巴氏新小綏螨對二斑葉螨的捕食功能及控制潛力研究

尚素琴, 劉 平, 陳耀年, 張新虎

(甘肅農業大學植物保護學院, 蘭州 730070)

巴氏新小綏螨對二斑葉螨的捕食功能及控制潛力研究

尚素琴, 劉 平, 陳耀年, 張新虎*

(甘肅農業大學植物保護學院, 蘭州 730070)

為明確巴氏新小綏螨Neoseiulusbarkeri對二斑葉螨Tetranychusurticae的捕食功能反應和對其種群的潛在控制能力,在實驗室相對濕度85%±5%、光照L∥D=16 h∥8 h、5個溫度梯度16、20、24、28℃和32℃下進行捕食功能反應和個體間干擾反應試驗,并在25℃下研究了巴氏新小綏螨對二斑葉螨的種群控制能力。結果表明:在16～28℃溫度范圍內,巴氏新小綏螨對二斑葉螨各螨態的捕食功能反應均屬于HollingⅡ型,隨著溫度升高，攻擊系數、捕食能力、最大日均捕食量均升高,而處理時間縮短;28℃時捕食量達到最高,處理時間最短,當溫度高于32℃時捕食量開始下降。二斑葉螨密度固定時,巴氏新小綏螨的平均捕食量隨其自身密度的增加而逐漸降低,說明巴氏新小綏螨存在明顯的相互干擾作用。巴氏新小綏螨對二斑葉螨種群的控制能力,隨著益害比的增加,二斑葉螨種群數量顯著下降,益害比在一定比值內時巴氏新小綏螨對二斑葉螨種群表現出明顯的控制能力。其中當益害比為5∶30時二斑葉螨種群數量在第6天就能得到控制。

巴氏新小綏螨; 二斑葉螨; 捕食功能; 干擾作用; 控制潛力

二斑葉螨TetranychusurticaeKoch是世界性的大田和保護地作物上的一種重要害螨,能夠為害蔬菜、水果、玉米、棉花和城市綠地植物及牧草等140科1 100多種植物[1-3]。目前其防治措施主要依賴殺蟲(螨)劑,由于化學藥劑的不合理使用, 二斑葉螨的抗藥性極速上升, 明顯降低了殺蟲(螨) 劑的防治效果。巴氏新小綏螨Neoseiulusbarkeri(Hughes)隸屬蛛形綱Arachnida蜱螨亞綱Acari寄螨目Parasitiformes植綏螨科Phytoseiidae,是一種優良的捕食性天敵[4]。因其發育歷期短、自然死亡率低、產卵率高、擴散力強、多食性等優點,是葉螨和小型吸汁性害蟲的理想生物防治天敵[5]。利用捕食螨來控制葉螨對環境無污染且持效期長[6-8]。

近年來,巴氏新小綏螨被認為是最好的生物防治天敵之一,國內基礎研究相對成熟并已掌握規模化生產技術[9]。張輝元等在室內和田間評價了胡瓜鈍綏螨對蘋果全爪螨的控制效果,認為釋放胡瓜鈍綏螨能有效控制蘋果全爪螨的種群增長[10]。張東旭在室內植株上研究了巴氏新小綏螨對西花薊馬和截形葉螨的控制作用,發現巴氏新小綏螨對這兩種獵物及其混合物均有較強的搜尋能力且對兩者都有較強的跟隨能力,說明利用巴氏新小綏螨可以控制溫室中的截形葉螨和西花薊馬[11]。

本試驗測定了巴氏新小綏螨對二斑葉螨功能反應和個體間干擾反應,在此基礎上進一步研究了巴氏新小綏螨對二斑葉螨種群的控制能力,旨在明確捕食者與獵物在不同益害比時捕食者對獵物的潛在控制能力,為巴氏新小綏螨的田間釋放提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

巴氏新小綏螨由中國農業科學院植物保護研究所捕食螨研究組提供,置于(25±1)℃、RH 85%±5%智能型人工氣候箱內以橢圓食粉螨AleuroglyphusovatusTroupeau飼養3～5代后備用。

二斑葉螨由甘肅農業大學植物保護學院農藥學實驗室提供,初樣于2012年5月采自甘肅省興隆山,經室內雌雄單系繁殖飼養獲得,置于(25±l)℃,RH 70%±5%,光照周期L∥D=16 h∥8 h養蟲室內飼養繁殖60余代。

1.2 試驗方法

1.2.1 捕食功能反應

將直徑7 cm的小培養皿倒扣在直徑9 cm的培養皿里,在小培養皿上鋪直徑7 cm的濾紙,濾紙上放置大小適當的美國無架豇豆Vignasinensis(L.) Endl.葉片。用脫脂棉捻成棉棒浸濕,將葉片圍住并裹住葉柄,以防葉片脫水干枯和防止巴氏新小綏螨與二斑葉螨逃逸,最后在大培養皿中加滿水。

選取二斑葉螨的卵、若螨、雌成螨3個螨態,設3、6、9、12、15、18 頭(粒) 6個密度梯度(處理),3次重復。每個處理再接入1頭巴氏新小綏螨雌成螨(經24 h饑餓處理),24 h后觀察并記錄捕食情況。分別設置5個溫度處理,觀察巴氏新小綏螨在溫度16、20、24、28和32℃,相對濕度(RH)75%～85%,光照L∥D=16 h∥8 h條件下的捕食情況。

1.2.2 捕食者個體間的干擾反應

每培養皿中放入40頭二斑葉螨雌成螨,按1、3、5、7、9 頭的密度接入巴氏新小綏螨雌成螨,設置16、20、24、28和32℃溫度處理,相對濕度85%±5%,光照L∥D=16 h∥8 h,24 h后觀察剩余二斑葉螨的數量,比較其結果。每處理設3次重復。

1.2.3 巴氏新小綏螨對二斑葉螨種群密度的影響

在每培養皿內引入處于產卵期的二斑葉螨雌成螨30頭,然后分別引入處于產卵期的不同密度梯度的巴氏新小綏螨雌成螨,放入25℃、RH 85%±5%、光照L∥D=16 h∥8 h的人工氣候箱中培養。設捕食螨密度梯度1、3、5頭,對照未引入捕食螨。每處理3次重復,每天觀察1次,記錄益害螨種群消長情況。

1.3 數據分析方法

1.3.1 捕食功能反應

試驗數據用Holling圓盤方程Na=aTN/(1+aThN)擬合[12],式中N為獵物初始密度,Na為獵物被捕食數量,a為瞬間攻擊系數,T為捕食者發現獵物的時間(1 d),Th為處理時間,用a/Th值評價巴氏新小綏螨的捕食能力。

1.3.2 捕食者個體間的干擾反應

試驗數據用Watt的干擾與競爭模型模擬,即:A=aX-b。式中X為巴氏新小綏螨密度,A為被捕食的二斑葉螨數量,a為在無競爭情況下的攻擊率,b為種內競爭參數。

試驗數據用Excel 2007處理,采用Duncan氏新復極差法分析差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 巴氏新小綏螨對二斑葉螨不同螨態的捕食功能反應

巴氏新小綏螨雌成螨在不同溫度下對二斑葉螨不同螨態的功能反應均屬于Holling Ⅱ型。20～28℃溫度范圍內捕食效率隨溫度升高而增高,28℃時的捕食效率最高,當溫度高于32℃時捕食量開始下降。用Holling圓盤方程Na=aTN/(1+aThN)擬合功能反應數據見表1。

表1 巴氏新小綏螨捕食二斑葉螨各螨態的捕食功能反應1)

1)*P≤0.05,**P≤0.01(Duncan氏新復極差法)。*P≤0.05;**P≤0.01 (Duncan’s multiple range test).

從表1可知:在16～28℃范圍內,巴氏新小綏螨雌成螨對二斑葉螨各螨態的平均捕食量、攻擊系數均隨溫度升高而增大,處理時間隨溫度升高而縮短。當溫度達到32℃時日捕食量、攻擊系數開始減小,處理時間則相應增加。同一溫度下,其捕食量和攻擊系數依次為:卵>若螨>雌成螨;處理時間反之。

2.2 巴氏新小綏螨雌成螨自身密度的干擾反應

不同溫度下巴氏新小綏螨雌成螨對自身密度的干擾反應結果見表2。

表2 不同溫度對巴氏新小綏螨雌成螨干擾反應的影響1)

1)*P≤0.05,**P≤0.01(Duncan氏新復極差法)。*P≤0.05;**P≤0.01 (Duncan’s multiple range test).

從表2可知:在16～28℃范圍內,溫度升高,巴氏新小綏螨對二斑葉螨的攻擊概率逐漸變大,種內競爭估計參數逐漸變大;溫度達到32℃時攻擊概率和種內競爭估計參數變小。每個溫度下,二斑葉螨密度相同時,巴氏新小綏螨的平均捕食量隨其自身密度的增加而逐漸減少,說明巴氏新小綏螨之間存在種內競爭和相互干擾的作用。

2.3 巴氏新小綏螨對二斑葉螨種群密度的影響

巴氏新小綏螨對二斑葉螨的種群密度的影響結果見圖1。

當益害比為0∶30時,二斑葉螨前5 d種群平穩,第6天種群開始突增,第12天時達到最大為380.67頭,第14天開始由于種內競爭加劇,種群數量開始下降;當益害比1∶30時,二斑葉螨種群密度從第5天開始迅速增長,第7天時達到最大為147.67頭,比0∶30時下降了61%。而巴氏新小綏螨種群密度增長緩慢,第14天達到最大;當益害比分別為3∶30和5∶30時,二斑葉螨種群密度呈現先下降后增長再下降的趨勢,其種群數量均在第5天開始增長,而后分別在第7天和第6天達到峰值,為71.67頭和41.33頭,分別比0∶30時下降了81%和89%,之后被巴氏新小綏螨所抑制,種群數量開始下降,在第16天和第15天時種群降至0。在這兩個處理中巴氏新小綏螨的種群數量都明顯增大,分別在第12天和第9天達到最大,當二斑葉螨的種群密度開始下降時,巴氏新小綏螨的種群密度也隨之下降。

圖1 不同益害比例下巴氏新小綏螨與二斑葉螨種群數量變化Fig.1 Dynamics of Neoseiulus barkeri and Tetranychus urticae populations at different ratios

3 結論與討論

一個良好的生防資源捕食者必須具備以下特質[13-15]:良好的移動擴散能力,與獵物分布同一時空,良好的生殖能力,捕食量大,對獵物的高度特異性;獨特的形態特征。同樣,一個捕食者的價值評價必須根據其適應環境能力、功能和數值的反應,和時空同步的獵物[16]。捕食者的功能反應是捕食與被捕食系統種群動態的一個關鍵的因素[15]。

有關巴氏新小綏螨[17-23]的捕食功能反應,不同學者做了大量工作,結果與本文基本一致。羅育發等[24]還研究了不同饑餓狀態的巴氏新小綏螨雌成螨對朱砂葉螨捕食功能的影響,結果顯示功能反應均為HollingⅡ型,但模型上的各參數值發生了較大改變。

本試驗中巴氏新小綏螨作為天敵捕食二斑葉螨的能力非常明顯,同時溫度對巴氏新小綏螨的捕食作用影響也很大。控制潛力方面,當益害比增大時二斑葉螨種群會出現一個明顯的先下降再增長再到峰值。這是由于前期二斑葉螨雌成螨所產的卵尚未孵化,再加捕食螨的捕食,使其種群有一定比例的下降,當卵開始大量孵化以后,二斑葉螨的種群開始迅速增長,到中期捕食螨種群增大后對其控制作用開始明顯,使其種群開始緩慢下降直至0。巴氏新小綏螨種群則比較穩定,當二斑葉螨開始迅速增長時其種群也開始增長,但增長速率沒有二斑葉螨增長明顯,到達峰值的時間比二斑葉螨遲,巴氏新小綏螨種群的增長相比于二斑葉螨種群有一定的滯后性。

因此,巴氏新小綏螨是二斑葉螨潛在的良好生物防治物。但在自然條件下,由于時間、地點及環境因子的不同,搜尋獵物的時間、獵物密度等均可能會影響到捕食者的捕食效率[25]。因此還有待進一步研究巴氏新小綏螨在自然狀態下種群建立和對二斑葉螨的控制能力。

[2] 張廷偉, 沈慧敏, 錢秀娟, 等. 二斑葉螨刺吸脅迫對白三葉葉綠素含量和兩種保護酶的影響[J]. 應用昆蟲學報, 2013, 50(2): 395-400.

[3] Thomas van Leeuwen, Vontas J, Tsagkarakou A.Acaricide resistance mechanisms in the two-spotted spider miteTetranychusurticaeand other important Acari: a review [J]. Insect Biochemistry and Molecular Biology, 2010, 40(8): 563-572.

[4] 忻介六.農業螨類學[M]. 北京:農業出版社,1988:136.

[5] Nawal A H, Michael P P.Predatory mite help control thrips on floriculture crops [J]. California Agriculture, 1990, 44(6): 19-21.

[6] 方小端, 吳偉南, 劉慧, 等. 西方花薊馬的生物防治研究進展[J]. 中國生物防治學報, 2008, 24(4): 363-368.

[7] 張帆, 唐斌, 陶淑霞, 等. 中國植綏螨規模化飼養及保護利用研究進展[J]. 昆蟲知識, 2005, 42(2): 139-143.

[8] 江高飛, 陳飛, 李曉嬌, 等. 巴氏新小綏螨的研究進展[J]. 中國南方果樹, 2012, 41(2):36-40.

[9] 徐學農, 呂佳樂, 王恩東. 捕食螨繁育與應用[J]. 中國生物防治學報, 2015, 31(5):647-656.

[10]張輝元, 馬明, 董鐵, 等. 胡瓜鈍綏螨對蘋果全爪螨的生物防治效果[J]. 應用生態學報, 2010 (1): 191-196.

[11]張東旭.利用巴氏新小綏螨防治西花薊馬和截形葉螨的研究[D]. 呼和浩特:內蒙古農業大學, 2012.

[12]吳坤君,盛承發,龔佩瑜.捕食性昆蟲的功能反應方程及其參數的估算[J]. 昆蟲知識, 2004,41(3): 267-269.

[13]McMurtry J A.The use of phytoseiids for biological control: progress and future prospects [C]∥Recent Advances in Knowledge of the Phytoseiidae: Proceedings of a Formal Conference of the Acarology Society of America Held at the Entomological Society of America Meeting,San Diego,1982:23-48.

[14]Huffaker C B, Messenger P S, DeBach P.The natural enemy component in natural control and the theory of biological control [M]∥Biological Control. Springer US, 1971: 16-67.

[15]Schenk D, Bacher S. Functional response of a generalist insect predator to one of its prey species in the field [J]. Journal of Animal Ecology, 2002, 71(3): 524-531.

[16]Fan Y, Petitt F L. Functional response ofNeoseiulusbarkeriHughes on two-spotted spider mite (Acari: Tetranychidae)[J]. Experimental & Applied Acarology, 1994, 18(10): 613-621.

[17]陳耀年, 汝陽, 尚素琴. 巴氏新小綏螨對二斑葉螨混合抗性品系和敏感品系的捕食功能[J].中國生物防治學報, 2016, 32(4): 428-433.

[18]宋樹賢, 劉光華, 辛天蓉, 等. 巴氏新小綏螨對朱砂葉螨的捕食效能[J]. 南昌大學學報(理科版),2012,36(5):486-489.

[19]鄒志文, 陳芬, 夏斌, 等. 幾種鈍綏螨ITS基因片段的序列分析[J]. 中國農業科學, 2011, 44(23):4945-4951.

[20]崔曉寧, 張亞玲, 沈慧敏, 等. 巴氏鈍綏螨對截形葉螨的捕食作用[J]. 植物保護學報, 2011,38(6):575-576.

[21]尚素琴, 鄭開福, 張新虎. 巴氏鈍綏螨對二斑葉螨的捕食功能反應[J]. 植物保護學報, 2015 (3): 316-320.

[22]凌鵬, 夏斌, 李朋新, 等. 巴氏鈍綏螨對柑桔全爪螨的捕食效能[J]. 蛛形學報,2008,17(1): 29-34.

[23]李朋新, 夏斌, 舒暢, 等. 巴氏鈍綏螨對橢圓食粉螨的捕食效能[J]. 植物保護,2008, 34(3):65-68.

[24]羅育發,鐘八蓮.巴氏新小綏螨和尼氏真綏螨的耐饑能力及饑餓對其雌成螨捕食作用的影響[J].中國南方果樹,2012,41(1):1-6.

[25]Kasap I, Atlihan R. Consumption rate and functional response of the predaceous miteKampimodromusaberransto two-spotted spider miteTetranychusurticaein the laboratory [J]. Experimental and Applied Acarology, 2011, 53(3): 253-261.

(責任編輯：田 喆)

Functional response and control potential ofNeoseiulusbarkeritoTetranychusurticae

Shang Suqin, Liu Ping, Chen Yaonian, Zhang Xinhu

(College of Plant Protection, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China)

To identify the functional response and control potential ofNeoseiulusbarkeritoTetranychusurticae, the predation of three stage (egg, nymph and female adult) ofT.urticaebyN.barkeriwas examined at five temperatures (16, 20, 24, 28 and 32℃) and RH (85±5)% under laboratory conditions. The results showed that the predatory functional response was fitted to Holling Ⅱ equation in 16-28℃, the attack index (a),a/Thvalue, and the maximum predatory number (1/Th) also increased, but the average treatment time reduced with increasing temperature. The maximum predatory number and the shortest treatment time achieved at 28℃. The predatory number reduced when temperature was above 32℃. When prey density was fixed, the predation rate decreased with increasing predator density. The results indicated that competition and self interference effect existed in the population ofN.barkeri. The population quantity ofT.urticaedecreased obviously with the increase in the ratio of predator to prey, and as the ratio of predator to prey changed within certain range, the predator showed good control capability to the prey. When the ratio was 5∶30, the population quantity ofT.urticaecould be controlled after 6 days.

Neoseiulusbarkeri;Tetranychusurticae; predatory function; interference; control of potential ability

2016-10-25

2016-12-09

公益性行業(農業)科研專項(200903032);甘肅省農牧廳生物技術專項(GNSW-2011-10)

S 476

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.03.020

致 謝： 本試驗所用捕食螨由中國農業科學院植物保護研究所捕食螨研究組提供，在此表示誠摯的感謝。

* 通信作者 E-mail:ndzxh@gsau.edu.cn