喬折艷，楊曉平，董秀娟，楊雪琳，劉小俠*，胡紅菊,3*

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)茶葉研究所，武漢 430064；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，北京 100193；3.湖北洪山實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070）

梨癭蚊Dasineura pyri(Bouche)，又名梨卷葉癭蚊，屬雙翅目Diptera，癭蚊科Cecidomyiida，俗稱(chēng)梨芽蛆、梨葉蛆、梨紅沙蟲(chóng)[1]。梨癭蚊的寄主僅有梨[2]，其主要以幼蟲(chóng)刺吸梨樹(shù)嫩梢上新生的嫩葉汁液進(jìn)行為害，幼葉被害后逐漸卷曲、皺縮成卷筒狀，背面則凸起許多小疙瘩，伴隨失綠、黃色斑點(diǎn)的出現(xiàn)，為害嚴(yán)重的葉片逐漸枯死脫落，間接影響了梨樹(shù)光合作用，從而對(duì)梨樹(shù)的發(fā)育造成影響[3,4]。梨癭蚊最早在歐洲被發(fā)現(xiàn)，之后傳到了北美和新西蘭[5]。該蟲(chóng)最早在我國(guó)發(fā)現(xiàn)于安徽省[6]，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，由于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，梨樹(shù)栽培面積逐漸擴(kuò)大，該蟲(chóng)的發(fā)生范圍也逐漸擴(kuò)大，我國(guó)多個(gè)省份均有對(duì)該蟲(chóng)的報(bào)導(dǎo)[7-11]。

梨癭蚊是我國(guó)南方地區(qū)梨樹(shù)上的一種重要害蟲(chóng)，其成蟲(chóng)產(chǎn)卵量較大，幼蟲(chóng)在田間呈聚集分布，主要依靠潛藏在幼嫩卷葉內(nèi)刺吸汁液為害，殺蟲(chóng)劑難以觸及蟲(chóng)體導(dǎo)致防治難度較大[12]。龜紋瓢蟲(chóng)是廣食性的捕食天敵，本文旨在通過(guò)擬合HollingⅡ型捕食功能反應(yīng)，明確不同蟲(chóng)態(tài)的龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的捕食效能，從而為利用龜紋瓢蟲(chóng)控制梨癭蚊提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試?yán)姘`蚊4齡老熟幼蟲(chóng)采自“國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)武昌砂梨圃”（湖北省武漢市江夏區(qū)金水閘，地處30°29′ N，114°15′ E；海拔約36 m）；龜紋瓢蟲(chóng)采購(gòu)自北京闊野田園生物技術(shù)有限公司（購(gòu)買(mǎi)蟲(chóng)態(tài)為卵卡）；所用培養(yǎng)皿規(guī)格為90 mm×20 mm（直徑×高度）。

1.2 試驗(yàn)方法

將采購(gòu)到的龜紋瓢蟲(chóng)卵卡置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)光照培養(yǎng)箱（EYELAFLI-2000H），在溫度（25±1）℃，光周期16L:8D，相對(duì)濕度（60±5）%的條件下進(jìn)行培養(yǎng)，待其孵化后用人工飼養(yǎng)的豌豆蚜Acyrthosiphon pisum飼喂進(jìn)行擴(kuò)繁，待建立一定種群后，選擇齡期一致的1～4齡龜紋瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)以及24 h內(nèi)羽化的成蟲(chóng)作為供試蟲(chóng)源進(jìn)行試驗(yàn)；供試?yán)娑嫜罶chizaphis piricola采集自梨樹(shù)上帶有其若蟲(chóng)的卷葉置于泡沫箱內(nèi)，同時(shí)采集適量新鮮葉片放入，然后用保鮮膜密封箱口，并用昆蟲(chóng)針扎若干小孔以保證透氣性，定時(shí)更換新鮮葉片并收集合適大小的若蟲(chóng)用于試驗(yàn)；所用豌豆蚜于大棚溫室內(nèi)盆栽種植的豌豆苗進(jìn)行飼養(yǎng)擴(kuò)繁，作為飼料供龜紋瓢蟲(chóng)食用。

1.2.1 龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊的捕食功能反應(yīng) 將挑選出的1～4齡龜紋瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)及成蟲(chóng)分別以1頭/皿的密度單獨(dú)置于培養(yǎng)皿中，1～4齡龜紋瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)饑餓處理12 h，龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)饑餓處理24 h，而后將采集到的梨癭蚊4齡老熟幼蟲(chóng)根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)用軟細(xì)毛筆分別放入上述培養(yǎng)皿內(nèi)，然后用保鮮膜密封，并在其表面用小號(hào)昆蟲(chóng)針扎若干小孔以保證皿內(nèi)的透氣性。

龜紋瓢蟲(chóng)1～4齡幼蟲(chóng)及成蟲(chóng)供試?yán)姘`蚊密度梯度：1齡和2齡為10、20、30、40、50、60頭/皿；3齡和4齡為30、60、90、120、150、180頭/皿；成蟲(chóng)為40、80、120、160、200、240頭/皿。24 h后統(tǒng)計(jì)每個(gè)培養(yǎng)皿中剩下完整蟲(chóng)體的梨癭蚊幼蟲(chóng)數(shù)量，計(jì)算各齡期龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的捕食量。每試驗(yàn)處理共設(shè)置5個(gè)重復(fù)。

1.2.2 龜紋瓢蟲(chóng)自身密度的干擾反應(yīng) 選取羽化24 h內(nèi)的龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)，用豌豆蚜充分飼喂后饑餓24 h，分別設(shè)置1、2、3、4、5頭/皿5個(gè)處理，再將 150頭梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)投入各個(gè)培養(yǎng)皿。每個(gè)處理重復(fù)5次。24 h后統(tǒng)計(jì)每個(gè)培養(yǎng)皿中剩余完整梨癭蚊幼蟲(chóng)的數(shù)量，擬合干擾反應(yīng)模型[13,14]。

1.2.3 龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)獵物的捕食偏好 將60頭獵物和1頭經(jīng)過(guò)饑餓處理24 h的龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)置于培養(yǎng)皿中，獵物設(shè)置3個(gè)密度處理，每處理梨癭蚊數(shù)∶梨二叉蚜數(shù)分別為40∶20、30∶30、20∶40。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。24 h后觀察并統(tǒng)計(jì)梨癭蚊幼蟲(chóng)和梨二叉蚜在每個(gè)培養(yǎng)皿中的剩余量，計(jì)算梨癭蚊幼蟲(chóng)和梨二叉蚜的被捕食量。根據(jù)公式計(jì)算食物選擇性指數(shù)D，D＝Np1N2/(Np2N1)[15]，式中Np1和Np2分別代表梨癭蚊幼蟲(chóng)和梨二叉蚜的被捕食量，N1和N2分別為梨癭蚊幼蟲(chóng)和梨二叉蚜的初始密度。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

1.3.1 Holling 型圓盤(pán)方程 各齡期龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)不同密度梨癭蚊的捕食量關(guān)系采用Holling型圓盤(pán)方程N(yùn)a＝aTtN/(1＋aThN)進(jìn)行模擬[16]，分析獵物密度（N）、相應(yīng)密度下捕食者捕食獵物的數(shù)量（Na）、瞬時(shí)攻擊率（a）、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間（Tt）以及捕食者每捕食1頭獵物所消耗的時(shí)間Th[17]，用a/Th來(lái)評(píng)價(jià)龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊的控制作用[18]。采用倒數(shù)法處理模型方程：1/Na＝1/aTtN＋Th/Tt，未知參數(shù)值用最小二乘法求出[19]。

1.3.2 自身密度干擾反應(yīng)模型 Watt模型：A＝aP-b，其中，A為競(jìng)爭(zhēng)條件下的平均捕食量，a為常數(shù)，P為天敵昆蟲(chóng)密度，b為競(jìng)爭(zhēng)參數(shù)。將反應(yīng)模型線(xiàn)性化處理：lgA＝lga―blgP，求出參數(shù)a、b[20,21]。

1.3.3 龜紋瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)對(duì)梨癭蚊尋找效應(yīng)模型 采用尋找效應(yīng)模型：S＝a/(1＋aThN)，分析尋找效應(yīng)（S）、瞬時(shí)攻擊率（a）、取食時(shí)間（Th）以及獵物密度（N）之間的關(guān)系[22]。

1.3.4 Cain指數(shù)模型 D＝Np1N2/(Np2N1)，式中D為食物選擇性指數(shù)，Np1、Np2分別代表2種獵物（獵物1、獵物2）的被捕食量，N1、N2為兩種供試獵物的初始密度[23]。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 用Excel 2016、Spss 23.0、Prism 8.0等軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 龜紋瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)在不同獵物密度下的捕食量

在不同獵物密度設(shè)置下，不同齡期龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)獵物的捕食量隨獵物密度的增加而升高（圖 1）。對(duì)不同齡期的龜紋瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)來(lái)講，齡期越大的相應(yīng)捕食量也越大，龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)的捕食量最大，其日捕食量最大值可達(dá)42.4頭，其次分別是4齡、3齡和2齡幼蟲(chóng)，日捕食量分別是31.2、20.2和11.2頭，1齡幼蟲(chóng)捕食量最小，其日捕食量最大值為3.6頭（表1）。

圖1 不同蟲(chóng)態(tài)龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)的捕食功能反應(yīng)曲線(xiàn)Fig.1 Predation functional response curves of P.japonica at different stages to the 4th instar nymphs of D.pyri

表1 不同蟲(chóng)態(tài)龜紋瓢蟲(chóng)在不同獵物密度下的日捕食量及方差分析Table 1 Analysis of variance and number of predation amount consumed by P.japonica at different stages under different prey densities

經(jīng)圓盤(pán)方程模型擬合得到不同蟲(chóng)態(tài)的龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)的捕食功能方程。不同齡期的龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的控害能力和日最大捕食量均隨齡期的增加而增大，處理時(shí)間隨龜紋瓢蟲(chóng)齡期的增大而逐漸減少。1～4齡幼蟲(chóng)及成蟲(chóng)24 h內(nèi)的控害能力分別為1.84、7.28、10.88、23.85和39.63頭，日最大捕食量分別為9.58、17.42、44.96、51.71和100.56頭，瞬時(shí)攻擊率分別為0.196、0.418、0.242、0.461和0.394，處理一頭獵物所用的時(shí)間分別為0.114、0.057、0.022、0.019和0.010 h。龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)的瞬時(shí)攻擊率、處理時(shí)間、控害能力和日最大捕食量分別為0.394、0.010、39.63和100.56，其中瞬時(shí)攻擊率、控害效能和日最大捕食量3個(gè)功能反應(yīng)參數(shù)均大于1～4齡幼蟲(chóng)，且處理時(shí)間最小，這代表成蟲(chóng)態(tài)龜紋瓢蟲(chóng)進(jìn)食梨癭蚊所用的時(shí)間最少，說(shuō)明龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)能夠?qū)姘`蚊幼蟲(chóng)發(fā)揮較好的控害作用（表2）。

表2 不同蟲(chóng)態(tài)龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的捕食功能反應(yīng)方程Table 2 Predation functional response model of P.japonica at different stages to the nymphs of D.pyri

2.2 龜紋瓢蟲(chóng)各蟲(chóng)態(tài)對(duì)梨癭蚊的搜尋效應(yīng)

不同蟲(chóng)態(tài)龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)的搜尋效應(yīng)均隨梨癭蚊幼蟲(chóng)密度的增加而呈下降趨勢(shì)，這表明隨著獵物密度的增加，龜紋瓢蟲(chóng)搜尋獵物所花費(fèi)的時(shí)間在逐漸減少（圖2）。

圖2 不同蟲(chóng)態(tài)龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的搜尋效應(yīng)Fig.2 Searching efficiency of P.japonica at different stages to the nymphs of D.pyri

2.3 自身密度干擾對(duì)捕食量的影響

在相同梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)密度下，龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)自身密度對(duì)捕食量具有一定的影響，隨天敵數(shù)量的增加，總捕食量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，但其增加速率在逐漸減緩，用Watt模型進(jìn)行擬合，得到方程A＝44.5P-0.075，表明捕食量A與天敵數(shù)量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。該擬合公式的相關(guān)系數(shù)R＝0.882，說(shuō)明該數(shù)學(xué)模型能較好地描述龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)自身密度對(duì)捕食功能反應(yīng)的影響。隨著龜紋瓢蟲(chóng)自身密度的增加，對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)總的捕食量在增加，但單頭龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的平均捕食數(shù)量在逐漸下降，表明龜紋瓢蟲(chóng)自身密度對(duì)捕食梨癭蚊幼蟲(chóng)有一定干擾作用（表3）。

表3 不同龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)密度下其對(duì)自身的干擾反應(yīng)參數(shù)Table 3 Intraspecific interference parameters of P.japonica adult at different densities of P.japonica

2.4 龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)和梨二叉蚜若蟲(chóng)的捕食偏好

當(dāng)獵物密度分別為40頭梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)和20頭梨二叉蚜無(wú)翅若蟲(chóng)、30頭梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)和30頭梨二叉蚜無(wú)翅若蟲(chóng)、20頭梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)和40頭梨二叉蚜無(wú)翅若蟲(chóng)時(shí)，后2種獵物密度設(shè)置中龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)梨二叉蚜的捕食量均大于梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)，且隨著梨二叉蚜比例的增加，Cain指數(shù)也隨之增加，分別為0.54、0.68、1.06，表明龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)梨二叉蚜有一定捕食性偏好（表4）。

表4 龜紋瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊4齡幼蟲(chóng)和梨二叉蚜若蟲(chóng)的捕食偏好性Table 4 Predation preferences of P.japonica adults to the 4th instar nymphs of D.pyri and S.piricola nymph

3 討論

捕食功能反應(yīng)研究是用來(lái)量化捕食性天敵對(duì)害蟲(chóng)控制作用的一種重要方法，利用天敵昆蟲(chóng)防控害蟲(chóng)的相關(guān)研究非常多[24]，通過(guò)捕食功能反應(yīng)可以確定捕食者對(duì)獵物種群的調(diào)控作用，并預(yù)測(cè)利用捕食者進(jìn)行生物防治的有效性[25]。隨著人們對(duì)綠色防控概念認(rèn)識(shí)的加深，挖掘利用天敵昆蟲(chóng)來(lái)對(duì)害蟲(chóng)進(jìn)行防控逐漸在生產(chǎn)實(shí)踐中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。本試驗(yàn)通過(guò)龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊捕食功能反應(yīng)的研究，旨在為果園合理應(yīng)用天敵龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的防控技術(shù)提供理論依據(jù)。

本研究結(jié)果表明，龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)具有一定的捕食作用，且其對(duì)梨二叉蚜具有一定捕食偏好性。據(jù)Holling II型功能反應(yīng)擬合結(jié)果而言，龜紋瓢蟲(chóng)3齡、4齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)較1齡、2齡幼蟲(chóng)的擬合程度更高，前者擬合功能反應(yīng)的R2均在70%以上，3齡幼蟲(chóng)為73.4%，4齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)分別為86.0%和80.6%，而1齡和2齡幼蟲(chóng)R2分別為55.7%、59.0%，其結(jié)果的差異可能是由多種因素造成的，如捕食者和獵物的體形大小、捕食者和獵物的適宜性、環(huán)境條件和地理?xiàng)l件等[26-29]。該試驗(yàn)為室內(nèi)條件下進(jìn)行，捕食者與獵物均處在一個(gè)密閉且狹小的空間，它們的生長(zhǎng)發(fā)育條件以及兩者之間的捕食關(guān)系均較自然界有很大差別[30]。室內(nèi)飼養(yǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，連續(xù)用豌豆蚜較用梨癭蚊幼蟲(chóng)飼喂的龜紋瓢蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育要好，如發(fā)育較快、體形較大等，這可能與龜紋瓢蟲(chóng)有一定程度的食物專(zhuān)化性原因有關(guān)，已有研究表明不同的蚜蟲(chóng)對(duì)龜紋瓢蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育有顯著影響[31,32]，這也許是在龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)的捕食功能反應(yīng)擬合Holling II型模型時(shí)，其3齡、4齡幼蟲(chóng)和成蟲(chóng)較1齡、2齡幼蟲(chóng)擬合程度更高的原因所在。2021年田間調(diào)查結(jié)果顯示，梨癭蚊幼蟲(chóng)發(fā)生高峰在5月上旬左右，梨二叉蚜發(fā)生高峰則在3月下旬至4月中下旬之間，兩者的發(fā)生高峰期有一定錯(cuò)開(kāi)，導(dǎo)致龜紋瓢蟲(chóng)食物源減少，因而轉(zhuǎn)食梨癭蚊幼蟲(chóng)，這可能是導(dǎo)致梨癭蚊幼蟲(chóng)與梨二叉蚜若蟲(chóng)兩種害蟲(chóng)共存時(shí)，龜紋瓢蟲(chóng)偏食梨二叉蚜的原因所在。我們的研究結(jié)果顯示，龜紋瓢蟲(chóng)對(duì)梨癭蚊幼蟲(chóng)與梨二叉蚜均具一定的捕食作用，因此在梨癭蚊與梨二叉蚜發(fā)生高峰期間，通過(guò)合理增加天敵龜紋瓢蟲(chóng)的數(shù)量，能夠?qū)麍@害蟲(chóng)的增殖起到一定的抑制作用。