桔梗花期昆虫群落结构和昆虫访花传粉行为观察

卢亚菲 王晓钰 杨宝戈 丁文静 王绍敏

摘要：为明确桔梗花期访花昆虫群落结构和传粉昆虫种类及行为，本试验采用马来氏网取样法和目测法对当年生桔梗田昆虫进行调查研究。结果表明，桔梗花期访花昆虫类群主要有双翅目（Diptera）、膜翅目（Hymenoptera）、半翅目（Hemiptera）、鳞翅目（Lepidoptera）、鞘翅目（Coleoptera），分别占昆虫总数的52.68%、21.38%、17.01%、3.10%、3.28%。桔梗花期主要访花昆虫有意大利蜜蜂（Apis mellifera）、淡脉隧蜂（Lasioglossum sp.）、梯斑墨食蚜蝇（Melanostoma scalare）、切叶蜂（Megachile sp.）和熊蜂（Bombus sp.），其中意大利蜜蜂访花个体数量、访问花朵数量和访花时间均最大，分别为12.54只、31.29朵 和285.65 s。在桔梗花期，多样性高、有传粉功能的膜翅目和双翅目昆虫的数量最为丰富。

关键词：桔梗;马来氏网;昆虫群落结构;传粉昆虫;访花行为

中图分类号：S431.1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）04-0132-05

Abstract To clarify the insect community structure and the species and behavior of insect pollinators on Platycodon grandiflorum during flowering period，Malaise trap sampling method and visual method were used in the study. The results showed that Diptera， Hymenoptera， Hemiptera， Lepidoptera and Coleoptera were the major visiting insect groups on Platycodon grandiflorum during flowering， accounted for 52.68%， 21.38%， 17.01%， 3.10% and 3.28% of the total insects， respectively. The main polinators on Platycodon grandiflorum were Apis mellifera， Lasioglossum sp.， Melanostoma scalare， Megachile sp. and Bombus sp. .The number of individual， number of visiting flowers and visiting time of A. mellifera were 12.54， 31.29 and 285.65 s， respectively， which were significantly higher than those of the other insects. During Platycodon grandiflorum flowering， the numbers of hymenoptera and diptera insects with high diversity and pollination function were the most abundant.

Keywords Platycodon grandiflorum; Malaise trap; Insect community structure; Insect pollinators; Flower visiting behavior

桔梗（Platycodon grandiflorum）為多年生草本植物，是我国常用的大宗中药材之一，具有祛痰、镇咳、抗炎、抗肿瘤、提高人体免疫力等药理活性[1，2]，同时桔梗也是日本、韩国、朝鲜以及我国东北地区的常食蔬菜[3]。作为一种药、食、观赏兼用的经济植物，桔梗具有广阔的开发价值和应用前景。随着市场需求量的增加，人工栽培技术日渐成熟，种植面积不断增加，逐渐趋向规模化、产业化。同时，桔梗的研究也不断深入，目前主要集中于化学成分、药理及药用价值、观赏价值、加工与栽培技术、有效成分提取等方面，而对于桔梗栽培种植过程中的昆虫群落等方面的研究还未见报道。

昆虫是生态系统中的重要组成部分，研究昆虫群落结构多样性能揭示昆虫群落自动平衡调节能力和预测害虫种群能否暴发成灾[4]。其中，传粉昆虫作为桔梗授粉的主要媒介[5]，在维持植物多样性和提高农业生产力中起重要作用[6-8]。然而，关于桔梗传粉昆虫种类及访花行为的研究尚未见报道。

因此，本研究采用马来氏网采集法，研究桔梗花期昆虫群落结构、访花昆虫种类及访花行为，以期为充分发挥有益昆虫资源在群落结构中的自然调节和控制作用、制定科学有效的桔梗害虫防治策略、增强昆虫为桔梗授粉的功能提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 调查地点和时间

调查于山东省临沂市平邑县郑城镇山东瑞生源药业有限公司药材生产种植基地（35°18′54.66″N，117°39′45.04″E）桔梗田中进行。桔梗为4月9日种植，整个种植过程不喷施任何杀虫剂。

1.2 花期昆虫群落调查

桔梗花期为7月11日至9月16日，昆虫群落调查持续整个花期，试验采用马来氏网取样法[9]。在桔梗开花前，将马来氏网（中国科学院动物研究所提供）设置在桔梗田核心区（通风且阳光充足），安装时将各条固定绳索拉紧以使各个网面绷紧、拉平;网脊倾斜角度为35°～45°;黑色阻隔筛网与地面须无缝隙，以便爬行类昆虫的收集[10]。自桔梗开花初期（7月18日）开始收集昆虫，每周收集一次，直至花期结束（9月16日）。收集的昆虫置于保鲜盒中做好标签，带回实验室中进行昆虫种类鉴定，并统计各种昆虫数量。

1.3 传粉昆虫种类及访花行为调查

调查于桔梗盛花期（7月27日，晴，26℃～35℃）进行。在桔梗花田中随机选取五点（每点1 m2），采用直接观察法调查并记录花簇盛开的桔梗花序上访花昆虫种类，观察时间为8—17时，每小时自整点起观察15 min，拍照记录每点内出现的昆虫种类、数量，并计数每只昆虫访问的小花数量以及在每朵小花上的停留时间。

1.4 数据分析

数据采用Microsoft Excel 2013进行统计分析，访花昆虫个体数、访问小花数和访花时间采用SPSS软件（SPSS 19.0，SPSS Inc.，Chicago IL，USA）进行方差分析，并采用 Tukey法检验差异显著性（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 桔梗花期昆虫目级群落结构

桔梗田花期共采得昆虫5 004头，隶属于7目51科，分别为双翅目（Diptera）、膜翅目（Hymenoptera）、半翅目（Hemiptera）、鳞翅目（Lepidoptera）、鞘翅目（Coleoptera）、直翅目（Orthoptera）、缨翅目（Thysanoptera），其中缨翅目、直翅目因数量少归为其他。如图1所示，在桔梗田中优势昆虫类群为双翅目、膜翅目和半翅目，昆虫个体总数分别为2 636、1 070头和851头，分别占总个体数的52.68%、21.38%和17.01%，鳞翅目与鞘翅目昆虫个体数占总昆虫个体数的比例均低于10%。膜翅目、双翅目、半翅目、鳞翅目、鞘翅目、缨翅目、

2.2 桔梗花期昆虫科级群落结构

由表1可知，桔梗花期膜翅目昆虫的优势类群有切叶蜂科（Megachile）、蜜蜂科（Apidae）、姬蜂科（Ichneumonidae），分别占总数的37.32%、15.38%和13.11%;双翅目昆虫的优势类群为长足虻科（Dolichopodidae）、蝇科（Muscidae）、水虻科（Stratiomyidae），分别占双翅目昆虫总数的29.65%、24.18%、11.42%;半翅目昆虫的优势类群为叶蝉科（Cicadellidae）、长蝽科（Lygaeidae）、粉虱科（Aleyrodidae），所占比例分别为44.24%、27.57%、22.56%;鳞翅目昆虫的优势类群为夜蛾科（Noctuidae）、羽蛾科（Pterophoroidea），所占比例分别为34.48%、41.38%;鞘翅目昆虫的优势类群为瓢虫科（Coccinellidae），占总数的78.63%。

膜翅目和双翅目昆虫种类最为丰富，分别为100种和74种。膜翅目昆虫主要为意大利蜜蜂（Apis mellifera）、淡翅切叶蜂（Xanthosaurus remota）、广大腿小峰（Brachymeria lasus）、大头泥蜂（Philanthus sp.）、斑翅马尾姬蜂（Megarhyssa praecellens），其中意大利蜜蜂数量最多（125头），占膜翅目昆虫总数的11.68%。双翅目昆虫中的横带花蝇（Anthomyia illocata）、蕈蚋（Mycetophilidae sp.）、褐足维蚋（Wilhelmia turgaica）、黄腹小丽水虻（Microchrysa flaviventris）的数量分别为127、78、110、63头，分别占双翅目昆虫总个体数的4.82%、2.96%、4.17%、2.39%。半翅目昆虫中的小长蝽（Nysius ericae）、叶蝉（Cicadellidae sp.）数量分别为220、80头，占半翅目昆虫总数的25.85%、9.40%;鳞翅目昆虫主要为胡枝子小羽蛾 （Fuscoptili emarginata）、棉铃虫（Helicoverpa armigera），二者总数占鳞翅目昆虫总数的15.48%;鞘翅目昆虫中的十二斑褐菌瓢虫（Vibidia duodecimguttata）数量最多，为78头，占鞘翅目总数的47.56%。

2.3 桔梗花期传粉昆虫种类及访花行为

由表2可知，桔梗花期传粉昆虫主要为意大利蜜蜂（Apis mellifera）、淡脉隧蜂（Lasioglossum sp.）、梯斑墨食蚜蝇（Melanostoma scalare）、切叶蜂（Megachile sp.）和熊蜂（Bombus sp.），其中意大利蜜蜂、淡脉隧蜂、切叶蜂、熊蜂为膜翅目昆虫，梯斑墨食蚜蝇为双翅目昆虫。意大利蜜蜂的访花个体数显著高于淡脉隧蜂、梯斑墨食蚜蝇、切叶蜂和熊蜂。每小时每平方米昆虫的访花总数为34.49朵，其中意大利蜜蜂访花数最多，为31.29朵，其次为淡脉隧蜂（2.83朵），且意大利蜜蜂访花数量显著多于淡脉隧蜂、梯斑墨食蚜蝇、切叶蜂、熊蜂（F=16.844;df=4，15;P<0.001）。每小时每平方米传粉昆虫总访花时长为310.26 s，其中意大利蜜蜂访花时长（285.65 s）显著长于其余4种传粉昆虫（F=25.464;df = 4，15;P <0.001），其次为淡脉隧蜂（23.94 s），但与梯斑墨食蚜蝇、切叶蜂、熊蜂之间无显著差异。1 h内传粉昆虫总个体数为14.42头，数量由多到少依次为意大利蜜蜂>淡脉隧蜂>梯斑墨食蚜蝇>熊蜂>切叶蜂，其中意大利蜜蜂数量最多，为12.54头，占传粉昆虫总数的86.96%，淡脉隧蜂为1.63头，占传粉昆虫总数的11.30%，梯斑墨食蚜蝇、熊蜂、切叶蜂数量较少，分别为0.13、0.08、0.04头，共占总数的1.73%（图2）。

3 讨论与结论

昆虫是生态系统中的重要组成部分，对于维持生态系统的物种多样性和生態平衡具有重要作用，昆虫在植物授粉过程中具有高效、经济等优势，可增加农产品的坐果率和产量[11]。本文利用马来氏网采集法对桔梗花期昆虫群落进行调查，采集到昆虫标本5 004头，分属于7目51科，显示出桔梗田花期昆虫种类丰富。桔梗田昆虫群落中处于优势地位的为切叶蜂科、蜜蜂科、长足虻科、蝇科、叶蝉科、长蝽科、粉虱科、羽蛾科、夜蛾科、瓢虫科昆虫。其中，夜蛾科、叶蝉科、粉虱科昆虫是危害桔梗的主要害虫，瓢虫科昆虫是控制桔梗田害虫的重要天敌昆虫。研究发现，生态系统中生物多样性越高，群落的稳定性越高，害虫越不易爆发。本研究表明，桔梗田昆虫种类丰富，不同功能的昆虫种类构成了复杂多样的昆虫群落结构，这可能是桔梗田害虫发生较轻的重要原因。

传粉昆虫在植物开花授粉和结实繁衍中起重要作用[5]。膜翅目昆虫访花效率高、携粉量大，双翅目昆虫个体数量多、访花速率高，因此为最常见的传粉昆虫[12]。桔梗花期昆虫群落结构的优势种群以及主要传粉昆虫均属膜翅目和双翅目，这与以往研究中发现的膜翅目昆虫为苹果[13]、山楂[14]的主要授粉昆虫类群、双翅目昆虫为文冠果[15]的主要传粉昆虫类群结论一致。尚利娜[16]对长白山访花昆虫种类进行调查发现双翅目蝇科、虻科昆虫具有访花行为。昆虫与植物长期协同进化，不同植物的传粉昆虫可能不一致[17]，根据我们的调查结果推测，桔梗的主要传粉昆虫为膜翅目与双翅目昆虫，主要有意大利蜜蜂、淡脉隧蜂、梯斑墨食蚜蝇、切叶蜂和熊蜂，其中意大利蜜蜂种群数量最大，访花时间最长，单位时间访花数量最多，访花频率最高。昆虫访花后的传粉效果不仅与访花频率有关，而且与每次访花后的传粉效率密切相关，因此在桔梗实际生产中，是否可通过田间释放传粉昆虫的方式提高桔梗结籽率及桔梗种子产量有待进一步研究。

桔梗既是我国野生的植物资源，也是有药用、食用价值的经济植物。本文通过对其花期昆虫群落和昆虫访花行为进行研究，有助于我们了解桔梗生态系统中昆虫组成和不同功能群的作用，为桔梗的可持续利用提供依据。

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