棉蚜密度对瓢虫集团内捕食作用范文

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《中国生物防治学报》2016年第三期

摘要：

以华北棉田3种常见瓢虫——异色瓢虫、龟纹瓢虫和七星瓢虫为对象，依次在室内和田间条件下研究了不同棉蚜密度对瓢虫种间集团内捕食作用的影响。结果显示，室内条件下，随着棉蚜密度的上升，一种瓢虫幼虫对另一种瓢虫卵的捕食量呈下降趋势。与不提供棉蚜的对照相比，提供20、200头棉蚜的处理的捕食量分别平均降低56.5%、92.6%。田间罩笼试验显示出了相似规律，每株蚜量为50、200头时，捕食量较对照（没有棉蚜）平均降低42.0%、56.9%。结果表明，猎物棉蚜的存在能有效降低3种瓢虫之间的集团内捕食作用；棉蚜密度越高，这种趋势越明显。

关键词：

异色瓢虫；龟纹瓢虫；七星瓢虫；棉蚜；猎物；集团内捕食作用

捕食性瓢虫是一类重要的天敌资源，能取食蚜虫、粉虱等多种农作物害虫，时常也会捕食其他种类的瓢虫或其他类型的天敌[1,2]。这种共享同一猎物资源的两种天敌之间存在捕食关系的现象，叫做集团内捕食作用（intraguildpredation，IGP）[3,4]。IGP的存在可能会削弱生态系统中天敌的控害功能，导致害虫种群的上升[4,5]。因此，研究天敌种间IGP及其影响因素，可为今后协调利用农田中的多种天敌、提升系统的生物防治功能提供科学依据。捕食性瓢虫的IGP广泛存在，而且生态效应明显[6]。异色瓢虫Harmoniaaxyridis（Pallas）曾作为重要的天敌资源被欧美等地相继引进与释放应用[7]。但由于异色瓢虫集团内捕食能力强，严重威胁了本地其他瓢虫种类的生存；随着其种群在全球范围内的增长与扩散，造成的生态影响不断扩大[8-10]。影响瓢虫IGP的因素众多，其中不同种类瓢虫的相对体型大小[7,11]、化学防御[12,13]、集团外猎物密度[1,2,14]、寄主植物结构[15]和栖境复杂程度[7]等因素都起到重要作用，特别是集团外猎物的有无和密度往往可显著影响IGP的强度[16-19]。在集团外猎物缺乏的情况下，IGP常成为瓢虫种间关系的主要形式[20]。异色瓢虫、七星瓢虫CoccinellaseptempunctataL.和龟纹瓢虫Propylaeajaponica（Thunberg）是我国华北棉田3种常见捕食性天敌。前期研究证实，上述3种瓢虫种间存在着IGP现象[21]。本试验分别于室内和田间，比较研究不同棉蚜Aphisgossypii（Glover）密度条件下3种瓢虫之间的IGP，以期了解瓢虫IGP对集团外猎物密度的响应程度。

1材料与方法

1.1供试虫源异色瓢虫、龟纹瓢虫和七星瓢虫的成虫均采自中国农业科学院植物保护研究所河北廊坊科研中试基地试验麦田（E116°36′7′′，N39°30′31′′）。带回室内后，将各种瓢虫分别置于普通保鲜盒（长×宽×高＝20×13×8.5cm3）中饲养，提供足量豌豆蚜Acyrthosiphonpisum（Harris），每天更换1次。饲养成虫及高龄幼虫时，保鲜盒上覆盖脱脂棉质纱布，防止个体逃逸并保证通气性；饲养体型较小的低龄幼虫时，覆盖120目的细纱布。瓢虫进入成虫期后，将滤纸折叠成的产卵片放入饲养盒，供其产卵；每天收集产卵片上的瓢虫卵块，放在4℃冰箱中备用。养虫室温度为（25±1）℃，相对湿度为65%～75%，光周期为16L:8D。供试棉蚜直接采自于廊坊基地棉田。

1.2室内试验设6个捕食者-猎物组合，分别为异色瓢虫幼虫-龟纹瓢虫卵、异色瓢虫幼虫-七星瓢虫卵、龟纹瓢虫幼虫-异色瓢虫卵、龟纹瓢虫幼虫-七星瓢虫卵、七星瓢虫幼虫-异色瓢虫卵，以及七星瓢虫幼虫-龟纹瓢虫卵。同时，提供不同密度棉蚜作为集团外猎物。试验过程中，在直径15cm的塑料培养皿中，首先放入一种瓢虫的卵200粒（猎物）、另一种瓢虫的4龄初幼虫1头（捕食者）以及一定密度（0、20或200头）的棉蚜4龄若蚜（集团外猎物），再放入一个湿润的脱脂棉球以保持环境湿度，放置后迅速盖好培养皿。24h后，查看瓢虫幼虫的存活情况以及对另一种瓢虫卵的捕食情况。试验前，供试瓢虫幼虫饥饿12h。每个组合重复10次。

1.3田间罩笼试验不同瓢虫幼虫-瓢虫卵的组合设置同室内试验。在棉花蕾期，调查棉株上的棉蚜密度，利用小毛笔逐株剔除多余棉蚜个体以及其他节肢动物，设置单株棉蚜数量0、50和200头3个处理。每株棉花接入一种瓢虫4龄初期幼虫1头以及另一种瓢虫卵100粒（用昆虫针将带有卵的产卵片固定在棉花顶端完全展开叶上），并迅速用80目网袋（长×宽＝45×20cm2）将单株棉花罩上。24h后，查看瓢虫幼虫的存活情况以及对另一种瓢虫卵的捕食情况。供试瓢虫幼虫饥饿12h后用于试验。每个组合重复30次。

1.4数据统计与分析试验过程中瓢虫幼虫出现死亡的处理组，不列入统计分析。在室内和田间，比较不同棉蚜密度下瓢虫捕食量的差异时，先对数据进行正态性和方差齐性检验；符合正态性和方差齐性的数据，进行单因素方差分析（PROCANOVA），统计量用F值表示；如数据不符合正态分布，进行非参数检验（PROCNPAR1WAY），统计量用χ2表示；不同处理间的多重比较采用Student-Newman-Keul（SNK）法。两组数据间单独比较时，符合正态分布则进行T检验（PROCTTEST），统计量为t值；若不符合正态分布进行非参数检验（PROCNPAR1WAY），统计量用χ2表示。所有数据均使用SAS9.3软件分析。

2结果与分析

2.1室内瓢虫集团内捕食在不提供棉蚜猎物的处理中，3种供试瓢虫之间存在明显的IGP。其中，异色瓢虫幼虫对龟纹瓢虫卵的捕食量最大，24h平均达132.0粒；捕食量最少的组合是龟纹瓢虫幼虫对异色瓢虫卵，平均为13.4粒。

2.2田间瓢虫集团内捕食七星瓢虫幼虫-异色瓢虫卵、异色瓢虫幼虫-七星瓢虫卵、龟纹瓢虫幼虫-七星瓢虫卵和七星瓢虫幼虫-龟纹瓢虫卵组合中，随着棉蚜数量从每株0头增加至50、200头。

3讨论

天敌引进与释放后是否能与本地天敌协同控害，从而增强害虫的自然控制作用，一直是生物防治研究的热点问题[5]。异色瓢虫原产亚洲，是其农田生态系统中一种重要的捕食性瓢虫[22]，也被全球多地作为生物防治因子引进与释放[7]，但后来发现它能对其他种类瓢虫进行集团内捕食，产生明显的不利影响[23-25]。Snyder等[24]发现将本地瓢虫横斑瓢虫CoccinellatransversoguttataFaldermann、集栖瓢虫Hippodamiaconvergens与引入种异色瓢虫置于同一空间时，本地瓢虫常沦为集团内捕食猎物，异色瓢虫在捕食行为中占绝对优势。而在与七星瓢虫的对峙中，异色瓢虫也更具攻击性，甚至能影响七星瓢虫的种群丰富度[26]。王甦等[27]的研究结果显示，异色瓢虫在原产地比其他本地种龟纹瓢虫和多异瓢虫拥有更加强大的定殖扩散能力，对其他两种瓢虫种群的发展产生一定的负面作用。在本试验中，异色瓢虫同样表现出很强的集团内捕食能力，室内24h对龟纹瓢虫卵、七星瓢虫卵的平均捕食量分别达132.0、78.2头，与前人的研究结果相一致。集团外猎物密度对IGP发生的强度和稳定性常起到决定性作用[28]。

一般情况下，集团外猎物的存在能缓解捕食者对集团内猎物的捕食作用，降低IGP的强度[7,15,20,29]。如Mirande等[7]在室内评估异色瓢虫和阿根廷本地最常见瓢虫Eriopisconnexa间的IGP，当桃蚜Myzuspersicae（Sulzer）（集团外猎物）密度很低时，两种瓢虫混养发生IGP的概率为100%；但当桃蚜密度很高时，发生概率下降至67%。Gagnon和Brodeur[15]采用中肠内含物分析法检测了异色瓢虫对方斑龟纹瓢虫Propyleaquatuordecimpunctata（Linnaeus）的IGP，结果表明蚜虫密度较低时，瓢虫IGP更加明显。这说明，当集团外猎物不能为天敌提供足够食物资源时，将会促进IGP的发生。本研究结果与之相同，随着棉蚜密度的上升，各瓢虫组合中对瓢虫卵的捕食量显著下降，特别是提供200头棉蚜的处理较提供20头棉蚜的处理捕食量平均下降83.6%。在害虫发生初期捕食者对害虫的控制作用尤其重要，决定着自然天敌对害虫种群长期的生物防治效果[30,31]。但是发生初期害虫数量较低，在这种情况下，瓢虫等捕食性天敌可能会因缺乏食物资源而产生明显的种间IGP，使天敌自身种群衰退、对害虫的整体控制效果下降。如何有效避免田间天敌种间IGP，促进不同天敌的种群增长和协作增效，值得进一步探究。

作者：杨帆 陆宴辉 徐建祥 单位：扬州大学园艺与植物保护学院 植物病虫害生物学国家重点实验室/中国农业科学院植物保护研究所