石家莊市菜用大豆田節肢動物群落結構及多樣性

冉紅凡，曹巖坡，巴義彬，田 玉，馬愛紅，劉文旭，路子云， 李建成，高慧敏*

(1. 河北省農林科學院經濟作物研究所，河北省蔬菜工程技術研究中心，石家莊 050051；2. 河北省農林科學院植物保護研究所， 河北省農業有害生物綜合防治工程技術研究中心，農業部華北北部作物有害生物綜合治理重點實驗室，河北保定 071000； 3. 河北大學博物館， 河北保定 071000)

菜用大豆又稱毛豆，具有較高的營養價值和藥用功效。隨著市場需求量的增加，栽培面積逐步擴大，目前中國已成為世界上最大的菜用大豆生產國(徐有等，2012)。北方地區20世紀70年代開始引種并成功種植。近年來，隨著農業產業結構的調整，種植面積持續增加，但連年種植造成多種害蟲發生嚴重，對菜用大豆生產造成嚴重威脅(吳梅香，2006)。目前我國關于菜用大豆田節肢動物，尤其是昆蟲的研究數據資料較少，并且已有的資料多為針對某一地區、某一種害蟲的研究，基礎薄弱且不系統(汪文俊，2007；遲家家，2017)。對田間節肢動物群落結構組成及發生動態規律進行研究，有助于了解節肢動物，尤其是害蟲的發生規律，從而制定科學有效的害蟲防控措施(尹邵忠等，2011；秦勝楠等，2018)。本研究在河北省石家莊市開展了菜用大豆田節肢動物群落結構及多樣性的系統調查，試圖闡明該地區菜用大豆田的節肢動物群落發生及演變狀況，為掌握主要害蟲發生動態，分析害蟲發生原因及與天敵間的相互關系，制定有針對性的害蟲防控策略提供依據。

1 材料與方法

1.1 調查地點和時間

試驗在河北省農林科學院經濟作物研究所大河試驗園區進行(38°05’ N, 114°18′ E)，菜用大豆2018年5月20日播種，10月20日收獲。期間肥水常規管理，7月下旬施藥1次。試驗地面積為375 m2，北邊為棚室蔬菜，種植有番茄、黃瓜、葉菜等；南邊為陸地韭菜；西邊為小麥地，6月份收割后改種玉米；東邊為大蔥，大蔥地再東邊為小麥。試驗地前茬為蘆筍。周邊均為小面積地塊或棚室，可以代表典型的設施蔬菜地塊。

1.2 調查方法

采用馬來氏網對田間節肢動物標本取樣。將馬來氏網安裝于通風且陽光充足的大豆地塊，拉緊固定繩索，使其各網面展開抻平；中間的黑色阻隔網下部與地面接觸，不要留縫隙，以便收集爬行類節肢動物。收集瓶使用95%以上酒精，持有量保持50%以上。每隔15 d換1次收集瓶，將收集瓶中的昆蟲標本逐一編號進行分類鑒定及統計。

1.3 數據分析

所得數據采用Excel 2010進行統計分析。

(1)相對豐盛度(Relative abundance)表示節肢動物群落中各科豐盛度與總豐盛度的比值：Pi=Ni/N，其中Ni為第i個科的豐盛度，N為群落內所有科的豐盛度。

(2)群落多樣性指數：采用Shannon-Wiener (1963)多樣性指數，公式如下：H′=-ΣPilnPi，其中Pi為第i個科的個體占總個體數的比例。

(3)科級豐富度(Family richness)表示節肢動物群落包含的所有科數，用S表示。

(4)群落均勻度：按照Pielou(1975)公式計算：J=H′/Hmax=H′/lnS，其中Hmax為群落的最大多樣性指數，即當有S科時，若科數及其種的數量相等，其多樣性指數值最大。

(5)群落優勢集中指數：以Simpson(1949)集中性指數(C)表示：C=ΣPi2。

2 結果與分析

2.1 石家莊菜用大豆田節肢動物群落結構與組成

馬來氏網共誘集到各類節肢動物3綱11目94科255種6 927頭，其中唇足綱45頭，占總量的0.65%；彈尾綱31頭，占總量的0.45%；昆蟲綱6 851頭，占總量的98.9%(表1)。

在昆蟲綱中，半翅目3 361頭，占總量的48.52%；雙翅目1 066頭，占總量的15.39%；鞘翅目793頭，占總量的11.45%；纓翅目746頭，占總量的10.77%；鱗翅目664頭，占總量的9.59%；膜翅目157頭，占總量的2.27%；脈翅目46頭，占總量的0.66%；直翅目17頭，占總量的0.25%；蜻蜓目1頭，占總量的0.01%。昆蟲綱數量從大到小順序為：半翅目>雙翅目>鞘翅目>纓翅目>鱗翅目>膜翅目>脈翅目>直翅目>蜻蜓目(表2)。

從科級水平上來看，害蟲中，以長蝽科數量最多，1 600頭；其次為葉蟬科，856頭；薊馬科725頭；蚜科501頭；癭蚊科500頭；夜蛾科和薪甲科，231頭；盲蝽科179頭；葉甲科140頭；菜蛾科134頭；螟蛾科104頭。

表1 河北省石家莊市菜用大豆田節肢動物群落組成結構

天敵中，以瓢甲科數量最多，207頭，其次為蚜蠅科153頭；然后是花蝽科87頭，蚜繭蜂科51頭。

2.2 石家莊菜用大豆田節肢動物主要類群發生動態分析

菜用大豆田中，節肢動物主要類群的發生數量呈現2個高峰期；第1個高峰在6月中下旬-7月初，第2個高峰在8月底-9月初；10月底以后，各類群個體數減少(圖1)。

葉蟬科有3個發生高峰，分別為6月底、8月中旬與10月中旬，其中6月底發生量最大，達171頭。蚜蠅科6月中旬達到第1個高峰，9月中旬達到第2個高峰，但9月中旬的數量僅為第1個高峰的一半。薪甲科第1個高峰的時間同蚜蠅科，8月中旬為第2個高峰，第1個高峰數量略多于第2個高峰。瓢甲科僅在8月底有1個高峰，蚜科高峰出現于7月中旬。薊馬科有2個明顯高峰，分別出現于6月底與10月中旬，其中后者數量最多。夜蛾科僅有1個高峰，出現于9月中旬。土蜂科的高峰不明顯，分別出現于8月中旬和9月中旬。

2.3 石家莊菜用大豆田節肢動物群落豐盛度時間動態

菜用大豆生長期內，6月中旬至7月底是豐盛度最高的時期，為1 766～1 836；此前及此后一段時間，豐盛度比較穩定，保持在400～600之間。10月中旬以后，豐盛度迅速下降(圖2)。

2.4 石家莊菜用大豆田節肢動物群落結構多樣性時間動態

菜用大豆生長期的大部分時間段內，群落多樣性指數均在2～3之間；只有6月底較低，為1.5左右；11月中旬收獲期，多樣性指數迅速下降(圖3)。6月底群落結果多樣性的降低可能與周邊小麥收割改種玉米有關，也可能是由于天氣過熱導致。

2.5 石家莊大豆田節肢動物群落結構豐富度時間動態

從群落結構豐富度來看(圖4)，菜用大豆生長期，群落結構豐富度維持在較高水平，保持在30～40之間，7月中下旬達到最高值，為53；10月中旬以后迅速下降。

圖1 河北省石家莊市菜用大豆田主要類群發生動態Fig.1 Population dynamics of main groups in soybean field of Shijiazhuang,Hebei

圖2 河北省石家莊市菜用大豆田群落豐盛度(P)時間動態Fig.2 Dynamics of relative abundance insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

圖3 河北省石家莊市菜用大豆田群落多樣性指數(H′)Fig.3 Dynamics of community diversity index insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

圖4 河北省石家莊市大豆田群落結構豐富度(S)時間動態Fig.4 Dynamics of community richness insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

圖5 河北省石家莊市大豆田群落均勻度指數(J)Fig.5 Dynamics of community evenness insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

2.6 石家莊菜用大豆田節肢動物群落均勻度時間動態

菜用大豆田昆蟲群落均勻度指數除6月底、10月中旬略低以外，其余時間段均在0.6以上，10月中旬以后略有上升(圖5)。6月底群落多樣性下降，但均勻度也顯著降低；說明各種群數量均出現的下降，可能與6月底的天氣相關。10月中旬以后的均勻度，上升顯著，且一直呈上升趨勢。這與后期天氣變化和收割導致群落的多樣性降低有關。

2.7 石家莊菜用大豆田節肢動物群落優勢集中指數時間動態

菜用大豆田群落優勢集中指數6月底、11月底最高，分別為0.441和0.537。其他時間段，群落優勢集中指數多集中在0.1～0.3之間(圖6)。

圖6 河北省石家莊市大豆田群落優勢集中指數(C)Fig.6 Dynamics of community dominance concentration index insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

3 結論與討論

在菜用大豆的整個生長期內，本研究利用馬來氏網調查了菜用大豆田節肢動物類群，共獲得節肢動物標本6 927頭，分屬3綱、11目、95科、255種。昆蟲綱中，個體數前5位的目為半翅目、雙翅目、鞘翅目、纓翅目、鱗翅目；科級數前5位的目為：鞘翅目、鱗翅目、雙翅目、膜翅目、半翅目。危害菜用大豆的主要害蟲包括葉蟬科、薊馬科、蚜科、夜蛾科、盲蝽科、菜蛾科、螟蛾科等。主要天敵類群包括瓢蟲、蚜蠅、花蝽、蚜繭蜂以及土蜂等。總得來看，大豆田害蟲以具有刺吸式口器的半翅目害蟲為主，鱗翅目害蟲為輔；天敵中以捕食半翅目的瓢蟲、蚜蠅、花蝽等為主，以寄生性的蚜繭蜂、土蜂等為輔。

吳梅香(2006)對福建省連江縣菜用大豆田采用5點取樣法進行了節肢動物群落調查，共調查出節肢動物59科116種。汪文俊等(2007)采取平行跳躍法對安徽省和縣菜用大豆田節肢動物群落進行調查，發現節肢動物47科59種。與上述研究相比，本研究所獲得的節肢動物群落更加豐富、全面。

有研究表明，菜用大豆的主要害蟲與粒用大豆基本一致(吳梅香，2006)。不同地點，大豆田節肢動物種類、數量及主要害蟲、天敵都不盡相同，如在山東泰安大豆田，共調查節肢動物2綱10目27科39種；主要害蟲有大豆蚜、小綠葉蟬、豆莢螟、煙粉虱等，主要天敵昆蟲為微小花蝽、中華通草蛉、異色瓢蟲、龜紋瓢蟲等(遲家家，2017)。而在長春市大豆田，節肢動物包括220余種，害蟲以煙薊馬、大豆蚜、煙粉虱、大青葉蟬、雙斑螢葉甲為主，天敵以草間花蛛、異色瓢蟲、小花蝽優勢度最高(高月波，2006)。另外在哈爾濱以及山東菏澤大豆田，主要優勢害蟲及天敵種類也存在差異(楊勤民等，2004；侯中一，2007)。而在本研究中，節肢動物種類和個體數量均遠遠多于上述籽用大豆田的研究。這可能是由于采集方法不同造成的差異，也可能是由于周圍地塊的多樣化造成的節肢動物多樣性增加。

本研究中大豆田主要害蟲為葉蟬、蚜蟲、薊馬及部分半翅目刺吸式口器害蟲，主要天敵為瓢蟲、食蚜蠅。與其他地區發生主要類群略有差異，這可能是由于地區差異造成的。石家莊大豆田主要害蟲的發生高峰在6月底7月初和8月底9月初，這兩個時期應加強對害蟲的防控；天敵昆蟲發生較多的時期則應盡量少用化學農藥。6月到10月底為大豆生長期，節肢動物群落多樣性指數、豐富度和均勻度指數維持在較高水平，而優勢集中指數較低。收獲后的11月，田間為休耕期，多樣性指數較低，而優勢集中指數較高。節肢動物群落發生與周圍環境、耕作制度、用藥情況、氣候條件等有密切關系。總之，石家莊地區菜用大豆田節肢動物多樣性指數較高，種群結構較為穩定。本研究為了解石家莊菜用大豆田節肢動物群落結構特點及制定有效的害蟲防治策略提供理論依據。