迭球螋成虫对棉蚜的捕食作用

2014-08-10吴建华朱惠英杨学毅常承秀张永强

植物保护 2014年5期

关键词：棉蚜捕食者天敌

刘萍，沈平*，吴建华，朱惠英，杨学毅，常承秀，张永强

(1. 甘肃省临夏回族自治州森林病虫害防治检疫站，临夏 731100；2．甘肃省临夏回族自治州农业学校，临夏 731100)

迭球螋成虫对棉蚜的捕食作用

刘萍1，沈平1*，吴建华2，朱惠英1，杨学毅1，常承秀1，张永强1

(1. 甘肃省临夏回族自治州森林病虫害防治检疫站，临夏 731100；2．甘肃省临夏回族自治州农业学校，临夏 731100)

迭球螋；棉蚜；功能反应；寻找效应

迭球螋(ForficulavicariaSemenov)属革翅目(Dermaptera)，球螋科(Forficulidae)，球螋属(ForficulaLinnaeus)[1]是一类完全的捕食性天敌；国内分布于黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山东、江苏、湖北、四川、云南、西藏、上海、重庆等省市。在甘肃临夏地区该成虫在花椒园中捕食棉蚜(AphisgossypiiGlover)、橘蚜[Toxopteracitricidus(Kirkaldy)]等；在国槐上捕食豆蚜(AphiscraccivoraKoch)、槐豆木虱[Cyamophilawillieti(Wu)]若虫等；在皮胎果(又名啤特果、酸巴梨，蔷薇科秋子梨属的一个地方栽培品种)梨园中捕食中国梨喀木虱[Cacopsyllachinensis(Yang & Li)]、辽梨喀木虱[C.liaoli(Yang & Li)]等多种喀木虱属(Cacopsylla)的若虫，是近年来临夏地区田间发生的主要捕食性天敌之一，因此，保护和利用自然天敌控制害虫发生，已成为害虫综合治理(IPM)的基本措施之一，也是害虫综合治理中的重点和发展方向[2-3]。

国内有关革翅目昆虫捕食作用的研究，仅限于捕食者对猎物密度的功能反应[4-6]，但这些报道均未见捕食者的寻找效应与捕食者自身密度、猎物密度之间关系的定量分析；关于迭球螋仅报道了成虫的分类和形态学研究，尚未有关于迭球螋生态学的研究报道，本文报道迭球螋成虫对棉蚜的捕食作用，为充分发挥捕食性天敌在花椒上的自然控害作用提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源和试验条件

2012年7月上旬，在花椒上采集迭球螋成虫，置于室温下，饥饿24 h备用；食料为棉蚜，在试验地花椒上剪取棉蚜分布均匀的叶片，用毛笔剔除个体较小的蚜虫、僵蚜及橘蚜，保留个体大小一致的3～4龄若蚜。

将带有一定数量棉蚜的花椒新鲜叶片，平铺于培养皿(直径150 mm，高25 mm)中，放入迭球螋成虫,罩盖；置于温度(25±2)℃的室内。

1.2 试验方法

1.2.1 迭球螋成虫对棉蚜密度的功能反应

以100、150、200、250、300头棉蚜若虫分别与1头迭球螋成虫组合。每组合重复5次，24 h后检查被捕食数量。

1.2.2 迭球螋成虫的寻找效应

以100、200、300、400、500头棉蚜若虫与1、2、3、4、5头迭球螋成虫组合，每组合重复5次，24 h后检查各种组合下的被捕食数量。

1.3 数据处理

数据采用Excel 2003软件进行统计分析，所有重复数据计算平均数和标准差值，参数均采用最小二乘法估计，利用χ2检验确定数值之间的差异关系。

2 结果与分析

2.1 迭球螋成虫对棉蚜密度的功能反应

迭球螋成虫对棉蚜若虫的捕食数量，在一定猎物密度范围之内，随猎物密度的升高而增加；其后猎物密度继续增加时，有缓慢增加的趋势，迭球螋成虫的捕食量波动在某一阈值内，功能反应表现为负加速曲线，是逆密度制约(图1)。因此，图1所示符合HollingⅡ(1959)[7]型反应。

图1 迭球螋成虫对棉蚜密度的功能反应

可用Holling圆盘方程，即Na=aNtT/(1+aThNt)拟合，式中：Nt为供试猎物密度，Na为被捕食猎物数量，T为猎物暴露于捕食者的时间，一般取1，a为瞬间攻击率，Th为捕食1头猎物所用时间。

2.2 迭球螋成虫的最佳寻找密度

表1不同猎物密度下迭球螋成虫对棉蚜的捕食量1)

Table1PredationofAphisgossypiibyForficulavicariaadultsatdifferentdensities

猎物密度(Nt)/头Preydensity日均捕食量(Na)/头Dailyconsumption预测值/头Forecastvalueχ210068．4±12．9270．470．0607150101．2±13．0095．770．3083200113．6±34．18111．640．0341250119．8±7．15122．400．0553300127．4±8．41130．150．0579

1) 表中被捕食数为5个重复的平均值±标准差(下表同)。
Data are mean±SD of 5 replicates (the same below).

结果表明，当天敌密度P=1，猎物密度Nt→∞时，在24 h内，迭球螋成虫对棉蚜的最大捕食量Namax≈176.9头，最佳寻找密度b≈92头。因此，在单独利用迭球螋防治棉蚜时，可将益害比的参考值定为1∶92。

2.3 迭球螋成虫的寻找效应与棉蚜种群密度的关系

Holling[7]认为寻找效应必须依赖于猎物的种群密度，而捕食者大部分时间用于搜寻猎物，随着猎物密度的增加，搜寻时间减少，捕食率高；根据Holling提出的寻找效应与猎物密度的关系式为E=a/(1+aThNt)，从图2看出，迭球螋成虫的寻找效应是随着棉蚜密度的增加而降低。

图2 迭球螋成虫的寻找效应与棉蚜种群密度的关系

2.4 迭球螋成虫的寻找效应估计

寻找效应是捕食性天敌或寄生性天敌在捕食或寄生过程中，对于寄主攻击的一种行为效应。天敌对寄主作用的大小与本身的寻找力有关，而寻找效应的高低决定于猎物密度和捕食者密度[9]，关系式为：E=Na/(NtP)。式中：E为寻找效应，Na为捕食猎物数，Nt为猎物密度，P为捕食者密度。

2.4.1 根据Hassell[10]提出的捕食天敌自身密度干扰模型估计寻找效应

在一定的生存空间内，迭球螋自身密度随猎物数量同比例递增时，总捕食量也相应增加，但因捕食者个体间的相互影响使捕食量逐渐减少，平均捕食率有所下降(表2)，即迭球螋成虫间存在着种内干扰作用。

表2迭球螋成虫寻找效应与自身密度、棉蚜密度的关系

Table2TherelationshipsbetweensearchingefficiencyandpredatorandAphisgossypiidensities

捕食者密度(P)/头Predatordensity猎物密度(Nt)/头Preydensity被捕食数(Na)/头Consumption平均捕食率PredationrateE=Na/(NtP)E=QP-mχ2E=aT/[1+btw(P-1)]χ2E=a/[1+aThNa+btw(P-1)]χ2110068．4±12．920．68400．68400．63170．00430．73840．00400．52610．0474220082．8±24．320．41400．20700．24450．00580．22600．00160．18120．00373300129．6±24．300．43200．14400．14030．00010．13340．00080．10950．01094400159．8±31．760．39950．09990．09470．000280．09470．00030．07840．00595500175．8±30．800．35160．07030．06970．00010．07330．00010．06110．0014

图3 迭球螋成虫的寻找效应曲线比较

由表2和图3所示，寻找效应随着迭球螋密度的增加而减少。从互相干扰系数值(m=1.369 3)看出迭球螋成虫在限定的空间内存在干扰作用，由于干扰造成寻找时间过长，导致寻找效应下降。

2.4.2 根据Beddington[11]提出的寻找效应与捕食天敌密度关系的模型估计

2.4.3 根据Beddington[11]提出的寻找效应与猎物密度、捕食天敌密度关系的模型估计

3 讨论

迭球螋成虫对棉蚜的捕食功能反应属HollingⅡ型，对其捕食情况用HollingⅡ型和汪世泽等[8]提出的HollingⅢ型功能反应新模型进行拟合，拟合后的预测值与实测值接近，经χ2检验，差异不显著，说明拟合模型可用来描述迭球螋成虫对棉蚜的功能反应情况，这与游兰韶等[4]、曾玲等[5]、邹贵才等[6]发现拟垫跗蠼螋、毛蠼螋、蠼螋对猎物密度的功能反应属HollingⅡ型相一致，表明HollingⅡ型模型是拟合捕食者与猎物相互作用的最佳方法；迭球螋成虫对棉蚜的功能反应，在一定范围内，捕食量随着猎物密度的增加而上升，其后捕食量波动在某一阈值内；迭球螋对棉蚜的日均最大捕食量176.9头，最佳寻找密度92头。

HollingⅡ型模型中的1/Th和汪世泽等[8]提出的HollingⅢ型功能反应新模型中a的生物学含义相同，均表示天敌的最大捕食量，但两个模型中的结果相差较大；同组试验数据，HollingⅡ型模型的结果明显大于汪世泽等提出的HollingⅢ型新模型的结果，以往很多对天敌功能反应的研究及本文结果也得出类似结论。因为HollingⅡ型模型建立在天敌的食欲和食量是无限的前提下，而实际上这个假设是不成立的。但HollingⅡ型模型能够拟合出瞬间攻击率a和平均处理时间Th这两个生物学因子，具有重要的理论意义，因此，认为HollingⅡ型模型和汪世泽等提出的HollingⅢ型功能反应新模型在一定程度上可以互补，在功能反应中两个模型同时使用能更准确地描述天敌的作用[12]。

根据Holling[7]关于寻找效应与猎物密度关系的理论、Hassell[10]和Beddington[11]3种模型估计了迭球螋成虫不同密度下的寻找效应，结果表明：根据Holling的理论，迭球螋成虫的寻找效应随着棉蚜密度的增加而降低；利用Beddington推导出E=aT/[1+btw(P-1)]模型估计寻找效应较Hassell模型E=QP-m准确，而且Beddington模型具有代表性及普遍性，估计参数也较简单，但是无论用哪种模型估计，结果都表明在一定的生存空间内，迭球螋的寻找效应随着自身密度或猎物密度的增大而降低，且当迭球螋密度大于2头后，寻找效应的下降将趋于平缓。在以往有关寻找效应的研究中，猎物密度设置均相同，而在本试验中设置了不同的猎物密度，认为这更接近于自然，测定结果亦符合一般规律[13]。

本试验在室内条件下，猎物与捕食者置于罩盖的培养皿中进行，其测试条件与实际自然环境之间相差较大，测试结果与林间实际情况相比有一定的差异，但在一定程度上能反映出迭球螋对棉蚜的捕食情况，为更好地保护和利用迭球螋对棉蚜的控害作用提供依据。

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PredationofAphisgossypiibyForficulavicariaadult

Liu Ping1, Shen Ping1, Wu Jianhua2, Zhu Huiying1, Yang Xueyi1, Chang Chengxiu1, Zhang Yongqiang1

(1.StationofForestPestManagementandQuarantine,LinxiaHuiAutonomousPrefectureinGansuProvince，Linxia731100，China； 2.AgriculturalSchoolofLinxiaHuiAutonomousPrefectureinGansuProvince，Linxia731100，China)