初始密度對(duì)廣聚螢葉甲種群擴(kuò)張的影響

鄭興汶，周忠實(shí)，郭建英，萬方浩*，陳紅松，王建國

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物保護(hù)系，南昌 330045;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

廣聚螢葉甲Ophraella communa屬鞘翅目、葉甲科Chrysomelidae、螢葉甲亞科Galercinae，北美種，是入侵我國的世界性惡性雜草豚草Ambrosia artemisiifolia的一種重要天敵，以幼蟲和成蟲取食豚草葉片，可有效抑制豚草的擴(kuò)散和蔓延。其生物學(xué)特性、寄主專一性、擴(kuò)散能力及冷藏運(yùn)輸技術(shù)等前人做了大量的研究工作 (Zwǒlfer and Harris，1971;Palmer and Goeden，1991;Teshler et al.，2004)。Dernovici等評(píng)估了廣聚螢葉甲對(duì)向日葵的安全性和潛在風(fēng)險(xiǎn)，認(rèn)為其對(duì)野外向日葵的風(fēng)險(xiǎn)極低，是豚草的一種有效、安全的天敵 (Dernovici et al.，2006)。目前，該葉甲在美國、墨西哥、加拿大、日本、韓國等已被廣泛研究和應(yīng)用 (Palmer and Goeden，1991;Sohn et al.，2002;Tamura et al.，2004;Kiss，2007)。在加拿大，廣聚螢葉甲已成功用于控制蔬菜地發(fā)生的豚草 (Teshler et al.，2004)。研究表明，該葉甲在室內(nèi)適宜的溫濕度下種群數(shù)量將迅速增長，表現(xiàn)出巨大的繁殖力(Zhou et al.，2010a;Zhou et al.，2010b)。本文通過在半自然的狀態(tài)下考察不同初始密度對(duì)廣聚螢葉甲種群發(fā)展的影響，以期為其大棚擴(kuò)大飼養(yǎng)提供依據(jù)，并明確其在野外適宜氣候條件下種群擴(kuò)增潛力。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

廣聚螢葉甲來自湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所豚草天敵飼養(yǎng)室。采集初羽化成蟲，置于透明塑料養(yǎng)蟲盒 (19 cm ×12 cm ×6 cm)內(nèi)備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法

試驗(yàn)地內(nèi)設(shè)20個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積6.0 m×1.5 m，各小區(qū)內(nèi)于2008年4月20日種植15 cm高的豚草幼苗30株 (2行×15列)，行距×株距為60 cm×40 cm。四周立6根2 m高的竹竿，然后圍40目的篩網(wǎng)。按接入廣聚螢葉甲成蟲數(shù)量的不同設(shè)置4個(gè)處理 (即3、5、10和20對(duì)/小區(qū))，每處理5個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)于2008年7月19日按上述密度釋放葉甲于各試驗(yàn)小區(qū)。釋放后第13 d開始進(jìn)行第1次調(diào)查，之后每隔12 d調(diào)查1次，每次均隨機(jī)抽取各小區(qū)的10株豚草作為調(diào)查對(duì)象，調(diào)查、記錄每株豚草上葉甲卵、幼蟲、蛹、成蟲的數(shù)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)和方差性檢驗(yàn)，必要時(shí)則將數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦平方根或?qū)?shù)轉(zhuǎn)換。不同處理之間的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)單因素多重比較進(jìn)行差異顯著性分析 (P≤0.05) (SAS Institute，2004)，通過最小差異法 (LSD法)比較處理間平均數(shù)的差異程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣聚螢葉甲卵的數(shù)量動(dòng)態(tài)

廣聚螢葉甲卵的數(shù)量在各處理間存在顯著性差異 (8月1日:F3，16=105.90，P＜0.0001;8月12日:F3，16=449.45，P＜0.0001;8月 23日:F3，16=60.17，P＜0.0001;圖1)。在試驗(yàn)初期，各處理的卵量較低，均在50粒/株以下，其中以釋放20對(duì)成蟲的卵量最多，為45.45粒/株。隨著時(shí)間推移，除高密度處理 (20對(duì))外，其余處理的卵量隨著時(shí)間而不斷上升。相對(duì)于其它處理，高密度處理的卵數(shù)量高峰期出現(xiàn)較早，之后迅速降低，至8月23日高密度處理的卵量明顯低于其它處理。

圖1 廣聚螢葉甲卵數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamics of O.communa eggs

2.2 廣聚螢葉甲幼蟲數(shù)量動(dòng)態(tài)

各處理間廣聚螢葉甲幼蟲數(shù)量差異較大 (8月1 日:F3，16=96.85，P＜0.0001;8 月 12 日:F3，16=121.34，P＜0.0001;8 月 23 日:F3，16=10.43，P=0.0005;圖2)。高密度處理 (20對(duì))的幼蟲種群上升速度快，8月1日調(diào)查，其密度高達(dá)47.0頭/株，之后種群逐漸減少。釋放10對(duì)成蟲的小區(qū)，出現(xiàn)了明顯的起伏，即第1次調(diào)查發(fā)現(xiàn)幼蟲種群數(shù)量僅次于高密度處理區(qū)，隨后急劇下降至最低，而最后1次調(diào)查，其種群數(shù)量上升至最高。兩種低初始密度的小區(qū)幼蟲種群數(shù)量一直維持在較低的水平。

圖2 廣聚螢葉甲幼蟲數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamics of O.communa larvae

2.3 廣聚螢葉甲蛹的數(shù)量動(dòng)態(tài)

各時(shí)期處理間蛹的數(shù)量差異顯著 (8月1日:F3，16=11.10， P=0.0003;8 月 12 日:F3，16=21.31，P＜0.0001;8 月 23 日:F3，16=36.90，P＜0.0001;圖3)。在實(shí)驗(yàn)初期，各處理的蛹數(shù)量都較少，均在2頭/株以下。隨時(shí)間的推移各處理蛹的數(shù)量逐漸增多，其中以高密度處理 (20對(duì))蛹的種群數(shù)量最多，在8月12日和8月23日的調(diào)查中蛹量分別可達(dá)8.08頭/株和17.00頭/株。在8月1日和8月12日的調(diào)查中，低密度處理 (3對(duì))蛹的數(shù)量顯著低于其它處理，隨后種群迅速增長，至8月23日其種群數(shù)量僅次于高密度處理，為6.80頭/株。

圖3 廣聚螢葉甲蛹數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化Fig.3 Dynamics of O.communa pupae

2.4 廣聚螢葉甲成蟲的數(shù)量動(dòng)態(tài)

各處理的成蟲數(shù)量存在著顯著性差異 (8月1日:F3，16=20.68，P＜0.0001;8 月12 日:F3，16=130.89，P＜0.0001;8 月 23 日:F3，16=41.47，P＜0.0001;圖4)。在實(shí)驗(yàn)初期，各處理的成蟲數(shù)量都較低，均在2頭/株以下。隨實(shí)驗(yàn)的持續(xù)進(jìn)行各處理成蟲的數(shù)量逐漸增多，其中以高密度處理(20對(duì))的成蟲種群數(shù)量增長最為迅速，至8月12日其成蟲數(shù)量便可達(dá)11.4頭/株。而低密度處理 (3對(duì))的成蟲種群數(shù)量在8月12日的調(diào)查中還處于較低水平，僅為1.68頭/株，而后種群數(shù)量有較快增長，8月23日成蟲種群數(shù)量超過釋放5對(duì)的處理。從總體上看，除低密度處理，其余的各處理在8月12日之后成蟲種群數(shù)量變化不明顯。

圖4 廣聚螢葉甲成蟲數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化Fig.4 Dynamics of O.communa adults

3 結(jié)論與討論

昆蟲在一定時(shí)期內(nèi)，其種群迅速增長需要一定的起始蟲量 (即蟲口基數(shù))。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同成蟲初始密度對(duì)廣聚螢葉甲的種群擴(kuò)增具有顯著的影響，在高初始密度下其種群短期內(nèi)即迅速增長，成蟲釋放20天后，廣聚螢葉甲各蟲態(tài)數(shù)量均明顯增加。在高初始密度小區(qū)中，后期葉甲卵和幼蟲數(shù)量顯著降低，尤其卵明顯低于其它處理，卵和幼蟲是種群擴(kuò)張的基礎(chǔ)，由此推斷8月23日之后，高密度處理 (20對(duì))小區(qū)的廣聚螢葉甲種群數(shù)量會(huì)急速降低。然而，最后一次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高密度處理小區(qū)內(nèi)的豚草已經(jīng)被取食殆盡，因此食源不足可能是導(dǎo)致種群下降的原因之一。廣聚螢葉甲成蟲壽命長，具有多次交配、持續(xù)產(chǎn)卵的習(xí)性 (孟玲和李保平，2006)，其世代重疊顯著，在野外籠罩的情況下，在8月份卵到成蟲的歷期為19 d(孟玲等，2007)。由于世代重疊，導(dǎo)致了高密處理蛹和成蟲數(shù)量在試驗(yàn)的中后期一直保持較大密度。

目前廣聚螢葉甲主要分布在我國南方的一些省的豚草發(fā)生區(qū)，據(jù)推測其也可在華北和東北一帶定居 (孟玲等，2007;hiyakeand Moriya，2005)，具有廣泛的應(yīng)用前景 (Zhou et al.，2010b;Emura，1999)。在我國南方一些省份，廣聚螢葉甲已被作為一種豚草的生物防治制劑進(jìn)行推廣和應(yīng)用，取得了良好的控制效果 (周忠實(shí)等，2009)。經(jīng)研究，認(rèn)為大棚規(guī)模飼養(yǎng)是解決該葉甲的工廠化生產(chǎn)之一，根據(jù)我們的試驗(yàn)結(jié)果，推薦0.4～0.7頭/株成蟲作為大棚飼養(yǎng)的起始蟲數(shù)為宜，如此可確保30 d內(nèi)取得較大的種群數(shù)量。

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