四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食功能反应

文 霞,田立超,高桂珍

(1.新疆农业大学林学与风景园林学院,乌鲁木齐 830052;2. 重庆市风景园林科学研究院,重庆 401329;3. 重庆市城市园林绿化工程技术研究中心,重庆 401329)

0 引 言

【研究意义】紫薇长斑蚜Tinocalliskahawaluokalani,属同翅目Homoptera、蚜总科Aphidoidea、斑蚜科Callaphididae[1]。其寄主植物仅为紫薇属植物,是紫薇上发生严重的害虫之一[2]。紫薇长斑蚜危害可使紫薇嫩叶卷缩,叶片变淡,严重时可导致落叶及影响种实繁殖,且可诱发煤污病[3]。用化学防治措施防治蚜虫易导致蚜虫抗药性增强[4-7]。利用天敌昆虫进行生物防治,是当前控制害虫的一种安全有效的措施[8]。【前人研究进展】捕食功能反应是捕食者的捕食量随环境中猎物密度变化的一种反应,能够直观地表现出捕食性天敌对害虫的控制能力[9-10],瓢虫对蚜虫的捕食功能反应属于HollingⅡ型[11-13]。而当猎物密度一定的情况下,天敌昆虫在自身密度增加的条件下会出现一定的种内干扰反应,影响单头天敌昆虫对猎物的捕食效率[14-16],即由于天敌昆虫数量增加,导致天敌对猎物的寻找效率、捕食作用率降低的现象[17]。【本研究切入点】四斑月瓢虫Chilomenesquadriplagiata属鞘翅目Coleoptera瓢甲科Coccinellidae,是多种农作物害虫的天敌[18-20]。四斑月瓢虫是紫薇长斑蚜的主要天敌昆虫,目前有关四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食能力以及自身密度干扰对其捕食的影响尚不清楚。【拟解决的关键问题】研究四斑月瓢虫的控害潜能,在室内条件下分析四斑月瓢虫成虫对紫薇长斑蚜捕食能力,研究种内干扰作用对其捕食紫薇长斑蚜的影响,为紫薇长斑蚜的生物防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

紫薇长斑蚜和四斑月瓢虫于2020年6月采自重庆市风景园林科学研究院白市驿科研中试基地(29°45′N,106°35′E)。采回的紫薇长斑蚜置于温度(22±1)℃、相对湿度(65±10)%、光周期L∶D=14∶10的人工气候箱(宁波江南仪器厂,RXZ-280B)中,繁殖多代后选取大小一致的2～3龄紫薇长斑蚜若蚜供试。四斑月瓢虫在培养箱中用足量的紫薇长斑蚜饲养,饱食后饥饿处理24 h供试。

1.2 方 法

1.2.1 四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜捕食功能反应

在培养皿(90 mm×15 mm)内放置与其大小一致的滤纸保湿,在滤纸上放入紫薇叶片,用毛笔接入不同密度(50、100、150、200、250、300、350、400头)的紫薇长斑蚜,将单头供试四斑月瓢虫成虫分别放入不同猎物密度的培养皿中,并将培养皿置于温度(22±1)℃、相对湿度(65±10)%、光周期L∶D=14∶10的人工气候箱,24 h后记录紫薇长斑蚜的剩余量。每处理设置10个重复。

1.2.2 种内干扰对四斑月瓢虫捕食紫薇长斑蚜的影响

挑取紫薇长斑蚜2～3龄若虫300头置于培养皿中,分别放入四斑月瓢虫成虫1、2、3、4和5头,并将培养皿置于温度(22±1)℃、相对湿度(65±10)%、光周期L∶D=14∶10的人工气候箱,24 h后记录紫薇长斑蚜的剩余量。每种处理重复6次。

1.3 数据处理

1.3.1 四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食功能反应

四斑月瓢虫对不同密度紫薇长斑蚜的捕食量采用Holling-Ⅱ圆盘方程Na=aTNt/(1+aThNt)[21],式中,Na为被捕食的猎物数量,a为捕食者对猎物的瞬时攻击率,Nt为猎物密度,Th为捕食1头猎物所需时间,T为捕食者用以捕食猎物的总时间(取T=1d),其中最大日捕食量表示为1/Th,捕食效能为a/Th。

1.3.2 四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的寻找效应

四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的寻找效应采用方程S=a/(1+aThN)[22],式中S为寻找效应,a为瞬时攻击率,Th为处理1头猎物所用的时间,N为猎物初始密度。

1.3.3 种内干扰对四斑月瓢虫捕食紫薇长斑蚜的影响

种内干扰可用捕食作用率E评价,种内干扰反应采用Hasssel-Varley模型[23]:E=QP-m,其中E=Na/(N×P),E为捕食作用率,Q为搜寻常数,P为捕食者密度,m为干扰常数,Na为捕食猎物总量。

数据采用Excel和Origin7.5软件进行数据处理与分析。

2 结果与分析

2.1 四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食功能反应

图1 四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食功能反应

2.2 四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的寻找效应

研究表明,四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的寻找效应方程为S=0.717 2/(1+0.002 5N)。随着紫薇长斑蚜的密度由50头/皿增加至400头/皿,四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的寻找效应由0.637 5降低为0.358 6。即随着紫薇长斑蚜密度的增加,四斑月瓢虫对其寻找效应逐渐降低。图2

图2 四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的寻找效应

2.3 种内干扰对四斑月瓢虫捕食紫薇长斑蚜的影响

图3 种内干扰下四斑月瓢虫捕食紫薇长斑蚜变化

3 讨 论

3.1紫薇长斑蚜在巴西[24]、墨西哥[25]、希腊[26]、阿根廷[27]等地均有不同程度发生。功能反应是研究天敌昆虫对害虫捕食能力的重要分析方法和途径[28],且被广泛应用于评估捕食性昆虫的有效性[29-31]。四斑月瓢虫是紫薇长斑蚜的重要捕食性天敌,a/Th值为205.74,其对紫薇长斑蚜具有较强的控制能力,在紫薇长斑蚜的生物防治中具有重要的应用价值。

3.2研究结果表明,四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食量随着猎物密度的增加而增加,寻找效应随猎物密度的增加而下降。即四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食功能反应符合Holling-Ⅱ型。这与四斑月瓢虫对龙眼角颊木虱Cornegenapsyllasinica[20]、异色瓢虫Harmoniaaxyridis对紫薇长斑蚜[32]、方斑瓢虫Propyleaquatuordecimpunctata对蚕豆蚜Aphisfabae[33]、异色瓢虫对葡萄根瘤蚜Daktulosphairavitifoliae[34]等捕食作用结果一致。Holling-Ⅱ模型能够较好的评判四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食潜能。

3.3四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食作用受到较强的种内干扰。即随着四斑月瓢虫自身密度的增加,捕食作用率逐渐降低。与红点唇瓢虫Chilocoruskuwanae对杨圆蚧Unaspisyanonensis[35]、越南斧瓢虫Axinoscymnusapioides对烟粉虱Bemisiatabaci[36]、叉角厉蝽Eocantheconafurcellate对草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda[37]、马六甲肉食螨Cheyletusmalaccensis对豌豆修尾蚜Megourajaponica[38]的种内干扰作用研究结果相一致。当空间和猎物密度一定,同种捕食者个体存在着明显的种内干扰反应,使其捕食作用率下降[39]。

3.4室内研究表明,四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜具有较强的捕食能力,在紫薇长斑蚜的生物防治中具有较大潜能。但室内试验环境与自然环境有一定差别,自然条件下,天敌的防治效果同时受到温度[40-43]、寄主植物[44-45]、空间异质性[46]及其他天敌昆虫[47-49]等的影响。

4 结 论

四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食功能反应符合Holling-Ⅱ型,其拟合方程为Na=0.717 2Nt/(1+0.002 5Nt),四斑月瓢虫的种内干扰方程为E=0.464 4P-1.367 5。四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜的捕食功能反应符合Holling-Ⅱ型,且具有较强的种内干扰作用。四斑月瓢虫对紫薇长斑蚜具有较强的捕食能力和控害潜力。