致化学药剂防治效果不甚明显,且害虫数量较易恢复[22].其次,果园的常规管理对减少害虫也有一定作用.调查发现,植被清理较彻底,地面没有落果的样地,捕获的害虫数量较少.梁广勤等[23]在对实蝇防治的调研结果中也提出,及时捡拾落果和烂果可以大大降低桔小实蝇虫口密度.天敌在害虫生态调控中起着主要作用.捕食性天敌不仅直接捕食害虫,影响靶标害虫的种群密度,而且还能通过引起猎物某些习性的改变而间接的影响害虫的适合度[24],从而对害虫防治起到更好的控制作用[25].

综述研究结果,掌握果园害虫与天敌群落组成与结构的变化规律,根据害虫的发生状况,科学合理利用天敌进行生物防治,辅以套袋防害措施,减少化学药物防治,是果园害虫综合治理的重要环节.在广东,春季害虫发生初期,数量较少,冬季害虫数量减少,可尽量不用化学药物进行防治.春季后期(5月上旬)、夏季及初秋,害虫数量较大,可适当辅以化学防治,以达到最佳的防治效果和经济效益.

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