农田景观格局对黑纹粉蝶越夏和越冬种群存活的影响

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:quzg2008
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在害虫蛰伏越夏和越冬期间,不同农田景观格局下自然天敌和有益微生物的生态服务功能对抑制害虫种群基数发挥了重要的调控作用。本研究选择以蛹越夏和越冬的黑纹粉蝶Pieris melete为研究对象,基于江西省多层次的农田景观背景,系统调查不同农田景观格局下黑纹粉蝶滞育越夏和越冬种群的存活动态,分析农田景观格局调控黑纹粉蝶捕食性天敌、寄生性天敌、有益微生物及其生态控害功能的作用,明确了农田景观格局对黑纹粉蝶越夏和越冬种群存活的影响机制。主要结果如下:1、不同农田景观格局下黑纹粉蝶越夏和越冬种群的存活动态应用人工标记释放蛹卡(Bait-card)的方法,对江西省不同县区内8个农田景观梯度差异的试验样地连续进行了两年黑纹粉蝶越夏和越冬种群的存活动态监测。结果表明,所有样地刚化蛹的黑纹粉蝶新鲜蛹吸引了大量的自然天敌捕食或寄生,导致越夏和越冬种群存活数量急剧下降。总体来看,黑纹粉蝶越冬种群存活率呈稳步下降趋势,而越夏种群快速下降,两年分别有3个样地的越夏种群个体在监测中期便全部死亡。最终,越夏种群的存活率(7.77±3.35%,2017;1.17±0.79%,2018)明显低于越冬种群(33.43±5.72%,2017;57.50±5.12%,2018),两年结果基本一致,表明黑纹粉蝶滞育种群具有明显的季节性动态变化。进一步分析发现,不同样地黑纹粉蝶滞育种群的存活动态又存在一定的差异。模型分析发现,景观因子对黑纹粉蝶存活动态具有一定的相关效应。2、农田景观格局对黑纹粉蝶蛹期寄生蜂及其控害功能的影响为了探明不同农田景观格局下黑纹粉蝶滞育蛹的致死因子,对标记释放的死亡蛹定期回收分析。于室内条件观察出蜂,结合形态学与分子手段鉴定种类。结果显示,黑纹粉蝶滞育越夏种群主要被粉蝶大腿小蜂Brachymeria femorata、颈双缘姬蜂Diadromus collaris两种寄生蜂寄生,但两者的寄生占比相差很大,其中粉蝶大腿小蜂为优势种,两年寄生占比均在97%以上。受低温环境影响,在冬季未发现寄生蜂寄生黑纹粉蝶滞育蛹。2017年平均寄生率为0.47%~27.66%,2018年平均寄生率为0~23.98%,不同样地间寄生率没有显著的差异性。回归分析表明,各样地寄生率与黑纹粉蝶致死率相关性较低,这说明寄生蜂对黑纹粉蝶滞育种群有一定的控害效果,但不是最主要的关键致死因子。与相关景观因子分析表明,黑纹粉蝶寄生率与景观多样性、非作物生境比例、森林面积、耕地比例等景观因子无显著相关性,但随着非作物生境和森林面积比例增加,黑纹粉蝶寄生率亦有增加的趋势,并随着耕地比例增加有降低的趋势。3、农田景观格局对黑纹粉蝶蛹期捕食性天敌及其控害功能的影响通过高清数码相机系统监测了捕食性天敌对黑纹粉蝶越夏和越冬种群的捕食行为。结果发现,蚂蚁是最主要的捕食性天敌。蛹卡上采集的蚂蚁样本共鉴定出17种,其中,双齿多刺蚁Polyrhachis dives最为常见,S8蚂蚁的物种数目最高。2017和2018年越夏种群平均捕食率分别为68.41±24.96%和73.98±20.45%,显著高于越冬种群捕食率(47.31±22.25%和34.18±17.87%)。两年结果发现不同农田景观试验样地越冬种群捕食率差异显著,而越夏种群差异不显著。各样地捕食率与黑纹粉蝶致死率显著正相关,表明捕食性天敌是控制黑纹粉蝶越夏和越冬种群数量的关键因子之一。无论是越夏种群还是越冬种群,捕食率与非作物生境面积比例相关性无显著相关性,与森林面积比例亦不存在显著相关性。4、农田景观格局对黑纹粉蝶昆虫病原真菌及其控害功能的影响将黑纹粉蝶自然死亡个体带回室内进行分离培养,共分离出206株真菌菌株,隶属于31属81种,黑孢霉属Nigrospor占有一定优势,S7病原真菌物种丰富度最高。2017和2018年不同试验样地黑纹粉蝶越夏种群的真菌致死率无差异,而越冬种群差异显著;另外,2018年越夏种群的真菌致死率(8.54%~43.88%)显著高于越冬种群(0~17.85%)。真菌致死率与黑纹粉蝶致死率呈显著正相关,表明昆虫病原真菌对黑纹粉蝶存活起着重要作用。对筛选出的6株病原菌株进行生物测定实验,结果表明,在第21 d白僵菌对黑纹粉蝶蛹的致死率为73.33%,黑孢霉Nigrospora oryzae为60%,而其他菌株致死率较低。白僵菌、黑孢霉致死率明显好于其他菌株,表现出一定的生物防治潜能。此外,病原真菌多样性随农田景观中非作物生境(如:森林)的比例增加而提高,而耕地面积增加会降低病原真菌多样性,并且这种相关性在小尺度景观范围更加显著。本研究明确了农田景观格局对黑纹粉蝶越夏和越冬种群存活的影响机制,有利于开展区域性害虫生态综合治理,为生物防治提供参考资料。
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