论文部分内容阅读
在农田生态系统中,天敌昆虫自上而下的捕食和寄生作用对于控制害虫种群有重要作用。传统生物防治往往引入单一种类的天敌来防治害虫。然而,由于天敌的种内相互作用,以及更高营养级的捕食或寄生,使得这种缺乏多样性的生物防治系统在防治害虫时往往难以持续。多数害虫往往具有包括捕食者和寄生蜂在内的多种天敌,并且捕食者和寄生蜂在防治害虫时具有不同的特点。因此,在生物防治的实践中人们开始尝试同时引入捕食者和寄生蜂来防治目标害虫。然而,大多数捕食者不仅会取食害虫,而且还会取食害虫体内的寄生蜂,即产生集团内捕食作用(Intraguild predation,IGP)。桃蚜(Myzus persicae Sulzer)是一种重要的农业害虫。异色瓢虫(Harmonia axyridis(Pallas))与烟蚜茧蜂(Aphidius gifuensis Ashmead)是两种常见的桃蚜天敌。当共同使用这两种天敌防治桃蚜时,它们之间的集团内捕食作用可能会对各自种群产生不利影响,并可能对两种天敌控制桃蚜种群的能力产生多种影响(包括有利,中性和不利)。本文旨在探究一系列生物和非生物因子对具有集团内捕食关系的两种天敌的行为和捕食/寄生效率的影响机制。并进一步对这两种天敌协同防控桃蚜的效果进行了评估。具体研究内容如下:首先研究异色瓢虫与烟蚜茧蜂之间是否会发生集团内捕食作用,以及特定生物因素是否会影响两种天敌间集团内捕食作用强度;接下来进一步研究了异色瓢虫和烟蚜茧蜂相互间直接或间接作用对各自产卵等关键行为的影响机制,包括两部分:实验二、温度和异色瓢虫痕迹对烟蚜茧蜂搜寻行为和产卵量的影响机制以及实验三、取食烟蚜茧蜂僵蚜对异色瓢虫的适应性和产卵地点选择的影响机制;此外,通过实验四、探究蚜虫分布以及集团内捕食作用对异色瓢虫和烟蚜茧蜂捕食/寄生效率的影响机制;最后在第五部分通过温室笼罩实验,进一步研究共同使用异色瓢虫与烟蚜茧蜂对桃蚜种群的控制能力。各部分主要结果和结论如下:1.生物因素对异色瓢虫和烟蚜茧蜂间集团内捕食作用的影响实验探究了异色瓢虫的饥饿时间,植物大小和蚜虫密度对异色瓢虫与烟蚜茧蜂之间集团内捕食作用强度的影响。通过非选择性实验发现异色瓢虫的可以取食烟蚜茧蜂僵蚜。饥饿24和48 h的异色瓢虫比未进行饥饿处理的异色瓢虫具有更高的集团内捕食作用强度。然而,饥饿24和48 h的异色瓢虫对于蚜虫和僵蚜的取食量无显著性差异。尽管集团内捕食作用仍旧发生,但是提高蚜虫密度和增大植物使得集团内捕食作用强度降低。此外,虽然异色瓢虫可以取食僵蚜,但其始终偏好于取食蚜虫。2.异色瓢虫痕迹和环境温度对烟蚜茧蜂搜寻行为和产卵量的影响在三个实验温度下,烟蚜茧蜂刺探行为,触碰行为,静止行为及行走行为的发生频次及持续时间在有无异色瓢虫痕迹时无显著性差异(除28℃下,有无瓢虫痕迹处理的静止行为和行走行为的持续时间)。在23℃下,烟蚜茧蜂在无异色瓢虫痕迹的蚜虫区域内的产卵量高于有异色瓢虫痕迹的蚜虫区域。在有或无异色瓢虫痕迹时,烟蚜茧蜂各行为的持续时间在三个温度下无显著性差异。除触碰行为,烟蚜茧蜂的刺探行为,行走行为以及静止行为的发生频次都随着温度的升高而增加。当异色瓢虫痕迹存在时,烟蚜茧蜂在28和33℃下的产卵量高于23℃。3.取食烟蚜茧蜂僵蚜对异色瓢虫适应性和产卵地点选择的影响相比于只饲喂未被寄生蚜虫,混合猎物(未被寄生蚜虫:僵蚜=1:1),只饲喂僵蚜的异色瓢虫发育时间延长,四龄幼虫和成虫的体重,以及成虫繁殖力下降。与有僵蚜的植物相比,未取食过烟蚜茧蜂僵蚜的异色瓢虫在只有未被寄生蚜虫的植物上比有僵蚜的植物上具有更高的产卵量。与之相反,取食过烟蚜茧蜂僵蚜的异色瓢虫在只有未被寄生蚜虫的植物和有僵蚜的植物上的产卵量无显著性差异。4.集团内捕食作用及蚜虫分布对异色瓢虫和烟蚜茧蜂捕食/寄生桃蚜功能反应的影响在所有的实验中天敌均表现出II型功能反应。当蚜虫密度为40–180头或者70–170头时,异色瓢虫或者烟蚜茧蜂在蚜虫聚集分布时的捕食/寄生率高于在均匀分布时。当异种天敌存在时,烟蚜茧蜂在蚜虫聚集分布和均匀分布下的寄生率无显著性差异。然而,在蚜虫密度为50–230头并存在烟蚜茧蜂时,异色瓢虫在蚜虫聚集分布时比在蚜虫均匀分布时取食更多的蚜虫。在两种蚜虫分布下,异色瓢虫的功能反应不受烟蚜茧蜂影响。当蚜虫是聚集分布或者在均匀分布下并且密度小于150头时,单头烟蚜茧蜂的对蚜虫的寄生率高于另一种天敌存在时烟蚜茧蜂对蚜虫的寄生率。5.异色瓢虫与烟蚜茧蜂共同防治温室桃蚜的效果评价在两种天敌共同使用20–45 d时,共同使用两种天敌处理的蚜虫数量显著低于单独使用一种天敌处理。在20–60 d时,异色瓢虫都降低了烟蚜茧蜂的僵蚜数量。然而,在20–45 d时,共同使用两种天敌不影响烟蚜茧蜂寄生率。此外,烟蚜茧蜂并不影响异色瓢虫的种群数量。以上结果表明,异色瓢虫与烟蚜茧蜂之间存在集团内捕食作用。缩短异色瓢虫的饥饿时间,增大植物尺寸,提高蚜虫密度,提高温度,控制蚜虫分布及密度都会降低异色瓢虫对烟蚜茧蜂的不利影响。取食烟蚜茧蜂僵蚜会造成异色瓢虫适应性下降并改变异色瓢虫的产卵地点偏好性,但集团内捕食作用不影响异色瓢虫对桃蚜的捕食率。虽然两种天敌间发生了集团内捕食作用,但共同使用两种天敌对于桃蚜的控制效果好于单独使用一种天敌。综上所述,可通过调节多种生物和非生物因素降低集团内捕食作用对异色瓢虫和烟蚜茧蜂的不利影响,并且实验中两种天敌间的集团内捕食作用并未显著干扰共同使用两种天敌的生物防治效果。因此,异色瓢虫与烟蚜茧蜂具有协同防控蚜虫的潜力。