东亚小花蝽成虫对番茄潜叶蛾卵的捕食能力
2024-01-25王瑞娟代晓彦刘艳陈浩苏龙张峰李红梅徐倩倩郑礼翟一凡
王瑞娟 代晓彦 刘艳 陈浩 苏龙 张峰 李红梅 徐倩倩 郑礼 翟一凡
关键词:东亚小花蝽:番茄潜叶蛾:捕食能力;生物防治
番茄潜叶蛾(Tuta absoluta)又名番茄潜麦蛾、番茄麦蛾,隶属鳞翅目(Lepidoptera)麦蛾科(Gelechiidae),于1917年首次在秘鲁发现并报道,是一种对番茄产业具有毁灭性危害的世界性入侵害虫,发生严重时可造成80%~100%的番茄产量损失。2017年入侵我国新疆地区,随后迅速扩散至全国多个省份,并在多地暴发,给我国番茄产业发展带来了巨大威胁。番茄潜叶蛾适应性强,寄主范围广,涉及11科50种,主要为害番茄、马铃薯、烟草、辣椒等茄科植物。它主要以幼虫进行危害,卵一經孵化即可潜入叶片组织取食叶肉,初期形成细小的潜道,随着幼虫的生长和取食量增加,形成大面积不规则的透明斑,严重时造成叶片干枯。此外,幼虫还可蛀食花蕾和果实,导致花蕾脱落、果实畸形或导致病菌感染造成果实腐烂。幼虫还偏好蛀食果实与果萼连接处,造成果实脱落。因其生物学特征和危害严重性被称为番茄上的“埃博拉病毒”。
对番茄潜叶蛾的防治,目前仍然以化学杀虫剂为主,导致其产生抗药性。由于其幼虫“潜食”的为害特点,使用化学药剂不仅难以将其完全防治,而且造成农作物农药残留超标,污染环境,影响人类身体健康。生物防治是一种绿色、安全、可持续的防治手段,可用于番茄潜叶蛾的防控。使用天敌昆虫是生物防治的一种重要手段,目前已知的番茄潜叶蛾天敌昆虫资源丰富,包括寄生性天敌和捕食性天敌,多以卵和幼虫为靶标。目前已报道多种卵寄生蜂赤眼蜂对番茄潜叶蛾具有良好的控害效果,如短管赤眼蜂Tri-chogramma pretiosum、暖突赤眼蜂、卷蛾分索赤眼蜂等。同时还有一些幼虫寄生蜂也具有巨大的防控潜力,如姬小蜂和茧蜂。在捕食性天敌中,应用最为广泛的是烟盲蝽Nesidiocoris tenuis和短小长颈盲蝽Macrolo-phus pygmaeus,这两种天敌昆虫已在国外多地用于田间防控,且表现出良好的防控效果。同时还发现一些捕食性蝽和瓢虫等对番茄潜叶蛾的卵和低龄幼虫具有一定的捕食能力。
番茄潜叶蛾入侵我国的时间尚短,自然天敌昆虫虽多,但可规模化繁育的优势天敌种类尚不清楚。东亚小花蝽(Orius sauten)是一种成熟商品化且应用广泛的天敌昆虫产品,成虫和若虫均可捕食蓟马、蚜虫、叶螨等多种农业害虫。本研究通过观察分析东亚小花蝽在室内条件下对番茄潜叶蛾卵的取食情况、捕食功能反应和搜寻效应,评价其对番茄潜叶蛾卵的捕食作用及控害潜能,以期为番茄潜叶蛾的生物防治提供科学参考。
1材料与方法
1.1供试昆虫
番茄潜叶蛾采于济南市济阳区的番茄植株上,室内继代饲养3代以上。幼虫用番茄苗饲养,成虫期补给20%蔗糖水。东亚小花蝽由山东省农业科学院植保所天敌与授粉昆虫实验室饲养,若虫和成虫均以麦蛾卵为食,芸豆为产卵介质。两种昆虫均置于(25±1)℃、湿度(70+5)%、光周期14L:10D的人工气候室内饲养。
1.2试验设计
捕食功能反应试验在直径9cm的培养皿中进行,将番茄潜叶蛾卵置于新鲜的番茄叶片上,皿中放置1.5cm长的新鲜芸豆为东亚小花蝽提供水源。饲养条件同1.1。选取1日龄东亚小花蝽雌、雄成虫进行试验。雌、雄成虫饥饿24h后,单头接人培养皿内,每皿分别放人10、20、30、40粒新鲜的番茄潜叶蛾卵。以单独培养的番茄潜叶蛾卵为对照,每处理重复10次。
1.3试验方法
1.3.1捕食功能反应试验东亚小花蝽自由取食番茄潜叶蛾卵24h后取出,在体视显微镜下观察番茄潜叶蛾卵的状态,记录日捕食量并计算平均数。捕食功能反应计算采用HollingⅡ型方程式N=a'TN/(1+a'ThN)。式中,N为捕食量,a为捕食者对猎物的瞬时攻击率,N为猎物密度,T为捕食者捕食单头猎物时间,T为处理时间(T=1d)a'/Th值反映天敌对害虫的控害能力,值越大,表示天敌对害虫的捕食能力越强。
1.3.2搜寻效应试验根据捕食功能反应试验结果,按照公式S= a'/(1+a'ThN)拟合东亚小花蝽对番茄潜叶蛾卵的搜寻效应。式中,S为搜寻效应。
1.4数据处理与分析
采用Microsoft Excel 2016和GraphPad Prism8.0.1软件进行统计分析及绘图,用t检验法进行差异显著性检验。
2结果与分析
2.1东亚小花蝽对番茄潜叶蛾卵的取食情况
东亚小花蝽雌、雄成虫均可捕食番茄潜叶蛾卵,将口针刺人卵内,吸食其内容物,最终卵呈干瘪状态,只剩卵壳。随后搜寻下一粒卵,继续取食。图1A为东亚小花蝽雌虫刚开始取食番茄潜叶蛾卵,卵粒饱满:图1B为东亚小花蝽雄虫取食卵后,卵呈干瘪状态。
2.2东亚小花蝽对番茄潜叶蛾卵的捕食量
东亚小花蝽对不同密度番茄潜叶蛾卵的捕食结果显示,日捕食量随卵密度的增大而增加,卵密度为10~20粒/皿时日捕食量快速增加,30~40粒/皿时增加变缓。卵密度为10~30粒/皿时,雌、雄成虫间日捕食量无显著差异(10粒/皿P=0.111 8;20粒皿P=0.264 3;30粒皿P=0.1353);卵密度为40粒/皿时,雌成虫日捕食量极显著高于雄成虫(P=0.0021)。此时,雌、雄成虫日捕食量均达到最大,分别为20.4粒和16.5粒(图2)。
2.3东亚小花蝽对番茄潜叶蛾卵的捕食功能反应
东亚小花蝽雌、雄成虫对番茄潜叶蛾卵的捕食功能采用HollingⅡ方程进行拟合(表1)。结果显示,东亚小花蝽成虫捕食量与猎物密度显著相关(R2>0.98),X2值均显著低于x2)=7.81,表明理论捕食量与实际捕食量吻合度较高。说明东亚小花蝽成虫对番茄潜叶蛾卵的捕食功能反应符合HollingⅡ方程模型。东亚小花蝽雌成虫捕食单粒番茄潜叶蛾卵所需的时间较短,为0.0156d,瞬时攻击率为0.7303,理论最大捕食量大于雄成虫,为64.1026粒。
2.4东亚小花蝽对番茄潜叶蛾卵的搜寻效应
由表1中相关参数值及搜寻效应公式,计算东亚小花蝽雌、雄成虫对番茄潜叶蛾卵的搜寻效应,结果显示,东亚小花蝽对番茄潜叶蛾卵的搜寻效应随卵密度的增大而降低。当猎物密度相同时,雌成虫对番茄潜叶蛾卵的搜尋效应高于雄成虫(图3)。
3讨论与结论
HollingⅡ型捕食功能反应模型反映在固定时间内单头天敌昆虫的捕食量随猎物密度改变而发生变化,是一种普遍使用的评价系统,在分析天敌昆虫对害虫的捕食能力方面具有重要作用。本研究结果表明,东亚小花蝽雌、雄成虫对番茄潜叶蛾卵的捕食功能反应均符合HollingⅡ方程模型,与前人研究中东亚小花蝽对猎物的捕食功能反应模型一致。天敌昆虫的捕食量与猎物的密度存在一定的相关性,猎物密度越大,天敌昆虫捕食猎物的机会越大,因此天敌昆虫的捕食量随着猎物密度的增大而增大。本研究中,东亚小花蝽雌、雄成虫对番茄潜叶蛾卵的捕食量随卵密度的增大而增加,与其对蓟马、蚜虫等害虫的捕食功能一致。东亚小花蝽雌、雄成虫捕食番茄潜叶蛾卵的理论最大捕食量分别为64.1026粒和61.1396粒,虽差异不显著,但雌成虫的捕食量更大,可能与其卵巢发育及产卵需要更多营养有关,这与东亚小花蝽成虫捕食粘虫的结果一致。
搜寻效应是捕食者在捕食过程中对猎物攻击的一种行为效应,与猎物和天敌本身都存在一定的关系。天敌昆虫的搜寻效应依赖于猎物的种群密度,随猎物种群密度的增加而降低。本研究发现,随着番茄潜叶蛾卵密度的增加,东亚小花蝽成虫对其搜寻效应降低,这与东亚小花蝽捕食其他害虫的搜寻效应类似,猎物密度的增加缩短了捕食者搜寻猎物所需的时间。本研究中东亚小花蝽雌成虫的搜寻效应大于雄成虫,与其捕食草地贪夜蛾和粘虫的结论相同。因此,在实际应用中,可根据害虫的密度释放不同量的东亚小花蝽,以确保其具有较高的搜寻效应。
综上,东亚小花蝽成虫对番茄潜叶蛾卵有较好的捕食能力,其捕食功能反应符合HollingⅡ方程,捕食量随卵密度的增加而增加,雌成虫具有更强的捕食能力和搜寻效应,雌、雄成虫均可用于控制番茄潜叶蛾的种群数量。但在实际生产中,仍有一些问题需进一步探索。首先,本研究是在较小的空间中进行的,其捕食量及搜寻时间可能与自然环境下有差异。其次,本研究是在单一猎物条件下进行试验,自然条件下存在多种捕食对象,如蚜虫、粉虱等,东亚小花蝽对猎物是否存在选择性仍需进一步研究。最后,在实际应用中,若要使东亚小花蝽达到最佳防治效果,还需考虑环境温湿度、作物生长情况及其他绿色防控技术的使用等影响因素。因此,在后续研究中将针对上述问题深入探索,以更好地发挥东亚小花蝽对番茄潜叶蛾的防控效果。