不同人工干預(yù)方式下蘋果園蚜蟲-天敵群落結(jié)構(gòu)及發(fā)生動態(tài)

李東育 韓大勇 徐養(yǎng)誠 劉貝 陳曉露

摘要： 為探究不同人工干預(yù)方式下蘋果園蚜蟲-天敵群落發(fā)生規(guī)律，提高蘋果園蚜蟲生態(tài)防治能力和蘋果園經(jīng)濟效益，本研究選取伊犁河谷中部有機化生產(chǎn)干預(yù)（OI）、化學(xué)干預(yù)（CI）和無人工干預(yù)（NI）3種不同人工干預(yù)方式下的蘋果園，研究在不同人工干預(yù)方式下蚜蟲和天敵昆蟲的群落結(jié)構(gòu)、發(fā)生動態(tài)及益害比等情況。結(jié)果表明，河谷中部地區(qū)蘋果園蚜蟲種類主要有甘藍(lán)蚜、蘿卜蚜和蘋果黃蚜，調(diào)查中共發(fā)現(xiàn)天敵2綱8目19科25種。人工干預(yù)對蘋果園中蚜蟲-天敵群落特征和發(fā)生動態(tài)有較大影響，使得蘋果園蚜蟲-天敵種群數(shù)量及群落多樣性降低，而蚜蟲-天敵群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和益害比提高。河谷中部蘋果園蚜蟲及其天敵的發(fā)生隨季節(jié)的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，天敵的消長變化在時間上遲滯于蚜蟲種群數(shù)量的變動，表現(xiàn)出跟隨效應(yīng)，其中OI蘋果園天敵跟隨效應(yīng)最明顯。冗余分析（RDA）結(jié)果表明，人工干預(yù)（CI和OI）對蚜蟲種群有抑制作用;牧草盲蝽、大突肩瓢蟲、玉米螟厲寄蠅和葉色草蛉等天敵與蚜蟲種群的相關(guān)性較高，其對蚜蟲種群的消長影響最大。綜上，有機化生產(chǎn)干預(yù)方式可以有效控制蚜蟲種群數(shù)量，對蚜蟲生態(tài)調(diào)控性最好，在蘋果園生產(chǎn)實踐中可以推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 人工干預(yù);蚜蟲;天敵;群落組成;發(fā)生規(guī)律;蘋果園

中圖分類號： Q968.1?? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A?? 文章編號： 1000-4440（2021）04-0848-06

Community structure and occurrence dynamics of aphids and natural enemies in apple orchard under different artificial interventions

LI Dong-yu1， HAN Da-yong1， XU Yang-cheng2， LIU Bei3， CHEN Xiao-lu1

（1.College of Biological and Geographical Sciences， Yily Normal University，Yining? 835000， China;2.SGS-CSTC Standards Technical Services （Qingdao） Co.， Ltd.， Qingdao 266101;3.Yili Agricultural and Rural Bureau， Yining 835000， China）

Abstract： In order to explore the community structure and occurrence dynamics of aphids and natural enemies in apple orchard under different artificial interventions， and improve the ecological management ability to the aphid communities and the economic benefit of apple orchard， the study was operated in three apple orchards with organic production intervention （OI）， chemical intervention （CI） and no artificial intervention （NI） separately in the middle of Yili Valley. The community structure， occurrence dynamics and benefit-to-harm ratio of aphids and natural enemies under different artificial interventions were studied. The results showed that the main aphids in the middle of Yili Valley were Lipaphis erysimi（Kaltenbach）， Brevicoryne brassicae（Linnaeus） and Aphis citricola van der Goot， 25 species of natural enemies had been found in 19 families， eight orders， two classes. The artificial intervention had a relatively significant influence on the community structure and occurrence dynamics of aphids and natural enemies in apple orchards. The population number and community diversity of aphids-natural enemies decreased under artificial intervention， while the stability of community structure and the benefit-to-harm ratio increased. The occurrence of aphids and its natural enemies in apple orchards showed a certain regularity following the change of seasons， and the growth and decline of natural enemies lagged behind the change of aphid population in time， showing the following effect. The following effect in apple orchard with OI was the most obvious. The results of redundancy analysis （RDA） showed that artificial intervention （CI and OI） had inhibitory effects on aphid population. The natural enemies， such as Lygus pratenszs， Synonycha grandis， Lydella grisescens and Chrysopa phyllochroma， had high correlation with the aphid population， and they had the greatest impact on the growth and decline of the aphid communities. In conclusion， OI artificial intervention model can effectively control the number of aphid population and has the best ecological regulation on aphids， so it can be popularized in apple orchard production.

Key words： artificial intervention;aphids;natural enemies;community composition;occurrence regularity;apple orchard

蚜蟲俗名蜜蟲，因其體小、繁殖快等特點，常規(guī)化學(xué)防控措施對其防治較難[1]，是現(xiàn)代農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中最為重要的害蟲之一，而果園生態(tài)環(huán)境較農(nóng)田更為穩(wěn)定，所以果園受蚜蟲為害情況尤為嚴(yán)重。目前國內(nèi)外關(guān)于蚜蟲防治方面的研究主要集中在生物源農(nóng)藥、礦物油等新型殺蟲劑的研發(fā)和使用上，其使用成本高、難度大，且對天敵有殺傷作用。隨著人們對農(nóng)藥“3R”（抗性、再猖獗和殘留）、生態(tài)環(huán)保和食品安全的愈發(fā)重視[2]，農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中的害蟲生態(tài)調(diào)控、生態(tài)治理等問題成為當(dāng)前科研工作者研究的熱點[3]。害蟲生態(tài)治理（EPM）更注重生態(tài)系統(tǒng)中群落和物種上的平衡關(guān)系，強調(diào)天敵對害蟲種群的調(diào)控作用，以此提高農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)自然控害能力[4]，提高害蟲防治的效果[5]。有研究結(jié)果表明，長期使用廣譜性化學(xué)殺蟲劑導(dǎo)致果園重要害蟲種群數(shù)量增加，抗藥性增強，天敵種群數(shù)量降低，果園生態(tài)系統(tǒng)惡化[6-8]。而通過果園生草人工栽培則可以有效增加果園生態(tài)系統(tǒng)中天敵群落的多樣性和種群數(shù)量，亦可控制害蟲種群數(shù)量[9-11]。李建瑛等[12]研究發(fā)現(xiàn)人工種植長柔毛野豌豆可以明顯影響梨園害蟲天敵的發(fā)生動態(tài)和時序特征，使天敵的數(shù)量更穩(wěn)定，有利于控制梨園害蟲。新疆伊犁河谷獨特的自然資源和地理優(yōu)勢尤其適合林果栽培。目前，河谷野蘋果林面積約為1.77×104 hm2，人工栽培蘋果面積約為1.62×104hm2[13]。本研究從害蟲生態(tài)治理（EPM）角度出發(fā)，通過對伊犁河谷中部3種不同人工干預(yù)方式下蘋果園蚜蟲及其天敵群落特征、發(fā)生規(guī)律和益害比分析等研究，探索果園生態(tài)系統(tǒng)中天敵種群對蚜蟲種群消長的控制機制，探明符合果園蚜蟲生態(tài)治理的人工干預(yù)模式，為今后天敵與害蟲的互作關(guān)系研究和現(xiàn)代化果園蚜蟲生態(tài)治理提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)位于伊犁河谷中部，西與哈薩克斯坦接壤，地處天山北部，氣候溫潤多雨。試驗設(shè)3個處理，分別為無人工干預(yù)（NI）、化學(xué)干預(yù)（CI）和有機化生產(chǎn)干預(yù)（OI），見表1。3處蘋果園面積均大于1.33 hm2，分別位于伊犁哈薩克自治州境內(nèi)的克伯克于孜鄉(xiāng)、伊寧市園藝場和伊犁州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所蘋果種質(zhì)資源圃。

1.2 試驗方法

用5點取樣法隨機取樣，林下地面植被、昆蟲采集參照張碩等[14]的掃網(wǎng)法和直接觀察法;蘋果樹上蚜蟲和天敵采集參照王亞紅等[15]的蘋果樹葉螨調(diào)查法。地表昆蟲采集采用陷阱法，選用無色、透明、內(nèi)壁光滑的PET杯（外口徑0.10 m，杯高0.17 m）在每處樣地隨機布置陷阱。自2019年5月8日起，每間隔15～20 d調(diào)查1次，全年共調(diào)查9次。采集到的標(biāo)本按樣方標(biāo)號分裝，帶回室內(nèi)進(jìn)行分類鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

（1）多樣性特征值及計算公式如下：

多樣性指數(shù)采用Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（香農(nóng)-維納指數(shù)），計算公式：

H′=-∑Si=1Piln（Pi），式中，Pi=Ni/N

Pi為第i個物種個體數(shù)占總個體數(shù)比例，Ni為第i個物種的個體數(shù);N為個體總數(shù)。

均勻度指數(shù)計算公式為：

J=H′/lnS[16]

式中H′為香農(nóng)-維納指數(shù)，S為群落中物種數(shù)。

Margalef豐富度指數(shù)計算公式：

E=（S-1）/lnN

S為物種數(shù)量，N為個體數(shù)量[17]。

群落相對穩(wěn)定性指數(shù)是指通過天敵在個體數(shù)量上對害蟲的制約潛能以及群落害蟲種群數(shù)量等綜合指標(biāo)比較群落的穩(wěn)定性。計算公式：

I=S/N

S和N分別為群落中物種數(shù)和昆蟲個體數(shù)量[18]。

天敵昆蟲個體數(shù)占昆蟲個體數(shù)10%以上為優(yōu)勢類群，介于1%～10%為常見類群，1%以下為稀有類群[19]。

應(yīng)用典范冗余分析（RDA）方法分析天敵昆蟲群落和蚜蟲群落的相關(guān)性。天敵昆蟲群落作為響應(yīng)變量，蚜蟲群落作為解釋變量，所用數(shù)據(jù)為昆蟲個體數(shù)，分析前對數(shù)據(jù)進(jìn)行中心化處理。利用天敵-蚜蟲-樣地的三維排序圖分析天敵和蚜蟲群落的相互關(guān)系。

本研究使用Excel和R語言（vegan程序包和gclus程序包）統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工干預(yù)對蘋果園蚜蟲及天敵昆蟲群落結(jié)構(gòu)組成的影響

如表2所示，伊犁河谷中部蘋果園蚜蟲主要有3種，分別為蘿卜蚜、甘藍(lán)蚜和蘋果黃蚜，在荒棄無人工干預(yù)的蘋果園還有蘋果綿蚜發(fā)生。本研究共采集蚜蟲2 631頭;天敵3 843頭，隸屬于2綱8目19科25種。為方便描述和統(tǒng)計，將蜘蛛類天敵列入天敵昆蟲進(jìn)行統(tǒng)計。

在3種不同人工干預(yù)蘋果園中，天敵物種數(shù)和個體數(shù)量屬NI蘋果園最多，CI蘋果園次之，OI蘋果園最少，原因可能是，NI蘋果園無人工干預(yù)，天敵的寄主昆蟲資源豐富，從而有利于天敵的生存和繁殖。根據(jù)群落中優(yōu)勢類群判定依據(jù)[16]，不同人工干預(yù)蘋果園中優(yōu)勢天敵分布有所不同，NI蘋果園中優(yōu)勢天敵類群為半翅目蝽類、鞘翅目瓢蟲類、脈翅目草蛉類、蜻蜓類和蜘蛛類;CI蘋果園中優(yōu)勢天敵類群為蝽類、草蛉類、蜻蜓類和蜘蛛類;OI蘋果園優(yōu)勢天敵類群為蝽類、瓢蟲類、草蛉類和蜘蛛類。

2.2 人工干預(yù)對蚜蟲-天敵昆蟲群落多樣性的影響

不同人工干預(yù)方式下的蘋果園蚜蟲-天敵昆蟲群落特征如表3所示。群落中Margalef豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)集中反應(yīng)群落多樣性情況，三者值越高代表該群落物種多樣性越高。由表3可知，不同人工干預(yù)蘋果園蚜蟲-天敵群落多樣性指數(shù)由高到低依次為NI（2.76）、CI（2.66）、OI（2.60）;均勻度指數(shù)由高到低依次為CI（4.09）、NI（4.06）和OI（4.00）;3種干預(yù)方式下的蘋果園之間Margalef豐富度指數(shù)無顯著差異;穩(wěn)定性指數(shù)由高到低依次為：OI（0.11）、CI（0.08）、NI（0.04）。綜上，人工干預(yù)一定程度上降低了蘋果園物種多樣性，卻提高了蚜蟲-天敵群落的穩(wěn)定性，NI蘋果園蚜蟲-天敵群落穩(wěn)定性最低，OI蘋果園蚜蟲-天敵群落穩(wěn)定性最高。

2.3 人工干預(yù)對蚜蟲-天敵群落消長動態(tài)的影響

伊犁河谷蘋果園蚜蟲-天敵群落時序動態(tài)如圖1所示，3種不同人工干預(yù)方式下的蘋果園中，天敵較蚜蟲的發(fā)生和個體數(shù)量變動均有時滯效應(yīng)，3處蘋果園蚜蟲和天敵個體數(shù)量均在7月8日-7月28日達(dá)到全年最大值，原因主要是7月份的溫度、濕度以及食物資源等因素較適合蚜蟲和天敵的繁衍。人工干預(yù)蘋果園（CI和OI）和無人工干預(yù)蘋果園（NI）比較，蚜蟲和天敵數(shù)量的消長變化比較頻繁和劇烈，這主要與人工干預(yù)蘋果園的農(nóng)事操作有關(guān)。OI蘋果園較CI蘋果園而言，天敵種群的消長與蚜蟲種群消長關(guān)系更為緊密，這與CI果園使用傳統(tǒng)化學(xué)殺蟲劑有關(guān)，此類化學(xué)防治中有很多藥劑種類除對蚜蟲有效外，對天敵昆蟲也有直接殺傷作用，天敵種群同時受藥劑毒殺和食物資源（蚜蟲）短缺等因素影響，短期內(nèi)不能緊隨蚜蟲個體增加而恢復(fù)。

2.4 人工干預(yù)對天敵控害的影響

在蚜蟲-天敵群落益害比時序動態(tài)研究中，NI蘋果園益害比在整個調(diào)查周期內(nèi)均較低;CI蘋果園次之，且益害比的消長變化不穩(wěn)定;OI蘋果園益害比在整個生產(chǎn)季節(jié)始終處于較高水平，益害比比較穩(wěn)定。即在有機管理模式下，蘋果園天敵對蚜蟲的控害效果最好，有機管理果園對蚜蟲的生態(tài)調(diào)控能力最強（圖2）。

2.5 不同人工干預(yù)方式下蘋果園蚜蟲-天敵群落冗余（RDA）分析

不同人工干預(yù)方式下蘋果園蚜蟲-天敵群落RDA分析結(jié)果如圖3所示。X27、X28和X29這3種蚜蟲種群的數(shù)量與NI蘋果園相關(guān)性最高，且呈正相關(guān)，即在3種人工干預(yù)方式的果園中，這3種蚜蟲最容易發(fā)生在無人工干預(yù)的果園，且種群數(shù)量最大;X26蚜蟲種群數(shù)量與CI相關(guān)性最高，OI次之，與二者呈負(fù)相關(guān)。總體上，人工干預(yù)（CI和OI）對蚜蟲種群有抑制作用。在蚜蟲與天敵的關(guān)系中，蚜蟲種群X27、X28、X29與天敵X1、X2相關(guān)性較高，且呈正相關(guān);蚜蟲種群X26與天敵種群X9、X11、X12、X19相關(guān)性較高，呈正相關(guān)，與天敵種群X15、X20、X24呈負(fù)相關(guān)。

3 討論

本研究結(jié)果表明，伊犁河谷中部蘋果園蚜蟲天敵昆蟲種類多，天敵資源豐富，主要有以半翅目、脈翅目、蜘蛛類為主的捕食性天敵和以雙翅目、膜翅目為主的寄生性天敵，對蘋果園生產(chǎn)季節(jié)蚜蟲的發(fā)生和危害有較好的控制作用。人工干預(yù)（CI和OI）對蘋果園蚜蟲及其天敵群落結(jié)構(gòu)和發(fā)生動態(tài)有較大影響。在本研究中，人工干預(yù)降低了蚜蟲和天敵的數(shù)量，同時提高了蚜蟲-天敵群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和益害比，這一點與張碩等[14]關(guān)于蘋果園林下種植生草能提高果園益害比的結(jié)論一致。OI果園蚜蟲-天敵群落穩(wěn)定性最強，益害比最高，天敵對蚜蟲的生態(tài)調(diào)控能力最強。與傳統(tǒng)化學(xué)防治蘋果園（CI）相比，由于林下種草采取有機管理的蘋果園（OI）在整個生產(chǎn)過程中主要以物理防治措施和生物防治措施進(jìn)行害蟲防治，對天敵幾乎無直接殺傷作用，所以O(shè)I蘋果園天敵種群的變化能緊隨蚜蟲種群的消長變化。

通過對不同人工干預(yù)方式下蘋果園蚜蟲及其天敵發(fā)生動態(tài)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，相較于無人工干預(yù)的荒棄蘋果園，人工干預(yù)可以在很大程度上降低蚜蟲種群數(shù)量，減輕蚜蟲為害。研究發(fā)現(xiàn)，河谷中部蘋果園蚜蟲及其天敵的發(fā)生隨季節(jié)呈一定的規(guī)律性，天敵的消長變化在時間上遲滯于蚜蟲種群數(shù)量的變化，表現(xiàn)出跟隨效應(yīng)，該結(jié)論與李超等[20]的研究結(jié)論基本一致。本研究中，由于CI蘋果園病蟲害管理采取的是傳統(tǒng)化學(xué)防治，部分藥劑在防治蚜蟲的同時，對天敵也有直接殺傷作用，天敵除受獵物數(shù)量的影響外，其種群密度也受化學(xué)藥劑的影響，所以在化學(xué)防除后不能緊隨蚜蟲種群數(shù)量的增加而增加;OI蘋果園病蟲草害防治主要采取的是物理防治、生物防治的方法，對天敵無直接殺傷作用，并且林下種植多種功能性草本植物，其天敵種群變動主要受蚜蟲等寄主資源的影響，跟隨效應(yīng)明顯。這與魏永平[21]的研究結(jié)果基本一致，與清耕果園比較，生草果園中天敵昆蟲對害蟲在時間上的跟隨作用要更強一點，且對害蟲有更好的控制作用。但也有學(xué)者持不同觀點，如Bone等[22]在維多利亞地區(qū)的果園覆蓋種植其他作物對果園果實產(chǎn)量、害蟲和天敵影響的研究中發(fā)現(xiàn)，果園生草并不能明顯增加天敵數(shù)量，害蟲可能不會得到明顯抑制，該研究者還認(rèn)為在年降水量較低的情況下，生草果園的天敵數(shù)量并沒有明顯增加，不能對害蟲起到明顯控制作用。

利用天敵控害是害蟲生態(tài)治理非常重要的一個方面[23-24]，它不僅減少了農(nóng)藥的使用，降低生產(chǎn)成本，也有利于生物多樣性的保護和利用。本研究只選取了傳統(tǒng)化學(xué)防治和有機管理2種人工干預(yù)方式，更多行之有效的人工干預(yù)方式有待今后進(jìn)一步探索，如，不同有機管理模式（林下種植不同類型的功能草）的探索;再如，選用新型、高效、綠色、環(huán)保的化學(xué)藥劑防治與林下搭配種植不同功能植被的混合模式的探索等。實際生產(chǎn)中可以根據(jù)水果生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（無公害、綠色和有機），制定不同的人工干預(yù)方式。天敵的保護與利用已成為保護生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要一環(huán)，以天敵控害為主的害蟲生態(tài)治理方式將是農(nóng)林業(yè)害蟲綜合治理的重要發(fā)展方向。

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（責(zé)任編輯：陳海霞）

收稿日期：2021-02-21

基金項目：伊犁師范大學(xué)2019年度科研項目（2019YSDX029）

作者簡介：李東育（1986-），男，山東臨沂人，碩士，農(nóng)藝師，主要研究方向為害蟲綜合防治及昆蟲生態(tài)學(xué)。（Tel）17799380091;（E-mail）lisanwei@126.com

通訊作者：陳曉露，（E-mail）cxl8109@163.com