釋放不同益害比多異瓢蟲對設(shè)施豇豆豆蚜的防效及定殖影響

郭佩佩，帕提瑪·烏木爾汗，任豪輝，圖爾蓀阿依·艾散，馬德英

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)林有害生物監(jiān)測與安全防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830052）

豆蚜Aphis craccivora(Koch)別稱苜蓿蚜，屬半翅目、蚜科，為豆科作物主要害蟲之一[1]。豆蚜在中國分布廣泛，可為害19科200余種植物，可傳播40余種植物病毒病。豆蚜常可造成豇豆減產(chǎn)達(dá)74%～85%，嚴(yán)重時(shí)可造成絕收[2-5]。化學(xué)藥劑對豆蚜具有較好的防控效果，但農(nóng)藥的大量使用常引發(fā)環(huán)境污染和人畜健康等問題[6]。捕食性瓢蟲為自然界天敵昆蟲的一個(gè)重要類群，對蚜蟲控制效果顯著[7-10]。因此可合理利用捕食性瓢蟲，對豆蚜開展防控工作。

多異瓢蟲Hippodamiavariegata (Goeze)屬鞘翅目Coleoptera、瓢甲科Coccinellidae，為新疆地區(qū)重要優(yōu)勢捕食性天敵，對蚜蟲具有較強(qiáng)控制作用[11-14]。目前，關(guān)于多異瓢蟲相關(guān)研究多集中于室內(nèi)捕食功能反應(yīng)試驗(yàn)[15-19]。陳川等[17]、龐保平等[15]分別研究了多異瓢蟲對蘋果繡線菊蚜Aphids citricolaVan der Goot和麥長管蚜Sitobion avenae(Fabricius)的捕食功能反應(yīng)情況，確定其對兩種蚜蟲的捕食作用符合Holling-Ⅱ圓盤方程，同時(shí)其自身密度對捕食率的影響符合Hassen數(shù)學(xué)模型。同時(shí)，F(xiàn)arhadi等[20]國外學(xué)者研究了對該瓢蟲的生物防治潛力及其對不同獵物的捕食功能反應(yīng)[21,22]。目前，關(guān)于應(yīng)用多異瓢蟲進(jìn)行蚜蟲防治的研究較少，張淑梅等[23]通過在枸杞田釋放多異瓢蟲防治枸杞蚜蟲，建立了蛹和卵的釋放密度關(guān)系式，確定釋放多異瓢蟲蛹對枸杞蚜蟲有較好的控制作用。陳宏灝等[24]研究確定西瓜田釋放多異瓢蟲最佳蟲態(tài)為蛹，建議在為害前期釋放。目前國內(nèi)對大田釋放瓢蟲防治害蟲的研究較少，關(guān)于多異瓢蟲對設(shè)施蔬菜田蚜蟲防控應(yīng)用報(bào)道較少，防治所需明確天敵釋放比例也少有報(bào)道。因此，本文研究了按不同益害比條件釋放多異瓢蟲后，該天敵對溫室豇豆上豆蚜的防治效果。通過調(diào)查天敵和蚜蟲種群動(dòng)態(tài)，綜合評價(jià)益害比動(dòng)態(tài)、天敵定殖率、天敵種群增長速度、防治效果和成本等因子，探索最佳釋放益害比，為利用多異瓢蟲防治設(shè)施蔬菜豆蚜提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地點(diǎn)：吐魯番市高昌區(qū)現(xiàn)代科技農(nóng)業(yè)園區(qū)豇豆溫室內(nèi)。

供試作物：春季栽培豇豆，品種為基地先鋒（新疆吉豐種業(yè)有限公司）。試驗(yàn)中處于營養(yǎng)生長期，正常水肥管理。

供試天敵：多異瓢蟲由新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院吐魯番基地提供。試蟲為羽化后48 h成蟲，按雌雄比1:1進(jìn)行釋放。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)時(shí)間為2020年5—6月。選擇豇豆長勢一致，栽培條件、水肥、土壤類型等均一致的設(shè)施溫室內(nèi)進(jìn)行。設(shè)施溫室長70 m，寬12 m，棚頂部用塑料薄膜覆蓋，設(shè)置頂風(fēng)保證通風(fēng)降溫，側(cè)面加60目防蟲網(wǎng)防止外界昆蟲進(jìn)入。所用網(wǎng)罩為2 m×1 m×1 m，均為60目防蟲網(wǎng)防止昆蟲進(jìn)出，釋放前在豇豆上人工接同等數(shù)量的蚜蟲，蚜蟲定殖后按益害比釋放多異瓢蟲。共設(shè)置6個(gè)處理組，益害比分別為1:10、1:20、1:40、1:60、1:80及未釋放天敵對照區(qū)（CK）。

在豇豆溫室內(nèi)設(shè)置五個(gè)益害比1:10、1:20、1:40、1:60、1:80與不釋放天敵區(qū)（CK）進(jìn)行對照，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)調(diào)查9株，利用2 m×1 m×1 m的網(wǎng)罩進(jìn)行試驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)處理后1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d、28 d、35 d全株蚜蟲種群數(shù)量，統(tǒng)計(jì)各益害比情況下的天敵的種群數(shù)量、各蟲態(tài)數(shù)量。

在豇豆始收期進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查不同益害比防治蚜蟲為害情況下豇豆株高、豆莢數(shù)、豆莢長度、豆莢重量，計(jì)算豇豆產(chǎn)量，產(chǎn)值及釋放成本，確定不同益害比情況下收益。天敵為本課題人工擴(kuò)繁，釋放成本為0.5元/頭；豇豆價(jià)格按照2020年吐魯番地區(qū)平均售價(jià)10元/kg進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

應(yīng)用Excel 2019和IBM SPSS Statistics 23統(tǒng)計(jì)軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對不同處理進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），采用鄧肯氏新復(fù)極差法（Duncan’s multiple-range test）進(jìn)行差異顯著性分析（P＜0.05）。按照以下公式計(jì)算蟲口減退率和防治效果。

益害比＝多異瓢蟲數(shù)量/豆蚜數(shù)量；蟲口減退率（%）＝（處理前蟲口數(shù)—處理后蟲口數(shù)）/處理前蟲口數(shù)×100；防治效果（%）＝（處理蟲口減退率—對照蟲口減退率）/（100—對照蟲口減退率）×100；多異瓢蟲定殖率（%）＝（當(dāng)次調(diào)查數(shù)量—釋放數(shù)量）/釋放數(shù)量×100[23]；多異瓢蟲種群增長率（%）＝（當(dāng)前調(diào)查數(shù)量—上一次調(diào)查數(shù)量）/上一次調(diào)查數(shù)量×100；釋放天敵成本＝單頭天敵成本×釋放量；收益＝（產(chǎn)量×單價(jià)）—釋放天敵成本。

2 結(jié)果與分析

2.1 按不同益害比釋放多異瓢蟲后的豆蚜種群數(shù)量

按不同益害比釋放多異瓢蟲后均可有效控制溫室內(nèi)豇豆上豆蚜種群數(shù)量。對照處理中，豆蚜種群數(shù)量顯著高于釋放天敵進(jìn)行防治的處理；處理第5 d豆蚜種群數(shù)量顯著增加，第28 d達(dá)到種群峰值（6637頭/株）。按1:10和1:20益害比釋放多異瓢蟲后，豆蚜種群數(shù)量始終處于200頭/株以下；釋放后28 d，豆蚜蟲口數(shù)量低于5頭/株，防治效果明顯。按益害比1:40釋放多異瓢蟲14 d后，豆蚜種群數(shù)量顯著降低至56頭/株，但與1:10和1:20處理相比差異不顯著。按益害比1:60釋放該天敵7 d后，豆蚜種群數(shù)量達(dá)434頭/株；釋放35 d后，豆蚜種群數(shù)量達(dá)峰值（3394頭/株），與其他處理間差異顯著。按益害比1:80釋放多異瓢蟲后，豆蚜種群數(shù)量增長較快；釋放后14 d，豆蚜種群數(shù)量增加至1922頭/株；第28 d后，出現(xiàn)種群數(shù)量峰值，為4922頭/株（圖1）。

圖1 按不同益害比釋放多異瓢蟲后的豆蚜種群數(shù)量Fig. 1 Population number ofA. craccivoraafter releasingH. variegataunder different natural enemy/pest ratios

2.2 按不同益害比釋放多異瓢蟲對豆蚜的防控效果

不同益害比下釋放多異瓢蟲均對豆蚜有一定的控制作用，但豆蚜蟲口減退率和防效存在差異。益害比為1:10、1:20時(shí)豆蚜蟲口減退率及防效均表現(xiàn)極好的速效性及持效性，釋放后7 d豆蚜蟲口減退率分別達(dá)到77.55%、51.09%，防效分別為98.30%、96.30%，與各益害比差異顯著；釋放后14～35 d，益害比1:10、1:20時(shí)防效顯著高于益害比1:60、1:80。益害比1:40時(shí)表現(xiàn)出較好的速效性及持效性，在釋放后7 d防效達(dá)到92.40%，達(dá)到較好防治效果；釋放后28 d豆蚜蟲口減退率高達(dá)97.90%，防效達(dá)99.95%，與益害比1:10、1:20的防效沒有顯著性差異，與益害比1:60、1:80呈顯著性差異。益害比1:60時(shí)，釋放后3～7 d防效均高于75%，速效性較好；釋放后14～35 d防效達(dá)到60%以上，有很好的持效性。益害比1:80在釋放后3～7 d防效均達(dá)到50%以上，速效性較好；釋放后14～35 d防效降低明顯，低于50%，與益害比為1:10、1:20、1:40、1:80時(shí)防效均有顯著性差異，蟲口減退率相較于CK有一定的控制作用，但防效較低，無法達(dá)到長期防治的目的（表1）。

表1 按不同益害比釋放多異瓢蟲對豆蚜的防治效果Table 1 The control effect ofA.craccivoraafter releasingH. variegataunder different natural enemy/pest ratios

2.3 按不同益害比釋放多異瓢蟲后天敵種群定殖情況

在益害比1:10與1:20條件下釋放多異瓢蟲，益害比情況均增加明顯，與其他處理之間存在差異；多異瓢蟲種群定殖率隨著豆蚜數(shù)量的降低而降低，顯著低于益害比 1:40、1:60、1:80處理；多異瓢蟲種群增長率低于其他益害比處理。按益害比1:40釋放多異瓢蟲，多異瓢蟲種群增長率在釋放后3 d顯著高于其他益害比處理，為204.55%，釋放多異瓢蟲后3～7 d，多異瓢蟲種群定殖率顯著高于其他處理；種群定殖率在釋放后28～35 d顯著低于益害比1:60、1:80處理；釋放后28～35 d，益害比情況顯著低于益害比1:10、1:20處理。按益害比1:60及1:80釋放多異瓢蟲，多異瓢蟲種群增長率較其他處理組高，定殖率在釋放后28～35 d均顯著高于益害比1:10、1:20、1:40的處理（表2）。

表2 按不同益害比釋放多異瓢蟲后天敵種群定殖情況Table 2 Colonization of natural enemy populations after releasingH. variegataat different natural enemy/pest ratios

2.4 按不同益害比釋放后多異瓢蟲的種群結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)

按益害比1:10和1:20釋放多異瓢蟲防治豆蚜，在釋放后3 d均出現(xiàn)卵塊，多異瓢蟲各蟲態(tài)數(shù)量持續(xù)增長；釋放后3～21 d，種群中成蟲、卵為主要蟲態(tài)，隨著豆蚜數(shù)量的降低，釋放后21 d后多異瓢蟲各蟲態(tài)數(shù)量減少，釋放后28 d多異瓢蟲各蟲態(tài)數(shù)量與豆蚜種群數(shù)量均降低明顯。益害比1:40時(shí)，多異瓢蟲種群數(shù)量在釋放后3 d開始增加，釋放后21 d多異瓢蟲卵的數(shù)量達(dá)到最高，隨著卵數(shù)量的增加，幼蟲在釋放后3～28 d數(shù)量較大。益害比1:60、1:80時(shí)，多異瓢蟲卵塊出現(xiàn)較晚，多異瓢蟲種群數(shù)量增長較慢，在釋放后14 d多異瓢蟲種群數(shù)量顯著增加，釋放后35 d多異瓢蟲種群數(shù)量分別達(dá)到48頭/株和49頭/株，多異瓢蟲各蟲態(tài)呈現(xiàn)增長趨勢（圖2）。

圖2 不同益害比下多異瓢蟲的種群結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)Fig. 2 Population structure dynamics ofH. variegataat different natural enemy/pest ratios

2.5 釋放不同益害比的多異瓢蟲防治豆蚜對豇豆產(chǎn)量的影響

釋放不同益害比的多異瓢蟲后，豇豆長勢不同，豆莢數(shù)量在益害比1:10、1:20和1:40的處理組間沒有顯著性差異，但與益害比1:60、1:80處理組及未釋放天敵的對照（CK）呈顯著性差異。各處理下豆莢長度在50～60 cm/個(gè)，益害比1:10、1:20、1:40和1:60處理組間差異不差異，與益害比1:80及CK處理組呈顯著性差異。各處理組豆莢重量為22.72～31.97 g/個(gè)，對照組豆莢重量明顯低于其他處理組。益害比1:20處理組與未釋放天敵處理之間株高差異顯著，與其他處理之間差異不顯著。益害比1:10、1:20、1:40處理組的豇豆產(chǎn)量明顯高于益害比 1:60、1:80及未釋放天敵處理，且差異顯著。從釋放成本及效益方面進(jìn)行分析，益害比1:10和1:40處理組的產(chǎn)值顯著高于其他益害比；益害比1:60和1:80處理組的產(chǎn)值較低，與未釋放天敵處理差異不顯著。益害比1:60和1:80處理組的成本顯著低于其他處理，益害比1:40處理組的收益顯著高于其他處理。未釋放天敵處理組由于長期遭受豆蚜為害，生產(chǎn)豇豆無法進(jìn)行售賣，因此未計(jì)算其收益（表3）。

表3 不同益害比情況下豇豆長勢及產(chǎn)量的影響Table 3 Effects of growth vigor and yield of cowpea under different natural enemy/pest ratios

3 討論

近年來，有關(guān)天敵被應(yīng)用于田間防治蚜蟲的研究報(bào)道日益增多[24,25]。目前，寄生蜂、異色瓢蟲及蚜繭蜂等天敵多被應(yīng)用于溫室內(nèi)蚜蟲防控[26-28]，但關(guān)于其在溫室中的應(yīng)用研究仍少見報(bào)道。本研究表明，在蚜蟲發(fā)生初期或者蟲口基數(shù)較低時(shí)，利用多異瓢蟲對設(shè)施豇豆田豆蚜進(jìn)行防治，各益害比處理均能夠在短期內(nèi)降低豆蚜數(shù)量達(dá)到較好的防治效果。益害比1:10、1:20、1:40和1:60處理均能夠在短期內(nèi)達(dá)到防治效果，在試驗(yàn)后期，益害比1:80處理組及未釋放天敵處理植株出現(xiàn)萎蔫死亡狀態(tài)，因此豆蚜蟲口數(shù)量降低，同時(shí)益害比1:60和1:80處理組的豇豆上豆蚜較多，豆蚜產(chǎn)生的蜜露嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此不推薦參考。蚜蟲數(shù)量較高的情況下推薦按益害比1:10、1:20、1:40進(jìn)行釋放多異瓢蟲，可持續(xù)控制蚜蟲數(shù)量。

本文通過研究多異瓢蟲定殖率及種群增長情況，發(fā)現(xiàn)在防治過程中，隨著蚜蟲數(shù)量的變化多異瓢蟲的定殖情況存在差異。天敵的定殖情況受多種因素影響，根據(jù)室內(nèi)捕食功能反應(yīng)研究表明，捕食過程中捕食者自身密度的干擾反應(yīng)以及食料密度都會(huì)影響其捕食效率及定殖率[31]。本研究結(jié)果表明：天敵自身種群密度較高時(shí)，防治前期天敵定殖情況較好，隨著食料數(shù)量的減少，天敵定殖率降低，種群增長率降低明顯，這與室內(nèi)天敵干擾反應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果相契合。通過多異瓢蟲種群結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)可以看出，在豆蚜種群數(shù)量較高時(shí)，多異瓢蟲卵、幼蟲數(shù)量較高，隨著蚜蟲數(shù)量的降低，多異瓢蟲產(chǎn)卵量降低顯著，同時(shí)蛹的數(shù)量也降低明顯。益害比1:60和1:80處理在釋放后期，依舊調(diào)查到大量多異瓢蟲卵及幼蟲。天敵種群繁殖情況受到獵物數(shù)量的影響較大。同時(shí)也與李姝[31]等通過在辣椒及圓茄溫室內(nèi)釋放異色瓢蟲控制桃蚜，確定在溫室環(huán)境中蚜蟲與瓢蟲種群發(fā)展相互影響相契合。

孔曉霞等[28]研究表明，多異瓢蟲對獵物取食量隨溫度升高而顯著提升。吳青蘭等[29]研究表明，高溫影響豆蚜發(fā)育和繁殖，室內(nèi)研究表明高溫會(huì)降低豆蚜壽命，降低產(chǎn)卵量，但未進(jìn)行田間驗(yàn)證。本試驗(yàn)地點(diǎn)為新疆吐魯番市，在調(diào)查過程中益害比1:80時(shí)及未釋放天敵區(qū)均在釋放后期植株出現(xiàn)葉片萎蔫蜷縮的情況，導(dǎo)致豆蚜蟲口數(shù)量降低。本試驗(yàn)在處理期間平均溫度為 38 ℃，未出現(xiàn)顯著波動(dòng)，未釋放天敵區(qū)域蚜蟲種群數(shù)量增長明顯。當(dāng)?shù)靥厥猸h(huán)境溫度條件對試驗(yàn)結(jié)果可能存在一定影響，但由于溫度波動(dòng)較小，推測不影響各益害比之間數(shù)據(jù)差異性。

綜合生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益分析，生物防治保證蔬菜安全性的同時(shí)，能夠有效控制蚜蟲數(shù)量發(fā)生。同時(shí)，調(diào)查多異瓢蟲可持續(xù)防治豆蚜，在釋放后35 d，益害比1:40可持續(xù)防治豆蚜，與傳統(tǒng)化學(xué)防治相比，能夠降低防治成本。但從收益比較分析，推薦1:40作為多異瓢蟲防治豇豆上豆蚜的參考益害比。

本研究采用罩籠進(jìn)行試驗(yàn)，所得數(shù)據(jù)未考慮天敵在大田情況下的擴(kuò)散以及空間尺度對防治效果產(chǎn)生的影響，因此本文的結(jié)果與實(shí)際釋放比例可能有一定差異。因此在大田進(jìn)行釋放時(shí)，可參考本試驗(yàn)推薦益害比并做適當(dāng)減小，以提高在大面積空間中應(yīng)用瓢蟲的防控效率。天敵種群擴(kuò)散能力較強(qiáng)，種群增長受空間影響較大，目前對天敵載體植物研究較多，未來可在天敵釋放比例及載體植物共同作用方面進(jìn)行研究，為溫室生物防治提供更多參考。同時(shí)本試驗(yàn)在吐魯番地區(qū)進(jìn)行，當(dāng)?shù)販囟绕毡檩^高，溫室內(nèi)溫度更是高于其他地區(qū)水平，天敵及蚜蟲種群適應(yīng)性可能較其他地區(qū)種群強(qiáng)，未來可對天敵釋放最佳溫濕度情況進(jìn)行相關(guān)研究。