六種茶園茶尺蠖與其蜘蛛類天敵的空間和數(shù)量關(guān)系

吳筱萌,徐 悅,程鴻浩,陳詩(shī)燕,周夏芝,鄒運(yùn)鼎,畢守東,*

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) a.理學(xué)院;b.林學(xué)與園林學(xué)院,安徽 合肥 230036)

茶尺蠖(Ectropisobliquahypulina)是我國(guó)茶樹主要害蟲之一,遍及各主產(chǎn)茶區(qū),主要在長(zhǎng)江中下游尤以蘇浙皖接壤地區(qū)危害嚴(yán)重。其幼蟲取食嫩葉,常致茶叢光禿,此外,茶尺蠖還危害大豆、豇豆、芝麻、向日葵、辣蓼等。茶尺蠖一般一年發(fā)生5～6代,以蛹在根際表土內(nèi)越冬,翌年3月上中旬羽化產(chǎn)卵;第1代幼蟲4月中下旬盛發(fā),危害春茶;第2～3代幼蟲分別于6月上中旬和7月上中旬盛發(fā),危害夏茶;以后約1個(gè)月發(fā)生1代,危害秋茶。1～2代發(fā)生整齊,3代后世代重疊。安徽茶區(qū)6月下旬至9月下旬為3～6代發(fā)生時(shí)期。茶園茶尺蠖天敵種類較多,有蜘蛛、絨繭蜂等,蜘蛛是茶尺蠖的主要捕食性天敵[1-3],其中八點(diǎn)球腹蛛(Coleosomaortomaculatum)日捕食量為0.3頭,草間小黑蛛(Erigonidiumgraminicolum)日捕食量為3.3頭,斜紋貓蛛(OxyopesSertatws)日捕食量為2.1頭,三突花蟹蛛(Misumenopstricuspidatus)日捕食量為1.4～1.7頭,鞍形花蟹蛛(Xysticusephippcatus)日捕食量為1.3頭[4-5]。研究發(fā)現(xiàn),多種蜘蛛與茶尺蠖種群數(shù)量互為消長(zhǎng),對(duì)茶尺蠖具有一定的控制作用[6]。雷舒等[7]研究發(fā)現(xiàn),茶尺蠖危害可提高鄰近茶苗對(duì)茶尺蠖幼蟲的防御能力,茶尺蠖取食誘導(dǎo)的揮發(fā)物能夠作為信號(hào)物質(zhì)在茶樹中傳播,并能夠通過(guò)增強(qiáng)茉莉酸和乙烯抗蟲途徑來(lái)提高對(duì)茶尺蠖的抗性。楊普香等[8]研究發(fā)現(xiàn),用康欣373(蘇云金桿菌)、15%凱恩、維特綠(0.36%苦參)和清源綠(0.6%苦參)施藥后的3～4 d,對(duì)茶尺蠖和假眼小綠葉蟬防治效果可達(dá)90%以上。太陽(yáng)能殺蟲燈、茶尺蠖性誘捕器、LED殺蟲燈對(duì)茶尺蠖幼蟲也有很好的誘殺效果[9-10]。王勇等[11]研究發(fā)現(xiàn),不同顏色彩紙對(duì)茶尺蠖1齡幼蟲有不同的誘集率,檸檬黃色引誘力最大,土黃色和黃綠色次之,但當(dāng)黃綠色紙和茶樹共存時(shí),黃綠色紙對(duì)茶尺蠖幼蟲引誘力大,為茶尺蠖物理防治提供了科學(xué)依據(jù)。

茶園天敵資源比較豐富,每種害蟲通常都有至少1種天敵[12]?？聞俦萚13]研究發(fā)現(xiàn),大別山區(qū)茶園茶尺蠖的主要天敵是八點(diǎn)球腹蛛、斑管巢蛛(Ccubionareicuini)、草間小黑蛛、鞍形花蟹蛛和茶色新圓蛛(Neosconatheisi)。劉飛飛等[14]采用聚塊樣方方差分析法分析得出,與大別山區(qū)茶園中茶尺蠖空間跟隨關(guān)系密切的天敵是三突花蟹蛛、八點(diǎn)球腹蛛,其次是鞍形花蟹蛛和日本球腹蛛(Enoplognathajaponica)。

天敵與目標(biāo)害蟲空間關(guān)系密切與否直接與天敵對(duì)目標(biāo)害蟲的捕食(或寄生)作用大小有關(guān)[15-16]。為明確合肥地區(qū)不同茶園茶尺蠖與蜘蛛類天敵空間關(guān)系和數(shù)量關(guān)系的密切程度,以及茶園間的差異,本研究以安吉白茶、黃山大葉種、農(nóng)抗早、平陽(yáng)特早、龍井43和烏牛早6種茶園為研究對(duì)象,研究茶尺蠖與其蜘蛛類天敵空間關(guān)系和數(shù)量關(guān)系的密切程度,明確與茶尺蠖在空間和數(shù)量上關(guān)系密切的蜘蛛種類,為茶尺蠖的綜合防治提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)和時(shí)間

調(diào)查地點(diǎn)為安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家高新技術(shù)農(nóng)業(yè)園。調(diào)查時(shí)間為2021年7月8日至9月17日,約15 d調(diào)查1次,共調(diào)查5次。調(diào)查茶樹品種有安吉白茶、黃山大葉種、龍井43、農(nóng)抗早、平陽(yáng)特早和烏牛早。

1.2 調(diào)查方法

采用平行跳躍法調(diào)查樣方中的害蟲和天敵。在茶園里隨機(jī)選取3行茶樹,每行間隔1 m取一個(gè)長(zhǎng)2 m的樣方,總共取30個(gè)樣方;在每個(gè)樣方中隨機(jī)選取15片茶葉,記錄葉片上茶尺蠖和天敵的個(gè)體數(shù)量。將配制的洗衣粉水液(洗衣粉與水的質(zhì)量比為1∶1 000)用刷子刷在搪瓷盤(長(zhǎng)40 cm、寬30 cm)上,拍打茶樹使茶樹害蟲和天敵落在搪瓷盤中,統(tǒng)計(jì)害蟲和天敵總數(shù),并識(shí)別害蟲和天敵種類[17]。對(duì)于不能確定的天敵種類進(jìn)行分類編號(hào),置于試管中保存后帶回室內(nèi)鑒定。

1.3 數(shù)學(xué)分析

1.3.1 地學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

運(yùn)用地學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[18]分析天敵與茶尺蠖的空間格局。首先通過(guò)計(jì)算茶尺蠖與其天敵的半變異函數(shù),擬合半變異函數(shù)理論模型;然后分析半變異函數(shù)結(jié)構(gòu),描述茶尺蠖與其天敵之間的空間格局和空間相關(guān)關(guān)系;最后求出該模型的變程。樣本半變異函數(shù)公式為

(1)

式(1)中：N(h)是被h分割的數(shù)據(jù)對(duì)(xi,xi+h)的對(duì)數(shù),Z(xi)和Z(xi+h)分別是點(diǎn)xi和點(diǎn)xi+h處樣本的測(cè)量值。

半變異函數(shù)有3個(gè)主要參數(shù),即基臺(tái)值、變程或稱空間依賴范圍和塊金值。變程指變異函數(shù)值達(dá)到平衡時(shí)的間隔距離,對(duì)于一個(gè)典型的聚集分布,半變異函數(shù)一般隨著距離的增大而增大,即區(qū)域化變量的空間變異越來(lái)越大,空間相關(guān)性逐漸減小,但增加到某一值時(shí),變異函數(shù)不再增加,此時(shí)的距離稱為空間依賴范圍,簡(jiǎn)稱變程,此時(shí)的變異函數(shù)值稱為基臺(tái)值,變異函數(shù)曲線在y軸上的截距稱為塊金值。通過(guò)解半變異函數(shù)理論模型求得變程。一般情況下,在空間上與目標(biāo)害蟲跟隨關(guān)系密切的天敵,其半變異函數(shù)的變程大小應(yīng)和目標(biāo)害蟲的變程大小相近,這有利于天敵提高對(duì)目標(biāo)害蟲的捕食作用(或寄生作用)。

1.3.2 角余弦系數(shù)法

運(yùn)用角余弦系數(shù)法[19]計(jì)算天敵與茶尺蠖幼蟲變程間的角余弦系數(shù)。角余弦系數(shù)αij值越大,表明兩者關(guān)系越密切。角余弦系數(shù)計(jì)算公式為

(2)

式(2)中：k為某時(shí)間節(jié)點(diǎn),n為計(jì)算調(diào)查天敵和害蟲數(shù)據(jù)的次數(shù),Xik和Xjk為物種i和j在k時(shí)的變程。

1.3.3 灰色關(guān)聯(lián)度分析

灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)計(jì)算公式[20]為

rij(k)=

(3)

式(3)中：ρ為分辨系數(shù),取值區(qū)間[0,1],本文取ρ=0.8;min min |Yi(k)-Xj(k)|為2級(jí)最小差;max max |Yi(k)-Xj(k)|為2級(jí)最大差。

利用灰色關(guān)聯(lián)度分析法研究天敵與害蟲數(shù)量間的關(guān)系,灰色關(guān)聯(lián)度值越大,兩者關(guān)系越密切。

1.3.4 空間和數(shù)量關(guān)系的綜合分析

對(duì)角余弦系數(shù)值和灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,即同一種茶園蜘蛛類天敵與茶尺蠖的角余弦系數(shù)(或灰色關(guān)聯(lián)度)除以其中最大的角余弦系數(shù)(或灰色關(guān)聯(lián)度),將其商稱為密切指數(shù)。首先,將6種茶園茶尺蠖與其蜘蛛類天敵密切指數(shù)按大小排序,再將6種茶園同一蜘蛛密切指數(shù)相加,按密切指數(shù)之和排序,密切指數(shù)之和最大的為與茶尺蠖空間關(guān)系密切的第1位天敵,依次類推。其次,再分析6種茶園中與茶尺蠖空間關(guān)系密切的蜘蛛在前3位中出現(xiàn)的次數(shù),在前3位出現(xiàn)次數(shù)多的蜘蛛即為與茶尺蠖空間關(guān)系密切的蜘蛛,若次數(shù)相同時(shí),位次靠前的天敵為與茶尺蠖關(guān)系密切的天敵。用同樣的方法得出與茶尺蠖數(shù)量關(guān)系密切的前3位蜘蛛類天敵,綜合分析得出空間和數(shù)量上與茶尺蠖關(guān)系密切的蜘蛛類天敵。

2 結(jié)果與分析

2.1 六種茶園的茶尺蠖及其蜘蛛類天敵的種群動(dòng)態(tài)

由圖1可知,7月上旬茶尺蠖開始盛發(fā)(3～5代幼蟲),天敵也開始增多,從數(shù)量角度考慮將安吉白茶、黃山大葉種、龍井43、農(nóng)抗早、平陽(yáng)特早和烏牛早6種茶園中的鱗紋肖蛸(Tetragnathasquamata)、草間小黑蛛、三突花蟹蛛、八點(diǎn)球腹蛛、粽管巢蛛(Clubionajaponicola)和斑管巢蛛6種蜘蛛作為茶尺蠖幼蟲的主要自然天敵進(jìn)行研究,其依據(jù)是,這6種天敵的總個(gè)體數(shù)占捕食性天敵總個(gè)體數(shù)的百分比在6種茶園中分別為60.57%、43.72%、49.28%、65.02%、61.75%和60.07%。2021年7月8日至9月17日(3～5代幼蟲期),茶尺蠖和主要天敵的種群數(shù)量動(dòng)態(tài)見圖1。

Y,茶尺蠖;X1,鱗紋肖蛸;X2,草間小黑蛛;X3,三突花蟹蛛;X4,八點(diǎn)球腹蛛;X5,粽管巢蛛;X6,斑管巢蛛;X7,其他天敵。下同。Y, Ectropis obliqua hypulina; X1, Tetragnatha squamata; X2, Erigonidium graminicolum; X3, Misumenops tricuspidatus; X4, Theridion octomaculatum; X5, Clubiona japonicola; X6, Clubiona reichlini; X7, Other predators. The same as below.圖1 六種茶園中茶尺蠖與蜘蛛類天敵的種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Populations dynamics of Ectropis obliqua hypulina and spider natural enemies in 6 tea gardens

對(duì)圖1中6種茶園茶尺蠖及其蜘蛛類天敵的數(shù)量進(jìn)行方差分析,結(jié)果如表1所示。6種茶園茶尺蠖F值為1.968 4,鱗紋肖蛸的F值為0.397 9,草間小黑蛛的F值為0.254 9,三突花蟹蛛的F值為0.646 9,八點(diǎn)球腹蛛的F值為0.776 0,粽管巢蛛的F值為0.462 6,斑管巢蛛的F值為1.877 3,F0.05(5,24)=2.62,F值均小于F0.05(5,24),表明6種茶園間茶尺蠖、鱗紋肖蛸、草間小黑蛛、三突花蟹蛛、八點(diǎn)球腹蛛、粽管巢蛛和斑管巢蛛種群數(shù)量差異均不顯著。

表1 六種茶園的茶尺蠖及其蜘蛛類天敵種群數(shù)量方差分析表

2.2 六種茶園的茶尺蠖與其蜘蛛類天敵空間分布格局的地學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用地學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算6種茶園每個(gè)調(diào)查日期茶尺蠖與其蜘蛛類天敵的半變異函數(shù),并擬合半變異函數(shù)理論模型y=c1x3+c2x2+c3x+c4(c1、c2、c3為球型模型中x3、x2和x的系數(shù),c4為常數(shù)項(xiàng)),均為球型模型。然后通過(guò)解方程求出理論模型的變程,進(jìn)而求出茶尺蠖與各蜘蛛類天敵變程間變程和決定系數(shù),結(jié)果見表2。安吉白茶茶園9月6日茶尺蠖的決定系數(shù)R2最小,為0.181 8,r為0.426 4,r>r0.05,表明安吉白茶茶園茶尺蠖天敵的理論模型與實(shí)況吻合度高。9月6日,黃山大葉種茶園鱗紋肖蛸(X1)的決定系數(shù)R2最小,為0.104 7,r為0.323 6,rr0.01,表明黃山大葉種茶園的理論模型除了9月6日的鱗紋肖蛸外,其他蜘蛛類天敵與實(shí)況吻合度均高。龍井43茶園9月17日斑管巢蛛(X6)的決定系數(shù)最小,為0.202 2,r為0.449 7,r>r0.05,表明龍井43茶園的理論模型與實(shí)況吻合度均高。農(nóng)抗早茶園8月10日草間小黑蛛(X2)的決定系數(shù)R2最小,為0.480 9,r為0.693 4,r>r0.01,表明農(nóng)抗早茶園的理論模型與實(shí)況吻合度均極高。平陽(yáng)特早茶園7月8日鱗紋肖蛸(X1)的決定系數(shù)最小,為0.335 9,r為0.579 6,r>r0.01,表明平陽(yáng)特早茶園的理論模型與實(shí)況吻合度均極高。烏牛早茶園8月10日粽管巢蛛(X5)的決定系數(shù)R2最小,為0.355 6,r為0.596 3,r>r0.01,表明烏牛早茶園的理論模型與實(shí)況吻合度均極高。

表2 六種茶園中茶尺蠖與蜘蛛類天敵的變程和決定系數(shù)

2.3 六種茶園的茶尺蠖和蜘蛛類天敵的空間關(guān)系

由表3看出,角余弦系數(shù)越大,茶尺蠖和蜘蛛發(fā)生空間上關(guān)系越密切。安吉白茶茶園中與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位蜘蛛依次是草間小黑蛛(X3)、粽管巢蛛(X5)和鱗紋肖蛸(X1),黃山大葉種茶園中與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位蜘蛛依次是斑管巢蛛(X6)、八點(diǎn)球腹蛛(X4)和鱗紋肖蛸(X1),龍井43茶園中與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位蜘蛛依次是鱗紋肖蛸(X1)、粽管巢蛛(X5)和八點(diǎn)球腹蛛(X4),農(nóng)抗早茶園中與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位蜘蛛依次是八斑球腹蛛(X4)、三突花蟹蛛(X3)和斑管巢蛛(X6),平陽(yáng)特早茶園中與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位蜘蛛依次是三突花蟹蛛(X3)、粽管巢蛛(X5)和草間小黑蛛(X2),烏牛早茶園中與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位天敵依次是鱗紋肖蛸(X1)、斑管巢蛛(X6)和八斑球腹蛛(X4)。

表3 六種茶園中茶尺蠖與蜘蛛類天敵的角余弦系數(shù)

害蟲數(shù)量多時(shí)能反映天敵與害蟲空間關(guān)系的實(shí)際情況。龍井43茶茶尺蠖數(shù)量最多,茶尺蠖5次數(shù)量之和為666頭。若以龍井43茶園為對(duì)照,該茶園與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位天敵依次是鱗紋肖蛸(X1)、粽管巢蛛(X5)和八斑球腹蛛(X4)。根據(jù)表3,安吉白茶茶園、黃山大葉種茶園和烏牛早茶園與茶尺蠖空間關(guān)系密切的前3位天敵中均有2種與龍井43茶園相同,農(nóng)抗早茶園和平陽(yáng)特早茶園只有1種與龍井43茶園相同。

2.4 六種茶園中茶尺蠖和蜘蛛類天敵的數(shù)量關(guān)系

由表4可以看出,灰色關(guān)聯(lián)度越大,蜘蛛與茶尺蠖發(fā)生數(shù)量上關(guān)系越密切。按灰色關(guān)聯(lián)度由大到小排序前3位天敵,安吉白茶茶園依次是八點(diǎn)球腹蛛(X4)、粽管巢蛛(X5)和三突花蟹蛛(X3),黃山大葉種茶園依次是粽管巢蛛(X5)、草間小黑蛛(X2)和八點(diǎn)球腹蛛(X4),龍井43茶園依次是斑管巢蛛(X6)、三突花蟹蛛(X3)和八點(diǎn)球腹蛛(X4),農(nóng)抗早茶園依次是鱗紋肖蛸(X1)、三突花蟹蛛(X3)和斑管巢蛛(X6),平陽(yáng)特早茶園依次是三突花蟹蛛(X3)、粽管巢蛛(X5)和草間小黑蛛(X2),烏牛早茶園依次是草間小黑蛛(X2)、鱗紋肖蛸(X1)和粽管巢蛛(X5)。

表4 六種茶園茶尺蠖與蜘蛛類天敵的灰色關(guān)聯(lián)度

2.5 六種茶園中茶尺蠖與其蜘蛛類天敵空間和數(shù)量關(guān)系的綜合分析

將蜘蛛類天敵與茶尺蠖空間上的角余弦系數(shù)和數(shù)量上的灰色關(guān)聯(lián)度參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,將空間和數(shù)量的密切指數(shù)相加,結(jié)果列于表5和表6。首先,將相應(yīng)蜘蛛與茶尺蠖空間、數(shù)量關(guān)系的密切指數(shù)相加,按密切指數(shù)之和排序,與茶尺蠖數(shù)量和空間關(guān)系密切的前3位蜘蛛,安吉白茶茶園中依次是粽管巢蛛(X5)、三突花蟹蛛(X3)和鱗紋肖蛸(X1),黃山大葉種茶園中依次是八點(diǎn)球腹蛛(X4)、斑管巢蛛(X6)和粽管巢蛛(X5),龍井43茶園中依次是鱗紋肖蛸(X1)、斑管巢蛛(X6)和八點(diǎn)球腹蛛(X4),農(nóng)抗早茶園中依次是三突花蟹蛛(X3)、八點(diǎn)球腹蛛(X4)和鱗紋肖蛸(X1),平陽(yáng)特早茶園中依次是三突花蟹蛛(X3)、粽管巢蛛(X5)和草間小黑蛛(X2),烏牛早茶園中依次是鱗紋肖蛸(X1)、八點(diǎn)球腹蛛(X4)和斑管巢蛛(X6)。其次,按6種天敵與茶尺蠖空間和數(shù)量關(guān)系的密切指數(shù)之和,以及前3位天敵中出現(xiàn)的次數(shù)排序,與茶尺蠖空間和數(shù)量上關(guān)系密切的第1位天敵是鱗紋肖蛸(X1),第2位是八點(diǎn)球腹蛛(X4),第3位的是三突花蟹蛛(X3)。

表5 六種茶園的茶尺蠖與蜘蛛類天敵空間和數(shù)量關(guān)系的密切指數(shù)

表6 蜘蛛類天敵與茶尺蠖的密切指數(shù)

3 結(jié)論與討論

本研究利用地學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、角余弦系數(shù)法和灰色關(guān)聯(lián)度法研究6種茶園與茶尺蠖在空間和數(shù)量上關(guān)系密切的蜘蛛類天敵,結(jié)果顯示,與茶尺蠖空間和數(shù)量上關(guān)系密切的前3位蜘蛛類天敵依次是鱗紋肖蛸、八點(diǎn)球腹蛛和三突花蟹蛛。

同一塊茶園蜘蛛與茶尺蠖空間和數(shù)量關(guān)系密切程度的位次有明顯差異,因此通過(guò)計(jì)算6種茶園與茶尺蠖關(guān)系密切的第1位和第6位蜘蛛的個(gè)體數(shù)量的比值來(lái)進(jìn)行分析,安吉白茶茶園分別是5.926 6和1.769 9,黃山大葉種茶園分別是3.427 5和3.837 6,龍井43茶園分別是5.596 6和5.550 0,農(nóng)抗早茶園分別是2.315 8和1.790 7,平陽(yáng)特早茶園分別是3.467 3和2.290 1,烏牛早茶園分別是3.513 7和3.267 5?？梢钥闯鲋挥悬S山大葉種茶園第6位的比值大于第1位的比值,其他都是第6位的比值小于第1位的比值。

前人研究結(jié)果表明,天敵與害蟲密切程度與害蟲和天敵個(gè)體數(shù)量之比有關(guān),比值越小,天敵與害蟲空間關(guān)系越密切[21-26],即食餌不足引起天敵與目標(biāo)害蟲空間跟隨關(guān)系密切。本文與上述結(jié)論不同,從蜘蛛捕食其他害蟲時(shí)的捕食量,如三突花蟹蛛對(duì)假眼小綠葉蟬成蟲日捕食量為17.3頭、若蟲為18.3頭,粽管巢蛛對(duì)該蟲成蟲日捕食量為14頭、若蟲為26頭,三突花蟹蛛日捕食量茶蚜成蟲為24.5頭、日捕食卵形短須螨為13頭[27],可以看出,6種天敵蜘蛛對(duì)茶尺蠖幼蟲日捕食量顯著少于對(duì)其他害蟲的日捕食量,茶尺蠖幼蟲數(shù)量可滿足它們的取食,與天敵對(duì)茶尺蠖空間跟隨關(guān)系影響很小,與茶尺蠖空間關(guān)系密切程度的差異原因有待于深入研究。本文是基于6種蜘蛛類天敵取食茶尺蠖一種食餌進(jìn)行的分析,實(shí)際上6種蜘蛛都是多食性天敵,在多種害蟲共存時(shí),茶尺蠖只是其中一種害蟲,未來(lái)將進(jìn)一步分析多種害蟲與茶尺蠖共存時(shí)天敵對(duì)多種食餌的喜嗜性,以及對(duì)每種食餌發(fā)生的種間競(jìng)爭(zhēng),這也是研究其他害蟲與天敵關(guān)系的內(nèi)容,以期為科學(xué)利用自然界天敵進(jìn)行生物防治提供參考依據(jù)。