李 莉,付汝鑫,胡 仙,罗丽林
(1.贵州师范大学生命科学学院,贵州贵阳 550025;2.贵州省生物研究所,贵州贵阳 550009)
辣椒害虫及其天敌的数量变化和群落结构影响着辣椒果实的产量和品质。合理选择与配置农田环境有利于经济作物规模化种植,对不同田园环境、不同品种的辣椒害虫及其天敌种类、数量和群落结构等发生情况进行监测,发挥天敌优势种群的生态功能,为辣椒等茄科蔬菜有害生物的绿色防控提供重要前提和保障。贵州省是辣椒经济作物主产区之一,随着种植面积扩大,其害虫发生动态也在实时变化,且与栽培条件、品种关系密切[1-2]。2018 年,贵州省辣椒种植面积超过35 万公顷,辣椒病虫害的综合治理在田间栽培管理中至关重要[3]。调查研究显示,为害辣椒的昆虫种类较多,且因地域、季节和品种等因素而异,以鳞翅目夜蛾科为主,如棉铃虫、烟青虫[4-5]和斜纹夜蛾等[6-7]。关于辣椒常见害虫的为害特点、生物学习性及防治方法等方面已取得一定进展[7-10]。棉铃虫齿唇姬蜂、异色瓢虫和草间小黑蛛等天敌资源也有助于提高辣椒品质与产量[11-12]。但在实际生产中,辣椒害虫控制仍主要依赖于化学防治,导致害虫对多种杀虫剂的抗药性增强,防治难度加大,不仅会造成环境污染、农药残留、人畜安全等问题,甚至会引起次期性害虫猖獗发生的可能性[13-14]。因此,调节当地农田系统中优势天敌类群的数量和群落结构,是有效提供辣椒害虫生物防治资源的重要途径之一。
选取贵州省清镇市毗邻红枫湖的辣椒种植基地为例,结合该人工湖周边农用地因水域限制形成斑块化的特点,调查不同栽培环境、不同品种辣椒的害虫及天敌主要种类及组成,以及利用性信息素诱引技术监测3 种夜蛾科昆虫田间种群动态,拟为辣椒有害生物综合治理和无公害蔬菜生产提供重要依据。
调查地点选在贵州省贵阳市清镇市红枫湖芦荻村蔬菜种植基地,N 26°28′,E 106°22′,蔬菜种植面积约66.67 hm2,辣椒种植面积约占35%以上。根据辣椒种植地区域环境不同,选取2 类代表样地调查:田A 为耕地中的常规菜地类型(根据自然资源部颁布的《土地分类》),具有田间环境复杂、种植蔬菜类型多、连片种植等特点,辣椒栽培面积约3 hm2,种植3 个品种,朝天椒、线椒和黄皮椒各1 hm2,还混种其他蔬菜。而田B 为人工湖消落带环绕菜地,仅种辣椒,线椒2 hm2。
1.2.1 害虫及其天敌种类调查
于2019 年6—10 月对辣椒田A 和B 的主要害虫及其天敌进行调查。采用捕虫网扫捕和人工捕捉方法相结合,在田间进行5 点取样调查,每样方面积30 m×30 m,每样方中又各取5 样点,每点20 株,每块样地调查100 株。将每次野外采集的昆虫利用自制熏蒸密闭装置处理,4~5 min/次,并带回室内鉴定。1~2 次/月,共调查4 个月,共计4 次。
1.2.2 夜蛾科幼虫蛀果为害发生情况
上述同样方法中,还调查了夜蛾类幼虫蛀果对朝天辣椒、线椒和黄皮辣椒3 个不同品种的蛀果率,共调查3 个月,1 次/月,共计3 次。同样,采用5 点取样法,每点5 株,20 果/株,每块样地调查500 个果实,记录蛀果数。蛀果率(%)=幼虫蛀果数/总调查果实数×100%。将蛀果带回室内饲养,以便记录其羽化成虫所属种类及数量。饲养条件:将幼虫放入玻璃培养皿(口径12 cm),以辣椒幼嫩叶片和果实饲养,每皿1 头,并放置于人工气候箱内(RXZ 智能型),温度(25.0±0.5)℃,相对湿度70%±10%,光周期15 ∶9(L ∶D),光照强度4 800 lx。
1.2.3 夜蛾科成虫诱捕检测
选取烟青虫、棉铃虫和斜纹夜蛾3 种夜蛾科昆虫的诱芯,均购于北京中捷四方生物科技股份有限公司,设置诱捕器诱捕,调查上述同期夜蛾科成虫发生动态。共设置42 个诱捕器,3 种夜蛾科昆虫诱捕器各放置14个,间隔14 d 更换1 次诱芯。共调查4 个月(7—10 月),检查并更换诱虫袋2 次/月,共8 次;将诱捕成虫带回室内鉴定,记录种类及数量。
参照徐洪富等对农田害虫及天敌群落结构的调查研究方法,根据节肢动物食性特点,将所调查种类划分为5 种,即植食类群、捕食类群、寄生类群、蜘蛛类群和其他类群[15]。其中,采用Berger-parker 的优势度指数(species dominance index)、物种丰富度指数(species richness)、Shannon-Weiener 多样性指数、群落均匀度(evenness)、群落相似性指数(coefficient of similarity)5 个指标,对所调查的害虫及其天敌群落特征进行描述。各指标公式如下:
Berger-parker 优势度指数(I):
其中Ni为第i种的个数,N为所有种个体数之和。
物种丰富度指数(D):
其中S为群落内物种数,N为所有种个体数之和。
Shannon-Weiener 多样性指数(H):
其中H是群落多样性指数,Pi为第i种在总体中的个体比例。群落的均匀度(J):实测多样性与最大多样性之比。最大多样性:
其中J为群落的均匀度,H为实测多样性,Hmax为最大多样性,S为群落内物种数。
群落相似性指数(q):
其中c为两个群落的共同物种数,a和b分别为群落A 和群落B 的物种数。
调查结果显示,辣椒田中昆虫等节肢动物共有2 纲10 目56 科143 种(见图1)。对比而言,田A的昆虫(蜘蛛)种类及数量均高于田B,主要有鞘翅目、膜翅目、鳞翅目、脉翅目、蜻蜓目和蜘蛛目等,且蜘蛛目比例最高,约占总数的44.71%;其中,辣椒害虫以半翅目为主,占害虫总数40.09%;天敌昆虫以鞘翅目为主,占天敌总数13.26%;蜘蛛目占天敌总数76.72%。同样,田B 的种类主要有鞘翅目(占总害虫总数54.54%)和蜘蛛目(占天敌总数96.01%)。
图1 不同区域辣椒地节肢动物的数量组成
2.2.1 辣椒田昆虫和蜘蛛的群落结构组成
辣椒田A、B 中昆虫和蜘蛛群落组成复杂,田A 样地中昆虫及蜘蛛的种类更为丰富、个体数量较多。由图2可见,田A 天敌种类数及个体数分别是害虫的1.19 倍和1.80 倍;田B 为1.66 倍和48.97 倍。就不同食性类群而言,田A 各类群种类所占百分比为:植食类群39.83%、捕食类群18.64%、寄生类群7.63%,蜘蛛类群21.19%,以及其他类群12.71%。与此相比,田B 中未发现寄生类群,其他类群比例由高到低依次为:蜘蛛类群46.67%>植食类群33.33%>捕食类群13.33%>其他类群12.71%。
图2 不同区域辣椒地昆虫和蜘蛛群落结构及数量特征
2.2.2 辣椒田昆虫和蜘蛛的多样性分析
根据不同种植区域所发生昆虫、蜘蛛群落特征发现,田A 的物种丰富度为0.675、多样性指数为1.258、群落均匀度为0.782,均高于田B,见表1。
表1 不同区域辣椒地昆虫和蜘蛛群落特征比较
田A 的夜蛾科昆虫主要有斜纹夜蛾、烟青虫和棉铃虫3 种,以斜纹夜蛾居多,其次是烟青虫。由表2可见,在8—9 月,斜纹夜蛾的田间诱蛾量较高,分别为2 623 头和3 715 头,诱捕装置的平均诱虫量均在100 头/台以上。就田间虫口密度而言,7 月夜蛾类昆虫以烟青虫成虫为主,虫口密度高达(25.00±3.00)头/百株;斜纹夜蛾成虫虫口密度较低,为(8.75±1.26)头/百株。烟青虫虫口密度在8 月增至(31.00±5.00)头/百株,9 月后有所降低;而斜纹夜蛾虫口密度明显增加,均在20.00 头/百株以上,见图3。在10 月,3 者虫口密度均减少。
图3 辣椒田A 中3种夜蛾科蛀果类害虫的成虫及幼虫发生情况
表2 辣椒田A 中3种夜蛾科昆虫诱集情况
通过对辣椒种植地不同区域、不同品种的昆虫、蜘蛛群落结构调查,共采集节肢动物3 165 枚,分属于昆虫纲与蜘蛛纲,共10 目56 科143 种。从不同区域昆虫和蜘蛛的数量特征上看,田A 昆虫种类及数量比田B 高;蜘蛛目种类数量均较高,是当地辣椒地的重要天敌类群,可充分发挥其捕食性的生态功能[15-16]。
从生物群落多样性来看,田A 物种丰富度指数、多样性指数、群落均匀度和优势度指数,均高于田B。就农田地理位置和环境特征而言,田A 属于开放性菜地类型,田间环境复杂、蔬菜种植种类多且多连片种植,茄科作物有5 种,如辣椒、茄子、番茄、马铃薯和少量烟草,其他果蔬植物还有豆科、十字花科、葫芦科及禾本科等,为植食性昆虫的生存与繁衍提供了大量寄主植物,也为天敌昆虫和蜘蛛类群提供大量寄主和食物来源。而且烟青虫、斜纹夜蛾和棉铃虫3 种夜蛾科害虫在田A 均有发生,且世代重叠明显,以烟青虫、斜纹夜蛾发生量居多。其中7—9 月烟青虫虫口密度较高,成虫均在20 头/百株以上;8 月,成虫和幼虫虫口密度均上升,斜纹夜蛾发生趋势与之相同;幼虫对朝天椒的蛀果率及其并发病害病果率均上升至35%;10 月虫口密度降低。而田B 为典型的人工湖消落带环绕菜地,仅种植辣椒,作物种类虽单一,但因湖水水域隔绝的特殊地域情况,对辣椒有害的植食性昆虫种类数量较少,有利于今后辣椒种植地开发。
斜纹夜蛾幼虫杂食性且取食量大,喜食辣椒等茄科作物的果实,钻蛀为害造成果实变质,产量下降。今后在为害辣椒的植食性昆虫综合防治中,可从农业生态学的角度出发,改变农药万能的传统观念,采取综合防治措施,重视和发挥本地优势天敌昆虫、蜘蛛资源,实现以虫治虫、以蜘蛛治虫的生物防治途径。