不同方式飼養(yǎng)的七星瓢蟲對茶蚜捕食功能研究

劉 超，徐 翔，肖科軍，伍興隆，劉虹伶，尹 勇，黃 瓊，蒲德強*

(1四川省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所，四川 成都 610066； 2四川農(nóng)業(yè)大學林學院，四川 溫江 611130；3四川省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳植保站，四川 成都 610016)

茶蚜(ToxopteraaurantiiBoyer)，又稱橘二叉蚜、茶二叉蚜、可可蚜，俗稱油蟲、蜜蟲、膩蟲，屬半翅目蚜科。茶蚜是全國各地茶園的重要害蟲之一，嚴重影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。在國內(nèi)各茶區(qū)均有發(fā)生，是茶葉的主要害蟲之一，國外主要分布于印度、日本、肯尼亞、斯里蘭卡、東非，除為害茶樹外，還為害油茶、咖啡、柑橘類、梔子花、扶桑、可可和無花果等植物[1-3]。該蟲趨嫩為害，在新芽芽頭或新葉背面聚集刺吸汁液，由于蜜露等代謝產(chǎn)物易導致霉菌滋生，同時影響植物光合作用，在春季蟲口快速增長并很快形成蟲口高峰，嚴重危害茶葉的品質(zhì)與產(chǎn)量，危害嚴重時甚至無茶可采[1-6]。雖然茶園傳統(tǒng)噴施化學藥劑防治效果較好，但極易造成農(nóng)藥殘留，并殺傷大量天敵，同時蚜蟲對化學藥劑的抗性也逐漸加強，導致害蟲再增猖獗，形成惡性循環(huán)，與綠色生產(chǎn)的要求不符。隨著害蟲綠色防控越來越受到重視，七星瓢蟲、異色瓢蟲、食蚜蠅等捕食性天敵的研究和應用發(fā)展十分迅速[1-2]。

七星瓢蟲(CoccinellaseptempunctataLinnaeus)，隸屬鞘翅目(Coleoptera)、瓢蟲科(Coccinellidae)，具有食量大、食譜廣、產(chǎn)卵多、年發(fā)生代數(shù)多等特點，是中國農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中一種重要的捕食性天敵昆蟲，由于成蟲和幼蟲均可捕食多種蚜蟲、介殼蟲、粉虱以及鱗翅目昆蟲的卵、幼蟲等害蟲，是茶蚜的重要天敵昆蟲，具有廣泛應用前景。目前七星瓢蟲的規(guī)模化繁育已開始引入人工飼料，但是未見加入人工飼料繁育的七星瓢蟲對茶蚜的捕食能力的相關(guān)報道[7]。近年來研究人員對七星瓢蟲對蚜蟲的捕食性功能反應進行了一系列研究，確定了七星瓢蟲對防治蚜蟲的巨大生物潛力[8-13]。有關(guān)瓢蟲田間釋放應用技術(shù)的研究也有報道，周宇航等用豆蚜飼養(yǎng)的七星瓢蟲所產(chǎn)的卵塊防治大棚黃瓜，在第10天防效可以達到86.18%[10]，但是對于七星瓢蟲防治茶蚜的田間防治效果少有研究。自然界內(nèi)蚜蟲發(fā)生會引誘天敵前來，但由于瓢蟲具有對獵物趨于高密度跟隨特性，難以在蟲害初發(fā)階段控制害蟲數(shù)量的增長，因此，有必要人工飼養(yǎng)一定數(shù)量，適時補充于田間[14]。七星瓢蟲是一種可進行規(guī)?；?、商業(yè)化大量繁殖的天敵昆蟲，傳統(tǒng)的豆蚜養(yǎng)殖方式要耗費大量人工養(yǎng)殖豆蚜(AphiscraccivoraKoch)，采用人工飼料代替蚜蟲飼養(yǎng)，可降低成本，節(jié)約大量時間，是擴大應用范圍，更好發(fā)揮七星瓢蟲控害效果的必要條件。對比異色瓢蟲人工飼料篩選[15-20]，七星瓢蟲人工飼料篩選研究遭遇瓶頸，存在幼蟲發(fā)育不良、生長期延長、成蟲繁殖力低等一系列尚未解決的問題，嚴重制約了七星瓢蟲人工飼養(yǎng)的發(fā)展，導致其未在實際生產(chǎn)中大規(guī)模應用[21-27]。

為評價現(xiàn)有人工飼料喂養(yǎng)的七星瓢蟲對茶蚜的捕食能力，本試驗設計出人工飼料加蚜蟲組合喂養(yǎng)七星瓢蟲成蟲的方法，對七星瓢蟲所產(chǎn)卵塊孵化出的幼蟲對茶蚜的捕食能力的影響進行研究，為七星瓢蟲田間防治茶蚜應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試蟲源：七星瓢蟲由四川省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所昆蟲實驗室用人工飼料與豆蚜養(yǎng)殖。茶蚜采集于四川省雅安市名山區(qū)茶園，進行室內(nèi)接種養(yǎng)殖。豆蚜來自于四川省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所昆蟲實驗室多年飼養(yǎng)的豆蚜，由小金大白蠶豆苗飼養(yǎng)。供試植物：四川眉山泥河村2年生茶樹移栽至四川省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所昆蟲實驗室。

1.2 試驗方法

1.2.1 七星瓢蟲飼養(yǎng) 人工飼料配比：蜂蛹干粉30 g、蔗糖15 g、豬肝干粉20 g、油菜花粉20 g、蚜蟲粉2 g、β胡蘿卜素(有效成分2%)1 g、橄欖油2 g、香蕉干粉10 g。

七星瓢蟲成蟲飼養(yǎng)：(1)混合飼養(yǎng)：將羽化后第一次交配的成蟲成對捉入培養(yǎng)皿中，用豆蚜養(yǎng)至第一次產(chǎn)卵，每個培養(yǎng)皿放1對，飼喂60對健康七星瓢蟲成蟲。成蟲放入培養(yǎng)皿后第1次產(chǎn)卵即開始飼喂飼料，為保證飼料新鮮度，每隔3 d換1次飼料及棉花(脫脂棉，補充水分)，飼料用2 cm×2 cm塑料片盛放，棉花由塑料小蓋放置(棉花浸滿5 %的蔗糖水)。按照人工飼料連續(xù)喂養(yǎng)3 d，蚜蟲喂養(yǎng)1 d(投喂量與對照組1 d的投喂量一致)的飼養(yǎng)方法飼養(yǎng)。每天上午10:00投喂更換飼料，同時收取卵塊，卵塊收集后放入8℃的冰箱中保存，備用。(2)對照飼養(yǎng)：將一對交配成蟲捉入墊有直徑11 cm濾紙的9 cm培養(yǎng)皿后第一次產(chǎn)卵即開始記錄數(shù)據(jù)，飼喂60對健康七星瓢蟲成蟲。為保證豆蚜的數(shù)量，每天上午10:00更換一次，同時收取卵塊，單次投喂量300頭豆蚜，濾紙2～3 d換1次。卵塊收集后放入8℃的冰箱中保存，備用。

七星瓢蟲幼蟲飼養(yǎng)：(1)混合組瓢蟲飼養(yǎng)：將初孵幼蟲用蚜蟲喂養(yǎng)3 d，然后用柔軟毛筆挑入培養(yǎng)皿，每頭瓢蟲幼蟲每天飼喂150頭豆蚜。飼料與10%糖水2：10混合后用2 cm×2 cm塑料片盛放，為保證糊狀飼料新鮮度，每天9:00更換一次飼料，按照人工飼料連續(xù)喂養(yǎng)3 d，蚜蟲喂養(yǎng)1 d，重復操作直到幼蟲化蛹。成蟲羽化后在室溫下蚜蟲喂養(yǎng)保存?zhèn)溆谩?2)豆蚜對照組瓢蟲飼養(yǎng)：使用健康的七星瓢蟲所產(chǎn)的卵塊進行孵化，孵化出的幼蟲用豆蚜單頭飼養(yǎng)，一共飼養(yǎng)150頭瓢蟲幼蟲直至羽化為成蟲。喂養(yǎng)瓢蟲時將帶有豆蚜的豆苗剪成2～3 cm的小段進行投喂。所有處理的蛹羽化后用豆蚜單獨喂養(yǎng)，每天150頭，在室溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 七星瓢蟲對茶蚜的捕食功能反應 七星瓢蟲對茶蚜的捕食功能反應根據(jù)不同蟲態(tài)和不同喂養(yǎng)方式：(1)混合喂養(yǎng)七星瓢蟲成蟲與豆蚜喂養(yǎng)的七星瓢蟲成蟲于產(chǎn)卵開始后20 d左右所產(chǎn)的卵塊孵化喂養(yǎng)出的各齡幼蟲對茶蚜的捕食能力(2)豆蚜喂養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲至羽化的瓢蟲成蟲、混合喂養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲至羽化的瓢蟲成蟲對茶蚜的捕食能力。

將新鮮的一芽二葉茶樹嫩梢置于直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，用軟毛毛筆接入個體大小基本一致的茶蚜4齡若蚜，然后接入1頭饑餓24 h的瓢蟲幼蟲或成蟲，用200目尼龍網(wǎng)蓋住培養(yǎng)皿，接著用橡皮筋箍緊。茶蚜密度設置5個處理，每個處理6次重復。瓢蟲對茶蚜的捕食密度：1齡幼蟲設置每皿5、10、15、20、25頭茶蚜，2齡幼蟲設置每皿5、10、15、20、25頭茶蚜，3齡幼蟲設置每皿25、50、75、100、125頭茶蚜，4齡幼蟲設置每皿50、100、150、200、250頭茶蚜，羽化后7 d的成蟲設置每皿50、100、150、200、250頭茶蚜，置于溫度為25℃、相對濕度為60%、光周期為L∶D=16 h∶8 h的人工氣候箱中，24 h后統(tǒng)計各個培養(yǎng)皿中未被捕食的茶蚜數(shù)量和自然死亡的茶蚜數(shù)量，計算瓢蟲的日捕食量。

用所得數(shù)據(jù)以倒數(shù)法擬合Holling圓盤方程：Na=aTN/(1+aTh N)

式中：Na為被捕食的獵物數(shù)量；a為瞬時攻擊率；T為捕食者總利用時間(本試驗為1 d)；N為獵物的初始密度；Th為平均處理1頭獵物所需要花費的時間。1/Th即為最大日捕食量，瞬間攻擊率a和處理時間Th之比可衡量天敵對害蟲的控制能力，用a/Th值來評價捕食能力，a/Th越大，表明天敵對害蟲的控制能力越強。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用SPSS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同飼養(yǎng)方式的七星瓢蟲對茶蚜的捕食能力

由表1、表2 可以看出，兩種飼養(yǎng)方式下的七星瓢蟲各個蟲態(tài)與茶蚜密度間呈逆密度制約關(guān)系，當茶蚜密度不大時七星瓢蟲對茶蚜的捕食量隨著供試茶蚜密度的增大而增大，當茶蚜密度達到一定密度時，七星瓢蟲的日捕食量增長趨勢變緩趨于穩(wěn)定。

表1 豆蚜飼養(yǎng)的七星瓢蟲對茶蚜的捕食量

表2 混合飼養(yǎng)的七星瓢蟲對茶蚜的捕食量

2.2 不同飼養(yǎng)方式的七星瓢蟲對茶蚜的捕食功能反應模型

根據(jù)捕食試驗結(jié)果，用Holling圓盤方程擬合不同蟲態(tài)的七星瓢蟲對茶蚜的捕食功能反應模型，得到表3、表4。

表3 蚜蟲飼養(yǎng)七星瓢蟲對茶蚜的捕食功能反應參數(shù)及理論模型

表4 混合飼養(yǎng)七星瓢蟲對茶蚜的捕食功能反應參數(shù)及理論模型

所得模型經(jīng)卡方適合性檢驗，c2值均小于c2(0.05)=9.4877，即擬合方程的理論值與實測值之間差異不顯著，表明 HollingⅡ型圓盤方程能很好地描述在實驗室條件下七星瓢蟲不同蟲態(tài)對茶蚜的捕食功能反應。當N→∞時，每頭豆蚜飼養(yǎng)七星瓢蟲1～4齡幼蟲以及雄雌成蟲在 1 d內(nèi)對茶蚜的理論最大捕食量分別為30.7692、94.3396、303.0303、588.2353、222.2222、500.0000頭，瞬時攻擊率/處置時間(a/Th)分別為33.4523、97.2830、328.1818、636.5294、282.2000、535.0000。隨著七星瓢蟲幼蟲齡期的增加，捕食每頭茶蚜的處理時間(Th)逐漸減少，理論日最大捕食量逐漸增大、瞬時攻擊率逐漸增大。雌雄成蟲差異較大，雄成蟲的日最大捕食量低于3齡幼蟲高于2齡幼蟲，雌成蟲的日最大捕食量低于4齡幼蟲。

當N→∞時，每頭混養(yǎng)飼養(yǎng)七星瓢蟲1～4齡幼蟲以及雄雌成蟲在1天內(nèi)對茶蚜的理論最大捕食量分別為29.6736、112.3596、277.7778、555.5556、120.4819、188.6793頭，瞬時攻擊率/處置時間(a/Th)分別為31.1395、107.1348、301.0833、605.0000、180.8072、252.8491。

豆蚜飼養(yǎng)七星瓢蟲成蟲的第1代1～4齡各齡幼蟲對茶蚜的捕食量分別與混合飼養(yǎng)七星瓢蟲成蟲的第1代1～4齡各齡幼蟲對茶蚜的捕食量之間統(tǒng)計分析表明，兩種方式飼養(yǎng)的七星瓢蟲第1代各齡幼蟲對茶蚜的捕食量之間沒有顯著性差異(P>0.05，n=6)。另外，混合飼養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲羽化的成蟲對茶蚜的捕食量極顯著低于豆蚜飼養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲羽化成蟲對茶蚜的捕食量(P<0.01，n=6)。七星瓢蟲低齡幼蟲對茶蚜的捕食量較小，3齡后的捕食量驟增，4齡幼蟲捕食能力在實驗環(huán)境下強于成蟲，雌雄成蟲差異較大，但均有較高的捕食能力，說明七星瓢蟲對茶蚜捕食潛能較大。

3 討論與結(jié)論

雖然傳統(tǒng)的化學防治蚜蟲可以達到較好防治效果，但是容易造成農(nóng)藥殘留，違背了優(yōu)質(zhì)茶葉生產(chǎn)的條件，同時也對天敵造成負面影響[29-32]。本研究結(jié)果表明，兩種飼養(yǎng)方式的不同蟲態(tài)的七星瓢蟲捕食茶蚜的數(shù)量與茶蚜密度之間符合Holling-Ⅱ功能反應模型，即七星瓢蟲對茶蚜的捕食量受茶蚜密度制約，這與七星瓢蟲對大豆蚜、桃蚜、狹冠網(wǎng)蝽等的捕食功能反應結(jié)果相一致[33-35]。天敵對害蟲的控制效果評價可用瞬時攻擊率a和處置時間Th之比(a/Th)來評價，主要考慮天敵對害蟲的搜索過程和處理過程2個方面，比值越大，說明天敵對害蟲的控制能力越強[36]。本試驗中七星瓢蟲1～4齡幼蟲a/Th值均隨齡期增大而增大，說明七星瓢蟲對茶蚜的捕食能力隨著幼蟲齡期的增加而顯著提高，在室內(nèi)條件下七星瓢蟲4齡幼蟲對茶蚜的控制能力高于雌雄成蟲。4齡幼蟲由于要準備羽化時的營養(yǎng)物質(zhì)，所以短期食量暴增，但在持續(xù)控害能力不如雌成蟲。成蟲在野外一般可以存活2～3月，雌成蟲因生殖需求，相對雄成蟲體型更大、食量更大。混合方式飼養(yǎng)的七星瓢蟲與純豆蚜飼養(yǎng)的七星瓢蟲成蟲的第一代幼蟲對茶蚜的捕食量無顯著性差異，說明可以通過使用人工飼料替代部分蚜蟲飼喂七星瓢蟲成蟲，收取卵塊進行田間釋放應用，降低獲取七星瓢蟲卵塊的成本。

豆蚜飼養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲羽化的雄雌成蟲a/Th值分別是282.2000、535.0000，混合方式飼養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲羽化出的雄雌成蟲a/Th值分別是180.8072、252.8491，表現(xiàn)出明顯的差異性。說明該人工飼料還不能替代蚜蟲飼養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲?，F(xiàn)階段七星瓢蟲人工飼料多數(shù)在飼喂七星瓢蟲成蟲方面研究，瓢蟲幼蟲均采用蚜蟲喂養(yǎng)，羽化后采用人工飼料喂養(yǎng)。拋開由于瓢蟲種群差異、蚜蟲種群差異以及操作差異帶來的影響，本實驗成蟲混合飼養(yǎng)的七星瓢蟲對茶蚜的捕食能力與其他研究結(jié)果類似[36-38]。

本研究證明七星瓢蟲成蟲投喂人工飼料后繼代幼蟲具有較優(yōu)生防潛力，但還有一些問題需繼續(xù)探究，如該飼料飼喂的七星瓢蟲多代飼養(yǎng)問題、幼蟲期人工飼料的改進等。