盛夏西湖龙井茶园色板诱杀的昆虫类群的组成及其趋色性差异

王彦苏,韩善捷,韩宝瑜

中国计量大学生命科学学院/浙江省生物计量及检验检疫技术重点实验室, 杭州 310018

西湖龙井茶是我国传统十大名茶之一,原产地就是杭州地区,产区茶-林结合,生物多样性丰富。但是,茶园肥配水平高,茶梢持嫩性强,主要采用施药治理病虫,施药剂量较大、次数也较多。茶小绿叶蝉EmpoascaflavescensF.、黑刺粉虱Aleurocanthusspiniferus(Quaintance)等为害严重,每年分别施药15—20余次、2—3次。多年以来施药治虫已致茶小绿叶蝉[1]等产生严重抗药性。20世纪90年代末以来,该茶区推行无公害防治,诱虫板作为主要手段之一。研究表明,琥珀黄色彩显著引诱假眼小绿叶蝉[2],柠檬黄色纸强烈地引诱茶尺蠖EctropisobliqueProut 一龄幼虫[3],黄色较强地引诱黑刺粉虱和三轮蓟马DendrothripsminowaiPriesner,黄绿色或黄色粘板较强地诱杀茶小绿叶蝉JacobiascaformosanaPaoli[4],在茶园中广翅蜡蝉类Ricaniaspp. 成虫趋向于黄色饱和度高的色板[5],而芽绿色对假眼小绿叶蝉引诱力较强,素馨黄对黑刺粉虱成虫引诱力较强[6]。桑白蚧Pseudaulacaspispentagona(Targioni) 于1990年至2010年在日本茶园中一度猖獗,黄色粘虫板被用于监测和诱捕成虫[7]。黑刺粉虱则于2004—2014年在日本茶园和桔园中持续爆发,日本国立蔬菜和茶叶研究所、京都府立大学等研发机构和诸多茶叶公司将其作为入侵生物进行防治,将黄色诱虫板作为防治手段之一[8]。粘性诱虫色板上附加引诱害虫的茶梢信息物质,还可强化诱虫板对于假眼小绿叶蝉[9]、或茶蚜[10]的诱捕力；若是在无粘性色板上附着互利素,则可叠加色彩和互利素对茶尺蠖绒茧蜂Apantelessp.和单白绵绒茧蜂Apantelessp.等天敌昆虫的引诱力[11-12]。随着研发工作的推进,近些年来黄色诱虫板较大面积地用于诱杀茶园害虫。

但是诱杀过程中也发现这种黄色诱虫板对茶小绿叶蝉的防效有时不佳,原因是该叶蝉世代重叠严重,卵、若虫和成虫虫态并存于茶园中,若虫跳跃力很差,几乎不被诱捕；而且,黄色诱虫板在诱杀害虫时,误杀了许多天敌昆虫。如何提高茶小绿叶蝉的诱杀效果？有哪些种类的天敌被诱虫板误杀了？占多少比例？哪种色彩诱虫板诱杀害虫效能高？哪种色彩误杀天敌效能低？迄今对此缺乏深入探讨。

本研究组于初秋(10月9—12日)[13]在浙江省绍兴和杭州、深秋(11月15—19日)[14]在江苏省丹阳分别研究了10种和12种色彩对于茶园昆虫的引诱效应,发现在不同季节内不仅诱杀的茶小绿叶蝉等主要害虫数量有明显差异,而且误杀的天敌昆虫种类和数量差异显著。对于蓝莓重要害虫酸果蔓花象AnthonomusmusculusSay的诱捕也发现,在夏季其第二代成虫盛期适逢蓝莓花期,诱效较好,而且黄板诱效显著优于白、绿、红、蓝、灰和黑色诱虫板[15]。盛夏期间茶园害虫群落、天敌群落都很繁荣,虫害也很猖獗,为了探讨以诱虫板有效诱杀害虫并尽量减少对于天敌的误杀,遂于7月26—29日选杭州市梅家坞村一片无公害茶园,以常用的12种色彩[14]诱虫板诱杀各类昆虫,此时正值茶小绿叶蝉第1个虫口高峰盛末期、黑刺粉虱第2代成虫羽化始盛期,解析：(1)在盛夏茶园中被诱捕昆虫的群落组成；(2)评估诱杀优势种害虫茶小绿叶蝉和黑刺粉虱的适宜色彩；(3)多种色彩诱杀的益、害虫种数和个体数的差别。期望为西湖龙井茶园害虫绿色防控提供参考。

1 材料和方法

1.1 诱虫色板

12种色彩的诱虫板质地皆为铜板纸,尺寸40 cm × 20 cm,各种色板亮度L和色度坐标a、b同参考文献14,由浙江大学彩印厂印制。在每块板的两面均匀地涂布无色无味昆虫胶,贴上防粘纸,用于田间诱杀。每种色彩包含10块色板。

1.2 诱杀过程

将12种诱虫板撕去防粘纸,挂于竹扦上,竹扦插入茶行之中,使色板底边略高于茶梢,色板相互间距20 m × 20 m。24 h后将每块色板旋转90,72 h后调查色板两面诱捕的各种昆虫,鉴定至目、科和种,统计每种的个体数。试验期间天气晴朗,微风,温度25℃—38℃、湿度45%—90%。

1.3 统计分析

(1)用如下群落多样性指数公式计算每种色板诱捕的昆虫群落多样性指数H′,以比较多种色彩之间诱杀昆虫的多样性和偏向性,

式中,H′为多样性指数,s为被诱捕的物种数,Pi为被诱捕的第i物种个体数占被总诱捕个体数的百分率

(2)统计每种诱虫色板诱捕的各目、各科昆虫的种数和个体数及其所占百分比,分析被捕昆虫的群落组成,查明主要害虫和优势种天敌昆虫。

(3)分析每种色板上被捕昆虫的群落结构,依据每种色板上被捕昆虫群落的种数、个体数和多样性指数、害虫/天敌个体数之比,评价每种色板诱杀害虫和误伤天敌和中性昆虫效能的强弱、及其适用于防治的害虫类群,查明12种色板中适宜于诱杀茶小绿叶蝉、黑刺粉虱的类型。先用单因素方差分析解析各种差异的显著性,再以Duncan′s 新复极差法检测各种差异的显著性水平。

2 结果与分析

2.1 盛夏西湖龙井茶园中各种色板诱捕的重要害虫和优势种天敌种类

色板诱杀的优势种害虫是茶小绿叶蝉和黑刺粉虱,分别占总个体数2.0%和94.1%(表1)。诱杀的重要害虫还有茶尺蠖、茶蚜、茶梢蛾ParametriotestheaeKusnetzov、茶细蛾CaloptiliatheivoraWalsingham、绿盲蝽Lygocorislucorum(Meyer-Dür)、茶小卷叶蛾AdoxophyesoranaFischer von Roslerstamm和潜叶蝇类害虫。

各色诱虫板误杀的重要天敌的种类也较多,捕食性天敌昆虫有异色瓢虫十九斑变种Leisaxyridis(Pallas) var.novemdecimpunctataFaldermaenn、显现变种Leisaxyridis(Pallas) var.conspicuaFaldermaenn、显明变种Leisaxyridis(Pallas) var.spectabilisFaldermaenn和二斑变型Leisaxyridis(Pallas) ab.bimaculataHemmelmann,中华草蛉ChrysopasinicaTjedea,大草蛉ChrysopaseptempunctataWesmeal,丽草蛉ChrysopaformosaBranar,伞裙追寄蝇ExoristacivilisRondani,蚕饰腹寄蝇CrossocosmiazebinaWalk,家蚕追寄蝇ExoristasorbillansWiedemann,大灰食蚜蝇SyrphuscorollaF.,四条食蚜蝇ParaqusguadifasciatusMeigen,门氏食蚜蝇SphaerophoriamenthastriL.,黑带食蚜蝇SyrphusbalteatusDe Geer,狭带食蚜蝇SyrphusserariusWiedemann,食蚜斑腹蝇LeucopispuncticornisMeigen,黑肩绿盲蝽CyrtorrhinuslivdipennisReuter；寄生性天敌昆虫为单白绵绒茧蜂Apantelessp.,茶尺蠖绒茧蜂Apantelessp.,螟蛉悬茧姬蜂CharopsbicolorSzepligeti,花胸姬蜂Gotraoctocinctus(Ashmead),野蚕黑瘤姬蜂CoccygomimusluctuosusSmith,螟蛉瘤姬蜂Itoplectisnaranyae(Ashmead),螟蛉绒茧蜂Apantelesruficrus(Haliday),蚜茧蜂Aphidiussp.,刺粉虱黑蜂AmitushesperidumSilvertri,叶蝉三棒缨小蜂StethyniumempoascaeSubba Rao,微小裂骨缨小蜂SchizophragmaparvulaOgloblin。

2.2 盛夏西湖龙井茶园中12种色板诱捕的昆虫群落的基本组成

这12种色板诱捕了61种害虫、54种天敌昆虫和32种中性昆虫,包含了半翅目、膜翅目、双翅目、鳞翅目、脉翅目、鞘翅目、直翅目和蜉蝣目8个目的昆虫,其个体数分别为 250766头、1553头、1239头、179头、76头、55头、1头和1头,共253870头,隶属于57科的147种。半翅目、膜翅目、双翅目和鳞翅目为优势类群,分别占总个体数98.8%、0.6%和0.5%(表1)。

半翅目共有6种,之所以个体数极大,是因为黑刺粉虱个体数很大,7月底是黑刺粉虱第2代成虫羽化始盛期。被诱捕的粉虱害虫主要是黑刺粉虱,还有极少量的柑橘粉虱DialeurodescitriAshmead。素馨黄诱虫板诱捕了这两种粉虱104102头、芽绿板捕了42402头、土黄板捕41112头、橘黄板捕36401头、果绿板捕7231头、大红板捕4001头、纯白板捕2911头、紫色板捕2355头、湖蓝板捕1489头、桃红板捕1050头、天蓝板捕1011头、墨绿板捕了809头。黑粉粉虱嗜好黄绿色,亮度高的色板诱杀的粉虱个体数较多,墨绿色板亮度低,诱捕的粉虱个体数很少。

膜翅目有13个科,除了资源昆虫蜜蜂科、害虫树蜂科2个科之外,其余11科都是天敌昆虫。双翅目18个科,其中食蚜蝇科和寄生蝇科含有大量天敌,潜蝇科和黄潜蝇科包含数种茶树上的潜叶蝇类害虫,其余种类虽然较多,但多是中性昆虫。鳞翅目9个科,除了鹿蛾科的茶鹿蛾Amatagermana(Felder)、尺蠖蛾科的茶尺蠖以及尖翅蛾科的茶梢蛾ParametriotestheaeKuz. 之外,其余鳞翅目昆虫都不是茶树害虫,都是从其它林木和作物转到茶园的。鞘翅目含有8个科,除了瓢甲科之外,其余都是害虫。茶园中有3种草蛉类,个体数量也较多。直翅目和蜉蝣目种数和个体数甚少(表1)。

表1 12种粘性色板在杭州市梅家坞村茶园诱捕的各类昆虫种数和个体数Table 1 Richness and abundance of various insects trapped on twelve types of sticky colored boards in a non-pollution tea plantation of Meijiawu Village in Hangzhou City

续表

续表目名Order name科名Family name桃红Peach red天蓝Sky blue果绿Apple green素馨黄Jasmine yellow湖蓝Lake blue墨绿Dark green纯白Pure white土黄Earth yellow芽绿Bud green桔黄Orange大红Bright red紫色Purple种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN潜蝇科Agromyzidae2134201131624粪蝇科Scastopsidae13222427茎蝇科Psilidae12蠓科Ceratopogonidae342312果蝇科Drosophilidae27311323禾蝇科Opomyzidae1327黄潜蝇科Chloropidae41631026圆头蝇科Dryomyzidae38311虻科 Tabanidae112224食蚜蝇科 Syrphidae4646121241546333449518小计及其百分比258339135124930138299229862481181111313418116239922115Subtotal and percentage53.2 5.8 78.0 9.4 24.5 0.6 44.1 0.1 56.9 4.5 51.8 7.138.7 2.3 32.7 0.3 25.5 0.3 34.7 0.3 42.6 2.2 42.3 3.9 鳞翅目Lepidoptera夜蛾科 Noctuidae11112322451225112248卷叶蛾科Tortricidae12222423122326112412鹿蛾科Amatidae141715181212711111217弄蝶科 Hesperiidae1111111111尖翅蛾科Cosmopterygidae1211螟蛾科Pyralididae2222112311242312111136尺蛾科Geometridae121122111212菜蛾科 Plutellidae121111111311麦蛾科 Gelechiidae13小计及其百分比595661311196131015737814816221017718Subtotal and percentage10.6 0.6 10.0 0.4 12.2 0.2 16.2 0.0 11.8 0.6 17.9 1.2 11.3 1.0 14.5 0.0 15.7 0.0 3.8 0.0 18.5 0.4 13.5 0.6 膜翅目Hymenoptera小蜂科 Chalcidoidea114151139231123蚜小蜂科Aphelinidae140110金小蜂科Pteromalidae11014蜜蜂科Apidae1211111611姬蜂科 Ichneumonidae22231111112251238473534

续表目名Order name科名Family name桃红Peach red天蓝Sky blue果绿Apple green素馨黄Jasmine yellow湖蓝Lake blue墨绿Dark green纯白Pure white土黄Earth yellow芽绿Bud green桔黄Orange大红Bright red紫色Purple种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN种数SN个数IN茧蜂科 Braconidae384133611116125225194103622缨小蜂科Mymaridae2112252177217925621982277212127712121黑卵蜂科Scelionidae111111262422寡节小蜂科EuloPhidae12492314广肩小蜂科Eurytomidae1113叶蜂科Tenthredinidae122323胡蜂科 Vespidae22111135蜾蠃科Eumenidae1111小计及其百分比82300125511189618866120238143132121117114122213139Subtotal and percentage17.0 1.6 0.0 0.0 24.5 0.7 16.1 0.2 11.8 9.1 10.7 5.0 32.3 6.7 25.5 0.8 41.1 0.5 32.7 0.3 22.2 0.5 25.0 4.6 蜉蝣目Ephemeroptera浮游科Ephemeridae11小计及其百分比000000000000000000110000Subtotal and per-centage0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 直翅目Orthoptera蟋蟀科 Gryllidae11小计及其百分比000000110000000000000000Subtotal and percentage0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 合计及其百分比47144050143749790468105275502064561225623568554218051440325237201544549522995Total and percentage100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100100

2.3 12种色板诱捕黑刺粉虱和茶小绿叶蝉效能的差异显著

12种诱虫板对于茶园中2种优势种害虫诱捕效能差异很大,桔黄、土黄、芽绿和素馨黄诱虫板诱捕的黑刺粉虱或茶小绿叶蝉个体数分别显著地大于其它色板诱捕的黑刺粉虱或茶小绿叶蝉个体数。素馨黄色板诱捕的黑刺粉虱数量极大,芽绿色板诱捕的茶小绿叶蝉数量显著地大于其它色板诱捕的茶小绿叶蝉数(表2)。

表2 12种诱虫板的平均每块板诱捕粉虱类和茶小绿叶蝉的个体数及差异性Table 2 Difference in averages of whiteflies or tea green leafhoppers trapped on twelve types of sticky colored boards

2.4 基于诱捕昆虫群落结构的12种诱虫色板的诱杀效能归类

2.4.1据被捕昆虫的群落特征值而将12种色彩归为3种类型

色彩对于各种昆虫的引诱力有着显著差异,依据以下3个指标将12种色彩分为3种类型,即(1)诱杀的个体数；(2)诱捕的种类数；(3)诱捕昆虫的群落多样性指数(表3)：

表3 12种色板上被捕昆虫的群落特征值Table 3 An analysis on structure of insect communities trapped on twelve types of sticky colored boards

第一种类型：墨绿、桃红、天蓝、湖蓝、紫色、纯白,平均每块色板诱杀的个体数< 400,平均每板诱杀的种数≤10；诱捕昆虫群落的多样性指数H′ > 1。

第二种类型：大红、果绿,平均每块色板诱杀的个体数在450和800之间,平均每板诱杀的种数介于 9和10之间；诱捕昆虫群落的多样性指数H′在0.5和0.7之间。

第三种类型：桔黄、土黄、芽绿、素馨黄,平均每块色板诱杀的个体数 > 3700头,平均每板诱杀的种数 ≥10；H′ < 0.5。

可见,第三种类型色板诱杀的个体数很大,多样性指数H′就很低；与第三种类型色彩相比,第二种类型色彩诱捕的个体数极显著地减少,多样性指数H′增大；与第二种类型色彩相比,第一种类型色彩诱捕的个体数又明显地减少,多样性指数H′又明显地增大。

2.4.23种色彩类型诱捕害虫和天敌及中性昆虫个体数之间的差异明显

第一种类型：墨绿、桃红、天蓝、湖蓝、紫色和纯白诱捕了较多的寄生蝇类和食蚜蝇类,天敌/害虫数量之比在1/10 和1/40之间。第三种类型：桔黄色、土黄、芽绿和素馨黄板捕获了极多黑刺粉虱和茶小绿叶蝉等害虫,天敌/害虫数量之比很小,小于1/100。第二种类型：果绿和大红色板上天敌/害虫数量之比值在1/45 和1/85之间,介于第1种类型和第三种类型之间。素馨黄和芽绿色板诱捕的个体数最大,益/害个体数量比值最小(表4)。

表4 3种色彩类型暨12种诱虫板诱杀的害虫和天敌及中性昆虫个数Table 4 Individual number of pests and natural enemies and neutral insects attracted and killed by twelve colored sticky boards divided into three types

3 讨论

视觉在昆虫觅食、求偶、产卵和找寻庇护场所等行为中起到至关重要的作用[16-19]。利用昆虫趋色性,本研究的12种色板在7月下旬3天内就诱捕了147种、25万多个昆虫,既说明色板具有强大引诱力,又揭示了7月下旬茶园昆虫群落繁荣,害虫猖獗。本课题组在2015年[20]、2016年[21]对于茶园昆虫群落的调查,也证明了茶园节肢动物群落丰富,生物多样性较大。本研究诱捕了8个目的昆虫,其中半翅目个体数占98.8%,茶小绿叶蝉和粉虱类依次占总个体数2.0%和94.1%。7—8月正值西湖龙井茶区采制高档次红茶的旺季,应强化对于优势种害虫茶小绿叶蝉和黑刺粉虱的无害化防控,可使用素馨黄色板诱杀黑刺粉虱第二代成虫、芽绿色板诱杀茶小绿叶蝉成虫。

与本组初秋时节(10月9—12日)[13]在绍兴和杭州、深秋时(11月15—19日)[14]在江苏丹阳色诱茶园昆虫的试验相比,本研究在盛夏的西湖龙井茶园,色诱了更多的种类和更大的个体数量,其中的一些就是各类天敌昆虫,包括了草蛉类、食蚜蝇类、寄生蝇类、瓢虫类、以及姬蜂类、茧峰类、小蜂类和缨小蜂类,等等。这一时期的天敌资源也十分丰富,在实施防治措施过程中,应尽量避免对于它们的伤害,减少化学农药的使用。

当下茶园中使用的色板种类较多,如何避免误伤天敌？如何更有效地诱杀害虫？如何针对不用种类的害虫进行诱杀？本研究检测了12种色板,第一种类型色板包括了墨绿、桃红、天蓝、湖蓝、紫色和纯白,对于主要害虫粉虱类和茶小绿叶蝉诱捕数量少,捕获的天敌/害虫数量之比值较大,在1/10和1/40之间,尤其是诱捕较多的寄生蝇类和食蚜蝇类,不适于在杭州茶区推广。第二种类型是果绿和大红色板,诱杀的害虫个数明显增多,益/害比值也有明显减小,但是也不适合于茶园中应用。第三种类型色板即桔黄色、土黄、芽绿和素馨黄色板,诱杀了极多的粉虱类及茶小绿叶蝉等害虫,益/害比值很低,小于1/100,亦即诱捕了100头害虫,还不会误杀1头天敌昆虫,尤其是素馨黄和芽绿色板,二者对于粉虱、叶蝉和蚜虫都有很强的诱杀效能,适合于推广。有研究表明,高粱地中黄色粘板诱杀的橙色玉米叶蝉CicadulinabipunctataMelichar和飞虱LaodelphaxstriatellusFallen显著地多于蓝色粘板诱杀的叶蝉和飞虱,还使用黄色粘板监测了这两种害虫种群动态[22]。

色板技术已被作为一种无公害手段而治理害虫[23],在不同地区针对不同种类害虫使用适宜色彩的诱虫板。比如,在麦田中使用紫色粘板监测麦红吸浆虫成虫发生动态[24],梨园中使用绿色粘板监测绿盲蝽Apolyguslucorum(Meyer-Dür) 及其天敌的种群动态[25]。Bian等发现色彩引诱茶黄蓟马ScirtothripsdorsalisHood 和茶棍蓟马DendrothripsminowaiPriesner,前者偏向草坪绿而后者偏向绿黄色[26]。Wagan等使用黄、绿、紫和黑4种诱虫粘板监测和诱杀秋葵上的白粉虱BemisiatabaciGenn. 和蓟马类害虫,发现黄色粘板显著优于其它3种色板,黄色粘板价廉、无污染,可以部分替代化学农药[27]。Alim等使用黄色粘板监测了有机柿子园和传统农药防治柿子园树冠的上、中、下层花上以及地表植被上8种蓟马密度的差异[28]。