0 引言
【研究意义】生物群落(biotic community)是指一定地域或空间内各种生物种群通过相互作用构成的结构单元。研究节肢动物的群落特征是害虫防治的重要生态学基础。在农业生态系统中,节肢动物的群落会随作物的生长和人为活动的干预呈现出动态的消长过程,从而使群落的组成、结构与功能发生相应的变化,各生物种群间按其组成结构表现出特定的功能[1]。从“作物-害虫-天敌”系统的整体功能出发,研究群落的结构、功能及其动态,探讨群落内物种之间的相互联系、相互制约的内在机制是群落生态学的重点[2]。传统的蔬菜病虫害防治理念主要依赖化学防治措施,不仅影响蔬菜产品质量和农田环境,破坏菜田生态系统的稳定性,降低菜田的生物多样性,而且还使有益生物种群受到制约[3],也使得残存的病虫抗药性增强。因此,不同防治措施下花椰菜地节肢动物群落数量动态和群落特征的研究对花椰菜地捕食性天敌利用具有重要意义。【前人研究进展】群落的多样性是群落生物结构的重要指标,它不仅可以反映群落组织化水平,而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征。在研究群落生态学时,国内外****除结合害虫的管理研究了菜地[4]、茶园[5]、果园[6-7]、棉田[8-9]、玉米地[10-11]、稻田[12]等生态环境的昆虫群落外,还研究了不同防控技术对节肢动物的影响,如马广民等[13]研究了山东西部麦套棉田中捕食性节肢动物的种类组成及消长动态;洪文英等[14]研究发现绿色防控模式对优势害虫和捕食性天敌的影响明显低于常规化学农药防治;林文彩等[15]比较了生防区、化防区和农民自控区等几种防治措施间害虫数量、天敌数量、作物产量和品质等的差异,表明应用生物农药和对天敌较安全的化学农药能有效控制害虫,对天敌具有明显的保护助增作用;李锐等[16]研究了菜田蜘蛛群落结构特征及优势种时空动态。另外,还有****研究表明转基因水稻能显著影响稻田害虫及非靶标害虫群落[17-19],转基因作物(转Bt基因棉花、水稻)除会影响到靶标害虫外,还会影响非靶标害虫群落和天敌[19-22],不同邻作也能影响害虫和捕食性天敌[23-28]。【本研究切入点】通过对广州市秋季花椰菜地节肢动物群落的系统调查,分析小型斑块地耕作系统中不同防治措施对害虫和捕食性天敌群落结构特征的影响。【拟解决的关键问题】明确小型斑块地耕作系统中不同防治措施对害虫和捕食性天敌群落结构的影响,为花椰菜害虫防治和天敌的利用提供理论依据。1 材料与方法
1.1 试验设计与田间管理
试验地设在广州市天河区芩村,面积900 m2,试验地前茬作物为玉米。试验所用的花椰菜品种为浙江神良种业有限公司的“一代神良100天”。试验地分成3个不同害虫防治处理区:(1)自然控制区(清水对照);(2)化学农药防治区:12%氯氰菊酯乳油(深证市瑞德丰农药有限公司);(3)生物农药防治区:1.83%阿维菌素乳油(安徽省望江县生物化工厂)和高效Bt杀虫剂(广东省农业科学院植物保护研究所),对不同处理区的花椰菜均匀喷雾,药液量为45 kg/667 m2,喷施时间分别为10月30日、11月13日、11月28日、12月7日和12月9日。每个处理面积200 m2,分3畦栽培,设为3个小区。处理之间以水沟隔离。花椰菜于2014年9月9日播种,10月10日移栽,其他肥水管理措施相同。施用肥料为复合肥,分3次分别于10月17日、11月10日和12月15日施入,每次用量为12.5 kg/667 m2,10月18日对试验地中耕除草,对田埂喷施除草剂。
1.2 花椰菜地节肢动物群落动态调查
10月10日移栽,自移栽后7 d开始调查,每隔7 d一次。各处理小区按5点随机取样,每点调查1 m2(平均8株),记录植株和地面所有节肢动物的数量。调查中将所查到的每一种个体取其中2—3个放入5 mL离心管中,贴上标签后放入冰盒中带回室内置于-40℃冰箱保存,对需要鉴定的未知种类用75%酒精保存或制成干标本,待进一步鉴定。在田间每小区定点埋放盛有洗衣粉水溶液的玻璃瓶(直径8 cm、高10 cm)5个,洗衣粉液高2 cm左右,瓶口齐地面,埋放时间48 h,每周埋放一次,进一步调查地面活动的节肢动物的种类及数量。
1.3 群落特征分析
1.3.1 群落丰富度(S) 即群落的物种数。1.3.2 物种多度(m) 每m2各物种的总个体数表示,用样方的平均密度表示。
1.3.3 物种的相对多度(I) 某物种在所属类群中的相对发生量,体现该物种在群落中的优势度。公式为I=Ni/N,其中Ni为i物种的个体数量,N=∑(Ni)表示所属类群中所有物种的个体数量之和。
1.3.4 群落优势集中性指数(C) Simpson指数的有偏估计量表示,公式为C=∑(Ni/N)2,其中Ni为每个种的个体数,N为总个体数。优势集中性也称生态优势度,C值高,表明群落中仅有少数优势种,相反则表示群落的优势度为多个种群分担。
1.3.5 群落多样性测度 (1)基于Simpson指数的多样性指数,按Pielou(1969)的公式计算:
式中ni为样本中第i个物种的个体数量,N为抽样中所有物种的个体总和,s为物种总数。
(2)Shannon-Winner多样性指数 该指数的模型为H′=-∑PilnPi,式中Pi为群落种物种i的个体数占总个体数的比例。
1.3.6 群落均匀度 计算公式为J′=H′/H′max=H′/lns,式中H′为Shannon-Wiener信息多样性指数,s为物种数。
1.4 数据处理
有关群落特征指数的计算采用DPS 13.5数据处理系统,群落间相关系数计算由Microsoft Excel(2003)软件提供的方法完成。2 结果
2.1 花椰菜田节肢动物群落组成
经田间系统调查和样本室内鉴定,在广州天河区花椰菜地共查到节肢动物87种,其中植食性害虫种类29种,占整个田间群落物种数的33.33%,分别为鳞翅目5科7种,鞘翅目2科4种,缨翅目1科1种,双翅目2科3种,膜翅目1科1种,半翅目3科6种,蜱螨目1科1种,直翅目3科3种。主要害虫种类有小菜蛾(Plutella xylostella)、菜青虫(Pieris rapae)、烟粉虱(Bemisia tabaci)、桃蚜(Myzus persicae)、斜纹夜蛾(Spodoptera litura)和黄曲条跳甲(Phullotreta striolata)。捕食性天敌种类54种,占整个田间群落物种数的62.07%,其中蜘形纲有蜘蛛目8科43种,占整个田间群落物种数的49.42%;蜱螨目为1科1种。在捕食性昆虫中,鞘翅目有4科7种,脉翅目1科1种,双翅目1科2种。捕食性天敌昆虫的物种数占整个群落物种数的11.49%,主要种类有拟环纹豹蛛(Lycosa pseudoannulata)、前凹豹蛛(Pardosa procurva)、龟纹瓢虫(Propylaea japonica)、六斑月瓢虫(Menochilus sexmaculatus)和八斑鞘腹蛛(Coleosoma octomaculatum)。中性昆虫4种,占整个田间群落物种数的4.60%,包括蜚蠊目1科1种和弹尾目3种。2.2 不同防治措施对花椰菜地害虫和捕食性天敌亚群落数量动态的影响
防治措施的实施可明显影响到节肢动物群落的物种数量。自然控制区的捕食性天敌和害虫数量均高于其他两种施药防治区,说明药剂防治措施在有效降低害虫的种群数量的同时,也造成天敌数量相应地减少。在各防治措施区,害虫数量均明显大于捕食性天敌的数量(图1—图3)。在使用药剂防治处理区,害虫与捕食性天敌的数量动态呈单峰型,在结球始期达到高峰;在自然控制区,害虫数量在整个花椰菜生育期逐步上升,但捕食性天敌仍呈单峰状态。相比而言,化学农药防治区由于使用了化学杀虫剂,其捕食性天敌数量天敌数量明显低于生物农药防治区。结果表明,在捕食性天敌中以蜘蛛与害虫的数量发生较为同步,说明蜘蛛类天敌在前期对害虫可能具有抑制作用,到花椰菜生长后期,捕食性天敌数量显著下降,对害虫的控制作用因此而减弱。显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图1自然控制区花椰菜各生育期害虫与捕食性天敌群落的物种数量动态
-->Fig. 1The dynamics of insect pests and predators in non-spray plot
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图2生物农药防治区花椰菜各生育期害虫与捕食性天敌群落的物种数量动态
-->Fig. 2The dynamics of insect pests and predators in bio-pesticide spray plot
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图3化学农药防治区花椰菜各生育期害虫与捕食性天敌群落的物种数量动态
-->Fig. 3The dynamics of insect pests and predators in chemical pesticide spray plot
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地面陷阱诱捕的调查结果表明,地表节肢动物功能群落物种数量以中性昆虫(弹尾目)为主,其次为植食性害虫和捕食性天敌。中性昆虫的数量在自然控制区为最高,在两种药剂防治区之间的密度相似,但明显低于自然控制区,表明两种药剂防治对弹尾目昆虫具有杀伤作用(图4—图6)。地表植食性害虫和捕食性天敌两个类群的数量较低,明显低于地上部调查的数量。在花椰菜不同生育期3种处理区中性昆虫、植食性害虫和捕食性天敌数量均以莲座期数量最高,其次是结球期,成熟期最低。
2.3 不同防治措施对花椰菜各生育期主要害虫与捕食性天敌群落优势集中性的影响
群落优势集中性反映了群落优势种突出的程度。群落优势集中性指数越大,反映出优势种的突出程度越高,指标值越小,则群落中各物种个体数分布越均匀。由表1可知,花椰菜地植食性昆虫功能类群的优势集中性以花椰菜苗期为最小,到成熟期为最大,表明苗期各种植食性害虫在侵入前期数量少且分布均匀,随着花椰菜的生长,害虫种类逐渐增加,各种间个体数量差异加大。捕食性天敌的优势集中性在不同防治处理区同样以苗期相对较小,并且在不施药防治对照区花椰菜各生育期的优势集中性大小接近一致,说明捕食性天敌在自然控制区各种类的个体数量均匀。在施药防治处理区,捕食性天敌的优势集中性指数表现出波动现象,可能与药剂防治有关。2.4 不同防治措施对花椰菜地节肢动物群落主要种的优势度的影响
按照害虫和捕食性天敌两种功能类群分类,优势度指数评价表明,在花椰菜不同生育期以及不同防治措施区田间节肢动物群落的优势种不同(表2—表4)。就整个生育期而言,优势度指数出现>0.1以上的主要优势种有烟粉虱、桃蚜、小菜蛾、菜青虫、前凹狼蛛、拟环纹豹蛛和八斑球腹蛛,其中小菜蛾在各种防治区(包括对照)的优势度依花椰菜生长而增大;菜青虫和桃蚜的优势度在花椰菜生育过程中逐渐降低,而烟粉虱呈单峰型增长趋势。捕食性天敌在花椰菜苗期以前凹狼蛛为主,中后期以拟环纹豹蛛、八斑鞘腹蛛、佛罗鞘腹蛛和锥腹肖蛸为主。拟环纹豹蛛在不施药对照区的优势度保持稳定,而其他几种捕食性天敌在两种施药处理区数量波动明显。显示原图|下载原图ZIP|生成PPT
图4自然控制区地表节肢动物群落内物种的密度
-->Fig. 4The abundance of arthropods trapped on the ground in non-spray plot
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图5生物农药防治区地表节肢动物群落物种的密度
-->Fig. 5The abundance of arthropods trapped on the ground in bio-pesticide plot
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图6化学农药防治区地表节肢动物群落物种的密度
-->Fig. 6The abundance of arthropods trapped on the ground in chemical pesticide spray plot
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Table 1
表1
表1不同害虫防治方式下花椰菜各生育期主要害虫与捕食性天敌群落的优势集中性
Table 1The dominant concentration index of main insect pests and predators in cauliflower field with different pest managements
防治处理 Control plot | 植食性昆虫Insect pest | 捕食性天敌Arthropod predator | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
苗期 Seedling stage | 莲座期 Rosette stage | 结球期 Heading stage | 成熟期 Maturing stage | 苗期 Seedling stage | 莲座期 Rosette stage | 结球期 Heading stage | 成熟期 Maturing stage | |
自然控制区 Non-spray | 0.2875 | 0.4557 | 0.3556 | 0.4978 | 0.2865 | 0.2614 | 0.2271 | 0.2751 |
生物农药防治区 Bio-pesticide | 0.2412 | 0.4008 | 0.3904 | 0.4219 | 0.2393 | 0.4497 | 0.4165 | 0.4206 |
化学农药防治区 Chemical pesticide | 0.2546 | 0.3900 | 0.4189 | 0.4791 | 0.3225 | 0.3199 | 0.4298 | 0.2419 |
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Table 2
表2
表2自然控制区花椰菜地节肢动物群落主要种的优势度
Table 2The dominance indices of main species of cauliflower arthropod community in non-spray plot
优势种 Dominant species | 苗期 Seedling stage | 莲座期 Rosette stage | 结球期 Heading stage | 成熟期 Maturing stage |
---|---|---|---|---|
小菜蛾 Plutella xylostella | 0.0625 | 0.0562 | 0.1354 | 0.1845 |
桃蚜 Myzus persicae | 0.2662 | 0.6149 | 0.4918 | 0.6702 |
烟粉虱 Bemisia tabaci | 0.4306 | 0.2696 | 0.3055 | 0.1197 |
斜纹夜蛾 Spodoptera litura | 0.0231 | 0.0167 | 0.0046 | 0.0010 |
菜青虫 Pieris rapae | 0.1481 | 0.0381 | 0.0406 | 0.0122 |
黄曲条跳甲 Phullotreta striolata | 0.0694 | 0.0045 | 0.0221 | 0.0125 |
八斑球腹蛛 Theridion octomaculatum | 0.0064 | 0.0257 | 0.0756 | 0.0849 |
拟环纹豹蛛 Lycosa pseudoannulata | 0.0877 | 0.1062 | 0.1160 | 0.0998 |
前凹狼蛛 Pardosa procurva | 0.2513 | 0.0938 | 0.0949 | 0.0566 |
八斑鞘腹蛛 Coleosoma octomaculatum | 0.0663 | 0.0347 | 0.0932 | 0.0620 |
佛罗鞘腹蛛 Coleosoma floridanum | 0.0472 | 0.0351 | 0.0472 | 0.0285 |
锥腹肖蛸 Tetragnatha maxillosa | 0.0662 | 0.0278 | 0.0096 | 0.0621 |
龟纹瓢虫 Propylaea japonica | 0.0010 | 0.0595 | 0.0351 | 0.0000 |
六斑月瓢虫 Menochilus sexmaculatus | 0.0002 | 0.0568 | 0.0053 | 0.0016 |
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Table 3
表3
表3生物农药防治区花椰菜地节肢动物群落主要种的优势度
Table 3The dominance indices of main species of cauliflower arthropod community in bio-pesticide spray plot
优势种 Dominant species | 苗期 Seedling stage | 莲座期 Rosette stage | 结球期 Heading stage | 成熟期 Maturing stage |
---|---|---|---|---|
小菜蛾 Plutella xylostella | 0.0630 | 0.0816 | 0.3616 | 0.5282 |
桃蚜Myzus persicae | 0.2747 | 0.2887 | 0.0572 | 0.0012 |
烟粉虱 Bemisia tabaci | 0.3283 | 0.5556 | 0.5029 | 0.3684 |
斜纹夜蛾 Spodoptera litura | 0.0857 | 0.0242 | 0.0077 | 0.0000 |
菜青虫 Pieris rapae | 0.2130 | 0.0376 | 0.0143 | 0.0196 |
黄曲条跳甲 Phullotreta striolata | 0.0353 | 0.0122 | 0.0563 | 0.0827 |
八斑球腹蛛Theridion octomaculatum | 0.0548 | 0.0713 | 0.0672 | 0.0351 |
拟环纹豹蛛 Lycosa pseudoannulata | 0.0088 | 0.0038 | 0.0000 | 0.0294 |
前凹狼蛛 Pardosa procurva | 0.1696 | 0.0695 | 0.0452 | 0.0685 |
八斑鞘腹蛛 Coleosoma octomaculatum | 0.1374 | 0.0460 | 0.0271 | 0.0294 |
佛罗鞘腹蛛 Coleosoma floridanum | 0.0482 | 0.0224 | 0.0513 | 0.0974 |
锥腹肖蛸 Tetragnatha maxillosa | 0.0578 | 0.0323 | 0.0269 | 0.0591 |
龟纹瓢虫 Propylaea japonica | 0.0002 | 0.0094 | 0.0271 | 0.0000 |
六斑月瓢虫 Menochilus sexmaculatus | 0.0000 | 0.0094 | 0.0136 | 0.0031 |
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Table 4
表4
表4化学农药防治区花椰菜地节肢动物群落主要种的优势度
Table 4The dominance indices of main species of the cauliflower arthropod in chemical pesticide spray plot
优势种 Dominant species | 苗期 Seedling stage | 莲座期 Rosette stage | 结球期 Heading stage | 成熟期 Maturing stage |
---|---|---|---|---|
小菜蛾 Plutella xylostella | 0.0457 | 0.1971 | 0.4987 | 0.5561 |
桃蚜Myzus persicae | 0.2626 | 0.0702 | 0.0378 | 0.0037 |
烟粉虱 Bemisia tabaci | 0.3151 | 0.5807 | 0.4092 | 0.4117 |
斜纹夜蛾 Spodoptera litura | 0.0183 | 0.0462 | 0.0055 | 0.0000 |
菜青虫 Pieris rapae | 0.2785 | 0.0782 | 0.0292 | 0.0132 |
黄曲条跳甲 Phullotreta striolata | 0.0799 | 0.0276 | 0.0195 | 0.0153 |
八斑球腹蛛Theridion octomaculatum | 0.0188 | 0.0327 | 0.0566 | 0.0724 |
拟环纹豹蛛 Lycosa pseudoannulata | 0.0000 | 0.0168 | 0.1529 | 0.1181 |
前凹狼蛛 Pardosa procurva | 0.0730 | 0.0804 | 0.0353 | 0.0908 |
八斑鞘腹蛛 Coleosoma octomaculatum | 0.1845 | 0.0879 | 0.0000 | 0.0000 |
佛罗鞘腹蛛Coleosoma floridanum | 0.0265 | 0.0401 | 0.0478 | 0.0821 |
锥腹肖蛸Tetragnatha maxillosa | 0.0336 | 0.0585 | 0.0482 | 0.0769 |
龟纹瓢虫Propylaea japonica | 0.0004 | 0.0187 | 0.0353 | 0.0001 |
六斑月瓢虫 Menochilus sexmaculatus | 0.0000 | 0.0187 | 0.0004 | 0.0011 |
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2.5 不同防治措施对花椰菜地节肢动物群落多样性的影响
2.5.1 对地上节肢动物群落多样性的影响 由表5可知,不同防治措施的花椰菜地害虫和天敌群落的数量特征指数要低于自然控制区。3种防治措施的花椰菜田群落多样性指数(Shannon-Winner指数H′、均匀度J′)均随时间推移一直下降,物种数和个体数先增加后减少。自然控制区每次调查到物的种数和个体数都高于两个处理区,自然控制区、生物农药防治区、化学农药防治区调查物种数最高分别为33、25和24种,最低分别为21、11和9种。从花椰菜田的群落物种个体数量动态看出,随着时间的推移不同防治措施的花椰菜地物种数和个体数不断增加,当进入冬季后,个体数开始减少,但后期有所回升。整体来看,自然控制区节肢动物群落特征高于生物农药防治区和化学农药防治区,生物农药防治区高于化学农药防治区,说明化学农药对花椰菜田间节肢动物群落的影响大于生物农药对花椰菜田间节肢动物群落的影响。Table 5
表5
表5不同防治区花椰菜地节肢动物群落特征
Table 5The characters of arthropod community in different control plots
生育期 Growth stage | 日期 Date | 自然控制区 Non-spray | 生物农药防治区 Bio-pesticide spray | 化学农药防治区 Chemical pesticide spray | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
S | m | H′ | J′ | S | m | H′ | J′ | S | m | H′ | J′ | ||
苗期 Seeding stage | 10-17 | 24 | 32 | 3.7126 | 0.8097 | 16 | 34 | 2.9665 | 0.7416 | 11 | 16 | 2.6000 | 0.7516 |
10-24 | 29 | 64 | 3.4625 | 0.7127 | 24 | 61 | 3.5987 | 0.7849 | 15 | 38 | 3.4361 | 0.8795 | |
10-31 | 29 | 101 | 3.5617 | 0.7332 | 22 | 82 | 3.1283 | 0.7015 | 19 | 33 | 3.5742 | 0.8414 | |
莲座期 Rosette stage | 11-07 | 28 | 501 | 2.3355 | 0.4858 | 25 | 380 | 2.4961 | 0.5375 | 22 | 287 | 2.1667 | 0.4859 |
11-14 | 33 | 1558 | 2.1022 | 0.4167 | 21 | 771 | 2.1803 | 0.4964 | 24 | 361 | 2.2647 | 0.4939 | |
结球期 Heading stage | 11-21 | 26 | 885 | 2.2003 | 0.4681 | 17 | 404 | 1.6521 | 0.4042 | 18 | 221 | 2.0691 | 0.4962 |
11-28 | 28 | 727 | 2.2358 | 0.4651 | 21 | 292 | 2.2648 | 0.5156 | 19 | 266 | 1.8543 | 0.4365 | |
12-05 | 22 | 992 | 1.9833 | 0.4448 | 17 | 247 | 1.5272 | 0.3736 | 14 | 179 | 1.5021 | 0.3945 | |
成熟期 Maturing stage | 12-12 | 22 | 738 | 1.9156 | 0.4296 | 13 | 144 | 1.6785 | 0.4536 | 10 | 182 | 1.4078 | 0.4238 |
12-19 | 22 | 721 | 1.8780 | 0.4211 | 12 | 80 | 1.7267 | 0.4817 | 9 | 90 | 1.4371 | 0.4534 | |
12-26 | 21 | 1944 | 1.3944 | 0.3175 | 11 | 259 | 1.6056 | 0.4641 | 12 | 172 | 1.4719 | 0.4106 |
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花椰菜各个生育期以及不同防治措施区地节肢动物群落多样性指数之间呈现不同程度的差异,但各指数之间的动态相似。群落整体多样性指数随花椰菜生长而增大,至中后期达到最大(表6),此结果与田间群落的发展动态相吻合。在相同生育期不同防治处理区之间的多样性指数大小为自然对照区>生物农药防治区>化学农药防治区,说明两种防治方式均能降低群落多样性。均匀度指数在不同生育期和防治决策区之间的变异程度相似。
2.5.2 对地表节肢动物群落多样性的影响 不同防治处理的花椰菜地表害虫和天敌群落的数量要低于自然控制区,但后两者间数量结构差异不大(表7)。花椰菜田地表节肢动物群落多样性指数,不同生育期的Shannon-Winner多样性指数、均匀度,物种数和个体数均以结球期最高,其次是莲座期,成熟期最低。同一生育期,自然控制区的物种数和个体数要高于两个处理区的物种数和个体数。根据地表陷阱捕获的物种数,不同防治处理区植食性害虫亚群落的多样性均低于捕食性天敌和中性昆虫两个亚群落,并且均匀性指数较低,而3种亚群落多样性在不同防治处理区之间的差异程度很小,表明在地表活动的捕食性天敌(主要为蜘蛛)和中性昆虫(主要为弹尾目)两类亚群落种类数量相对比较稳定,受防治处理等的影响较小。
Table 6
表6
表6不同防治措施下花椰菜地节肢动物群落多样性指数
Table 6Diversity indices of arthropod in different control plots in cauliflower field
生育期Growth stage | 防治措施Control measures | Simpson (D′) | Shannon-Winner (H′) | 均匀度Evenness (J′) |
---|---|---|---|---|
苗期 Seedling stage | NS | 0.5695 | 1.0678 | 0.7999 |
BS | 0.5207 | 1.2294 | 0.8625 | |
CS | 0.4590 | 1.4032 | 0.8197 | |
莲座期 Rosette stage | NS | 0.7533 | 2.4312 | 0.8104 |
BS | 0.5774 | 1.6697 | 0.5566 | |
FS | 0.6502 | 1.1545 | 0.6182 | |
结球期 Heading stage | NS | 0.9084 | 2.4719 | 0.8240 |
BS | 0.7578 | 1.7703 | 0.6306 | |
CS | 0.7078 | 1.7133 | 0.6628 | |
成熟期 Maturing stage | NS | 0.9720 | 2.1800 | 0.8433 |
BS | 0.8131 | 1.7401 | 0.6732 | |
CS | 0.7520 | 1.1710 | 0.8350 |
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Table 7
表7
表7不同处理区地表节肢动物群落特征
Table 7The characters for arthropod community trapped on the ground(individual number/m2)
生育期 Growth stage | 日期 Date | 自然控制区 Non-spray | 生物农药防治区 Bio-pesticide spray | 化学农药防治区 Chemical pesticide spray | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
S | m | H′ | J′ | S | m | H′ | J′ | S | m | H′ | J′ | ||
莲座期 Rosette stage | 11-09 | 11 | 39 | 1.9962 | 0.5770 | 15 | 13 | 2.5211 | 0.6453 | 13 | 17 | 3.0350 | 0.8203 |
11-16 | 17 | 48 | 2.4148 | 0.5908 | 12 | 17 | 2.2873 | 0.6380 | 10 | 9 | 2.5650 | 0.7721 | |
结球期 Heading stage | 11-21 | 16 | 53 | 2.1507 | 0.5377 | 13 | 13 | 2.2618 | 0.6112 | 10 | 10 | 1.8710 | 0.5632 |
11-29 | 16 | 18 | 3.3270 | 0.8317 | 14 | 8 | 3.4154 | 0.8971 | 7 | 8 | 2.3160 | 0.8249 | |
12-04 | 20 | 19 | 3.4624 | 0.8011 | 10 | 7 | 3.0297 | 0.9120 | 16 | 6 | 3.7960 | 0.9491 | |
成熟期 Maturing stage | 12-09 | 13 | 11 | 3.2506 | 0.8784 | 9 | 4 | 3.0062 | 0.9484 | 10 | 7 | 2.8820 | 0.8677 |
12-17 | 9 | 9 | 2.8717 | 0.9059 | 3 | 3 | 1.4354 | 0.9056 | 4 | 3 | 1.7296 | 0.8648 | |
12-24 | 9 | 6 | 2.7484 | 0.8670 | 4 | 4 | 1.5016 | 0.7508 | 6 | 5 | 2.0495 | 0.7928 |
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2.6 花椰菜地节肢动物功能亚群落之间的相关性
将花椰菜地上部调查和地面陷阱捕获数据经标准化后,对不同功能亚群落之间作相关性分析(表8),结果表明蜘蛛与植食性昆虫、中性昆虫和捕食性昆虫具有极显著的相关性(df=14,P<0.01),捕食性昆虫与中性昆虫之间也具极显著的相关性,表明这些功能团之间在数量上具有跟随效应。Table 8
表8
表8花椰菜地节肢动物各功能亚群落之间的相关性
Table 8Correlation analysis of functional sub-communities in cauliflower field
植食性昆虫 Insect pest | 蜘蛛 Spider | 捕食性昆虫 Predatory insect | |
---|---|---|---|
植食性昆虫 Insect pest | |||
蜘蛛 Spider | 0.5495** | ||
捕食性昆虫 Predatory insect | 0.4640 | 0.9269** | |
中性昆虫 Neutral insect | -0.2165 | 0.5415** | 0.5063** |
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3 讨论
农业生态系统是经过人工改造的系统,其性质和演替规律与自然生态系统不同,总的来说,花椰菜地昆虫群落比较简单和不稳定,而且受到人为干扰较大,使群落数量动态规律性不强,尤其是在使用药剂防治害虫和对田间进行中耕除草时,田间捕食性天敌数量和中性昆虫数量急剧下降。另外,由于十字花科蔬菜的连片种植,造成植被多样性低,害虫危害严重,如小菜蛾不仅周年发生而且虫口密度大,成为十字花科蔬菜生产的一大制约因素。田间管理过程中,由于菜农对天敌作用认识不清,用药频繁,造成害虫抗药性增强或天敌被杀伤,造成恶性循环,因此,应该加强天敌对害虫种群数量控制作用的研究,增强人们对害虫综合治理的意识,改进人为管理措施,保护利用天敌,发挥天敌效能。本研究中花椰菜地节肢动物群落特征随花椰菜的生长过程和害虫管理措施的不同而变化,这与许多****[14-15,22]的研究结果一致。药剂防治虽然会降低害虫的种群数量,但也使天敌数量相应地减少,不利于天敌的保护和利用。花椰菜地节肢动物群落多样性在各生育期以及不同防治区之间呈现不同程度的差异。在群落多样性指数中,Shannon-Winner多样性指数是将丰富度和均匀度综合起来的一个量,能较全面地测度物种多样性,在本试验中不同防治措施下的花椰菜Shannon-Winner多样性指数随花椰菜生长而增大,至中后期达到最大,而不同防治区之间的多样性指数以自然控制区最大,其次为生物农药区,化学农药防治区最小,说明化学农药对花椰菜地群落多样性影响大于生物农药,这与洪文英等[14,29]的研究结果一致。总体上,本次花椰菜地调查显示,田间节肢动物群落物种数量相对比较少,部分害虫如蚜虫数量偏低,造成取食这些害虫的捕食性昆虫发生数量也偏低,所以从它们的数量动态上难以反映出害虫与捕食者之间的相关性。
在农田生态系统中,捕食性天敌与害虫不是简单的一对一关系,大多数捕食性天敌具有较广的捕食范围,不仅捕食害虫也捕食中性昆虫,数量相关性分析表明,蜘蛛与植食性昆虫、中性昆虫以及捕食性昆虫之间极显著相关,捕食性昆虫与中性昆虫之间也极显著相关,从发生的时间动态上,捕食性天敌蜘蛛与害虫的发生时间较为同步,说明蜘蛛在前期对害虫可能具有抑制作用。
4 结论
药剂防治措施虽然能有效降低害虫的种群数量,但也使天敌数量相应地减少。地表中性昆虫对捕食性天敌前期的定殖有一定的作用,药剂防治能影响花椰菜地节肢动物群落特征,生物农药对花椰菜地节肢动物群落影响小于化学农药。The authors have declared that no competing interests exist.