溫度對東亞小花蝽捕食西花薊馬效果的影響

張治科 周銀迪 吳小梅

摘? ? 要：探究優(yōu)勢天敵東亞小花蝽成蟲對西花薊馬的生物防治捕食潛能，為發(fā)揮昆蟲天敵資源對害蟲的自然防控作用奠定基礎(chǔ)。在不同溫度和不同獵物密度下，對東亞小花蝽成蟲的捕食功能反應(yīng)和搜尋效應(yīng)進(jìn)行研究。結(jié)果表明，東亞小花蝽成蟲對西花薊馬捕食功能反應(yīng)符合Holling II模型，各溫度條件下東亞小花蝽成蟲捕食量與獵物密度呈顯著相關(guān)性。東亞小花蝽成蟲處理1頭西花薊馬成蟲所需的時間在16 ℃時最短，為0.100 0 d，24 ℃時最長，為0.447 5 d；瞬時攻擊率以24 ℃時最大，為0.888 9，32 ℃時最小，為0.181 8；捕食上限以24 ℃時最大，為18.0頭，16 ℃時最小，為6.5頭。東亞小花蝽的日捕食量與西花薊馬密度呈正相關(guān)，搜尋效應(yīng)與西花薊馬密度呈負(fù)相關(guān)。東亞小花蝽成蟲在24 ℃條件下對西花薊馬有較好的捕食潛能，研究結(jié)果為田間充分利用東亞小花蝽防控西花薊馬提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：西花薊馬；東亞小花蝽；捕食功能反應(yīng)；搜尋效應(yīng)

中圖分類號：S433.89 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2023）09-123-005

Effect of temperature on the predation of Orius sauteri against Frankliniella occidentalis

ZHANG Zhike， ZHOU Yindi， WU Xiaomei

（Ningxia Key Laboratory of Plant Diseases and Pests Control/Institute of Plant Protection， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan 750002， Ningxia， China）

Abstract： In order to lay a foundation for the natural control of insect enemies against insect pests， we explored the biological control and predation potential of predominant natural enemy Orius sauteri adults to Frankliniella occidentalis（Pergande）. At different temperatures and different densities of prey， the functional responses to predation and searching effects of Orius sauteri adults were analyzed. The functional responses of Orius sauteri adults to Frankliniella occidentalis （Pergande）were consistent with model Holling II. The results showed that there was a significant correlation between predation and prey density under different temperature conditions. The shortest time required by the adult of Orius sauteri to treat one of Frankliniella occidentalis （Pergande）adult was 0.100 0 d at 16 ℃， and the longest time was 0.447 5 d at 24 ℃. The maximum instantaneous attack rate was 0.888 9 at 24 ℃， and the minimum was 0.181 8 at 32 ℃. The maximum prey was 18.0 at 24 ℃， and the minimum was 6.5 at 16 ℃. The daily predation of Orius sauteri was positively correlated with the density of Frankliniella occidentalis （Pergande）. The searching effect was negatively correlated with the density of Frankliniella occidentalis （Pergande）. The adults of Orius sauteri had the best predation potential to Frankliniella occidenta（Pergande）at 24 ℃. This data provides theoretical basis for biological control of Frankliniella occidentalis （Pergande）.

Key words： Frankliniella occidentalis（Pergande）; Orius sauteri; Predation functional response; Searching efficiency

西花薊馬（Frankliniella occidentalis），屬于纓翅目（Thysanoptera）鋸尾亞目（Terebrantia）薊馬科（Thripidae），是世界上重要的危險性害蟲之一。該蟲食性雜，寄主范圍十分廣泛，可取食近500多種植物[1]；同時，該蟲體型小、繁殖快、有極高的隱匿性，對蔬菜、花卉等造成的危害極大[2]。西花薊馬采用銼吸式口器對植物造成直接性危害，還可通過傳播病毒對植物造成間接性危害[3]。該蟲自2012年入侵寧夏以來[4]，對寧夏瓜菜產(chǎn)業(yè)的危害日益嚴(yán)重，尤其隨著寧夏設(shè)施瓜菜產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展及大面積種植，為西花薊馬的暴發(fā)成災(zāi)提供了有利的場所。該蟲可周年發(fā)生，嚴(yán)重影響黃瓜、辣椒、番茄、茄子、吊瓜等主栽瓜菜的產(chǎn)量和品質(zhì)[5]，成為制約寧夏瓜菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的因素之一。

目前，生產(chǎn)中防治西花薊馬，以化學(xué)藥劑為主[6]，但西花薊馬具有可孤雌生殖、世代周期短等特點(diǎn)，極易產(chǎn)生抗藥性[7]。隨著農(nóng)業(yè)綠色化發(fā)展，堅持以農(nóng)業(yè)、物理、生物防治為主要原則，嚴(yán)格控制化學(xué)藥劑用量，減少對生態(tài)環(huán)境的污染，促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展[8]，生物防治技術(shù)的應(yīng)用顯得至關(guān)重要。針對西花薊馬在寧夏瓜菜產(chǎn)業(yè)中的大發(fā)生，相關(guān)學(xué)者高度重視，已開展該蟲在當(dāng)?shù)氐陌l(fā)生態(tài)勢[9]、分布特征[10]、繁殖能力[11]以及嗅覺機(jī)制[12-16]等相關(guān)研究，旨在從害蟲-寄主二級營養(yǎng)關(guān)系研究中開辟西花薊馬新的防控途徑，但目前大多還處于探索階段，而自然天敵東亞小花蝽的保護(hù)利用及其對西花薊馬的防控效果使相關(guān)學(xué)者看到了新的希望。

東亞小花蝽（Orus sauteri）隸屬于半翅目（Hemiptera）花蝽科（Anthocoridae），是重要的捕食性天敵[17]，被廣泛應(yīng)用于蔬菜、花卉、果樹等作物上，主要針對薊馬、粉虱、蚜蟲等小型害蟲的生物防治[18-20]。有學(xué)者研究表明，采用Holling II模型擬合可計算東亞小花蝽對草地貪夜蛾、黃胸薊馬的捕食功能反應(yīng)和尋找效應(yīng)，東亞小花蝽對其捕食量與獵物密度呈正相關(guān)，而尋找效應(yīng)與獵物密度呈負(fù)相關(guān)[21-22]。為進(jìn)一步明確東亞小花蝽對西花薊馬的捕食作用，筆者選用東亞小花蝽成蟲作為供試天敵，以西花薊馬成蟲為供試獵物，在室內(nèi)設(shè)定的不同溫度下系統(tǒng)研究了東亞小花蝽根據(jù)不同獵物密度對西花薊馬的捕食功能反應(yīng)和搜尋效應(yīng)，為正確評價東亞小花蝽對西花薊馬的生防潛能提供理論依據(jù)，也可為天敵昆蟲的有效保護(hù)與利用以及充分發(fā)揮其自然防控作用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

西花薊馬由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供，在RXZ-430C智能人工氣候箱[光周期12 L∶12 D，溫度（25±1）℃，相對濕度（65±3）%]內(nèi)以四季豆豆莢飼養(yǎng)，選擇羽化3 d且大小一致的成蟲供試。

東亞小花蝽于2017年6月采自銀川市西夏區(qū)蘆花鄉(xiāng)設(shè)施黃瓜上東亞小花蝽的若蟲，在室內(nèi)以薊馬飼養(yǎng)（條件同西花薊馬）至羽化為成蟲供試驗(yàn)之用。

1.2 試驗(yàn)條件

采用RXZ-430 C智能人工氣候箱[光周期14 L∶10 D，溫度（25±1 ）℃，相對濕度（65±5）%]，將供試溫度分別設(shè)置為16、20、24、28和32 ℃。

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2017年8－11月在寧夏農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所實(shí)驗(yàn)室開展。

捕食功能反應(yīng)：試驗(yàn)在16、20、24、28和32 ℃各供試溫度下，研究東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲（密度分別為10、20、30和40頭·瓶-1）的捕食功能反應(yīng)。將事先饑餓處理24 h的東亞小花蝽1頭成蟲分別放在不同密度的裝有新鮮四季豆豆角的培養(yǎng)皿（直徑為90 mm）內(nèi)，用封口膜封口。每個密度處理4次重復(fù)。24 h后記錄各培養(yǎng)皿中西花薊馬的活蟲數(shù)。

Holling Ⅱ功能反應(yīng)數(shù)學(xué)模型[23]：

Na=a'TN0/（1+a'ThN0）。   ? ?（1）

式中Na為東亞小花蝽捕食量（頭），T為試驗(yàn)時間（d）（本試驗(yàn)為1 d），a'為東亞小花蝽對西花薊馬的瞬時攻擊速率，N0為西花薊馬密度（頭），Th為東亞小花蝽處理1頭西花薊馬的時間（d）。

尋找效應(yīng)模型[23]：

S=a'/（1+a'ThN0）。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

式中S為東亞小花蝽對西花薊馬的尋找效應(yīng)，a'為東亞小花蝽瞬時攻擊率，Th為東亞小花蝽處理1頭西花薊馬的時間（d），N0為西花薊馬密度（頭）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，采用SPSS 21.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法比較差異顯著性（0.05水平）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度下東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲捕食的功能反應(yīng)

由圖１可知，在溫度為20、24、28、32 ℃時，隨著獵物密度的增加，東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲的捕食量整體上呈增加趨勢。

獵物密度為10頭·瓶-1時，東亞小花蝽成蟲的捕食量隨溫度的升高而增加；獵物密度為20、30頭·瓶-1，溫度在28 ℃條件下，東亞小花蝽成蟲捕食量最高，當(dāng)獵物密度增加到一定限度（30頭·瓶-1）后，東亞小花蝽成蟲捕食量在16 ℃下略有降低，但在20、24、28、32 ℃時東亞小花蝽成蟲捕食量仍呈上升趨勢。在16 ℃條件下，東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲的捕食量均低于其他溫度；當(dāng)獵物密度達(dá)到40頭·瓶-1時，東亞小花蝽成蟲在24 ℃時捕食量最高。

在不同溫度下東亞小花蝽成蟲捕食西花薊馬成蟲的功能反應(yīng)方程擬合為Holling Ⅱ型圓盤方程，由表1可見，方程的相關(guān)系數(shù)R2值均較高（0.890 0～0.997 1），表明各溫度條件下東亞小花蝽成蟲捕食量與獵物密度顯著相關(guān)。在筆者研究供試溫度范圍內(nèi)，東亞小花蝽成蟲處置1頭獵物的時間及捕食上限均隨溫度的升高呈先增加后降低的變化趨勢，東亞小花蝽成蟲處理1頭西花薊馬成蟲在16 ℃所需的時間最短（0.100 0 d），24 ℃時最長（0.447 5 d）；瞬時攻擊率以24 ℃時最大（0.888 9），32 ℃時最?。?.181 8）；捕食上限以24 ℃時最大（18.00頭），16 ℃時最?。?.50頭）?？梢?，東亞小花蝽成蟲在24 ℃下對西花薊馬的捕食效果最好。

2.2 東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲搜尋效應(yīng)

由圖2可知，在相同溫度下，東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲的搜尋效應(yīng)均隨著獵物密度的增加而降低。在16 ℃條件下，獵物密度為10頭·瓶-1時東亞小花蝽的尋找效應(yīng)最高（0.296 3），其次為20頭·瓶-1（0.228 6）、30頭·瓶-1（0.186 1），當(dāng)獵物密度為40頭·瓶-1時東亞小花蝽的尋找效應(yīng)最低（0.156 9）。

當(dāng)西花薊馬成蟲密度相同時，東亞小花蝽成蟲的搜尋效應(yīng)整體上隨著溫度的升高而降低。如在西花薊馬成蟲密度為10頭·瓶-1時，在16 ℃條件下東亞小花蝽的尋找效應(yīng)最高（0.296 3），20 ℃（0.196 1）次之，在32 ℃條件下東亞小花蝽的尋找效應(yīng)最低（0.135 1）。

3 討論與結(jié)論

西花薊馬作為一種危險性入侵害蟲，已嚴(yán)重危害到我國多種農(nóng)作物[24]，且單一化學(xué)防治難以取得較好的防效[25]，已有學(xué)者開展了關(guān)于西花薊馬行為的調(diào)控研究[26-27]，但也處于試驗(yàn)階段，還需進(jìn)一步進(jìn)行田間試驗(yàn)驗(yàn)證。因此利用自然天敵進(jìn)行生物防治已成為不可或缺的防控措施之一。Paik等[28]研究顯示，取食西花薊馬若蟲的東亞小花蝽發(fā)育期短、壽命長、繁殖快。東亞小花蝽對西花薊馬具有顯著的喜好性和較強(qiáng)的捕食能力，且東亞小花蝽可同時取食二斑葉螨、桃蚜等危害性昆蟲[29]?；艚莸萚30]研究表明東亞小花蝽顯著趨向西花薊馬危害的植株，且繁殖速度大于西花薊馬，具有控制西花薊馬種群增長的巨大潛力[18，31]。筆者研究發(fā)現(xiàn)，在相同溫度下，東亞小花蝽對西花薊馬成蟲的捕食量隨著獵物密度的增大而增加，當(dāng)獵物密度增大到一定限度后，其捕食量增加的速度變慢，這與莊乾營等[32]研究結(jié)果一致。當(dāng)獵物密度相同時，在24 ℃以上溫度下，東亞小花蝽成蟲捕食量整體相對較高。

溫度作為害蟲生物防治中的一項(xiàng)重要因子，研究不同溫度處理的東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲的捕食功能反應(yīng)，有利于在田間根據(jù)溫度變化預(yù)測東亞小花蝽對西花薊馬成蟲的控制能力，可為田間東亞小花蝽的保護(hù)利用以及釋放技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。筆者研究表明，東亞小花蝽成蟲在24 ℃時對西花薊馬成蟲的瞬時攻擊率最大（a'=0.888 9），與張安盛等[33]研究結(jié)果一致，表明東亞小花蝽對西花薊馬具有較強(qiáng)的捕食能力。

搜尋效應(yīng)是捕食者在捕食過程中對寄主攻擊的一種行為效應(yīng)，張安盛等[34]研究表明，在相同溫度下，東亞小花蝽2、4齡若蟲對西花薊馬成蟲的搜尋效應(yīng)隨獵物密度的增大而降低。筆者研究結(jié)果表明，隨著獵物密度的增大，東亞小花蝽成蟲對西花薊馬成蟲的搜尋效應(yīng)逐漸降低，與其結(jié)果一致。相關(guān)文獻(xiàn)報道在西花薊馬若蟲密度相同時，其搜尋效應(yīng)18 ℃時最低，26 ℃時最高，在18～26 ℃內(nèi)東亞小花蝽若蟲搜尋效應(yīng)隨溫度的升高而增強(qiáng)[35]，但筆者研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)獵物密度相同時，搜尋效應(yīng)16 ℃最高，24 ℃和28 ℃的相對最低。這可能與試驗(yàn)條件、捕食者和獵物的齡期等因素有關(guān)。因此在田間釋放東亞小花蝽防治西花薊馬時還應(yīng)考慮東亞小花蝽與西花薊馬的密度比、蟲齡以及溫度等非生物因素，以達(dá)到更好的防治效果。

筆者的研究進(jìn)一步證明了東亞小花蝽在一定溫度條件下可有效地控制西花薊馬種群的增長。由于筆者的試驗(yàn)是在室內(nèi)特定條件下完成的，而在田間的自然狀態(tài)下，捕食性天敵昆蟲的捕食能力還受自然界的光照、溫度、濕度及害蟲種類等其他因素影響，還需進(jìn)一步探究其田間試驗(yàn)效果。

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