七星瓢蟲對豆蚜的功能反應(yīng)

金劍雪, 李鳳良, 程 英, 李忠英

(貴州省植物保護(hù)研究所,貴陽 550006)

七星瓢蟲對豆蚜的功能反應(yīng)

金劍雪, 李鳳良*, 程 英, 李忠英

(貴州省植物保護(hù)研究所,貴陽 550006)

[目的]測定七星瓢蟲各蟲態(tài)對豆蚜的捕食能力。[方法]將野外七星瓢蟲(Coccinella septempunctataL.)采回并在室內(nèi)飼養(yǎng)一代后,就其各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜(Aphis craccivoraKoch)的捕食能力進(jìn)行室內(nèi)測定。[結(jié)果]七星瓢蟲各齡期幼蟲以及雌雄成蟲對豆蚜的功能反應(yīng)均屬HollingⅡ型模型,1、2、3、4齡幼蟲捕食反應(yīng)擬合的圓盤方程分別為Na=1.121 86N/(1+0.059 92N)、Na=1.217 04N/(1+0.049 33N)、Na=0.789 92N/(1+0.008 00N)、Na=0.967 01N/(1+0.001 41N),雌、雄成蟲的圓盤方程分別為Na=0.958 64N/(1+0.001 03N)、Na=0.976 20N/(1+0.001 52N),經(jīng)χ2檢驗(yàn)各蟲態(tài)的捕食反應(yīng)的圓盤方程理論值與實(shí)測值相符。用七星瓢蟲雌成蟲進(jìn)行自身密度的干擾反應(yīng)測定,利用Hassell模型進(jìn)行擬合,所得模型方程為E=0.447 4P-0.4337,經(jīng)χ2檢驗(yàn)雌成蟲的捕食作用率實(shí)測值與理論值相符,該模型方程能很好地反映雌成蟲自身密度的干擾程度。[結(jié)論]1～4齡幼蟲、雄成蟲和雌成蟲對豆蚜的日最大捕食量分別為 18.7、24.7、98.8、685.5、642.5、927.5 頭。

七星瓢蟲; 豆蚜; 功能反應(yīng)

豆蚜(Aphis craccivoraKoch)屬同翅目蚜科,別名苜蓿蚜、花生蚜,為害菜豆、豌豆、蠶豆等豆科作物。豆蚜繁殖力強(qiáng),4～6 d可完成1代,每頭無翅胎生雌蚜可產(chǎn)若蚜100多頭,因此極易造成嚴(yán)重危害。

七星瓢蟲(CoccinellaseptempunctataLinnaeus)是蚜蟲的重要天敵之一。據(jù)報道,七星瓢蟲對桃蚜[Myzus persicae(Sulzer)][1-3]、麥長管蚜[Macrosiphum miscanthi(Takahashi)][4]、棉蚜(Aphis gossypiiGlover)[5-6]、繡線菊蚜(Aphis citricolavan der Goot)[7-9]、桃蚜[Myzus persicae(Sulzer)][10]、飛蓬指管蚜[Uroleucon erigeronensis(Thomas)][11]、馬鈴薯長管蚜(Macrosiphum euphorbiaeThomas)[12]、三葉草彩斑蚜[Therioaphis tri f olii(Monell)][13-14]等十幾種大田作物、經(jīng)濟(jì)作物及果樹、花卉、飼料植物上危害嚴(yán)重的蚜蟲均有很好的控制作用;但七星瓢蟲對豆蚜的控制能力尚未見報道。鑒于此,本實(shí)驗(yàn)室從田間蠶豆上采集豆蚜進(jìn)行室內(nèi)飼養(yǎng),測定七星瓢蟲對豆蚜的捕食能力。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

七星瓢蟲采自貴州省農(nóng)科院附近大田作物上,經(jīng)室內(nèi)飼養(yǎng)1代后得到的各齡期幼蟲及雌雄成蟲供試。豆蚜采自田間蠶豆植株上,在室內(nèi)用蠶豆苗飼養(yǎng)繁殖,用2～3齡若蚜測定。

1.2 試驗(yàn)方法與試驗(yàn)條件

收集室內(nèi)飼養(yǎng)的七星瓢蟲的卵和蛹,置于透明廣口玻璃瓶(底部直徑8.5 cm,高9 cm,瓶口直徑7 cm,容積510 mL)中飼養(yǎng)。待卵孵化后,獲得各齡幼蟲;蛹羽化后得到雌、雄成蟲。試驗(yàn)前,使各齡幼蟲、雌雄成蟲飽食后,將 1、2齡幼蟲饑餓 12 h,3、4齡幼蟲和雌、雄成蟲饑餓24 h后捕食豆蚜。用透明廣口玻璃瓶做試驗(yàn)用容器,瓶口用布遮蓋。試驗(yàn)在(25±1)℃、光照條件 L∥D=16 h∥8 h、相對濕度80%±1%的人工氣候箱中進(jìn)行。

1.2.1 七星瓢蟲各蟲態(tài)對豆蚜密度的功能反應(yīng)

1～ 2 齡幼蟲設(shè)置豆蚜密度為 5、10、15、20、25頭/瓶;3齡幼蟲設(shè)置豆蚜密度為 30、50、70、90、110頭/瓶;4齡幼蟲及雌、雄成蟲均設(shè)置豆蚜密度為50、100、150、200 、250 頭/瓶;試驗(yàn)重復(fù) 5 次 ,每瓶投放捕食者七星瓢蟲各1頭,并放入新鮮的蠶豆苗,以保持蚜蟲的新鮮,24 h后檢查被捕食的豆蚜數(shù)量。同時各密度設(shè)置相應(yīng)的蚜蟲密度作為空白對照,得到豆蚜的自然死亡數(shù),以校正各處理七星瓢蟲的捕食蚜量。根據(jù)七星瓢蟲對蚜蟲的捕食效應(yīng)及Holling[15]提出的3種捕食功能反應(yīng)類型,判斷其功能反應(yīng)類型,然后計算出所屬數(shù)學(xué)模型。

1.2.2 七星瓢蟲雌成蟲自身密度的干擾反應(yīng)

試驗(yàn)設(shè)置5個七星瓢蟲雌成蟲密度,即1、2、3、4、5頭/瓶七星瓢蟲雌成蟲,分別與500頭豆蚜組合。每個七星瓢蟲密度重復(fù)5次,24 h檢查捕食數(shù)量。同時設(shè)置相應(yīng)的蚜蟲密度作為空白對照,校正各處理七星瓢蟲的捕食蚜量。用 Hassell模型進(jìn)行擬合,E=QP-m,其中,E為競爭下的捕食作用率,Q為尋找常數(shù),P為天敵密度,m為干擾系數(shù)。將上述模型轉(zhuǎn)化為直線式:lgE=lg Q-m lgP,根據(jù)E、P的值采用最小二乘法計算Q、m的值,進(jìn)而得出方程式。

2 結(jié)果與分析

2.1 七星瓢蟲各蟲態(tài)對豆蚜密度的功能反應(yīng)

隨著蚜蟲密度的增大,七星瓢蟲的捕食量也逐漸增大,當(dāng)豆蚜的密度增加到一定程度時,捕食量增加的速度變慢,七星瓢蟲各蟲態(tài)對豆蚜的捕食反應(yīng)均可使用HollingⅡ型圓盤方程N(yùn)a=a′?N?T/(1+a′?Th?N)來擬合。其中Na為被捕食的獵物數(shù)量,N為獵物密度,a′為瞬時攻擊率,即功能系數(shù);T為試驗(yàn)時間,即觀察時間,本研究為24 h,即ld;Th為處理時間。各蟲態(tài)對豆蚜的捕食反應(yīng)方程式見表1、2。

經(jīng)χ2檢驗(yàn),表2中各蟲態(tài)的捕食量實(shí)測值與理論值差異均不顯著(p＞0.05),說明捕食圓盤方程均能很好地表示各蟲態(tài)對豆蚜的捕食作用。

從表2中統(tǒng)計的數(shù)據(jù)可知:1齡幼蟲的瞬時攻擊率 a′為1.121 86,處理時間 Th為 0.053 41,表明1齡幼蟲吃掉1頭豆蚜若蚜需要0.053 41 d,即需要76.91 min,當(dāng)獵物密度N趨向于無窮大時,1齡幼蟲對豆蚜若蚜的日最大捕食量為18.7頭;2齡幼蟲的a′為1.217 04,Th為0.040 53 h,即需要58.36 min,日最大捕食量為24.7頭;3齡幼蟲的a′為0.789 9,Th為0.010 13 h,即需要14.59 min,日最大捕食量為98.8頭;4齡幼蟲的a′為0.967 01,Th為0.001 46 h,即需要2.10 min,日最大捕食量為685.5頭;雄成蟲的 a′為 0.976 20,Th 為 0.001 56 h,即需要2.25 min,日最大捕食量為642.5頭;雌成蟲的a′為0.958 64,Th為0.001 08,即需要1.56 min,日最大捕食量為927.5頭。

周集中等[16]提出用a′/Th來衡量天敵對害蟲的控制能力,其比值越大,天敵對害蟲的控制能力越強(qiáng),從七星瓢蟲各蟲態(tài)捕食方程的a′/Th值按從小到大的順序分別為 21.002 85、30.028 14、78.006 96、662.841 08 、627.177 62、889.125 23,表明七星瓢蟲各蟲態(tài)對豆蚜的控制能力是逐漸增強(qiáng)的,雌成蟲的控制能力最強(qiáng)。

表1 野外七星瓢蟲各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的捕食量 頭

表2 野外七星瓢蟲各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的捕食功能方程

2.2 七星瓢蟲雌成蟲自身密度的干擾反應(yīng)

由表3可知,在豆蚜密度不變的情況下,隨著七星瓢蟲密度的增大,每頭瓢蟲的平均捕食量下降,捕食率降低,七星瓢蟲密度為1頭/瓶時,其捕食作用率為0.401 6。而當(dāng)密度增加為5頭/瓶時,其捕食作用率下降為0.196 08。將所得的數(shù)據(jù)用Hassell模型進(jìn)行擬合,得到的七星瓢蟲的干擾反應(yīng)數(shù)學(xué)模型為:E=0.447 4P-0.4337,相關(guān)系數(shù)R=-0.918 0,搜索常數(shù)Q為0.447 4,干擾系數(shù)m 為0.433 7。經(jīng) χ2檢驗(yàn),χ2=0.017 94＜χ2

0.05=7.815。說明該數(shù)學(xué)模型能極好地反映七星瓢蟲自身密度對捕食豆蚜的干擾情況。比較結(jié)果可見表3、圖1。

表3 野外七星瓢蟲雌成蟲的干擾反應(yīng)

圖1 七星瓢蟲自身密度干擾反應(yīng)曲線

3 討論

本文就七星瓢蟲各齡幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的捕食能力進(jìn)行了室內(nèi)測定,結(jié)果表明,七星瓢蟲各齡期幼蟲及雌雄成蟲對豆蚜的功能反應(yīng)均屬HollingⅡ型模型。但各相關(guān)報道中七星瓢蟲的捕食量出現(xiàn)很大的差異,如陳川等[7]研究發(fā)現(xiàn)七星瓢蟲成蟲對繡線菊蚜的最大捕食量為118頭;而曹毅等[10]發(fā)現(xiàn)七星瓢蟲成蟲對百合桃蚜的最大捕食量為1 021.5頭;其他的研究結(jié)果介于兩者之間。這可能與所選用的獵物種類不同、獵物齡期不一致、試驗(yàn)條件的差異有關(guān)。但從另一角度也體現(xiàn)了七星瓢蟲對食物的嗜食程度。至于是獵物體內(nèi)的某種或某幾種物質(zhì)吸引了七星瓢蟲的取食,還是獵物體內(nèi)的某種或某幾種物質(zhì)被七星瓢蟲取食后能更有利于七星瓢蟲的繁衍,從而使得七星瓢蟲更愿意選擇這類獵物,仍有待進(jìn)一步的研究。

本文區(qū)分雌雄成蟲進(jìn)行捕食能力的測定,結(jié)果表明,雌成蟲的捕食能力大于雄成蟲。借鑒日最大捕食量以及a′/Th值的結(jié)果,選用雌成蟲進(jìn)行自身密度的干擾反應(yīng),可見雌成蟲自身密度的干擾反應(yīng)明顯,其捕食作用率隨著自身密度的增加而降低。因此在今后進(jìn)行田間釋放時,為避免其自身密度的干擾作用,需考慮一個最佳的益害比值,以達(dá)到最優(yōu)異的防治效果。

本研究在室內(nèi)和人工氣候箱中進(jìn)行,試蟲均處于恒溫恒濕的封閉系統(tǒng)內(nèi),其繁殖條件與自然條件存在一定差異,由于天敵昆蟲在自然界的捕食作用和行為,除了物種自身的特性外,還同時受到種群密度因素、空間分布、環(huán)境因子(溫、濕度等)及外激素類化學(xué)信息物質(zhì)的影響[15],因此,試驗(yàn)結(jié)果可能與田間捕食量存在一定差異,但對評價七星瓢蟲對豆蚜的控制作用具有重要的參考價值。七星瓢蟲是一種非常值得開發(fā)利用的、有很大控制潛力的天敵昆蟲。

[1]郝丹青,郝丹東.七星瓢蟲對桃蚜的捕食功能反應(yīng)研究[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)研究,2005,26(2):18-20.

[2]劉軍和,賀達(dá)漢.七星瓢蟲與異色瓢蟲對桃蚜的種間競爭研究[J].中國植保導(dǎo)刊,2008,28(6):9-12.

[3]侯茂林,萬方浩.七星瓢蟲成蟲對煙蚜的捕食作用[J].昆蟲知識,2004,41(4):347-350.

[4]曹世勤.七星瓢蟲對麥蚜混合種群的捕食功能反應(yīng)[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2003(2):51-52.

[5]汪世澤,李平.七星瓢蟲捕食棉蚜的功能反應(yīng)[J].西北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,1986,14(4):13-16.

[6]Simelanea D O,Steinkraus D C,Kring T J.Predation rate and development ofCoccinella septempunctataL.influenced byNeoz ygites fresenii-infected cotton aphid prey[J].Biological Control,2008,44(1):128-135.

[7]陳川,李鑫.七星瓢蟲成蟲對繡線菊蚜捕食作用的室內(nèi)測試[J].華東昆蟲學(xué)報,2005,14(2):162-164.

[8]杜志輝,趙政陽,王雷存.七星瓢蟲對蘋果蚜的田間捕食控害效果研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2005,21(4):261-263.

[9]王進(jìn)忠,王熠,孫淑玲.七星瓢蟲對刺槐蚜和繡線菊蚜的功能反應(yīng)[J].北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報,1999,14(1):19-23.

[10]曹毅,崔志新,陳文勝.七星瓢蟲對百合桃蚜的捕食功能反應(yīng)[J].佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2003,21(2):74-76.

[11]宋宏偉,盧紹輝,梅象信,等.河南省田間3種主要瓢蟲對飛蓬指管蚜的捕食功能[J].植物保護(hù),2007,33(3):30-34.

[12]Deligeorgidis P N,Ipsilandis C G,Kaltsoudas G,et al.An index model on predatory effect of female adults ofCoccinella septempunctataL.onMacrosiphum euphorbiaeThomas[J].Journal of Applied Entomology,2005,129(1):1-5.

[13]劉乾,劉長仲,孫鷺,等.七星瓢蟲和多異瓢蟲對三葉草彩斑蚜的功能反應(yīng)研究[J].植物保護(hù),2009,35(2):78-80.

[14]張蓉,楊芳,馬建華.七星瓢蟲對苜蓿斑蚜捕食作用的研究[J].植物保護(hù),2007,33(4):42-45.

[15]Holling C S.Some characteristics of simple type of predation and parasitism[J].Can Entomol,1959,91(7):385-398.

[16]周集中,陳常銘.擬環(huán)狼蛛對褐飛虱的捕食作用及其模型的研究(I)功能反應(yīng)[J].生物防治通報,1986,2(1):2-9.

Functional response of Coccinella septempunctata to Aphis craccivora

Jin Jianxue, Li Fengliang, Cheng Ying, Li Zhongying
(Institute of Plant Protection,Guiyang550006,China)

[Objective]To test the predation ability ofCoccinella septempunctataL.of different stages toAphis craccivoraKoch.[Method]Predation ofC.septempunctatato varying densities ofA.craccivorafeeding onVicia fabaL.was examined under laboratory conditions.All stages ofC.septempunctatawere isolated individually with different prey densities at(25±1)℃and a photoperiod of 16L∶8D(h).[Result]All stages ofC.septempunctatashowed a functional response of HollingⅡmodel:Na=1.121 86N/(1+0.059 92N)for the 1st instar larvae;Na=1.217 04N/(1+0.049 33N)for the 2nd instar larvae;Na=0.789 92N/(1+0.008 00N)for the 3rd instar larvae;Na=0.967 01N/(1+0.001 41N)for the 4th instar larvae;Na=0.958 64N/(1+0.001 03N)for the female adults,andNa=0.976 20N/(1+0.001 52N)for the male adults.The relationships between the quantity ofA.craccivorapreyed byseven-spotted ladybeetles and the density ofA.craccivoracould be represented by a negative accelerative curve.The ladybeetle individuals interfered each other.The Hassell model could reflect their functional responses.The interference equation wasE=0.447 4P-0.4337.[Conclusion]The estimated maximum of aphids predated by 1st to 4th instar larvae and the adult females and males of seven-spotted ladybeetles per day were 18.7,24.7,98.8,685.5,642.5 and 927.5,respectively.

Coccinella septempunctata;Aphis craccivora; functional response

S 476.2

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2011.04.014

2010-07-30

2010-10-25

貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目(黔科合J字[2005]2038號)

*通信作者Tel:0851-3762095;E-mail:leefengliang@126.com