油菜－小麥鄰作模式對麥蚜主要天敵種群動態(tài)以及小麥生產的影響＊

費曉東， 李 川， 張青文， 趙章武

（中國農業(yè)大學農學與生物技術學院昆蟲系，北京 100193）

多作物耕作模式是多種農作物通過一定的方式種植在一起的耕作形式。間作、套作、鄰作等都是多作物耕作系統(tǒng)的重要方式，可以在農業(yè)生產上廣泛運用。與單作物耕作系統(tǒng)相比，多作物耕作系統(tǒng)群落環(huán)境更為復雜，生物多樣性程度高，可以避免害蟲的大暴發(fā)。間作具有特殊氣味的香草植物，對番茄上的白粉虱有一定的驅避作用［1］。小麥間作豌豆對麥長管蚜有良好的控制效果［2］。多作物耕作模式能夠控制害蟲危害的主要原因是由于其對農田天敵資源的調節(jié)，為捕食性和寄生性天敵提供合適的越冬場所，因此多作物耕作田中擁有更多的廣食性和專食性天敵，進而更有效地抑制有害生物［3］。而且在多作物耕作系統(tǒng)中有更多種類的植食性昆蟲吸引天敵轉移取食［4－5］，其中包括一些單作田中少有的種類［6］。

多年來，小麥蚜蟲作為危害小麥生長的主要害蟲，一直受到廣泛的重視，化學方法一直是最普遍的除蟲方法［2，7－8］。但是過度使用化學農藥已經帶來了一系列的問題，如土壤條件的惡化、害蟲抗藥性增加、害蟲再猖獗以及對天敵的危害［9－11］。隨著IPM理論的提出，天敵的自然控害作用越來越被人們所重視。綜合運用物理防治、化學防治、生物防治和生態(tài)防治，在控制蚜蟲危害的同時也注重其所產生的社會效益和生態(tài)效益，成了生態(tài)學家和農業(yè)生產者不容回避的問題。

生態(tài)防治是生物防治的一種，是通過改變生態(tài)環(huán)境影響群落環(huán)境來達到降低蟲害的作用。本文主要揭示改變農田種植方式對農田天敵種群動態(tài)以及對農作物產量的影響。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況與處理設置

試驗在河南省駐馬店市農科所農場內進行，試驗地為45 m×20 m的小麥田和45 m×20 m的油菜田。以小麥和油菜交界處向兩邊各在0、2、4、6、8、16 m處設立試驗小區(qū)。每小區(qū)10點取樣，每個樣點1 m2，樣點之間距離相等。小麥田每小區(qū)6行，油菜田每小區(qū)4行。同時設立45 m×20 m的單作小麥田。

小麥品種為‘鄭麥9023’，用種量7．5 kg／667 m2；油菜品種為‘早熟1號’，用種量0．25 kg／667 m2。

所有試驗田均采用相應的常規(guī)播種和管理方式，且在作物整個生育期不施用任何農藥。

1．2 試驗地蚜蟲發(fā)生與分布情況

2009年油菜田中菜蚜發(fā)生的高峰時期是從4月24日至5月4日，其中菜蚜種群數量在4月29日達到最高峰。2010年菜蚜種群數量最高峰出現在5月8日。

小麥田中麥長管蚜在2009年4月29日和2010年5月8日分別達到最高峰，在無翅麥長管蚜最高峰出現后5 d（2009年）和10 d（2010年）后，無翅禾谷縊管蚜也達到蟲口密度最高峰。

油菜田和小麥田中的蚜蟲種群密度隨著與小麥－油菜鄰作交界處距離的增加而增加，鄰作小麥田和油菜田以16 m處蚜蟲種群密度最大，單作小麥田蚜蟲在各距離之間呈均勻分布。

1．3 田間取樣方法

本試驗連續(xù)2年進行田間調查，日期為2009年4月5日－6月5日和2010年3月30日－6月2日。

油菜田調查采取棋盤式抽樣法，每處理10個樣點，每點1 m2（4行共計10株油菜），記錄整株油菜的瓢蟲和寄生蜂種類和數量，每5 d調查1次。

小麥田調查同樣采取棋盤式抽樣法，每處理10個樣點，每點定10株，調查記錄1 m2內的地面、小麥整株的天敵發(fā)生種類和數量。

1．4 田間調查方法

瓢蟲的調查：采用直接計數法，記錄每個樣點內所有小麥植株和油菜植株上瓢蟲的種類以及成蟲、幼蟲數量。

寄生蜂的調查：以每個樣點內所有小麥和油菜植株上的僵蚜的數量代替。

1．5 統(tǒng)計分析

數據分析采用單因子方差分析（one－way ANOVA，Fisher’s LSD test），所用軟件為SPSS11．5。

2 結果與分析

2．1 鄰作對油菜田優(yōu)勢天敵種群動態(tài)的影響

2．1．1 鄰作對油菜田瓢蟲種群動態(tài)的影響

2009年油菜田中瓢蟲的數量在5月4日達到最大值，對最高峰當日數據進行差異性分析發(fā)現，位于小麥－油菜交界處0、2、4、6 m處的瓢蟲數量顯著的大于8、16 m處（F＝4．292；df＝5，54；p＜0．01）（見圖1a）。2010年油菜田中瓢蟲數量的高峰首先在5月8日2 m處出現，5 d之后即5月13日各距離處均達到最高峰，以4 m處數量最多，達到172頭／m2，16 m處數量最少，僅為45頭／m2，經差異顯著性分析發(fā)現，最高峰當日16 m處瓢蟲數量與其他各距離差異顯著（F＝24．128；df＝5，54；p＜0．001）（見圖1b）

圖1 油菜田距鄰作交界處不同距離瓢蟲種群動態(tài)

2．1．2 鄰作對油菜田蚜繭蜂種群動態(tài)的影響

2009年與2010年油菜田中蚜繭蜂的最高峰分別出現在5月4日和5月13日。數量的最高值均出現于0 m處，分別為2009年409頭／百株、2010年323頭／百株，經差異性分析發(fā)現，最高峰當日，0 m處蚜繭蜂數量顯著大于其他各距離（F＝9．369；d f＝5，54；p＜0．01）（F＝13．352；d f＝5，54；p＜0．001）（見圖2a，b）。

圖2 油菜田距鄰作交界處不同距離蚜繭蜂種群動態(tài)

2．2 鄰作與單作對小麥田優(yōu)勢天敵種群動態(tài)的影響

2．2．1 鄰作與單作對小麥田瓢蟲種群動態(tài)的影響

2009年鄰作小麥田瓢蟲最高峰出現在5月4日和5月9日（見圖3a），以0 m處數量最多，5月9日16 m處瓢蟲蟲口密度為45頭／m2，與當日其他距離瓢蟲蟲口密度差異顯著（F＝14．673；d f＝5，54；p＜0．01）。2010年鄰作小麥田最高峰出現于5月13日和5月23日，其中0 m處瓢蟲蟲口密度在5月23日極顯著增高（F＝10．047；df＝5，54；p＜0．001）（見圖4a）。

2009年與2010年小麥單作田瓢蟲高峰日期與鄰作田相同，其最高值分別出現在0 m和2 m（見圖3b、4b）。經差異性分析得出，2009年和2010年最高峰當日小麥單作田16 m處瓢蟲蟲口密度分別與對應年最高值（2009年0 m處、2010年2 m處）差異極顯著（F＝10．031；df＝5，54；p＜0．001）（F＝18．634；df＝5，54；p＜0．001）。

2．2．2 鄰作與單作對小麥田蚜繭蜂種群動態(tài)的影響

2009年鄰作小麥田蚜繭蜂最高峰出現在5月4日和5月9日（見圖5a），經差異性分析發(fā)現0 m處蚜繭蜂蟲口密度顯著高于其他距離（F＝5．716；df＝5，54；p＜0．01）。2010年鄰作小麥田蚜繭蜂最高峰出現于5月23日（見圖6a），4 m處蚜繭蜂蟲口密度顯著高于其他距離（F＝2．797；df＝5，54；p＜0．05）。

2009年單作小麥田蚜繭蜂于5月9日0 m處出現最高峰，與其他距離差異不顯著（F＝7．142；df＝5，54；p＞0．05）（見圖5b）。2010年單作小麥田蚜繭蜂高峰出現在5月23日，最高值位于8 m處，但與6、16 m處蚜繭蜂數量差異不顯著（F＝13．784；d f＝5，54；p＞0．05）（見圖6b）。

2．3 鄰作與單作對小麥生物量和產量的影響

對于小麥的生物量和產量，鄰作與單作同樣會產生影響。與小麥單作田相比，鄰作模式下的小麥株高（F＝57．671；df＝5，54；p＜0．05）、穗長（F＝19．835；d f＝5，54；p＜0．05）、穗重（F＝17．071；d f＝5，54；p＜0．05）、千粒重（F＝48．816；df＝5，54；p＜0．05）均顯著提高（見表1）。

表1 不同種植模式下小麥生物量與產量平均數1）

3 討論

3．1 氣候條件對蚜蟲天敵的影響

2010年由于春季氣溫較2009年低，導致油菜與小麥的生育期推遲近10 d，從而造成了2009年與2010年天敵高峰出現日期上的差異。同時發(fā)現2009年和2010年天敵數量上沒有明顯的變化，說明天敵的數量并不直接依賴于當年的氣候條件，而是與當年麥蚜數量有很大聯(lián)系，其種群動態(tài)是隨著麥蚜種群動態(tài)的變化而變化。

3．2 鄰作對油菜田天敵的影響

油菜田中的天敵以瓢蟲和寄生蜂為主。當地的瓢蟲種類包括龜紋瓢蟲（Propylea j aponica）、異色瓢蟲（Har monia axyridis）、七星瓢蟲（Coccinell a septempunctata）等，其中以異色瓢蟲為優(yōu)勢種。油菜田中的寄生蜂以煙蚜繭蜂（Aphidius gif uensis）和燕麥蚜繭蜂（A．avenae）為主。

對2009年和2010年的結果進行分析發(fā)現，油菜田中瓢蟲大量出現于靠近小麥、油菜交界處的位置，即0～6 m處，說明鄰作使得油菜田中的瓢蟲更傾向于向小麥田轉移，這是多作物耕作系統(tǒng)造成的天敵資源的轉移。

對蚜繭蜂的結果進行分析發(fā)現，蚜繭蜂在兩種作物交界處（即0 m處）的數量最多，與其他距離相比差異顯著（F＝15．372；df＝5，54；p＜0．05），說明相對于瓢蟲來說，油菜田中的蚜繭蜂有著更強的向鄰作小麥田遷移的傾向。

3．3 單作與鄰作對小麥田瓢蟲種群動態(tài)的影響

鄰作小麥田瓢蟲的發(fā)生趨勢近似于雙峰，這與麥田蚜蟲的發(fā)生情況相關，分別在麥長管蚜與禾谷縊管蚜最高峰當日5 d以后瓢蟲數量出現高峰。而且此時油菜處于成熟期，油菜田中的瓢蟲開始向小麥田遷移。2010年小麥田0 m處5月23日的高峰是由于油菜收獲之后，油菜田間的瓢蟲遷移至小麥田所致。對于高峰當日瓢蟲數量的顯著性分析得出0、2、4 m 處的瓢蟲數量顯著高于6、8、16 m 處的數量（F＝9．632；d f＝5，54；p＜0．01），由此表明，隨著油菜的成熟，瓢蟲逐漸向油菜－小麥鄰近處轉移。同時也說明瓢蟲在油菜－小麥田間遷移的最有效距離為4 m，這與Men等的報道相符，即捕食性天敵在小麥－棉花鄰作田間轉移的距離為4 m［6］。

單作小麥田中瓢蟲的發(fā)生趨勢與鄰作小麥田相似，瓢蟲數量在不同距離間也存在差異，總的趨勢是靠近邊界處的位置數量多，離邊界遠的位置數量少。

由此得出，無論是在單作模式還是在鄰作模式下，瓢蟲自身遷移能力有限，只能在一定的距離范圍內遷移，本試驗得出的結論是在油菜－小麥鄰作模式下瓢蟲最有效的遷移距離為4 m，無法控制16 m處的蚜蟲數量，因為16 m處的無翅麥蚜數量總是與其他距離處差異顯著（F＝15．913；df＝5，54；p＜0．001）（費曉東等，待發(fā)表），而單作模式這種差異不顯著，說明油菜－小麥鄰作模式下天敵可以更好地控制近距離的蚜蟲危害。

3．4 單作與鄰作對小麥田蚜繭蜂種群動態(tài)的影響

蚜繭蜂是寄生蚜蟲的專性內寄生蜂，油菜－小麥的鄰作模式影響了其在田間的種群動態(tài)變化。蚜繭蜂在油菜田中表現為單峰，而在小麥田中由于麥長管蚜與禾谷縊管蚜先后發(fā)生以及油菜田中蚜繭蜂的遷入使得其種群動態(tài)為雙峰。本試驗發(fā)現，對鄰作小麥田蚜繭蜂數量最高峰當日數據進行分析，發(fā)現除最高的0 m（2009年）和4 m（2010年）處外，其他各距離之間不存在顯著差異（F＝9．684；df＝5，54；p＜0．001），說明相對于捕食性天敵瓢蟲來說，作為寄生性天敵的蚜繭蜂的遷移能力更強。

小麥單作田中，蚜繭蜂種群動態(tài)為單峰。相比于鄰作田，單作田各距離之間蚜繭蜂數量上的差異不顯著，說明油菜－小麥鄰作可以影響蚜繭蜂的轉移，使得更多的蚜繭蜂出現在交界處。

3．5 單作與鄰作對小麥生物量和產量的影響

與小麥單作田相比，油菜－小麥鄰作模式既顯著提高了小麥的生物量（株高、穗長），也顯著提高了小麥的產量（穗重、千粒重）。在小麥品種與管理方式相同的情況下，油菜－小麥鄰作增強了天敵資源的作用，有效控制了蚜蟲的種群密度，其直接結果就是提高了小麥的產量和生物量。

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