性信息素誘芯設(shè)置密度對(duì)稻田二化螟防效及其天敵群落的影響

張唯偉，葉建人，金磊，劉亞慧*，朱國(guó)念，張傳清

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 311300； 2.溫嶺市植物保護(hù)檢疫站，浙江 溫嶺 317500；3.浙江大學(xué) 農(nóng)藥與環(huán)境毒理研究所，浙江 杭州 310029)

水稻是我國(guó)重要的糧食作物之一，種植面積約占全國(guó)耕地面積的1/4，年產(chǎn)量約占全國(guó)糧食總產(chǎn)的1/2。病蟲害嚴(yán)重影響了水稻的產(chǎn)量和質(zhì)量。目前，我國(guó)南方稻區(qū)的主要害蟲是二化螟、稻縱卷葉螟和稻飛虱[1-2]。近年來，利用性信息素進(jìn)行誘殺和釋放天敵的綠色防控措施得到了廣泛推廣。通過性信息素和天敵控制害蟲，可以減少化學(xué)農(nóng)藥的使用。其中，性信息素作為一種重要的高度種特異性的信息化合物，在昆蟲交配中起著重要作用，一般認(rèn)為，它對(duì)非靶標(biāo)生物的行為影響有限[3-5]。然而，也有研究表明，一些昆蟲對(duì)其近相關(guān)種的性信息素是有反應(yīng)的，也有一些昆蟲會(huì)被作為覓食線索的獵物性信息素所抑制或吸引。如蚜蟲的幾種寄生蜂可以被寄主的性信息素吸引，捕食性昆蟲松干蚧花蝽、褐蛉和甲蟲會(huì)被松干蚧性信息素的誘餌誘捕，二化螟(ChilosuppressalisWalker)性信息素對(duì)稻螟赤眼蜂的雌蜂具有顯著的吸引作用[6-9]。目前，關(guān)于性信息素對(duì)害蟲天敵群落組成、結(jié)構(gòu)及多樣性的影響還不清楚。本研究在金華和溫嶺稻田設(shè)置不同密度的性信息素誘芯，通過調(diào)查研究其誘蛾數(shù)量、控害效果及對(duì)稻田天敵群落特征的影響，以期為二化螟性信息素的推廣應(yīng)用提供綜合依據(jù)，為構(gòu)建科學(xué)合理的稻田綠色防控體系提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

誘芯和誘捕器均系浙江寧波紐康生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)，二化螟性信息素毛細(xì)管誘芯主要成分為順-13-十八碳烯醛、順-11-十六碳烯醛和順-9-十六碳烯醛的混合物[10]，誘捕器為PT-FMT新型飛蛾誘捕器。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)分別設(shè)在金華市婺城區(qū)蔣堂鎮(zhèn)黃碧壟村(早稻品種為金早09)和溫嶺市箬橫鎮(zhèn)下閘村喜樂家庭農(nóng)場(chǎng)(早稻品種為中早39)。兩地均為直播水稻，全試驗(yàn)區(qū)水肥管理一致。依照單位面積(667 m2)設(shè)置的二化螟誘捕器數(shù)量，試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理：T1，每667 m2放置1個(gè)二化螟誘捕器；T2，每667 m2放置2個(gè)二化螟誘捕器；T3，每667 m2放置3個(gè)二化螟誘捕器；CK，空白對(duì)照區(qū)，不設(shè)置二化螟誘捕器。各處理區(qū)之間直線距離間隔在500 m左右(以盡量避免互相干擾)。每處理重復(fù)3次，總試驗(yàn)面積約6.6 hm2。兩地試驗(yàn)田誘捕器和誘芯的放置時(shí)間分別為2017年4月20日和4月13日，均為越冬初見蛾時(shí)，試驗(yàn)持續(xù)至早稻收割。每個(gè)處理大區(qū)的誘捕器按外密內(nèi)疏的方式排列設(shè)置，誘捕器底邊離地0.8 m，每個(gè)誘捕器放置1枚二化螟誘芯，誘芯每60 d更換一次。

1.3 調(diào)查

誘蛾量調(diào)查。分別在設(shè)置有誘捕器的每個(gè)處理的東、西、南、北、中隨機(jī)選取5個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)定3個(gè)誘捕器做好標(biāo)記，定時(shí)調(diào)查，記錄各誘捕器的誘蛾量。金華試驗(yàn)點(diǎn)的調(diào)查時(shí)間分別為2017年5月9日、5月25日、6月15日和6月22日，溫嶺試驗(yàn)點(diǎn)的調(diào)查時(shí)間分別為2017年4月29日、5月20日、6月10日和6月24日。

于水稻二化螟為害穩(wěn)定期進(jìn)行防治效果調(diào)查。在各處理區(qū)的東、南、西、北、中隨機(jī)選取5塊稻田作為取樣點(diǎn)，采用平行跳躍式取樣法，共調(diào)查50叢，調(diào)查并記錄總株數(shù)、螟害株率，計(jì)算防治效果(%)。

對(duì)天敵的影響調(diào)查。金華和溫嶺試驗(yàn)點(diǎn)分別于2017年7月15日和7月17日開展調(diào)查。采用五點(diǎn)取樣法，每個(gè)樣點(diǎn)調(diào)查20 叢水稻，通過盆拍采集中下部二化螟的天敵，在稻株上部通過網(wǎng)掃捕捉，每點(diǎn)在水稻尖葉連續(xù)掃10網(wǎng)，將所有種類分裝在離心管中，用75%乙醇溶液浸泡，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鑒定和數(shù)量統(tǒng)計(jì)。計(jì)算Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Simpson指數(shù)(D)和Pielou均勻性指數(shù)(E)。

1.4 數(shù)據(jù)分析及統(tǒng)計(jì)

用Excel 2010和SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 誘蛾量動(dòng)態(tài)

如表1所示，在調(diào)查初期[2017-05-09(金華)、2017-04-29(溫嶺)]，T1處理的誘蛾量顯著高于T2和T3處理。在金華試驗(yàn)點(diǎn)，其余調(diào)查時(shí)間T3與T1處理的誘蛾量并無顯著差異。但在溫嶺試驗(yàn)點(diǎn)，除了最后一次調(diào)查(2017-06-24)外，T1處理的誘蛾量都顯著高于T2和T3處理。

表1 不同處理每個(gè)誘捕器的平均誘蛾量

注：同行數(shù)據(jù)后無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。

2.2 二化螟防治效果

從對(duì)二化螟的防效來看(圖1)，金華試驗(yàn)點(diǎn)的防效隨著單位面積誘捕器的數(shù)量增加而上升，而溫嶺試驗(yàn)點(diǎn)T3與T1處理的防效相差不大，均高于T2處理。

圖1 不同處理對(duì)二化螟的防效

2.3 稻田二化螟天敵群落組成

本研究從金華稻田共調(diào)查鑒定二化螟天敵504頭，分屬于5目22科(表2)，主要組成為錐腹肖蛸(TetragnathamaxillosaThorell)、食蟲瘤胸蛛(OedothoraxinsecticepsBoesenberg et Strand)和等腹黑卵蜂(TelenomusdignusGahan)。其中，數(shù)量最多的是蜘蛛目，共383頭，占總數(shù)量的75.99%；其次是膜翅目，共59頭，占總數(shù)量的11.71%。溫嶺稻田共調(diào)查鑒定出二化螟天敵數(shù)量205頭，分屬于3目10科，主要組成為食蟲瘤胸蛛、駝背額角蛛(GnathonariumgibberumOi)和三突花蛛(MisumenopstricuspidatusFabricius)。其中，數(shù)量最多的是蜘蛛目，共197頭，占總數(shù)量的96.10%。

金華和溫嶺地區(qū)稻田天敵物種分布有顯著差異，詳見表3。

表2 金華和溫嶺稻田的二化螟天敵群落組成

表3 金華和溫嶺稻田二化螟主要天敵的種類對(duì)比

注：+代表有，一代表沒有。

2.4 二化螟天敵群落的數(shù)量動(dòng)態(tài)

金華地區(qū)二化螟天敵的數(shù)量變化(表4)顯示：網(wǎng)掃所得的捕食性天敵及寄生性天敵均表現(xiàn)為在T1處理下數(shù)量最低；盆拍所采集的只有捕食性天敵，且各處理在數(shù)量上無顯著差異，說明寄生性天敵多集中于稻株上部。總的來看，T1處理下的寄生性天敵數(shù)量與T3相比顯著下降。

溫嶺地區(qū)二化螟天敵的數(shù)量變化(表5)顯示：對(duì)于寄生性天敵來說，不同處理的數(shù)量并無顯著差異；對(duì)于捕食性天敵來說，均以T2處理下數(shù)量最高，T1處理下數(shù)量最低，且兩者間差異顯著。

2.5 二化螟天敵群落的特征指數(shù)

如表6所示，金華地區(qū)網(wǎng)掃稻田天敵的豐富度、多樣性指數(shù)、Simpson指數(shù)和總個(gè)體數(shù)，均表現(xiàn)為T1顯著低于CK，而T2和T3處理與CK無顯著差異。盆拍采集天敵的各個(gè)特征指數(shù)在不同處理下都沒有顯著差異。從網(wǎng)掃和盆拍天敵總和來看，僅T1處理的豐富度指數(shù)顯著低于CK，其他處理與CK各指標(biāo)間均無顯著差異。

如表7所示，溫嶺地區(qū)網(wǎng)掃稻田天敵的豐富度、多樣性指數(shù)和均勻性均表現(xiàn)為T1處理的顯著低于CK，T2處理的總個(gè)體數(shù)顯著高于CK，T3處理僅多樣性指數(shù)顯著低于CK。盆拍采集天敵，T1處理的多樣性指數(shù)、Simpson指數(shù)均顯著低于CK，而T2和T3處理下各特征指數(shù)均與CK無顯著差異。從網(wǎng)掃和盆拍天敵總和來看，T1～T3處理的各特征指數(shù)與CK均無顯著差異。

表4 金華地區(qū)不同處理下二化螟天敵的數(shù)量變化

注：相同采樣方式下同列數(shù)據(jù)后無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。表5～7同。

表5 溫嶺地區(qū)不同處理下二化螟天敵的數(shù)量變化

表6 金華地區(qū)不同處理下二化螟天敵的數(shù)量變化

表7 溫嶺地區(qū)不同處理下二化螟天敵的數(shù)量變化

3 小結(jié)與討論

不同地區(qū)稻田二化螟天敵種群的種類和數(shù)量有顯著差異。本研究中，金華稻田共調(diào)查鑒定到二化螟天敵的種類為22科38種，以錐腹肖蛸、食蟲瘤胸蛛和等腹黑卵蜂為田間優(yōu)勢(shì)種群，其中，捕食性天敵以肖蛸科為主的結(jié)果與朱平陽等[11]于金華市湯溪鎮(zhèn)調(diào)查的結(jié)果較為一致。溫嶺稻田共調(diào)查鑒定到二化螟天敵的種類為10科14種，以食蟲瘤胸蛛、駝背額角蛛和三突花蛛為田間優(yōu)勢(shì)種群，這與葉建人等[12]調(diào)查的溫嶺地區(qū)早稻及連作晚稻稻田二化螟的天敵種類分布結(jié)果相符。

性信息素的使用可能對(duì)天敵群落的多樣性、控害功能，及其重建與發(fā)展存在著一定的影響。在金華及溫嶺兩地區(qū)的稻田中，當(dāng)每667 m2設(shè)置1枚誘芯時(shí)，二化螟天敵群落的部分指數(shù)降低。與此同時(shí)，比較金華與溫嶺兩地不同密度誘捕器的誘蛾量發(fā)現(xiàn)，由于T1處理的二化螟成蟲被大量誘集至誘捕器內(nèi)，導(dǎo)致該稻區(qū)內(nèi)害蟲數(shù)量急劇下降，因此，天敵數(shù)量也相對(duì)維持在較低水平。劉軍和等[13]也通過對(duì)杏李園主要害蟲與天敵類群間的相關(guān)性分析，證實(shí)害蟲與天敵主要類群間存在正相關(guān)關(guān)系。陳良興[14]進(jìn)行了性誘劑防治水稻二化螟效果的初步研究，結(jié)果表明，誘芯數(shù)量對(duì)二化螟數(shù)量有顯著影響，667 m2放置1枚誘芯時(shí)二化螟的數(shù)量顯著降低。在調(diào)查初期，T1處理的單誘捕器誘蛾量顯著高于T2和T3處理。在金華試驗(yàn)點(diǎn)，在其余調(diào)查時(shí)間，T3處理與T1處理的誘蛾量無顯著差異，且除2017-06-15外均顯著高于T2處理。但是在溫嶺試驗(yàn)點(diǎn)，除了最后一次調(diào)查外，T1處理的誘蛾量均顯著高于T2和T3處理。這可能是因?yàn)椴煌貐^(qū)的氣候環(huán)境條件、水稻品種等因素對(duì)誘蛾量有較大的影響。

大量的研究顯示，卵寄生蜂赤眼蜂對(duì)寄主的信息素有反應(yīng)，如二化螟信息素對(duì)稻螟赤眼蜂雌蜂的選擇行為有顯著影響[9,15]。除了寄主性信息素的種類外，性信息素的濃度對(duì)寄生蜂的定位也有十分顯著的影響。性信息素濃度在自然條件下隨著釋放距離變化具有動(dòng)態(tài)變化的過程，因此，寄生蜂對(duì)特定濃度性信息素的反應(yīng)可能是寄生蜂在利用性信息素進(jìn)行寄主定位時(shí)對(duì)寄主距離進(jìn)行判定從而取舍的結(jié)果[16-18]。本研究發(fā)現(xiàn)，T2和T3處理的稻田二化螟天敵群落的各特征指數(shù)與CK差異不顯著，說明上述處理在試驗(yàn)條件下對(duì)天敵群落沒有明顯影響。從防治效果來看，兩地均以T3效果最好。綜合考慮相關(guān)結(jié)果，初步認(rèn)為在實(shí)際應(yīng)用時(shí)可以優(yōu)先選擇每667 m2設(shè)置3個(gè)誘芯。但在實(shí)際推廣過程中，各地還是需要因地制宜，根據(jù)不同的性誘劑產(chǎn)品開展相關(guān)試驗(yàn)，綜合分析以確定最適宜的應(yīng)用技術(shù)。

二化螟天敵的種群棲境存在差異，如草間小黑蛛、擬水狼蛛、青翅蟻型隱翅蟲和四點(diǎn)亮腹蛛主要分布于稻株偏下部，而圓尾蟏蛸和寄生蜂則主要分布于稻株上、中部[19]。為此，本研究采用了不同的取樣方法，結(jié)果揭示稻田不同生態(tài)位天敵群落的特征指數(shù)表現(xiàn)有差異：金華地區(qū)稻田二化螟天敵資源豐富，誘芯對(duì)網(wǎng)掃采集的天敵(以寄生性天敵為主)多樣性影響較大，而下部生態(tài)位以蜘蛛為主的捕食性天敵群落沒有受到顯著影響。這與Nakashima等[20]研究的結(jié)果相一致：蚜蟲性信息素顯著提高了苜蓿田中寄生性天敵的寄生率，但相比之下，對(duì)捕食性天敵的物種豐富度影響不明顯。溫嶺地區(qū)天敵種類和數(shù)量較少，誘芯數(shù)量對(duì)上下部生態(tài)位影響表現(xiàn)得更顯著。由此可見，性信息素對(duì)不同種類天敵的影響程度存在一定差異，不同地區(qū)間也可能存在差異。

在今后綠色農(nóng)業(yè)防控技術(shù)的發(fā)展中，應(yīng)關(guān)注性誘劑應(yīng)用對(duì)環(huán)境和天敵群落的影響，通過相關(guān)研究把握性信息素對(duì)天敵行為的調(diào)節(jié)規(guī)律，發(fā)揮天敵群落持續(xù)控害作用，以達(dá)到農(nóng)藥減量、生態(tài)安全的目的[21-22]。