水蜜桃維護(hù)植物天敵種群分布及其生態(tài)位分析

在害蟲綜合管理研究中，害蟲爆發(fā)的生態(tài)機(jī)制研究一直是一個(gè)相對(duì)活躍的領(lǐng)域。天敵和寄主植物是影響害蟲大發(fā)生的主要因子,科技工作者一直探索天敵和抗蟲作物有效控制害蟲爆發(fā)成災(zāi)的機(jī)理和方法。桃園有多種害蟲,一種害蟲又有多種天敵,害蟲與天敵之間形成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系。樹冠上葉面害蟲桃蚜Myzuspersicae、小綠葉蟬Empoascaflavescens、李肖葉甲Cleoporusvariabilis、梨網(wǎng)蝽Stephanitisnashi和山楂葉螨Tetranychusviennensis是薔薇科多種果樹上的主要害蟲,刺吸植物汁液或取食葉肉,影響水果產(chǎn)量和品質(zhì)。當(dāng)前的主栽優(yōu)質(zhì)水蜜桃品種之一“雨花露”的上述5種害蟲與其捕食性天敵關(guān)系的研究未見(jiàn)報(bào)道。為了在防治這5種害蟲時(shí)科學(xué)施藥,合理利用和保護(hù)主要天敵,做到持續(xù)控制5種害蟲,同時(shí)降低農(nóng)藥對(duì)果品的污染,特開展“雨花露”桃園樹冠5種害蟲及其天敵種群差異及兩年不同季節(jié)之間6種害蟲與其天敵在數(shù)量、時(shí)間和空間關(guān)系的研究,找出優(yōu)勢(shì)種天敵,為有效保護(hù)和利用優(yōu)勢(shì)種天敵提供科學(xué)依據(jù),其結(jié)果并可豐富昆蟲生態(tài)學(xué)內(nèi)容。1材料和方法1.1早水蜜桃園區(qū)調(diào)查試驗(yàn)在合肥市安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)科技示范園水蜜桃園進(jìn)行,水蜜桃園面積0.6hm2,品種為“雨花露”水蜜桃,系江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所利用白花桃與上海早水蜜桃雜交選育而成,具有早熟、豐產(chǎn)、風(fēng)味甜濃等特點(diǎn),樹齡為9年生,株距3m,行距3.1m。試驗(yàn)期間水蜜桃園按常規(guī)措施管理,但一直不施用化學(xué)農(nóng)藥。調(diào)查采用平行跳躍法,隨機(jī)取3行,每行10株,共30株,每株定枝系統(tǒng)調(diào)查記載樹冠東、西、南、北4個(gè)方位每個(gè)方位各1m長(zhǎng)枝條葉片上的害蟲及其天敵物種數(shù)和個(gè)體數(shù)。先是目測(cè)活動(dòng)性強(qiáng)的昆蟲,后進(jìn)行逐葉調(diào)查。調(diào)查時(shí)間為2010年4月4日至11月15日,共調(diào)查15次,2011年4月1日至7月2日共調(diào)查7次。1.2分析方法1.2.1種害蟲關(guān)聯(lián)系數(shù)的分析將5種害蟲(Yi)及其天敵(Xj)分別看作一個(gè)本征性系統(tǒng),5種害蟲數(shù)量(Yi)作為該系統(tǒng)的參照序列。不同時(shí)點(diǎn)上的幾種害蟲(Yi)與天敵(Xj)在第k點(diǎn)上的效果白化值,進(jìn)行雙序列關(guān)系分析:Yi={Yi(1),Yi(2),…,Yi(n)},i=1,2,…6;Xj={Xj(1),Xj(2),…,Xj(n)},j=1,2,…M經(jīng)數(shù)據(jù)均值化后得:Yi={Yi(1),Yi(2),...,Yi(n)},i=1,2,…6;Xj={Xj(1),Xj(2),...,Xj(n)},j=1,2,...MYi與Xj在第k點(diǎn)上的關(guān)聯(lián)系數(shù):rij=[minmin|Yi(k)-Xi(k)|+ρmaxmax|Yi(k)-Xi(k)|]/[|Yi(k)-Xi(k)|+ρmaxmax|Yi(k)-Xi(k)|]?k=1,2...,n式中,ρ為分辨系數(shù),取值區(qū)間,一般取ρ=0.5,為了擴(kuò)大幾種天敵與5種害蟲之間關(guān)聯(lián)系數(shù)的差距,便于進(jìn)行分析,本文取ρ=0.8,△ij(k)=Yi(k)-Xj(k)為Yi與Xj序列在第k點(diǎn)上的絕對(duì)值差;min|Yi(k)-Xj(k)|為1級(jí)最小值,表示找出Yi與Xj序列對(duì)應(yīng)點(diǎn)的差值中的最小差;而minmin|Yi(k)-Xj(k)|為2級(jí)最小差,表示在1級(jí)最小差的基礎(chǔ)上再找出其中的最小差。max|Yi(k)-Xj(k)|與maxmax|Yi(k)-Xj(k)|分別為1級(jí)和2級(jí)最大差,其含義與上述最小差相似。R(Yi,Xj)=1/n∑rij(k)即為第j種天敵(Xj)與5種害蟲數(shù)量的關(guān)聯(lián)度,其大小反映Xj對(duì)Yi的聯(lián)系或影響程度。1.2.2重疊指數(shù)法lij和pjh、bi的生態(tài)位相似關(guān)系用Levins的生態(tài)位寬度指數(shù)公式B=1S∑Ρ2i式中,B為物種的生態(tài)位寬度;Pi為物種利用第i等級(jí)資源占利用總資源的比例;S為資源系列的等級(jí)數(shù)。生態(tài)位重疊采用Levins的生態(tài)位重疊指數(shù)公式Lij=Bin∑i=1Ρih?Ρjh式中,Lij為物種i對(duì)物種j的生態(tài)位重疊,Pih和Pjh為每個(gè)物種在資源序列的第h單位上的比例,Bi為物種i的生態(tài)位寬度。生態(tài)位相似性比例采用Morisita相似性系數(shù)公式Cjk=2n∑i=1ΡijΡikn∑i=1Ρij[(nij-1)/(Νj-1)]+n∑i=1Ρik[(nik-1)/(Νk-1)]式中,Pij,Pik分別表示種j,k在第i個(gè)資源等級(jí)上可占的比例,nik是k物種在i資源序列等級(jí)上的數(shù)量,nij是j物種在i資源序列等級(jí)上的數(shù)量。Nj,Nk分別表示j物種和k物種的個(gè)體數(shù)量之和。1.2.3害蟲與天敵空間聚集程度的比較采用聚集強(qiáng)度指標(biāo)測(cè)定害蟲及其天敵的空間分布格局,分別采用擴(kuò)散系數(shù)C、聚塊性指數(shù)Iw和久野指數(shù)Ca3種聚集強(qiáng)度指數(shù)綜合分析測(cè)定幾種害蟲與其天敵的空間格局。為了判斷幾種害蟲與其天敵空間聚集程度的差異,用David和Moore提出的公式,w=-12ln(S21/ˉx1S22/ˉx2),S21,S22,ˉx1,ˉx2分別為兩種群的方差和均數(shù),用|w|的大小判斷害蟲與其天敵空間聚集程度差異,若|w|>2.5√n-1,則按5%水平認(rèn)為兩者顯著不同,n為樣本數(shù)。用Arbous和Kerrich提出的種群聚集均數(shù)公式λ=xˉ2k?ν,分析6種害蟲及其主要天敵的聚集原因,式中k=xˉ2/(s2-xˉ),s2為方差,ν為自由度等于2k時(shí)的x0.502值。1.2.4確定目標(biāo)害蟲的密切指數(shù)將天敵與目標(biāo)害蟲之間在數(shù)量的關(guān)聯(lián)度和時(shí)空生態(tài)位重疊指數(shù)、生態(tài)位相似性比例參數(shù),分別除以本參數(shù)值的最大值,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,此值稱密切指數(shù),參數(shù)最大值標(biāo)準(zhǔn)化后的密切指數(shù)為1,將數(shù)、時(shí)、空方面的密切指數(shù)相加,其密切指數(shù)之和最大的天敵為目標(biāo)害蟲的第一位天敵,依次類推。2結(jié)果與分析2.1不同年份、不同季節(jié)間害蟲與天敵的關(guān)系“雨花露”水蜜桃2010年和2011年春夏季害蟲及其天敵種群數(shù)量調(diào)查結(jié)果列于表1,2010年“雨花露”水蜜桃園桃蚜春夏季高峰期是5月10日,2011年為4月17日,2010年小綠葉蟬8月13日為高峰日,梨網(wǎng)蝽高峰日為9月28日,山楂葉螨2010年高峰日為6月22日,李肖葉甲主要發(fā)生在5月下旬至7月上旬。Y1桃蚜,Y2小綠葉蟬,Y3李肖葉甲,Y4梨網(wǎng)蝽,Y5山楂葉螨,X1草間小黑蛛,X2三突花蟹蛛,X3八斑球腹蛛,X4粽管巢蛛,X5異色瓢蟲,X6龜紋瓢蟲,X7中華草蛉,X8黑帶食蚜蠅為了分析不同年份不同季節(jié)間害蟲及其天敵種群差異,將2010年春夏季與秋冬季之間以及2011年春夏季害蟲及其天敵種群數(shù)量的t檢驗(yàn)值列于表2,2010年春夏季與秋冬季之間小綠葉蟬t值為5.63,梨網(wǎng)蝽的t值為76.38,三突花蟹蛛的t值為3.28,異色瓢蟲的t值為4.82。t值均大于t0.01(3.01),差異極顯著,小綠葉蟬和梨網(wǎng)蝽秋冬季多于春夏季,三突花蟹蛛和異色瓢蟲秋冬季少于春夏季,其余差異不顯著。df=13時(shí),t0.10=1.77,t0.05=2.16,t0.01=3.01;**差異極顯著;*差異顯著(*)差異較顯著兩年春季之間,異色瓢蟲的t值為2.39,t值大于t0.05(2.16)差異顯著,2011年多于2010年。梨網(wǎng)蝽的t值為2.14,龜紋瓢蟲的t值為2.05,t值均大于t0.10(1.77),差異較顯著,其余差異不顯著。2010年春夏季主要害蟲為小綠葉蟬和山楂葉螨,秋冬季為小綠葉蟬和梨網(wǎng)蝽,2011年春夏季5種害蟲數(shù)量均較多。2.2關(guān)聯(lián)度與害蟲的關(guān)系為了綜合分析害蟲與天敵之間在數(shù)、時(shí)、空上的關(guān)系,首先分析在數(shù)量上關(guān)系的密切程度,用DPS軟件計(jì)算出5種主要害蟲與天敵在數(shù)量上的關(guān)聯(lián)度R(Yj,Xj),關(guān)聯(lián)度越大,表明某種天敵在數(shù)量上對(duì)害蟲跟隨關(guān)系越密切,結(jié)果列于表3。2010年春夏季,與小綠葉蟬關(guān)聯(lián)度大的第一位天敵是三突花蟹蛛;秋冬季,是中華草蛉;2010年和2011年春夏季與山楂葉螨關(guān)聯(lián)度大的第一位天敵都是粽管巢蛛。2010年秋冬季與梨網(wǎng)蝽關(guān)聯(lián)度大的第一位天敵是草間小黑蛛。2011年春夏季,與桃蚜關(guān)聯(lián)度大的第一位天敵是黑帶食蚜蠅;小綠葉蟬的是三突花蟹蛛;李肖葉甲的是草間小黑蛛;梨網(wǎng)蝽的是三突花蟹蛛。2.3時(shí)間資源總單位的同步性天敵與害蟲發(fā)生時(shí)間的同步性大小,影響天敵對(duì)害蟲的控制作用,將幾種害蟲與其天敵之間的時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例大小作為兩者在時(shí)間上關(guān)系密切程度的依據(jù),兩參數(shù)值越大,表明該天敵對(duì)害蟲在時(shí)間上跟隨關(guān)系越密切,即時(shí)間上同步性高,結(jié)果列于表4。時(shí)間資源總單位,2010年春夏季為8個(gè)單位,秋冬季為7個(gè)單位,2011年春夏季為7個(gè)單位。2010年和2011年春夏季與小綠葉蟬在時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似比例大的第一位天敵都是三突花蟹蛛;與山楂葉螨在時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似比例大的第一位天敵是粽管巢蛛。2010年秋冬季,與小綠葉蟬時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似比例大的第一位天敵是中華草蛉;梨網(wǎng)蝽是草間小黑蛛,相似比例大的第一位天敵是八斑球腹蛛。2011年春夏季,桃蚜的是異色瓢蟲;李肖葉甲的是草間小黑蛛;梨網(wǎng)蝽的是三突花蟹蛛;山楂葉螨的是八斑球腹蛛。2.4不同季節(jié)和不同種類害蟲的空間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例天敵在空間上對(duì)害蟲的跟隨關(guān)系密切與否,直接與天敵對(duì)害蟲的控制作用有關(guān),高峰日天敵與害蟲之間的空間關(guān)系可以較為準(zhǔn)確地反映天敵在空間上對(duì)害蟲跟隨關(guān)系的密切程度,為分析幾種害蟲與其天敵在桃園中的空間關(guān)系,選擇了幾種害蟲數(shù)量特別多,天敵種類豐富且個(gè)體數(shù)量多的高峰日數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2010年春夏季小綠葉蟬為7月10日,山楂葉螨為6月22日。秋冬季小綠葉蟬為8月13日,梨網(wǎng)蝽為9月15日。2011年春夏季,桃蚜為4月17日,小綠葉蟬為7月2日,李肖葉甲為6月20日,梨網(wǎng)蝽為4月29日,山楂葉螨為5月31日。天敵與害蟲空間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例大小,可較為準(zhǔn)確地反映天敵對(duì)害蟲空間上的跟隨關(guān)系密切程度,將幾種害蟲與其天敵在桃園空間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例列于表5,空間資源總單位為30個(gè)(30株)。2010年春夏季與害蟲在桃園中空間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例最大的天敵,小綠葉蟬的分別是中華草蛉和龜紋瓢蟲;山楂葉螨的分別是草間小黑蛛和黑帶食蚜蠅。2010年秋冬季與害蟲空間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例最大的天敵,小綠葉蟬的分別是草間小黑蛛和三突花蟹蛛;梨網(wǎng)蝽的分別是草間小黑蛛和八斑球腹蛛。2011年春夏季與害蟲空間生態(tài)位重疊指數(shù)和相似性比例最大的天敵,桃蚜的是黑帶食蚜蠅;小綠葉蟬的是龜紋瓢蟲;李肖葉甲的是草間小黑蛛和三突花蟹蛛;梨網(wǎng)蝽的分別是草間小黑蛛和龜紋瓢蟲;山楂葉螨的分別是草間小黑蛛和粽管巢蛛。2.61年春夏季5種主要害蟲與天敵的關(guān)系將2010年幾種主要害蟲與其天敵在數(shù)、時(shí)、空關(guān)系的參數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,結(jié)果列于表6,依據(jù)各參數(shù)密切指數(shù)之和比較,和越大,表明該天敵在數(shù)時(shí)空關(guān)系上與害蟲關(guān)系越密切。春夏季小綠葉蟬前三位的天敵依次是三突花蟹蛛、中華草蛉和八斑球腹蛛;山楂葉螨的是粽管巢蛛、八斑球腹蛛和草間小黑蛛;秋冬季小綠葉蟬的是中華草蛉、草間小黑蛛和三突花蟹蛛。梨網(wǎng)蝽的是八斑球腹蛛、草間小黑蛛、三突花蟹蛛。續(xù)表A:數(shù)量關(guān)聯(lián)度B:時(shí)間生態(tài)位重疊指數(shù)C:時(shí)間生態(tài)位相似性指數(shù)D:林間空間生態(tài)位重疊指數(shù)E:林間空間生態(tài)位相似性指數(shù)按照同樣方法,將2011年春夏季5種主要害蟲與其天敵在數(shù)、時(shí)、空關(guān)系的參數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,結(jié)果列于表7。害蟲前三位的天敵,桃蚜的是黑帶食蚜蠅、異色瓢蟲和三突花蟹蛛;小綠葉蟬的是草間小黑蛛、龜紋瓢蟲和三突花蟹蛛;李肖葉甲的是草間小黑蛛、三突花蟹蛛和八斑球腹蛛。梨網(wǎng)蝽的是三突花蟹蛛、龜紋瓢蟲和草間小黑蛛;山楂葉螨的是粽管巢蛛、八斑球腹蛛和草間小黑蛛。續(xù)表2.7物種聚集對(duì)空間格局的影響為了分析桃樹林間和樹冠上水平方位間主要害蟲與其前三位天敵空間格局上的關(guān)系,將前述高峰日主要害蟲及其天敵的聚集強(qiáng)度指數(shù)列于表8,2010年春夏季林間小綠葉蟬、山楂葉螨和天敵八斑球腹蛛均為聚集格局,其余天敵均為隨機(jī)格局,且|ω|值都小于13.46(n=30),表明聚集程度差異不顯著;秋冬季小綠葉蟬和梨網(wǎng)蝽均為聚集格局,天敵均為隨機(jī)格局,|ω|值都小于13.46。2011年春夏季桃蚜、李肖葉甲、梨網(wǎng)蝽和山楂葉螨為聚集格局,而天敵和小綠葉蟬均為隨機(jī)格局,|ω|值都小于13.46,表明害蟲與其天敵間聚集程度差異不顯著。根據(jù)Blackith曾提出用種群聚集均數(shù)λ值大小判斷分析引起聚集的原因,λ小于2,聚集是由于某種環(huán)境因子的作用,而不是昆蟲活動(dòng)過(guò)程所造成的,λ值大于2或更多,聚集是由于昆蟲主動(dòng)聚集或任何一種因素引起的。2010年的小綠葉蟬、山楂葉螨和梨網(wǎng)蝽種群聚集均數(shù)的λ值依次為23.34、220.10、149.20和115.85,λ值均大于2,其聚集是由于害蟲本身行為所致,其余的λ值均小于2,聚集是由環(huán)境中某一因子所致。2011年春夏季桃蚜、李肖葉甲、梨網(wǎng)蝽和山楂葉螨的λ值依次為18.23、16.03、7.06、47.53和47.53,λ值均大于2,聚集是由害蟲本身原因所致,天敵和小綠葉蟬的λ值都小于2,其聚集是由環(huán)境中某一因子所致。表8列出了主要害蟲與其前三位天敵在樹冠四個(gè)方位上分布的空間格局,樹冠上2010年春夏季小綠葉蟬及其天敵均近似為均勻格局,且|ω|值均小于4.33(n=4),聚集程度差異不顯著;山楂葉螨為聚集格局,其3種天敵均近似為均勻格局,|ω|值均小于4.33。秋冬季小綠葉蟬和梨網(wǎng)蝽均為聚集格局,天敵均近似為均勻格局,|ω|值均小于4.33。2011年春夏季桃蚜、李肖葉甲為聚集格局,小綠葉蟬均為均勻格局,山楂葉螨為隨機(jī)格局,天敵均近似為均勻格局?？傮w上可看出天敵在桃樹樹冠上四個(gè)方位上都近似均勻分布。2010年春夏季山楂葉螨、秋冬季的小綠葉蟬和梨網(wǎng)蝽以及2011年春夏季的桃蚜、李肖葉甲的種群聚集均數(shù)λ值依次為83.10、74.34、33.33、3.06和2.26,均大于2,表明其聚集是害蟲本身行為所致,其余害蟲及天敵的λ值均小于2,其聚集是環(huán)境中某些因子所致。3不同天敵類型的分布及比較對(duì)2010年全年和2011年春夏季“雨花露”水蜜桃園進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查的數(shù)據(jù),運(yùn)用t檢驗(yàn)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、生態(tài)位分析法和種群聚集強(qiáng)度指數(shù)分析法,得出:(1)兩年的春夏季桃園之間主要害蟲和天敵差異均不顯著,2010年春夏季和秋冬季之間,小綠葉蟬、梨網(wǎng)蝽、三突花蟹蛛、異色瓢蟲差異均極顯著,跳甲差異顯著,其余害蟲和天敵差異均不顯著。(2)從害蟲與天敵在數(shù)、時(shí)、空關(guān)系的綜合分析得出,2010年春夏季山楂葉螨的前3位天敵是粽管巢蛛、八斑球腹蛛和草間小黑蛛;秋冬季梨網(wǎng)蝽的是八斑球腹蛛、草間小黑蛛和三突花蟹蛛;春夏季和秋冬季小綠葉蟬的前3位天敵是秋冬季小綠葉蟬的是中華草蛉、草間小黑蛛和三突花蟹蛛。2011年春夏季害蟲的前三位天敵,桃蚜的是黑帶食蚜蠅、異色瓢蟲和三突花蟹蛛;小綠葉蟬的是草間小黑蛛、龜紋瓢蟲和三突花蟹蛛;李肖葉甲的是草間小黑蛛、三突花蟹蛛和八斑球腹蛛;梨網(wǎng)蝽的是粽管巢蛛、八斑球腹蛛和草間小黑蛛;山楂葉螨的是粽管巢蛛、八斑球腹蛛和草間小黑蛛。(3)2011年春夏季5種害蟲在桃園中的高峰日均為聚集分布,種群聚集均數(shù)λ值均大于2,2010年小綠葉蟬、梨網(wǎng)蝽和山