異色瓢蟲對紫薇長斑蚜捕食及控制作用研究

于 煒，劉 錦

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異色瓢蟲對紫薇長斑蚜捕食及控制作用研究

于 煒，劉 錦

（杭州植物園，浙江 杭州 310013）

為明確異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食能力，通過室內(nèi)試驗測定異色瓢蟲成蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能。結(jié)果表明：異色瓢蟲成蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能符合HollingⅡ反應(yīng)模型，方程式為a=0.987 5/（1+0.005 43），瞬時攻擊率為0.987 5，處置時間為0.005 5 d；通過Hassell和Valley干擾模型擬合，得到捕食作用率與獵物密度的關(guān)系為=0.542-0.809，捕食常數(shù)為0.542，干擾系數(shù)為0.809；通過對Holling反應(yīng)新模型進行擬合，方程式為a=127.99exp（－61.55/），最佳尋找密度為61.55頭。田間試驗表明釋放異色瓢蟲成蟲能有效控制紫薇長斑蚜密度，其中瓢蚜比1:20和1:10的防治效果基本相同，而1:40的防治效果在短期內(nèi)（7 d）不如1:20和1:10，但長期（28 d）防效趨于一致。從經(jīng)濟學(xué)和生態(tài)學(xué)的角度綜合考慮，以瓢蚜比1:20或1:40釋放比較適宜

異色瓢蟲，紫薇長斑蚜，捕食功能反應(yīng)，控制

紫薇長斑蚜是紫薇最重要的害蟲之一，發(fā)生嚴(yán)重時造成紫薇葉片發(fā)黃，提早落葉，還能誘發(fā)煤污病，嚴(yán)重影響了紫薇的正常生長。目前化學(xué)防治仍是控制紫薇長斑蚜主要手段，雖然見效快，但存在著污染環(huán)境、易產(chǎn)生抗藥性等弊端。利用天敵進行生物防治可以有效減少化學(xué)污染，是病蟲害綜合防治的重要發(fā)展方向。異色瓢蟲是林業(yè)、農(nóng)業(yè)上一種重要的捕食性天敵，也是浙江瓢蟲中的優(yōu)勢種，可捕食桃粉大尾蚜，繡線菊蚜，麥二叉蚜，煙蚜，毛白蚜，棉蚜等多種蚜蟲，被廣泛的應(yīng)用于生物防治領(lǐng)域[1-6]。但有關(guān)異色瓢蟲對紫薇長斑蚜捕食和控制作用還尚未見詳細(xì)報道，因此通過測定異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應(yīng)以及開展田間防效實驗，明確釋放異色瓢蟲控制紫薇長斑蚜的防治閾值和最佳釋放量，為進一步開展紫薇長斑蚜生物防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

捕食功能反應(yīng)、干擾反應(yīng)試驗使用的紫薇長斑蚜（高齡若蚜或成蚜）和異色瓢蟲成蟲于2017年8月上旬采自杭州植物園，采集時使用毛筆將紫薇長斑蚜和異色瓢蟲分別掃落至采集瓶備用。共采集紫薇長斑蚜約8 000頭、異色瓢蟲125頭，異色瓢蟲在試驗前饑餓24 h。田間防治釋放的異色瓢蟲成蟲約700頭購于杭州康駿生物科技有限公司。

1.2 試驗條件和試驗容器

試驗在室溫20 ~ 25℃條件下進行，采用直徑8 cm、高1.8 cm的培養(yǎng)皿作為試驗容器，試驗時在培養(yǎng)皿底部墊一張濕潤的濾紙。

1.3 試驗方法

1.3.1 異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應(yīng) 每個培養(yǎng)皿各放置1頭異色瓢蟲成蟲，紫薇長斑蚜數(shù)量分5個梯度，分別為每皿50頭、100頭、150頭、200頭和250頭。每組設(shè)5個重復(fù)，24 h后檢查記錄各培養(yǎng)皿內(nèi)紫薇長斑蚜剩余數(shù)量。

1.3.2 異色瓢蟲自身密度的干擾反應(yīng) 按5個梯度放置異色瓢蟲成蟲，分別為每皿1頭、2頭、3頭、4頭和5頭，紫薇長斑蚜密度為每皿150頭。每組設(shè)5個重復(fù)，24 h后檢查記錄各培養(yǎng)皿紫薇長斑蚜剩余數(shù)量。

1.3.3 異色瓢蟲田間防治 2017年5月上旬在杭州植物園內(nèi)釋放異色瓢蟲成蟲，試驗設(shè)3個處理（按瓢蚜比1:40，1:20，1:10釋放）。此外，由于蚜蟲繁殖速度快，為科學(xué)評估異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的控制效果，計算矯正防效，試驗還設(shè)置了1個對照區(qū)（CK，不采取任何防治措施）。3個處理分別位于3個獨立區(qū)域，間隔500 m以上，CK和1:10處理位于同一區(qū)域，間隔20 m。為減少異色瓢蟲自身干擾反應(yīng)的影響，并降低釋放后因突發(fā)事件或極端環(huán)境變化造成的瓢蟲死亡或遷飛的風(fēng)險，釋放分2次完成，每次釋放的瓢蟲頭數(shù)為設(shè)計量的一半。第1次釋放時先在每個區(qū)隨機取5株規(guī)格相似的紫薇作為樣本株，調(diào)查統(tǒng)計樣本株上紫薇長斑蚜的數(shù)量作為蟲口基數(shù)，然后按樣本株平均蚜蟲數(shù)乘以該區(qū)紫薇株數(shù)計算蚜蟲總數(shù)，并根據(jù)蚜蟲總數(shù)按試驗設(shè)計釋放異色瓢蟲。首次釋放7 d后進行第2次釋放，在第2次釋放后的第3天、第5天、第7天、第14天、第28天調(diào)查統(tǒng)計樣本株蚜蟲數(shù)量。

1.4 分析方法

1.4.1 功能反應(yīng) 用HollingⅡ型圓盤方程擬合[7]，公式為：a=/(1+h)，式中a為被捕食的獵物數(shù)量；為捕食者對獵物的瞬間攻擊率；為捕食者可利用捕食獵物的時間，本次試驗的時間為1 d；為獵物密度；h為捕食1頭獵物的時間。方程線性化得：1/a=1/+h。

1.4.2 干擾效應(yīng) 捕食率（）在早期模型中一般都假定為一常數(shù)，公式為：=a/，式中為捕食者密度。但在Ⅱ型反應(yīng)中不再是常數(shù)，為此Hassell等[8]提出了：=-m，式中為捕食常數(shù)；為干擾系數(shù)。

1.4.3 獵物最佳密度估算 為估算獵物的最佳尋找密度，汪世澤[9]提出Holling功能反應(yīng)新模型，公式為：a=aexp（－bN-1），式中a為天敵最大捕食量；b天敵密度為1時，獵物最佳密度。

1.4.4 田間防效 采用下面公式進行計算，作為評價防效的指標(biāo)。（%）=（0－x）/0*100%，矯正防效（%）=（1－x0/0x）*100%，式中為蟲口減退率；為矯正防效；0為釋放區(qū)蟲口基數(shù)；x為時間時釋放區(qū)蟲口數(shù)；0為對照區(qū)蟲口基數(shù)；x為時間時對照區(qū)蟲口數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應(yīng)

試驗測得異色瓢蟲成蟲24 h最大捕食量為126頭，在不同密度下的紫薇長斑蚜的日平均捕食量見表1。如表1所示，異色瓢蟲的日捕食量隨著紫薇長斑蚜密度的增加而增加，但當(dāng)紫薇長斑蚜密度超過一定程度時，異色瓢蟲捕食量的增加逐漸放緩，其功能反應(yīng)符合HollingⅡ模型，可以用HollingⅡ圓盤方程來擬合。用最小二乘法擬合建立的直線回歸方程式為：1/a=1.012 7/+0.005 5，相關(guān)系數(shù)r=0.998 1，當(dāng)df=4時，r0.01=0.917 2，r ? r0.01，表明兩者極相關(guān)，見圖1。

圖1 異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應(yīng)

Figure 1 Predation ofon

由該式可得捕食1頭獵物的時間h=0.005 5 d，瞬間攻擊率=0.987 5，當(dāng)→∞時，24 h最大捕食量為181.82頭。由以上結(jié)果可以得出異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的捕食功能反應(yīng)數(shù)學(xué)模型為a=0.987 5/（1+0.005 43）。對捕食量實測值和理論值進行2檢驗，2=0.608 2，df=5時20.05=11.07，2<20.05，說明與HollingⅡ圓盤方程高度吻合，所得方程能正確反應(yīng)異色瓢蟲對紫薇長斑蚜實際捕食情況。

表1 異色瓢蟲對紫薇長斑蚜的日捕食量

2.2 異色瓢蟲自身密度的干擾反應(yīng)

試驗測得在一定的空間范圍內(nèi)，當(dāng)紫薇長斑蚜密度不變，隨著異色瓢蟲成蟲密度的增加，異色瓢蟲的平均捕食量、捕食率下降，詳見表2。

表2 異色瓢蟲自身干擾反應(yīng)的影響

根據(jù)=a/計算出捕食率實測值，用冪函數(shù)對=-m擬合建立干擾反應(yīng)方程為：=0.542－0.809，相關(guān)系數(shù)r=0.995 5，當(dāng)df=3時，r0.01=0.958 7，r?r0.01，表明兩者極相關(guān)，見圖2。由該式可得捕食常數(shù)=0.542，干擾系數(shù)=0.809。對捕食率實測值和理論值進行2檢驗，2=0.001 74，df=4時，20.05=9.49，2<20.05，說明所得方程能正確反應(yīng)異色瓢蟲自身密度對捕食紫薇長斑蚜的干擾情況。

圖2 異色瓢蟲自身干擾反應(yīng)

Figure 2 Relationship of population density with predation of

2.3 獵物最佳密度估算

將單頭異色瓢蟲對不同密度紫薇長斑蚜的捕食數(shù)據(jù)使用Holling功能反應(yīng)新模型進行指數(shù)函數(shù)擬合，得到方程式為：a=127.99exp（－1.55/），相關(guān)系數(shù)r=0.978 2，當(dāng)df=4時，r0.01=0.9172，r?r0.01，表明兩者極相關(guān)。由該式可得單頭異色瓢蟲24 h最大捕食量為127.99頭，紫薇長斑蚜最佳密度為61.55頭·皿-1。

2.4 異色瓢蟲對紫薇長斑蚜田間控制效果

不同瓢蚜比對紫薇長斑蚜的田間防效見表3。按瓢蚜比1:40，1:20，1:10釋放異色瓢蟲成蟲防治紫薇長斑蚜均有良好的效果，其中1:20和1:10的效果好于1:40，7 d蟲口減退率分別為61.4%，82.3%和83.4%，矯正防效分別為75.8%，88.9%和89.6%；28 d蟲口減退率分別為90.8%，92.1%和93.8%，矯正防效分別為68.6%，73.2%和78.8%。相較于處理區(qū)，對CK的紫薇長斑蚜蟲口數(shù)量于7d達(dá)到峰值，較試驗初期增加了59.1%，為同期1:40處理區(qū)蟲口數(shù)量的4倍左右（1:40處理區(qū)的蚜蟲蟲口基數(shù)與CK相近）。7 d后CK蚜蟲蟲口數(shù)量開始下降，28 d時的蟲口減退率達(dá)到了70.6%，但仍是同期1：40處理區(qū)蟲口數(shù)量的3倍左右。

表3 釋放不同密度的瓢蟲對紫薇長斑蚜的控制效果

3 結(jié)論與討論

異色瓢蟲是紫薇長斑蚜的重要捕食性天敵，成蟲日捕食量隨著紫薇長斑蚜密度的增加而增大，但當(dāng)密度超過一定程度時，捕食量的增大逐漸放緩，其功能反應(yīng)符合HollingⅡ反應(yīng)。通過HollingⅡ反應(yīng)模型測得24 h最大捕食量為181.82頭，而通過Holling功能反應(yīng)新模型測得的結(jié)果為127.99頭，擬合結(jié)果相差較大，Holling功能反應(yīng)新模型的結(jié)果小于HollingⅡ反應(yīng)模型，這與林長春等、張娟等、趙琦等[10-12]的相關(guān)研究一致。HollingⅡ反應(yīng)模型和Holling功能反應(yīng)新模型在一定程度上可以互補，2個模型同時使用更能準(zhǔn)確描述天敵的作用。此外，通過Holling功能反應(yīng)新模型可得紫薇長斑蚜最佳密度為61.55頭·皿-1。因此，可以將瓢蚜比1:62作為釋放異色瓢蟲控制紫薇長斑蚜的防治閾值，即當(dāng)田間瓢蚜比大于1:62時可不做任何防治措施，靠瓢蟲自然控制蚜蟲密度；而當(dāng)瓢蚜比小于1:62時，則需人工釋放或助遷瓢蟲以幫助控制蚜蟲密度。

田間防效試驗表明釋放異色瓢蟲成蟲能有效控制紫薇長斑蚜密度，3個處理均能取得良好的防效，7d對照區(qū)內(nèi)蚜蟲蟲口數(shù)量增加了59.1%，而3個處理區(qū)內(nèi)的蚜蟲蟲口減退率最低的也有61.4%。從防效上看釋放瓢蚜比越高在短期（7 d）效果越明顯，而長期（28 d）效果趨于一致，因此在蚜蟲發(fā)生量不大或不需要快速取得高防治效果的情況下，按瓢蚜比1:40釋放，在蚜蟲突然爆發(fā)或需要在短期內(nèi)就取得高防治效果的情況下，按瓢蚜比1:20或1:10釋放。由于瓢蚜比1:20與1:10防效基本一致，因此選擇按瓢蚜比1:20釋放可以更好的控制成本和減少浪費。本次試驗發(fā)現(xiàn)CK在7 d后蚜蟲的密度也開始下降，主要原因可能是對照組與1:10處理處于同一區(qū)域，兩者雖然間隔20 m，但之間并沒有特別的隔離措施，導(dǎo)致處理區(qū)的異色瓢蟲在食物匱乏后遷飛至對照區(qū)；另外，5月下旬至6月上旬氣溫快速升高，在一定程度上抑制了蚜蟲的繁殖。由于未使用化學(xué)藥劑，紫薇上除了瓢蟲外，還發(fā)現(xiàn)了2種食蚜蠅科Syrphidae和1種草蛉科Chrysopidae的天敵昆蟲。綜上所述，釋放異色瓢蟲防治紫薇長斑蚜，不僅能有效控制蚜蟲密度，還具有一定的生態(tài)效應(yīng)，值得在生產(chǎn)中應(yīng)用和推廣。

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Predation and Control ofagainst

YU Wei，LIU Jin

（Hangzhou Botanical Garden of Zhejiang, Hangzhou 310013, China）

andadults were trapped in Hangzhou Botanical Garden, Zhejiang province in August 2017. Experiment of predation ofagainstwas carried out in the laboratory. The results showed that the predation of.was conformed with the model Holling-Ⅱ,with the equation ofa=0.987 5/(1+0.005 43). The rate of instantaneous attack was 0.987 5 and handle time was 0.005 5 day. By fitting the interfering model of Hassell and Valley, the relationship between predation rate (and prey density (was=0.542-0.809with 0.542 of prey constant and 0.809 interfering parameter. By fitting the model of Holling, the equation wasa=127.99exp (－61.55/), with the best density of 61.55. In May 2017, experiment was implemented on release of.in Hangzhou Botanical Garden with different numbers to control. The results demonstrated that it had different effect with different density.

;; predation; control

10.3969/j.issn.1001-3776.2019.01.009

S476+.2

A

1001-3776（2019）01-0055-05

2018-07-17；

2018-12-09

杭州市科技發(fā)展計劃項目（2016043B31）

于煒，高級工程師，從事有害生物綜合防控工作；E-mail:fish1158@163.com。