異色瓢蟲幼蟲對云南云杉長足大蚜若蟲的捕食效應

馬艷芳,　張山林,　張永強,　常承秀,　馬　慧,　朱惠英,　陳小玲

(甘肅臨夏州森林病蟲害防治檢疫站　731100)

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異色瓢蟲幼蟲對云南云杉長足大蚜若蟲的捕食效應

馬艷芳*,張山林,張永強,常承秀,馬慧,朱惠英,陳小玲

(甘肅臨夏州森林病蟲害防治檢疫站731100)

在室內(nèi)研究了捕食性天敵異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜若蟲的捕食作用。結果表明,異色瓢蟲對云南云杉長足大蚜若蟲的捕食功能反應符合Holling Ⅱ型反應,擬合的圓盤方程為Na=1.028 9Nt/(1+0.009 8Nt)。根據(jù)HollingⅢ型功能反應新模型Na=a·exp(-b/Nt)計算出最佳尋找密度43.54頭;在獵物密度一定的情況下,利用其捕食作用率與個體間相互干擾作用的關系用Hassell-Varley的干擾反應模型擬合為E=0.242 4P-0.398 5;分攤競爭強度與其密度的關系式為I=0.005 4 lgP+0.679 6。利用Holling (1959)尋找效應(E)與獵物密度(Nt)關系式計算了尋找效應;利用Hassell & Varley(1969)模型和Beddington(1975) 2種模型對異色瓢蟲4齡幼蟲尋找效應和自身密度之間的關系進行了模擬,模擬方程分別為:E=0.748 7P-1.298 4、E=1.021 3/(2.479 4P-1.479 4)和E=1.021 3/(0.01Na+2.479 4P-1.479 4),異色瓢蟲對云南云杉長足大蚜的尋找效應隨獵物密度及捕食者密度的增加而下降。

異色瓢蟲;云南云杉長足大蚜;捕食作用

(Forest Pest and Diseases Management & Quarantine Station of Linxia Hui Autonomous District, Gansu731100, China)

云南云杉長足大蚜(CinaraalbaZhang, 1982)屬同翅目、大蚜科、長足大蚜屬。主要為害云杉的一年生主側梢, 成、若蚜群集主側嫩梢,吸液為害,單枝蟲口常在百頭以上,嫩梢覆蓋膠狀分泌物,嚴重影響光合作用,使樹勢衰弱。主側梢被害后,輕則變曲, 重則枯死,幾年后,被害植株形成叢狀主梢, 生長下降, 材質(zhì)降低[1]。云南云杉長足大蚜主要分布在內(nèi)蒙古(呼和浩特)、云南(麗江)、四川(丹巴、臥龍)、西藏(墨脫、松林口、樟木)、甘肅(古浪縣、岷縣)、青海(互助)等地。筆者在觀察云南云杉長足大蚜生物學特性時發(fā)現(xiàn)異色瓢蟲是其主要的捕食性天敵,國內(nèi)對云南云杉長足大蚜的報道特別少,且尚未見天敵捕食作用的報道,為了更好地利用異色瓢蟲對云南云杉長足大蚜進行生物防治,我們對異色瓢蟲4齡幼蟲捕食云南云杉長足大蚜若蟲的作用進行了研究。

1　材料與方法

1.1材料來源

2014年5月中旬在臨夏縣韓集鎮(zhèn)云杉行道樹上采集異色瓢蟲3齡幼蟲,以云南云杉長足大蚜飼養(yǎng),取蛻皮后的4齡幼蟲供試,試驗前統(tǒng)一取食1 d再饑餓1 d。云南云杉長足大蚜若蚜采自同一地點云杉行道樹,取齡期基本一致的3齡若蚜供試。試驗于室溫下(23±0.5)℃進行。

1.2試驗設計

1.2.1功能反應

在培養(yǎng)皿(直徑12 cm)內(nèi)測定異色瓢蟲4齡幼蟲對獵物云南云杉長足大蚜若蟲的功能反應。獵物密度分別設每皿50、100、150、200、250頭(獵物密度的設置依預試驗確定)。先將云杉針葉放入培養(yǎng)皿內(nèi),再分別將1頭異色瓢蟲4齡幼蟲與不同獵物密度組合放入皿中加蓋。每組合重復5次。24 h后檢查捕食量。

1.2.2干擾反應

在每個培養(yǎng)皿中放入300頭云南云杉長足大蚜3齡若蚜,用云杉針葉喂養(yǎng),再相應放入1、2、3、4、5頭異色瓢蟲4齡幼蟲,每處理重復5次。24 h后檢查統(tǒng)計捕食量。

1.2.3尋找效應

在每個培養(yǎng)皿中放入50、100、150、200、250頭云南云杉長足大蚜3齡若蚜,用云杉針葉喂養(yǎng),再相應放入1、2、3、4、5頭異色瓢蟲4齡幼蟲,每處理重復5次。24 h后檢查統(tǒng)計捕食量。

2　結果與分析

2.1異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜的捕食功能反應

圖1　異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜3齡若蚜的 捕食功能反應及搜尋效應Fig.1　Functional response and searching efficiency of Harmonia axyridis 4th instar larvae to Cinara alba 3rd instar nymphs

2.2異色瓢蟲4齡幼蟲的最佳尋找密度

表1　不同獵物密度下異色瓢蟲4齡幼蟲對云南 云杉長足大蚜3齡若蚜的捕食量Table 1　Predation of Cinara alba 3rd instar nymphs byHarmonia axyridis 4th instar larvae at different densities

當捕食者密度P=1頭時,在1 d內(nèi),1頭異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜3齡若蚜達到最大捕食量為82.95頭,最佳尋找密度為43.54頭,因此,在利用異色瓢蟲4齡幼蟲防控云南云杉長足大蚜3齡若蚜時,益害比可以1∶43作為參考值[5]。

2.3異色瓢蟲4齡幼蟲捕食過程中的干擾反應

表2　異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜3齡若蚜捕食作用率(E)和分攤競爭強度(I)Table 2　Predation ratio (E) and intensity of scrambling competition (I) of Harmoniaaxyridis 4th instar larvae on Cinara alba 3rd instar nymphs

2.4異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜的尋找效應

Holling[2]認為尋找效應必須依賴于獵物(寄主)密度且受到天敵的食欲(或產(chǎn)卵能力)限制,他提出E=a/(1+athNt),Hassell & Varley[7]考慮到天敵數(shù)量增加會出現(xiàn)相互干擾而使其搜索效率降低,提出了干擾競爭模型E=QP-m,Beddington[8]考慮到尋找效應與獵物密度(寄主)的關系,提出E=a/[1 +btw(P-1)];綜合考慮獵物(寄主)密度、天敵密度與尋找效應的關系,提出E=a/[1+athNa+btw(P-1)]。本文用這4種方程估計尋找效應,結果見表3。

表3　異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜3齡若蚜的尋找效應Table 3　The searching efficiency of Harmonia axyridis 4th instar larvae on Cinara alba 3rd instar nymphs

將求得的各參數(shù)代入各尋找效應方程得:Holling 尋找效應與寄主密度的模型E=1.028 9/(1+0.010 1Nt); Hassell & Varley 干擾競爭模型E′=0.748 7P-1.298 4;Beddington提出的尋找效應與獵物密度(寄主)的模型E=1.021 3/(2.479 4P-1.479 4),獵物(寄主)密度、天敵密度與尋找效應的模型E=1.021 3/(0.01Na+2.479 4P-1.479 4)。由圖3可看出Holling 尋找效應與寄主密度的模型曲線E=a/(1+athNt)與E=Na/(NtP)較遠,Hassell & Varley 干擾競爭模型E=QP-m和Beddington提出的E= a/[1+athNa+ btw(P-1)]、E=a/[1+ btw(P-1)]模型曲線與E=Na/(NtP)接近,但E=QP-m曲線更接近尋找效應實測值,說明E=QP-m模型能更好地描述異色瓢蟲4齡幼蟲尋找效應與自身密度之間的關系。但無論用哪種模型估計,結果表明在一定的空間或生境內(nèi),異色瓢蟲對云南云杉長足大蚜的尋找效應隨獵物密度及捕食者密度的增加而下降,且當異色瓢蟲密度大于2頭/皿后,尋找效應的下降將趨于平緩(表3、圖2)。

圖2　異色瓢蟲4齡幼蟲對云南云杉長足大蚜 3齡若蚜尋找效應比較Fig.2　Comparison of the searching efficiency curves of Harmonia axyridis 4th instar larvae on Cinara alba 3rd instar nymphs

3　討論

云南云杉長足大蚜在甘肅臨夏地區(qū)只為害云杉,未見在其他作物上為害。有翅蚜有較強的擴散飛行能力,且隨著造林綠化需求,云杉苗木調(diào)運頻繁,云南云杉長足大蚜在臨夏云杉種植區(qū)都有分布,云杉人工林均受到不同程度的為害,受害嚴重的幼林,單株蟲口密度平均在800頭以上, 平均有蟲株率達60%,生長勢衰弱,高生長受到嚴重影響。云南云杉長足大蚜天敵主要有異色瓢蟲、月斑鼓額食蚜蠅[Scaevaselenitica(Meigen)]和三突花蛛[Misumenopostricuspidata],異色瓢蟲數(shù)量居多,是云南云杉長足大蚜的優(yōu)勢天敵。異色瓢蟲對云南云杉長足大蚜功能反應表明,該瓢蟲具有很強的捕食能力,1頭異色瓢蟲4齡幼蟲一日最大捕食量達82.95頭,說明異色瓢蟲在云南云杉長足大蚜的生物防治中具有很大的利用潛力[9]。在云南云杉長足大蚜若蟲密度相同條件下,隨著自身密度的增大,異色瓢蟲幼蟲的日均捕食量逐漸減少,捕食作用率逐漸降低,個體間存在分攤競爭,故在田間利用異色瓢蟲控制云南云杉長足大蚜時應以益害比1∶43作為參考值。

本試驗用Holling關于尋找效應的理論、Hassell & Varley(1969)和Beddington(1975) 兩種模型估計了異色瓢蟲幼蟲不同密度下的尋找效應,從獵物密度和捕食者密度兩方面探討了對尋找效應的影響。當獵物密度增大時,捕食者總的處理時間會加長,導致尋找效應不會太高,而當捕食者密度增大時,則由于相互干擾而限制了尋找效應增加。異色瓢蟲4齡幼蟲在一定的空間和獵物密度相同的情況下,得出搜索常數(shù)Q=0.242 4,干擾系數(shù)m=0.398 5,干擾方程為:E=0.242 4P-0.398 5;在一定的空間下異色瓢蟲4齡幼蟲和獵物密度同比增加的情況下,得出搜索常數(shù)Q=0.748 7,干擾系數(shù)m=1.298 4,干擾方程為:E′=0.748 7P-1.298 4。說明獵物密度和捕食者都增加的情況下干擾強度增強,尋找效應降低。自然界中捕食者對獵物的捕食效應往往受到多方面的影響,如捕食者不同齡期、性別[10]及自身密度[11],獵物密度及不同齡期個體[12-13]、溫度[14]、寄主植物類型[15]及大小[16]、空間異質(zhì)性[17]及其他外界條件[18-19],實際捕食作用必然下降,如何客觀、定量地描述自然界異色瓢蟲對云南云杉長足大蚜的控制作用,有待于進一步研究。

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(責任編輯：田喆)

Predatory efficiencies of the multicolored Asian lady beetleHarmonia

axyridislarvae on the aphidCinaraalbanymphs

Ma Yanfang,Zhang Shanlin,Zhang Yongqiang,Chang Chengxiu,Ma Hui,Zhu Huiying,Chen Xiaoling

In the laboratory, the predation of the multicolored Asian lady beetleHarmoniaaxyridislarvae to the aphidCinaraalbanymphs was studied. The results showed that the functional response ofH.axyridislarvae toC.albanymphs fitted to Holling type Ⅱmodel and the equation wasNa=1.028 9Nt/(1+0.009 8Nt). The best seeking density was about 43.54. The relationship between searching efficiency andH.axyridislarvae density was also studied by Holling’s modelE=a/(1+athNt). The relationship between predation efficiency and individual interference could be fitted to the Hassell-Varley modelE=0.242 4P-0.398 5．The relationship between intensity of scrambling competition (I) and the density of theH.axyridislarvae (P) wasI=0.005 4 lgP+0.679 6. The relationship between searching efficiency andH.axyridislarval density was also studied by Holling model．The relationship between searching efficiency (E) andH.axyridislarval density (P) could be described by Hassell & Varley model and Beddington (1975) two models asE=0.748 7P-1.298 4,E=1.021 3/(2.479 4P-1.479 4) andE=1.021 3/(0.01Na+2.479 4P-1.479 4)．The searching efficiency declined when the densities ofH.axyridislarvae and the prey increased．

Harmoniaaxyridis;Cinaraalba;predation

2015-05-28

2015-08-09

甘肅省臨夏州科技計劃項目(2011-N-S-10)

E-mail:lxgymyf@126.com

Q 968

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.02.018

致謝：承中國科學院動物研究所姜立云副研究員鑒定云南云杉長足大蚜標本，謹此致謝。