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Study on the Population Dynamics of Main Arthropod Groups in Alfalfa Fields

苜蓿田主要节肢动物种群数量研究



全 文 :第 15 卷  第 6 期
Vol. 15  No. 6
草  地  学  报
ACTA AGRESTIA SINICA
   2007 年  11 月
 Nov.   2007
文章编号: 1007-0435( 2007) 06-0556-05
苜蓿田主要节肢动物种群数量研究
张新瑞1,刘长仲1 * ,严  林2,陈应武1 ,魏列新1 ,钱秀娟1
( 1. 甘肃农业大学草业学院昆虫学系,兰州 730070; 2. 青海大学农牧学院草业科学系,西宁 810003)
摘要 :对甘肃省定西市九华沟苜蓿( Med icago sativa )田节肢动物主要种类的数量动态进行系统研究,结果表明: 苜
蓿田主要害虫是苜蓿斑蚜( T her ioap his tr if olii )、豌豆蚜( A cy rthosip hon p isum )、蓟马( T hr ipidae)和盲蝽( M ir idae)
等,主要天敌是瓢虫( Coccinellidae)、草蛉( Chrysopidae)、食蚜蝇( Syrphidae)、寄生蜂、小花蝽( Or ius minutes )和蜘蛛
等;苜蓿斑蚜、豌豆蚜和蓟马在苜蓿上的消长动态呈单峰型, 高峰期分别出现在 6 月下旬、7 月上旬和 7 月上旬; 建
立了苜蓿斑蚜、豌豆蚜、蓟马和盲蝽的时序动态模型;蚜虫与瓢虫、草蛉、食蚜蝇、寄生蜂、蜘蛛、蓟马与小花蝽,盲蝽
与蜘蛛的相互作用表明主要天敌与害虫自然种群数量之间呈极显著的互作关系, 天敌的发生出现明显的时间跟随
现象,比害虫推迟 10- 20 d。
关键词:苜蓿; 节肢动物;昆虫; 种群数量动态
中图分类号: S812. 6    文献标识码: A
Study on the Population Dynamics of Main Arthropod Groups in Alfalfa Fields
ZHANG Xin-rui1 , L IU Chang-zhong1* , YAN Lin2 , CHEN Ying-wu1 , WEI Lie-x in1 , QIAN Xiu- juan1
( 1. Department of E ntom ology, Pratacul tural College, Gansu Agricul tu ral Un iversity, Lanzhou, Gansu Province 730070, Chin a;
2. Departm ent of Gras sland Sciences, Ag riculture and Animal Hu sbandry Col lege, Qinghai
U nivers ity, Xining, Qinghai Province 810003, China )
Abstract: T he damage caused by ar thropod pest is a main facto r rest ricting the product ion of alfalfa. Stud-
y ing the population dynamics and interact ion betw een main arthropods pest and their natural predators in
alfalfa field is the foundat ion of IPM . T he populat ion dynamics of main arthropod g roups in alfalfa f ield
w ere invest igated in DingXi, Gansu Province. T he results show that the main insect pests w er e T herio-
aphis tr i f oli i Monell, A cy rthosiphon p isum Harris, thrips, and plant bugs, etc. T he major ar thropod
natur al predato rs w ere coccinellids, green lacew ings, syr phid f lies, parasit ic w asps, Or ius minutus L. ,
and spiders etc. The populat ion fluctuat ion pat tern o f T. t ri f ol ii , A . p i sum, and thrips w as o f one peak
in the last ten day s in June, the f irst ten days in July, and the first ten day s in July, respect ively, and the
fluctuation models were established. T he inter act ions betw een aphid and coccinellids, gr een lacew ings,
syr phid f lies, parasit ic w asps, spiders, betw een thr ips and O. minutu, and between plant bug s and spiders
w ere analysed; signif icant inter act ions betw een the populat ions of main arthropod natural predators and
insect pests w ere detected. The occurrence o f natur al predato rs manifested an obvious t ime fol low phe-
nomena which w as 10- 20 days later than that of pest .
Key words: Alfalfa; Arthropod; Insect ; Populat ion dynam ics
  种群是物种发生、进化和相互作用的基本单位,
是生物群落和生态系统的基本组成成分, 是生物资
源开发利用和有害生物综合治理的具体对象 [ 1]。对
苜蓿田主要节肢动物种群数量在时间和空间上的变
化及其机制进行研究, 探讨苜蓿田害虫及其天敌发
生规律,是害虫及其天敌种群数量预测和害虫综合
收稿日期: 2007-01-08; 修回日期: 2007-09-13
基金项目: 教育部科学技术研究重点项目( Z06149) ;甘肃省教育厅科学基金( 032-04)和甘肃省创新人才工程科研资助项目
作者简介: 张新瑞( 1964-) ,甘肃武山县人,在读博士,主要从事害虫综合治理研究,发表论文 20余篇; * 通讯作者 Author for cor resp on-
dence, E-mail: l iuchzh@ gsau. edu . cn
第 6期 张新瑞等:苜蓿田主要节肢动物种群数量研究
治理的基础。
美国科学家 [ 2~ 6 ]先后对豌豆蚜(豆无网长管蚜)
( A cy r thosip hon p isum )、苜蓿斑蚜 ( T her ioaphis
tr if oli i )、马铃薯叶蝉( Emp oasca f abae )、苜蓿象甲
( H yp er a p ost i ca)、盲蝽( L ygus hesp er us )等主要害
虫的种群田间消长规律、生态特性、经济阈值等进行
了比较系统的研究。我国各地先后开展的苜蓿田节
肢动物的种类调查工作[ 7~ 11] , 但对苜蓿田主要节肢
动物种群动态的研究较少, 王廷铨[ 12]、张学祖 [ 10, 13]
对新疆苜蓿籽蜂( Br uchop hagus roddi )、苜蓿盲蝽
类、苜蓿籽象( T ychius medicagini s )等害虫进行了
生活史和生物学的观察研究; 吴永敷、陶志杰等报道
了苜蓿的重要害虫蓟马的生活史和发生规律 [ 14, 15] ;
陈合明等研究了切叶蜂的发生及对苜蓿种子的影响
[ 16] ;近年来, 张蓉等[ 11, 17] 对宁夏苜蓿主要害虫及天
敌的田间发生规律进行了调查。对苜蓿田主要害虫
及天敌种群的数量动态目前尚无系统研究, 特别是
苜蓿田害虫与天敌之间的数量关系[ 18~ 20] , 国内外均
缺乏系统报道。本研究系统调查了苜蓿田主要节肢
动物种群的数量和时序动态, 系统评价了重要害虫
与其主要天敌的相互作用关系, 为充分利用苜蓿田
天敌资源,预测和治理主要害虫提供科学依据。
1  材料与方法
1. 1  取样方法
调查地点在甘肃省定西市九华沟。选择 3块第
3年生的苜蓿田, 从 2002年 4月中旬至 8月中旬,
每隔 10 d 调查 1 次, 每次每块地随机选择 5 个样
点,每点用捕虫网(口径 33 cm )扫捕 10单网(摆幅
180) ,同时调查 1 m2 以内的地表节肢动物,记载主
要种类和数量。整个调查期间苜蓿田按常规管理,
不施杀虫剂。
1. 2  数据处理
采用一元多项式建立主要害虫自然种群的时间
序列模型;采用相关回归分析建立主要害虫与天敌
种群数量动态的相互作用模型,并进行 F 测验。数
据分析应用 Excel和 DPS[ 21 ]统计软件。
2  结果与分析
2. 1  主要害虫自然种群的数量动态
苜蓿田中发生数量较大的主要有蚜虫、蓟马和
盲蝽等。蚜虫类以苜蓿斑蚜的种群数量最大, 其次
为豌豆蚜,其消长动态呈单峰型(图 1) , 在 4月上旬
气温 10  左右, 苜蓿返青时, 卵孵化, 若虫开始活
动,因 4月气温较低, 种群数量增长缓慢, 5月上旬
蚜量开始大量增加。到 6月下旬苜蓿处于开花盛期
时苜蓿斑蚜种群数量达到高峰, 此后开始逐渐下降,
到 7月中旬以后急剧下降, 只有少量活动。豌豆蚜
到 7月上旬苜蓿处于结荚初期时种群数量达到高
峰,此后开始逐渐下降, 到 8 月上旬苜蓿进入成熟
期,田间尚有豌豆蚜活动。
蓟马类以牛角花齿蓟马( Odontothr ip s lat i )为
绝对优势种,占苜蓿田蓟马复合种群的 80%左右。
成虫于 4月下旬开始在苜蓿田活动(图 1) , 5月下旬
苜蓿现蕾后种群数量大量增加, 到 7 月上旬苜蓿处
于结荚初期时达到高峰,此后开始显著减少。
图 1  苜蓿田主要害虫种群数量消长(头/ 50 网)
Fig . 1  Seasonal abundance of the dominant insect
pests in a lfalfa f ield, No. per 50 sweeps
盲蝽类成虫于 4月上旬苜蓿返青后开始活动, 5
月中旬后数量显著增加,到 7月上旬苜蓿处于结荚
初期时达到高峰, 此后逐渐减少(图 1)。
以时间为 x (以 4月10日为 0,将日期转换为数
值) ,害虫平均数量为 y (每50网中的平均头数) , 建
立 4月 18日至 8月 20主要害虫自然种群的时间序
列模型如下:
豌豆蚜自然种群的时间序列模型为 y= - 684.2746
+ 50. 1878x- 0. 3344x
2
( R= 0. 8277
**
) , 方程总体回
归检验极显著( F2, 10= 10. 88, P< 0. 01) , 各偏回归系
数经 t测验均达极显著水平( t1= 4. 65, P< 0. 01; t2=
4. 44, P< 0. 01)。苜蓿斑蚜自然种群的时间序列模型
为( R= 0. 8459** ) ,方程总体回归检验极显著( F2, 10=
12. 58, P< 0. 01) ,各偏回归系数经 t测验均达极显著
水平( t1 = 4. 91, P< 0. 01; t2 = 5. 01, P< 0. 01)。蓟马
自然种群的时间序列模型为 y= 96. 2971- 21. 2041x
+ 0. 8012x 2- 0. 0049x3 ( R= 0. 7956* ( R= 0. 7956* ) ,
此方程总体回归检验达到显著水平( F2, 10 = 5. 17, P<
0. 05)。盲蝽类自然种群的时间序列模型为 y= -
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草  地  学  报 第 15卷
106. 8120 - 6. 8649x - 0. 040270. 8012x2 ( R =
0.8591
**
) , 此方程总体回归检验极显著 ( F2, 10 =
14. 08, P< 0.01) ,各偏回归系数经 t测验均达极显著
水平( t1= 4. 66, P< 0. 01; t2= 3. 91, P< 0. 01)。
2. 2  主要害虫与天敌种群相互作用模型
苜蓿田中蚜虫的天敌种类很多,常见的有瓢虫、
草蛉、食蚜蝇、寄生蜂和蜘蛛等, 对苜蓿田蚜虫的发
生起着很重要的抑制作用。瓢虫类以多异瓢虫
( H ip podamia ( A donia) v ar iegate Goeze)为优势
种,其次是龟纹瓢虫 ( Pr op y laea j aponica Thun-
berg )、十三星瓢虫( H ip podam ia tr edecimp unctata
L. )等;草蛉中常见的有丽草蛉( Chr y sop a f ormosa
Brauer)等; 食蚜蝇常见的有大灰食蚜蝇 ( S y rp hus
cor ollae Fabricius)、黑带食蚜蝇( Sy r phus bal teatus
DeG. )等;寄生蜂类主要为蚜茧蜂( Aphidiidae)和蚜
小蜂( Aphelinidae)等; 蜘蛛是苜蓿田捕食性天敌中
的另一重要类群, 种类多、数量大,可捕食多种害虫,
在控制苜蓿害虫中有不可忽视的作用。这些天敌的
发生随着田间蚜虫种群数量的消长而呈现规律的变
化(图 2) , 在蚜虫种群数量达到高峰后 10- 20 d,天
敌的种群数量也相继达到高峰。
图 2 苜蓿田蚜虫与主要天敌种群数量消长(头/ 50 网)
F ig. 2 Seasonal abundance o f aphids and the dominant natural pr edato rs in alfalfa field, No. per 50 sw eeps
  根据田间系统调查数据, 以 4月 18 日至 7 月
28日之间的蚜虫种群数量为 x , 以推迟1~ 2个调查
日( 10- 20 d)的天敌种群数量为 y (其中瓢虫、草
蛉、食蚜蝇推迟 1个调查日,寄生蜂和蜘蛛推迟 2个
调查日) , 共 11组数据, 分别建立蚜虫与多异瓢虫、
瓢虫混合种群、草蛉、食蚜蝇、寄生蜂、蜘蛛的相互作
用模型(图 3) ,经 F 检验, 6个模型的回归效果均极
显著( P< 0. 01) ,表明苜蓿田蚜虫与主要天敌自然
种群数量存在极显著的相互作用关系(图 3) , 天敌
的发生与蚜虫表现出明显的时间跟随现象, 比蚜虫
推迟 10- 20 d。
小花蝽( Or ius minutus )是蓟马的主要天敌, 5
月底以前,其种群数量增长较慢(图 4)。6 月以后,
由于苜蓿田蓟马的快速增长, 使小花蝽的种群数量
增长加快, 6月下旬进入发生盛期。根据田间系统
调查数据,以 4月 18日至 7月 28日之间的蓟马种
群数量为 x , 以推迟 2 个调查日( 20 d)的小花蝽种
群数量为 y , 建立小花蝽与蓟马相互作用模型为 y
= 0. 0209x+ 21. 5365( R= 0. 7729
**
) , 此方程回归
检验极显著( F= 13. 36, P< 0. 01) ,表明苜蓿田蓟马
与小花蝽自然种群数量极显著相关。
蜘蛛也是盲蝽类的重要天敌。消长动态与盲蝽
一样呈单峰型(图 5) ,但高峰期比盲蝽迟 2个调查
日( 20 d左右)。应用田间系统调查数据, 以 4月 18
日至 7月 28日的盲蝽种群数量为 x ,以推迟 2个调
查日的蜘蛛种群数量为 y, 建立蜘蛛与盲蝽相互作用
模型为 y= 0. 4022x+ 44. 1496( R= 0. 9347** ) , 此方
程回归检验极显著( F= 62. 19, P< 0. 01) , 表明苜蓿
田盲蝽与蜘蛛自然种群数量极显著相关。
3  讨论
3. 1  不同地区苜蓿害虫优势种类有差异。蚜虫类
在宁夏山区以苜蓿斑蚜为主[ 17] , 而在甘肃定西以苜
蓿斑蚜、豌豆蚜为优势种群;蓟马类在宁夏山区以苜
蓿齿蓟马 Odontothrip s sp. 和牛角花齿蓟马为
主[ 1 7] ,而在甘肃定西和陕西杨陵[ 15]等地区优势种为
牛角花齿蓟马。过去对苜蓿害虫田间消长规律的研
究大多是在苜蓿刈割等人为干扰条件下进行的, 如
蚜虫在宁夏山区 6 月初达到发生高峰期[ 17] , 蓟马
在陕西杨陵[ 15] 和内蒙呼和浩特[ 14]均出现 2~ 3次高
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第 6期 张新瑞等:苜蓿田主要节肢动物种群数量研究
图 3  苜蓿田蚜虫与主要天敌种群数量的回归关系(头/ 50网)
Fig . 3  Cor relat ion of aphids and the dominant natur al predator s in alfalfa field, no. per 50 sweeps
图 4  苜蓿田蓟马与小花蝽的种群数量消长(头/ 50 网)
F ig . 4 Seasonal abundance of thrips and
O. minutus in alfalfa field, per 50 sw eeps
图 5  苜蓿田盲蝽与蜘蛛种群数量消长(头/ 50 网)
Fig . 5  Seasona l abundance of plant bug s and
spiders in alfa lfa field, per 50 sw eeps
峰。这些结果虽然反映了害虫在刈割条件下的消长
动态,但不能全面反映害虫在自然条件下的发生规
律。我们在甘肃定西调查表明, 在自然条件下蚜虫
6月下旬  7月上旬苜蓿处于开花盛期至结荚初期
达到数量高峰,蓟马没有明显的多峰现象,高峰期出
现在 7月上旬苜蓿结荚初期。
3. 2  过去对天敌作用的研究大多是在实验室条件
下进行的 [ 18~ 20] , 田间调查也是在刈割条件下进
行[ 1 1] ,研究结果不能全面反映天敌对害虫的自然控
制作用。我们研究发现瓢虫、草蛉、食蚜蝇、寄生蜂、
蜘蛛等主要天敌与蚜虫的自然种群数量之间存在极
显著的互作关系, 小花蝽与蓟马、蜘蛛与盲蝽之间也
存在极显著的互作关系, 天敌的发生表现出明显的
时间跟随现象,比害虫推迟 10- 20 d。表明天敌对
害虫具有良好的控制作用,在害虫的综合治理中应
充分发挥天敌的作用, 但在前期应采取增加天敌种
群数量的辅助措施。
4  结论
4. 1  苜蓿斑蚜、豌豆蚜和蓟马在苜蓿上的消长动态
呈单峰型,高峰期分别出现在 6月下旬、7月上旬和 7
月上旬。苜蓿斑蚜、豌豆蚜,蓟马和盲蝽的时序动态
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草  地  学  报 第 15卷
模型分别为 y= - 682. 0831+ 54. 8190x- 0. 3902x2、y
= - 684. 2746+ 50. 1878x - 0. 3344x
2、y= 96. 2971-
21. 2041x+ 0. 8012x
2
- 0. 0049x
3、y= - 106. 8120+
6. 8649x- 0. 04027x 2。
4. 2  蚜虫与瓢虫、草蛉、食蚜蝇、寄生蜂、蜘蛛的相互
作用模型分别为 y= 0. 0216x+ 1. 8093、y= 0. 0045x
+ 2. 2123、y = 0. 0064x + 2. 7201、y = 0. 0273x -
8.7724、y= 0. 0312x+ 41. 2860,蓟马与小花蝽的相互
作用模型为 y= 0. 0209x + 21. 5365,盲蝽与蜘蛛的相
互作用模型 y= 0.4022x+ 44. 1496,主要天敌与害虫自
然种群数量之间存在极显著的互作关系,天敌的发生
表现出明显的时间跟随现象,比害虫推迟10- 20 d。
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