七星瓢虫对豆蚜的功能反应

金剑雪, 李凤良, 程 英, 李忠英

(贵州省植物保护研究所,贵阳 550006)

七星瓢虫对豆蚜的功能反应

金剑雪, 李凤良*, 程 英, 李忠英

(贵州省植物保护研究所,贵阳 550006)

[目的]测定七星瓢虫各虫态对豆蚜的捕食能力。[方法]将野外七星瓢虫(Coccinella septempunctataL.)采回并在室内饲养一代后,就其各龄幼虫及雌雄成虫对豆蚜(Aphis craccivoraKoch)的捕食能力进行室内测定。[结果]七星瓢虫各龄期幼虫以及雌雄成虫对豆蚜的功能反应均属HollingⅡ型模型,1、2、3、4龄幼虫捕食反应拟合的圆盘方程分别为Na=1.121 86N/(1+0.059 92N)、Na=1.217 04N/(1+0.049 33N)、Na=0.789 92N/(1+0.008 00N)、Na=0.967 01N/(1+0.001 41N),雌、雄成虫的圆盘方程分别为Na=0.958 64N/(1+0.001 03N)、Na=0.976 20N/(1+0.001 52N),经χ2检验各虫态的捕食反应的圆盘方程理论值与实测值相符。用七星瓢虫雌成虫进行自身密度的干扰反应测定,利用Hassell模型进行拟合,所得模型方程为E=0.447 4P-0.4337,经χ2检验雌成虫的捕食作用率实测值与理论值相符,该模型方程能很好地反映雌成虫自身密度的干扰程度。[结论]1～4龄幼虫、雄成虫和雌成虫对豆蚜的日最大捕食量分别为 18.7、24.7、98.8、685.5、642.5、927.5 头。

七星瓢虫; 豆蚜; 功能反应

豆蚜(Aphis craccivoraKoch)属同翅目蚜科,别名苜蓿蚜、花生蚜,为害菜豆、豌豆、蚕豆等豆科作物。豆蚜繁殖力强,4～6 d可完成1代,每头无翅胎生雌蚜可产若蚜100多头,因此极易造成严重危害。

七星瓢虫(CoccinellaseptempunctataLinnaeus)是蚜虫的重要天敌之一。据报道,七星瓢虫对桃蚜[Myzus persicae(Sulzer)][1-3]、麦长管蚜[Macrosiphum miscanthi(Takahashi)][4]、棉蚜(Aphis gossypiiGlover)[5-6]、绣线菊蚜(Aphis citricolavan der Goot)[7-9]、桃蚜[Myzus persicae(Sulzer)][10]、飞蓬指管蚜[Uroleucon erigeronensis(Thomas)][11]、马铃薯长管蚜(Macrosiphum euphorbiaeThomas)[12]、三叶草彩斑蚜[Therioaphis tri f olii(Monell)][13-14]等十几种大田作物、经济作物及果树、花卉、饲料植物上危害严重的蚜虫均有很好的控制作用;但七星瓢虫对豆蚜的控制能力尚未见报道。鉴于此,本实验室从田间蚕豆上采集豆蚜进行室内饲养,测定七星瓢虫对豆蚜的捕食能力。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

七星瓢虫采自贵州省农科院附近大田作物上,经室内饲养1代后得到的各龄期幼虫及雌雄成虫供试。豆蚜采自田间蚕豆植株上,在室内用蚕豆苗饲养繁殖,用2～3龄若蚜测定。

1.2 试验方法与试验条件

收集室内饲养的七星瓢虫的卵和蛹,置于透明广口玻璃瓶(底部直径8.5 cm,高9 cm,瓶口直径7 cm,容积510 mL)中饲养。待卵孵化后,获得各龄幼虫;蛹羽化后得到雌、雄成虫。试验前,使各龄幼虫、雌雄成虫饱食后,将 1、2龄幼虫饥饿 12 h,3、4龄幼虫和雌、雄成虫饥饿24 h后捕食豆蚜。用透明广口玻璃瓶做试验用容器,瓶口用布遮盖。试验在(25±1)℃、光照条件 L∥D=16 h∥8 h、相对湿度80%±1%的人工气候箱中进行。

1.2.1 七星瓢虫各虫态对豆蚜密度的功能反应

1～ 2 龄幼虫设置豆蚜密度为 5、10、15、20、25头/瓶;3龄幼虫设置豆蚜密度为 30、50、70、90、110头/瓶;4龄幼虫及雌、雄成虫均设置豆蚜密度为50、100、150、200 、250 头/瓶;试验重复 5 次 ,每瓶投放捕食者七星瓢虫各1头,并放入新鲜的蚕豆苗,以保持蚜虫的新鲜,24 h后检查被捕食的豆蚜数量。同时各密度设置相应的蚜虫密度作为空白对照,得到豆蚜的自然死亡数,以校正各处理七星瓢虫的捕食蚜量。根据七星瓢虫对蚜虫的捕食效应及Holling[15]提出的3种捕食功能反应类型,判断其功能反应类型,然后计算出所属数学模型。

1.2.2 七星瓢虫雌成虫自身密度的干扰反应

试验设置5个七星瓢虫雌成虫密度,即1、2、3、4、5头/瓶七星瓢虫雌成虫,分别与500头豆蚜组合。每个七星瓢虫密度重复5次,24 h检查捕食数量。同时设置相应的蚜虫密度作为空白对照,校正各处理七星瓢虫的捕食蚜量。用 Hassell模型进行拟合,E=QP-m,其中,E为竞争下的捕食作用率,Q为寻找常数,P为天敌密度,m为干扰系数。将上述模型转化为直线式:lgE=lg Q-m lgP,根据E、P的值采用最小二乘法计算Q、m的值,进而得出方程式。

2 结果与分析

2.1 七星瓢虫各虫态对豆蚜密度的功能反应

随着蚜虫密度的增大,七星瓢虫的捕食量也逐渐增大,当豆蚜的密度增加到一定程度时,捕食量增加的速度变慢,七星瓢虫各虫态对豆蚜的捕食反应均可使用HollingⅡ型圆盘方程Na=a′◦N◦T/(1+a′◦Th◦N)来拟合。其中Na为被捕食的猎物数量,N为猎物密度,a′为瞬时攻击率,即功能系数;T为试验时间,即观察时间,本研究为24 h,即ld;Th为处理时间。各虫态对豆蚜的捕食反应方程式见表1、2。

经χ2检验,表2中各虫态的捕食量实测值与理论值差异均不显著(p＞0.05),说明捕食圆盘方程均能很好地表示各虫态对豆蚜的捕食作用。

从表2中统计的数据可知:1龄幼虫的瞬时攻击率 a′为1.121 86,处理时间 Th为 0.053 41,表明1龄幼虫吃掉1头豆蚜若蚜需要0.053 41 d,即需要76.91 min,当猎物密度N趋向于无穷大时,1龄幼虫对豆蚜若蚜的日最大捕食量为18.7头;2龄幼虫的a′为1.217 04,Th为0.040 53 h,即需要58.36 min,日最大捕食量为24.7头;3龄幼虫的a′为0.789 9,Th为0.010 13 h,即需要14.59 min,日最大捕食量为98.8头;4龄幼虫的a′为0.967 01,Th为0.001 46 h,即需要2.10 min,日最大捕食量为685.5头;雄成虫的 a′为 0.976 20,Th 为 0.001 56 h,即需要2.25 min,日最大捕食量为642.5头;雌成虫的a′为0.958 64,Th为0.001 08,即需要1.56 min,日最大捕食量为927.5头。

周集中等[16]提出用a′/Th来衡量天敌对害虫的控制能力,其比值越大,天敌对害虫的控制能力越强,从七星瓢虫各虫态捕食方程的a′/Th值按从小到大的顺序分别为 21.002 85、30.028 14、78.006 96、662.841 08 、627.177 62、889.125 23,表明七星瓢虫各虫态对豆蚜的控制能力是逐渐增强的,雌成虫的控制能力最强。

表1 野外七星瓢虫各龄幼虫及雌雄成虫对豆蚜的捕食量 头

表2 野外七星瓢虫各龄幼虫及雌雄成虫对豆蚜的捕食功能方程

2.2 七星瓢虫雌成虫自身密度的干扰反应

由表3可知,在豆蚜密度不变的情况下,随着七星瓢虫密度的增大,每头瓢虫的平均捕食量下降,捕食率降低,七星瓢虫密度为1头/瓶时,其捕食作用率为0.401 6。而当密度增加为5头/瓶时,其捕食作用率下降为0.196 08。将所得的数据用Hassell模型进行拟合,得到的七星瓢虫的干扰反应数学模型为:E=0.447 4P-0.4337,相关系数R=-0.918 0,搜索常数Q为0.447 4,干扰系数m 为0.433 7。经 χ2检验,χ2=0.017 94＜χ2

0.05=7.815。说明该数学模型能极好地反映七星瓢虫自身密度对捕食豆蚜的干扰情况。比较结果可见表3、图1。

表3 野外七星瓢虫雌成虫的干扰反应

图1 七星瓢虫自身密度干扰反应曲线

3 讨论

本文就七星瓢虫各龄幼虫及雌雄成虫对豆蚜的捕食能力进行了室内测定,结果表明,七星瓢虫各龄期幼虫及雌雄成虫对豆蚜的功能反应均属HollingⅡ型模型。但各相关报道中七星瓢虫的捕食量出现很大的差异,如陈川等[7]研究发现七星瓢虫成虫对绣线菊蚜的最大捕食量为118头;而曹毅等[10]发现七星瓢虫成虫对百合桃蚜的最大捕食量为1 021.5头;其他的研究结果介于两者之间。这可能与所选用的猎物种类不同、猎物龄期不一致、试验条件的差异有关。但从另一角度也体现了七星瓢虫对食物的嗜食程度。至于是猎物体内的某种或某几种物质吸引了七星瓢虫的取食,还是猎物体内的某种或某几种物质被七星瓢虫取食后能更有利于七星瓢虫的繁衍,从而使得七星瓢虫更愿意选择这类猎物,仍有待进一步的研究。

本文区分雌雄成虫进行捕食能力的测定,结果表明,雌成虫的捕食能力大于雄成虫。借鉴日最大捕食量以及a′/Th值的结果,选用雌成虫进行自身密度的干扰反应,可见雌成虫自身密度的干扰反应明显,其捕食作用率随着自身密度的增加而降低。因此在今后进行田间释放时,为避免其自身密度的干扰作用,需考虑一个最佳的益害比值,以达到最优异的防治效果。

本研究在室内和人工气候箱中进行,试虫均处于恒温恒湿的封闭系统内,其繁殖条件与自然条件存在一定差异,由于天敌昆虫在自然界的捕食作用和行为,除了物种自身的特性外,还同时受到种群密度因素、空间分布、环境因子(温、湿度等)及外激素类化学信息物质的影响[15],因此,试验结果可能与田间捕食量存在一定差异,但对评价七星瓢虫对豆蚜的控制作用具有重要的参考价值。七星瓢虫是一种非常值得开发利用的、有很大控制潜力的天敌昆虫。

[1]郝丹青,郝丹东.七星瓢虫对桃蚜的捕食功能反应研究[J].农业科学研究,2005,26(2):18-20.

[2]刘军和,贺达汉.七星瓢虫与异色瓢虫对桃蚜的种间竞争研究[J].中国植保导刊,2008,28(6):9-12.

[3]侯茂林,万方浩.七星瓢虫成虫对烟蚜的捕食作用[J].昆虫知识,2004,41(4):347-350.

[4]曹世勤.七星瓢虫对麦蚜混合种群的捕食功能反应[J].甘肃农业科技,2003(2):51-52.

[5]汪世泽,李平.七星瓢虫捕食棉蚜的功能反应[J].西北农业大学学报,1986,14(4):13-16.

[6]Simelanea D O,Steinkraus D C,Kring T J.Predation rate and development ofCoccinella septempunctataL.influenced byNeoz ygites fresenii-infected cotton aphid prey[J].Biological Control,2008,44(1):128-135.

[7]陈川,李鑫.七星瓢虫成虫对绣线菊蚜捕食作用的室内测试[J].华东昆虫学报,2005,14(2):162-164.

[8]杜志辉,赵政阳,王雷存.七星瓢虫对苹果蚜的田间捕食控害效果研究[J].中国农学通报,2005,21(4):261-263.

[9]王进忠,王熠,孙淑玲.七星瓢虫对刺槐蚜和绣线菊蚜的功能反应[J].北京农学院学报,1999,14(1):19-23.

[10]曹毅,崔志新,陈文胜.七星瓢虫对百合桃蚜的捕食功能反应[J].佛山科学技术学院学报(自然科学版),2003,21(2):74-76.

[11]宋宏伟,卢绍辉,梅象信,等.河南省田间3种主要瓢虫对飞蓬指管蚜的捕食功能[J].植物保护,2007,33(3):30-34.

[12]Deligeorgidis P N,Ipsilandis C G,Kaltsoudas G,et al.An index model on predatory effect of female adults ofCoccinella septempunctataL.onMacrosiphum euphorbiaeThomas[J].Journal of Applied Entomology,2005,129(1):1-5.

[13]刘乾,刘长仲,孙鹭,等.七星瓢虫和多异瓢虫对三叶草彩斑蚜的功能反应研究[J].植物保护,2009,35(2):78-80.

[14]张蓉,杨芳,马建华.七星瓢虫对苜蓿斑蚜捕食作用的研究[J].植物保护,2007,33(4):42-45.

[15]Holling C S.Some characteristics of simple type of predation and parasitism[J].Can Entomol,1959,91(7):385-398.

[16]周集中,陈常铭.拟环狼蛛对褐飞虱的捕食作用及其模型的研究(I)功能反应[J].生物防治通报,1986,2(1):2-9.

Functional response of Coccinella septempunctata to Aphis craccivora

Jin Jianxue, Li Fengliang, Cheng Ying, Li Zhongying
(Institute of Plant Protection,Guiyang550006,China)

[Objective]To test the predation ability ofCoccinella septempunctataL.of different stages toAphis craccivoraKoch.[Method]Predation ofC.septempunctatato varying densities ofA.craccivorafeeding onVicia fabaL.was examined under laboratory conditions.All stages ofC.septempunctatawere isolated individually with different prey densities at(25±1)℃and a photoperiod of 16L∶8D(h).[Result]All stages ofC.septempunctatashowed a functional response of HollingⅡmodel:Na=1.121 86N/(1+0.059 92N)for the 1st instar larvae;Na=1.217 04N/(1+0.049 33N)for the 2nd instar larvae;Na=0.789 92N/(1+0.008 00N)for the 3rd instar larvae;Na=0.967 01N/(1+0.001 41N)for the 4th instar larvae;Na=0.958 64N/(1+0.001 03N)for the female adults,andNa=0.976 20N/(1+0.001 52N)for the male adults.The relationships between the quantity ofA.craccivorapreyed byseven-spotted ladybeetles and the density ofA.craccivoracould be represented by a negative accelerative curve.The ladybeetle individuals interfered each other.The Hassell model could reflect their functional responses.The interference equation wasE=0.447 4P-0.4337.[Conclusion]The estimated maximum of aphids predated by 1st to 4th instar larvae and the adult females and males of seven-spotted ladybeetles per day were 18.7,24.7,98.8,685.5,642.5 and 927.5,respectively.

Coccinella septempunctata;Aphis craccivora; functional response

S 476.2

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2011.04.014

2010-07-30

2010-10-25

贵州省科学技术基金项目(黔科合J字[2005]2038号)

*通信作者Tel:0851-3762095;E-mail:leefengliang@126.com