蓖麻诱集带对棉田节肢动物群落及生物多样性的影响

雒珺瑜，张帅，朱香镇，姬继超，张开心，王春义，张利娟，王丽，李春花，崔金杰

（中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室，河南安阳455000）

长期依赖化学农药防治棉田主要害虫，导致不同的有害生物对不同的化学农药产生了不同程度的抗药性；近年来，棉田有害生物的生态调控技术得到了很多学者的关注[1-8]。本文通过种植蓖麻诱集带，系统调查和分析其对棉田节肢动物群落生物多样性的影响，为下一步开发植物源杀虫剂和明确蓖麻对棉田生物多样性的影响，从农业生态调控方面防治棉田害虫，可减少因使用化学农药而造成的残留、污染问题，对推动农业的可持续发展具有积极意义。

1 材料与方法

1.1 棉花材料

非转基因常规棉品种中棉所49[9]，由中国农业科学院棉花研究所遗传育种研究室提供。

1.2 试验处理

设置6个调查小区，每个小区种植10行棉花，行长8 m，株距0.25 m，行间距0.8 m。其中3个小区的棉花间种植蓖麻，另外3个小区不种植蓖麻，为对照棉田。调查节肢动物群落时仅种植棉花的小区采取五点取样法进行调查，每点调查5株棉花；种植蓖麻的小区，随机选择5株蓖麻，在每株蓖麻的两边调查5株棉花；蓖麻株距、行距均为1 m。各处理棉田从6月中旬开始至9月下旬，每7 d调查1次，调查设定范围内棉株和地面上的主要害虫、天敌的种类和数量并做详细记载。

1.3 数据处理

棉田昆虫“目”、“科”和“种”参照昆虫分类学标准进行分类，并统计分析各棉田昆虫群落的结构与组成（科、目、种和个体数量）；个体总数用N表示，其中Ni表示第i个物种的总数。用Berger-Parker优势度指数（I）测定各营养层中的优势种，某种昆虫的优势度值越大，表明该昆虫在整个棉田节肢动物群落中的数量比例越高。计算公式I＝Mmax/N.式中：Mmax为优势种群数量；N为全部种群数量。节肢动物群落的群落特征参数用物种丰富度（S）、Shannon 多样性指数（H）、均匀度指数（J）和优势集中性指数（C）表示。S为群落中的昆虫种类数。H＝－∑PilnPi；J＝H/lnS；C＝∑Pi2.式中，Pi为第i种物种个体数占群落个体数的比例。

1.4 数据分析

使用SPSS 19.0软件对临近蓖麻棉花上的昆虫群落参数与对照小区棉花上的昆虫群落参数进行单因素方差分析和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 蓖麻诱集带对棉田主要害虫种群数量的影响

2.1.1棉铃虫落卵量。由图1可见，在2代棉铃虫发生期（6月16日至7月7日）和4代棉铃虫发生期（8月11日至9月22日），临近蓖麻棉花与对照小区的棉花落卵量（相应发生期内各次调查的平均值，下同）无显著差异，而在3代棉铃虫发生期（7月14日至8月4日），临近蓖麻棉花的棉铃虫落卵量显著低于对照小区棉花，即种植蓖麻能显著降低临近蓖麻棉花的3代棉铃虫的落卵量。在2代、3代和4代棉铃虫发生期，蓖麻上棉铃虫落卵量均显著低于对照棉花上棉铃虫落卵量（P＜0.05）。

图1 不同处理的棉铃虫落卵量比较

图2 不同处理的棉蓟马数量比较

图3 不同处理的烟粉虱数量比较

2.1.2棉蓟马。在6月、7月和8―9月，临近蓖麻棉花与对照棉花各次调查的棉蓟马发生数量无显著差异，即蓖麻的种植对临近蓖麻棉田蓟马的发生无显著影响（图2）。但在7月和8―9月，蓖麻上的棉蓟马百株虫量 （相应时段各次调查的平均值，下同）分别达5 800头和1 637头，显著高于对照棉田（673头和489头）及邻近蓖麻棉花（914头和221头）。

2.1.3烟粉虱。由图3可见，2种小区内烟粉虱的发生数量均随着棉花生长时间的延长而逐渐增加。在6月和7月，烟粉虱种群数量（相应时段各次调查的平均值，下同）在蓖麻、临近蓖麻棉花及对照棉花上均无显著性差异，但是到了8―9月，蓖麻及临近蓖麻棉花上的烟粉虱百株虫量分别为1 205头和1 580头，显著低于对照棉花的4 697头。表明蓖麻的种植在一定时期可显著降低烟粉虱的发生量，对烟粉虱种群具有抑制作用。

2.1.4绿盲蝽。在6月，临近蓖麻棉花和对照棉花上的绿盲蝽数量无显著性差异，但是蓖麻上的绿盲蝽种群数量（相应时段各次调查的平均值，下同）显著低于对照棉花（P＜0.05）。随着棉花和蓖麻的生长，7月蓖麻上的绿盲蝽种群数量开始上升，但与邻近蓖麻棉花及对照棉花无显著性差异；而到8―9月，蓖麻上的绿盲蝽百株虫量达到380头，显著高于邻近蓖麻棉花的51头（P＜0.05）以及对照棉花的71头（P＜0.05），但是邻近蓖麻棉花上的绿盲蝽种群数量与对照棉花无显著差异。说明蓖麻是绿盲蝽较为喜爱的寄主，虽然蓖麻的种植未能显著降低邻近蓖麻棉花上的绿盲蝽发生数量，但是蓖麻本身对绿盲蝽有较大的吸引力。

2.2 蓖麻诱集带对棉田主要天敌种群数量的影响

2.2.1草间小黑蛛。由图5可知，在6月、7月和8―9月，蓖麻上草间小黑蛛的百株虫量（相应时段各次调查的平均值，下同）分别为489头、425头和900头，显著高于邻近蓖麻棉花上的171头、208头和342头，以及对照棉花上的173头、190头和428头；但是，在棉花生长的不同时期，草间小黑蛛的种群数量在邻近蓖麻棉花和对照棉花间无显著差异。表明，蓖麻诱集带的种植可有效保护草间小黑蛛的繁殖，为转入棉田捕食害虫具有很好的天敌保护和增殖作用。

图4 不同处理的绿盲蝽数量比较

图5 不同处理的草间小黑蛛数量比较

2.2.2小花蝽。由图6可知，在6月和7月，临近蓖麻棉花和对照棉花上的小花蝽数量（相应时段各次调查的平均值，下同）无显著差异；而到8―9月份，蓖麻和临近蓖麻棉花上的小花蝽百株虫量分别为141头和163头，均显著低于对照棉花上的294头。表明在棉花生长的后期，蓖麻的种植能抑制临近棉田小花蝽的种群数量。

图6 不同处理的小花蝽数量比较

2.3 蓖麻诱集带对棉田节肢动物群落生物多样性的影响

蓖麻和对照棉田中节肢动物群落层昆虫个体总数极显著多于临近蓖麻棉花上的昆虫个体总数，表明种植蓖麻，能有效降低棉田的昆虫数量。蓖麻上昆虫个体总数多于对照棉花上的昆虫个体总数，但是差异不显著 （表1）。蓖麻和临近蓖麻棉花的多样性指数、均匀性指数和优势集中性指数无显著差异。

表1 不同处理棉田的节肢动物群落生物多样性指标

蓖麻天敌亚群落个体总数显著多于对照棉田，对照棉花的显著多于临近蓖麻棉花，且蓖麻与临近蓖麻棉花上的个体总数差异达到极显著水平；临近蓖麻棉花和对照棉花上的天敌物种数无显著差异，但显著多于蓖麻上的天敌物种数。上述结果表明，蓖麻的种植极显著降低了棉田的昆虫……（雒珺瑜，等）蓖麻诱集带对棉田节肢动物群落及生物多样性的影响个体总数及天敌种数和总数。

蓖麻和对照棉花害虫亚群落的个体总数无显著差异，极显著多于临近蓖麻棉花上的害虫总数。但是，临近蓖麻棉花上的害虫物种数、多样性指数和均匀性指数均显著或极显著大于对照棉花，可能是由于蓖麻上的害虫种类不同于常规棉田，蓖麻上的害虫飞到临近的棉花上，导致临近蓖麻棉花上的害虫种类多于常规棉田。

3 讨论

昆虫群落各营养层中的参数指标与寄主植物之间的关系及其影响程度和方向一直是生态学和昆虫学研究的热点问题，且寄主植物对节肢动物群落及其多样性的影响的研究在近10多年来受到广泛重视。近年来，人们充分认识到化学农药的“3R问题”（残留 residue、抗性 resistance、再猖獗 resurgence），逐步由原来的高毒化学农药逐渐向植物源农药和生态控制转移研究重点[10-11]。棉田作物结构和作物种类的不同、诱集带种植方式等的不同，均对棉田害虫的种群发生具有一定的影响[7,12-13]。本研究在棉田成片种植蓖麻诱集区，系统调查和分析了蓖麻诱集带对棉田节肢动物群落及其生物多样性的影响。本研究结果表明，蓖麻诱集带的种植，能显著降低棉铃虫3代发生期的落卵量及棉花生长后期烟粉虱和小花蝽的种群数量，而对其他害虫和天敌的种群数量无显著影响。同时虽然蓖麻的种植未能显著降低临近棉花上的绿盲蝽发生数量，但是蓖麻本身能吸引大量的绿盲蝽在其植株上进行繁殖，可能与蓖麻体内的某种化学物质有关，可为下一步从蓖麻中寻找植物源杀虫剂奠定基础。结果还显示，蓖麻和临近蓖麻棉花上昆虫的多样性指数、均匀性指数极显著高于对照棉花，而两者的优势集中性指数极显著低于对照棉花。上述结果可为以后探讨种植蓖麻诱集带诱集棉田主要害虫技术及保持生物多样性方面的作用提供依据。