丽草蛉三龄幼虫对斜纹夜蛾卵及低龄幼虫的捕食作用

王亚南，李 萍，贺玮玮，张茂森，王孟卿，毛建军，张礼生，李玉艳

（中国农业科学院植物保护研究所/农业农村部天敌昆虫重点实验室，北京 100193）

斜纹夜蛾Spodoptera lituraFabricius属鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae，是一种世界性广布的杂食性、暴发性农林重要害虫，可取食棉花、花生、烟草、大豆、玉米、水稻、蔬菜等380多种植物，因其具有取食量大、繁殖力强、扩散传播快且易暴发为害等特点，被认为是亚洲地区破坏力最强的害虫之一[1-4]。该虫在我国除西藏未见报道外，其他各地均有发生，尤以长江流域、华南和西南地区发生为害较为严重，北方一般间歇暴发为害[5]。斜纹夜蛾是一种暴食性害虫，3龄前幼虫通常聚集取食叶片，4龄后进入暴食期，除叶片外，还可取食植物茎、花和果实，大发生时常导致作物严重减产，甚至毁种绝收，给农业生产造成了极大经济损失[3,6,7]。

国内外防治斜纹夜蛾一直以化学农药为主，但随着该虫对多种杀虫剂抗性的增强，常用杀虫剂已失去控害作用，导致该虫的防治难度加大[8-12]。生物防治作为一种绿色安全、可持续发展的防控措施，已成为害虫防治的重要技术。近年来，许多国家在利用天敌昆虫、生防微生物、病原线虫、植物源天然产物以及性信息素等防控斜纹夜蛾的研究中取得了重要进展，为该害虫的防治提供了新方法[13-17]。已有研究表明，天敌昆虫对斜纹夜蛾的发生和为害起重要调控作用，自然条件下天敌的控制作用可达59%～89%[18-20]，其中捕食性天敌是影响斜纹夜蛾种群数量动态的重要因子，在控制种群数量增长方面具显著作用[21]。据统计，世界范围内斜纹夜蛾的捕食性天敌昆虫有 60余种[13,22]，张根顺等[23]报道我国福建烟田斜纹夜蛾的捕食性天敌昆虫有 29种。目前，可商品化用于防控斜纹夜蛾的天敌昆虫种类仍较少，亟需挖掘更多天敌资源并进行推广应用。

丽草蛉Chrysopa formosaBrauer是脉翅目Neuroptera草蛉科Chrysopidae的一种优良捕食性天敌，能取食草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E. Smith)、棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)、美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)等鳞翅目害虫卵及低龄幼虫，具有食量大、繁殖力高、适应性强等优点，其广泛分布于我国各地，在农业生产中发挥着重要控害作用，是极具商品开发潜力的天敌种类[24,25]。目前，丽草蛉对斜纹夜蛾的捕食作用尚不清楚，为探明其对斜纹夜蛾的捕食控害能力，本研究测定了丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾卵及 1～3龄幼虫的捕食能力，分析了其捕食功能反应及控害潜能，为斜纹夜蛾的生物防治提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

斜纹夜蛾卵由吉林省农业科学院提供，在实验室内（26±1）℃、光周期 16L:8D、湿度（70±10）%条件下孵化，幼虫用人工饲料饲养，分别取斜纹夜蛾新产卵块、2日龄的1龄和2龄幼虫及1日龄的3龄幼虫供试。丽草蛉为中国农业科学院植物保护研究所天敌昆虫组实验室内长期饲养种群，饲养条件为（26±1）℃、光周期16L:8D、湿度（70±10）%，取蜕皮后3～5日龄的3龄幼虫供试。

1.2 试验条件及方法

捕食能力测定试验在人工气候箱内进行，试验条件设置为温度（26±1）℃、光周期16L:8D、湿度（70±10）%。取单头丽草蛉3龄幼虫置于直径9 cm的培养皿内饥饿处理24 h，然后将不同密度的斜纹夜蛾卵及幼虫置于培养皿内供丽草蛉捕食，斜纹夜蛾卵密度设置为100、150、200、300、500、800粒/皿，1龄幼虫的密度为60、80、120、200、300头/皿，2龄幼虫的密度为5、10、20、40、80头/皿，3龄幼虫的密度为2、4、8、12、20头/皿；同时提供少量人工饲料供猎物取食及避免其自残，培养皿用封口膜封口防止幼虫逃逸，24 h后检查并记录丽草蛉幼虫存活状况、猎物剩余存活数量等，以上每个处理重复6次。各密度分别设置空白对照，获得相同密度下斜纹夜蛾的自然死亡率，以校正丽草蛉的捕食量。因空白对照斜纹夜蛾的自然死亡率较低，均低于 1%，因此无需对捕食功能反应试验中的猎物死亡率进行校正。斜纹夜蛾卵和幼虫的鲜重用电子天平（Sartorius）测量并记录，分别取10个卵块称重，记录每个卵块的卵粒数，计算出单粒卵鲜重；1龄幼虫按30头每个重复测量，2龄和3龄幼虫按10头每个重复测量，分别重复10次，计算单头幼虫鲜重。

1.3 数据统计与分析

在不同猎物密度下，丽草蛉幼虫对斜纹夜蛾的捕食数量及捕食猎物鲜重的差异显著性分析采用单因素方差分析，多重比较采用Tukey法。将丽草蛉的捕食量和猎物密度进行Logistic回归分析，根据回归分析的参数判断捕食功能反应类型，利用圆盘方程Ne＝aN0T/(1＋aThN0)拟合曲线，求出各参数值，式中Ne为被捕食的猎物数量，N0是猎物密度，a为捕食者对猎物的瞬时攻击率，T是试验的总时间（24 h），即捕食者的总搜寻时间；Th为处理时间，是捕食者用于捕食猎物所需的时间。捕食者的理论最大捕食量Nmax可通过T/Th求出，a/Th代表捕食功能反应比率，可用于预测捕食者对猎物的控害效能[26]。所有数据处理和统计分析利用GraphPad Prism 6完成。

2 结果与分析

2.1 丽草蛉幼虫对斜纹夜蛾卵和低龄幼虫的捕食量

通过捕食能力测定试验发现，丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾卵、1龄、2龄和3龄幼虫均表现出积极取食行为和较高的捕食量。本试验条件下，丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾卵和1～3龄幼虫的日捕食量均随猎物密度增大而显著增加；但当提供的猎物数量超过一定值后，丽草蛉的捕食量趋于饱和（图1）。在设置最高猎物密度下，丽草蛉3龄幼虫对猎物卵的捕食数量最高，平均为（243.0±32.75）头；其次为1龄幼虫（106.3±18.86）头；对3龄幼虫的捕食数量最低，平均不足10头（F3,20＝190.0，P＜0.0001，表1）。按照猎物鲜重计算，丽草蛉3龄幼虫对1龄幼虫的捕食量最大，其每日取食的斜纹夜蛾1龄幼虫的鲜重显著高于取食2龄幼虫的鲜重，但对卵和3龄幼虫的捕食量最低（F3,20＝32.23，P＜0.0001）。

图1 丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾卵、1龄、2龄和3龄幼虫的日捕食量Fig. 1 Number ofSpodoptera lituraeggs and 1st, 2ndand 3rdinstar larvae consumed by 3rdinstar larvae ofChrysopa formosaper day

表1 试验最高猎物密度下丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾的实际最大捕食量Table 1 The actual maximum predation ofChrysopa formosa3rdinstar larvae toSpodoptera lituraat the highest prey density

2.2 丽草蛉幼虫对斜纹夜蛾的捕食功能反应

利用Logistic回归模型进行分析，发现丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾卵、1龄、2龄及3龄幼虫的捕食功能反应类型均符合Holling II型，经模型适合性检验表明该模型适合，且曲线拟合度较高，相关系数均达0.9以上，能较准确地评估丽草蛉对斜纹夜蛾的捕食能力（表2和图2）。从功能反应曲线可以看出，当提供的斜纹夜蛾量较低时，丽草蛉3龄幼虫对卵和各个龄期幼虫的捕食效率均较高，但当猎物密度逐渐增加时，其捕食量升高，但捕食效率随之缓慢下降（图2）。由图1和图2可知，在斜纹夜蛾卵量高于500粒、1龄幼虫高于200头、2龄幼虫高于40头、3龄幼虫高于12头时，丽草蛉3龄幼虫对猎物的捕食量趋于饱和，捕食效率降至50%以下。

图2 丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾卵和1～3龄幼虫的捕食功能反应曲线Fig. 2 Functional response curve of 3rdinstar larvae ofChrysopa formosato eggs, 1st, 2ndand 3rdinstar larvae ofSpodoptera litura

丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾卵和不同龄期幼虫的瞬时攻击率随猎物龄期增大逐渐降低，但各处理组间无显著差异（F3,142＝0.0494，P＝0.9854）。相反，丽草蛉幼虫对不同猎物的处理时间随猎物龄期增大显著延长，其对斜纹夜蛾3龄幼虫的处理时间最长，对卵的处理时间最短（F3,142＝19.12，P＜0.0001）。当提供的猎物数量足够多时，利用方程可求出丽草蛉3龄幼虫的理论日最大捕食量（T/Th），其最多可捕食卵313.7粒、1龄幼虫130.5头、2龄幼虫33.3头、3龄幼虫15.2头，这与试验设置最高密度条件下的实际最大捕食量非常接近。通过比较控害效能（a/Th）发现，丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾的控害效能随猎物龄期增大显著下降，其对卵的控害效能最高，分别是对1龄幼虫的2.4倍、对2龄幼虫的11.2倍和对3龄幼虫的30.9倍；但对3龄幼虫的控害效能最低，仅为0.76（表2）。

表2 丽草蛉幼虫对不同龄期斜纹夜蛾的捕食功能反应参数Table 2 Functional response parameters ofChrysopa formosalarvae toSpodoptera lituraeggs and young larvae

3 讨论

捕食性天敌的猎物谱、猎物捕食量、捕食效能及功能反应类型等是评价其控害作用的重要参考指标，在筛选优势天敌物种、评价其捕食能力及应用价值中具重要意义[27,-28]。本研究证实丽草蛉3龄幼虫能捕食斜纹夜蛾卵及低龄幼虫，且捕食量较大，尤其对斜纹夜蛾卵和1龄幼虫的日均捕食量、理论日最大捕食量及控害效能都显著高于其他虫态，该捕食特点对防治斜纹夜蛾意义重大，可在斜纹夜蛾进入4龄暴食期前应用丽草蛉防治斜纹夜蛾卵和低龄幼虫，有效压低其种群数量，减轻后期防治难度。

丽草蛉对其他鳞翅类害虫也具较强的控制作用，其幼虫能捕食与斜纹夜蛾为害特征和形态相似的草地贪夜蛾，但其3龄幼虫（2日龄）对草地贪夜蛾3龄以上幼虫的捕食作用较弱，对草地贪夜蛾卵、1龄及2龄幼虫的日均最大捕食数量也都低于对斜纹夜蛾的捕食量[24]。这可能与本研究中所用丽草蛉为更高日龄的3龄幼虫（3～5日龄）、斜纹夜蛾比草地贪夜蛾的防卫能力偏低有关，一般捕食者的捕食能力随龄期增大而提高、猎物防卫能力强则被成功捕食的几率下降[28]。此外，本研究中丽草蛉3龄幼虫对斜纹夜蛾的捕食作用也明显高于对棉铃虫和美国白蛾的捕食效应[29-30]，其对不同猎物捕食能力的差异，说明捕食作用受捕食者的龄期和取食偏好性、猎物种类和生理状态及试验条件等多种因素影响，若要明确天敌对不同猎物种类的控害能力，还需考虑各种影响因子的综合作用再进行评估。

天敌的捕食能力同样也受猎物虫态、龄期和密度的显著影响，从不同猎物密度下的实际捕食量及其功能反应参数来看，丽草蛉幼虫的捕食能力随斜纹夜蛾龄期和密度的增加而明显下降。该现象也可见于中华通草蛉Chrysoperla sinicaTjeder[31]、大草蛉Chrysopa pallens(Rambur)[32]、普通草蛉Chrysoperla carnea(Stephens)[33]、异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)[34]等天敌对不同猎物的捕食反应中。这些研究结果说明，捕食者对静态猎物卵的攻击系数较高，处理时间短，捕食效率也高；但对活动性强且具防卫能力的幼虫攻击力降低，处理猎物的时间也随幼虫增大而延长，导致捕食效率和控害效能均降低。从功能反应曲线可看出，猎物密度较低时，丽草蛉的搜索能力较强，捕食效率较高，但随猎物数量的增加，其捕食效率显著下降，这说明符合II型功能反应的天敌，通常在猎物种群密度较低时能发挥更高的控害作用[24,31,32]。尽管田间自然条件下天敌的捕食效能会有所下降，但通过在室内开展捕食功能反应研究，能初步了解天敌对猎物的捕食行为特点、偏好性和捕食能力，这对天敌昆虫的释放应用具重要借鉴意义。

国内外已开展了多种天敌对斜纹夜蛾的捕食作用研究，在猎物龄期相同或相近的条件下，与其他天敌相比，丽草蛉 3龄幼虫对斜纹夜蛾卵和 1～2龄幼虫的捕食能力优于异色瓢虫幼虫和成虫[34]、烟盲蝽Cyrtopeltis tenuis(Reuter)成虫和5龄若虫[35]及红彩真猎蝽Harpactor fuscipes(Fabricius)若虫和成虫[36]等，但对斜纹夜蛾3龄幼虫的捕食效能低于叉角厉蝽Eocanthecona furcellate(Wolff)成虫[37]、益蝽Picromerus lewisiScott 4～5龄若虫和成虫[38]及拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata(BoesenbergetStrand)[39]等，说明丽草蛉对斜纹夜蛾的控害潜能良好，可作为有效防控斜纹夜蛾的天敌资源之一。目前，本研究优先明确了捕食量较大的丽草蛉3龄幼虫的捕食能力，后期将继续开展丽草蛉成虫及低龄幼虫对斜纹夜蛾不同虫态的捕食作用，评估丽草蛉在田间对斜纹夜蛾的控害效果，为利用草蛉类防控斜纹夜蛾提供技术支撑。