郭靖, 章家恩,2,3,4,*, 張春霞, 項瑤

利用稻田養(yǎng)萍誘集控制福壽螺危害的效應(yīng)研究

郭靖1, 章家恩1,2,3,4,*, 張春霞1, 項瑤1

1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院生態(tài)學(xué)系, 廣州 510642
2. 農(nóng)業(yè)部熱帶農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室, 廣州 510642
3. 廣東省現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)與循環(huán)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心, 廣州 510642
4. 廣東省高等學(xué)校農(nóng)業(yè)生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境重點實驗室, 廣州 510642

利用自制的“T形槽”進行實驗室試驗, 研究了福壽螺(Pomacea canaliculata)對浮萍(Lemna minor)和不同日齡水稻(Oryza sativa)的偏好選擇, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 無論水稻日齡是15 d, 還是23 d和30 d, 均有60%以上的福壽螺選擇取食浮萍, 且與福壽螺個體大小和選擇取食的時間沒有明顯關(guān)聯(lián)。在模擬稻田生境中, 引入浮萍3 d后, 水稻受福壽螺的啃食危害明顯減少, 水稻存活率高出對照組10%以上, 且30日齡水稻秧苗的存活率明顯高于15日齡處理。在此基礎(chǔ)上, 分析了不同大小福壽螺與浮萍攝入量的關(guān)系。這一結(jié)果可為浮萍的合理投放提供參考。研究表明, 利用稻田放養(yǎng)浮萍誘集福壽螺取食, 可以減少福壽螺對水稻的危害。

福壽螺; 浮萍; 生物防治; 誘集植物; 生防植物

1 前言

福壽螺(Pomacea canaliculata)又名大瓶螺、蘋果螺, 原產(chǎn)于南美洲亞馬遜河流域, 是熱帶和亞熱帶地區(qū)的兩棲淡水貝類軟體動物。因其蛋白質(zhì)含量豐富及營養(yǎng)價值高等特點, 1980年前后作為食用經(jīng)濟動物引入到中國臺灣、日本和菲律賓等地, 并在80年代迅速推廣到中國大陸、馬來西亞、印度尼西亞等東亞和東南亞國家[1–2], 少部分作為觀賞螺引入多地水族館[3]。由于引入前未進行生態(tài)風(fēng)險評估及后來的市場化失敗, 遭棄養(yǎng)的福壽螺迅速在稻田、河溝等水生生境繁殖并擴散, 嚴(yán)重危害作物生產(chǎn)[4]。同時, 寄生于福壽螺體內(nèi)的廣州管圓線蟲(Angiostrongylus cantonensis)可引起人體嗜酸性腦膜炎[5]。2000年, 福壽螺被世界自然保護聯(lián)盟外來入侵物種專家委員會列入世界100種惡性外來入侵物種的“黑名單”[6]。

面對福壽螺在世界范圍內(nèi)造成的農(nóng)業(yè)和生態(tài)危害, 化學(xué)殺螺劑作為大部分農(nóng)民的首選, 被廣泛應(yīng)用于福壽螺防控中, 但會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染和生物多樣性下降問題[7]。而在福壽螺的強密度補償效應(yīng)下[8], 單獨應(yīng)用物理防治方法往往效果不理想,故常作為輔助手段使用。生物防治因其具備的可持續(xù)性及潛在的生態(tài)效益而成為福壽螺防控方法研究中的重點[9], 但已有研究中控制和實施效果較為理想的物種非常有限, 主要包括鴨、鯉魚(Cyprinus carpio)、中華鱉(Pelodiscus sinensis)等[10–12]。盡管福壽螺適應(yīng)能力強、繁殖率高、遺傳多樣性豐富等特點增加了篩選有效天敵的難度, 但就生態(tài)安全和食品安全而言, 尋求有效的生物防治方法仍是福壽螺研究中主要工作方向之一。

在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的害蟲防治系統(tǒng)中, 往往是利用捕食性或寄生性天敵以及微生物來控制有害生物種群,但事實上, 一些植物本身也發(fā)揮了重要作用, 亦是生物防治的重要組成部分[13]。目前能夠控制福壽螺危害的生防植物基本集中于殺蟲植物的研究, 即提取植物中的有效成分加工成植物源殺螺劑[14–15]。而在植物對福壽螺的直接趨避性的研究方面非常少見,且相關(guān)試驗使用的均為陸生植物[16], 無法在福壽螺棲息的水生生境中保持長效性。浮萍(Lemna minor),又名青萍、青浮萍, 作為一類生長快、富含蛋白質(zhì)和氨基酸的水生漂浮植物, 常生于稻田、池沼、水溝等有機質(zhì)豐富的靜水水域, 廣布于全世界溫帶和熱帶地區(qū)。福壽螺和浮萍在我國南方稻田均易出現(xiàn),而在三者共存條件下, 福壽螺究竟偏向于取食水稻或是浮萍？若福壽螺偏向于取食浮萍, 其對水稻的危害能否減??？為此, 本研究利用自制T形槽裝置研究福壽螺對浮萍和不同日齡水稻的取食偏好, 以及在模擬稻田生境中觀察有無浮萍條件下福壽螺對水稻的危害差異, 旨在為福壽螺的生態(tài)防治和現(xiàn)代有機農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供新的思路。

2 材料與方法

2.1試驗材料

2014年9月初于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)農(nóng)場(23°09′N, 113°01′E)水渠或稻田中采集供試福壽螺和浮萍。每天投喂福壽螺足量新鮮生菜, 試驗前挑選表觀正常、活力較強的個體用于試驗。在有陽光照射的模擬稻田生境的水箱中放養(yǎng)浮萍, 讓其自行繁殖, 以供試驗時撈取。供試水稻品種為黃華占。

以Takeichi等[17]和徐武兵等[18]研究作為參考,利用厚度為5 mm的透明有機玻璃制成T形槽(圖1),具體規(guī)格如圖1所示, 高度為20 cm。并將兩根適宜長度的圓柱形木棍(直徑5 mm)卡在離T形槽底部為5 cm高度的水平面上, 分別與T形槽兩臂外側(cè)的距離為5 cm, 即圖1中虛線位置。

圖1 T形槽俯視示意圖Fig. 1 T-maze device

2.2試驗方法

2.2.1 福壽螺對浮萍和水稻的偏好性測定

分別在水稻日齡為15 d、23 d、30 d時, 利用自制的T形槽進行福壽螺對浮萍和水稻的選擇試驗,將T形槽放置在人工氣候箱中, 提供人工光照, 試驗期間溫度在28 ℃左右, 透明箱門用報紙遮擋, 避免受到外界光照影響, 只在氣候箱門上方正中間留下一個矩形觀察窗(20 cm × 4 cm)。T形槽中加曝氣水至槽5 cm深, 使木棍正好處在水面上。將0.2 g的水稻葉片剪成約為5 cm長的小段, 隨機地放入T形槽一臂外側(cè)5 cm內(nèi), 另一臂外側(cè)則放入0.2 g浮萍, 浮萍稱重前用濾紙吸干表面水分, 木棍的設(shè)計是防止水稻葉片和浮萍飄入T形槽中部。然后隨機挑選殼高在10―45 mm之間的福壽螺1只放置在T形槽的底端(圖1), 記錄30 min內(nèi)福壽螺的選擇結(jié)果及做出選擇的時間, 以螺到達T形槽兩臂外側(cè)5 cm內(nèi)為準(zhǔn), 超過30 min未做出選擇的福壽螺不納入統(tǒng)計結(jié)果。每調(diào)查完1次觀察結(jié)果, 將曝氣水、水稻、浮萍和福壽螺全部換掉, 并用自來水清洗T形槽,以避免前后次調(diào)查試驗之間的干擾。用于觀察對浮萍和不同日齡水稻的偏好性選擇的福壽螺有效數(shù)量均為30只。

2.2.2 浮萍存在條件下福壽螺對水稻的危害情況調(diào)查

分別在水稻日齡為15 d和30 d時, 將水稻移入預(yù)先準(zhǔn)備好的塑料箱(72 cm × 56 cm × 38.5 cm)中,塑料箱底部為水稻土, 土層為10 cm左右, 水深約5 cm。水稻秧苗以4株為1穴, 每箱按20 cm × 15 cm的規(guī)格均勻插入9穴秧苗。試驗共有6個箱子, 其中3個塑料箱加入15 g新鮮浮萍, 作為處理組, 另外3個設(shè)為對照組。每個箱子中投入福壽螺8只, 殼高15―20 mm、20―25 mm、25―30 mm、30―35 mm的各2只。自投放福壽螺后, 每天同一時間統(tǒng)計水稻秧苗受損情況, 整個水稻莖稈被咬斷記為死亡, 部分莖稈或葉片被螺啃食掉記為受損, 試驗調(diào)查持續(xù)3 d。

2.2.3 不同大小福壽螺攝入浮萍量調(diào)查

隨機挑選48只表觀正常、不同大小、饑餓1 d的福壽螺用于試驗, 測量其殼高及稱重后, 將福壽螺分別放入預(yù)先準(zhǔn)備好的紅色小桶(5.8 L, 內(nèi)口徑21.0 cm)中, 每個小桶放入1只福壽螺和2 L曝氣自來水, 并投入足夠的定量浮萍。小桶一直蓋有桶蓋, 以防止螺逃逸, 桶蓋上鉆有小孔, 便于福壽螺呼吸換氣。每天不定時觀察福壽螺取食浮萍情況, 并補充足夠的定量浮萍, 試驗持續(xù)3 d, 試驗后撈取剩余浮萍并稱重, 最后計算每只螺平均每日浮萍攝入量。福壽螺殼高用數(shù)碼游標(biāo)卡尺量取, 精確到0.02 mm, 福壽螺體重和浮萍重量用電子天平稱量, 精確到0.1 mg,試驗期間浮萍生長所造成的重量增加忽略不計。

2.3數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0、Excel 2007軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計學(xué)分析, 對福壽螺選擇水稻和浮萍的頻數(shù)進行二項分布檢驗, 對福壽螺選擇水稻和浮萍的時間及有無浮萍存在條件下福壽螺對水稻植株的危害情況差異比較進行t檢驗, 數(shù)據(jù)以平均值+標(biāo)準(zhǔn)誤差的形式列出。全文數(shù)據(jù)整理繪圖采用Excel 2007和Origin 8.0進行。

3 結(jié)果與分析

3.1福壽螺對浮萍和水稻的偏好性選擇

由圖2可見, 水稻日齡為15 d時, 有60.0%的福壽螺偏好于取食浮萍, 剩余40.0%的福壽螺選擇取食水稻, 通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn), 福壽螺選擇15日齡水稻和浮萍的時間分別為(15.17 ± 2.31) min和(15.22 ± 1.71) min,兩者無明顯差異(P＞0.05); 當(dāng)水稻生長到23 d和30 d時, 選擇取食浮萍的福壽螺數(shù)量進一步增加, 分別達到76.7%和66.7%, 余下小部分螺選擇取食水稻;通過統(tǒng)計福壽螺做出選擇取食的時間, 同樣無明顯差別(P＞ 0.05)?？傮w而言, 在不考慮水稻日齡的情況下, 對福壽螺選擇水稻和浮萍的頻數(shù)進行二項分布檢驗, 發(fā)現(xiàn)福壽螺明顯偏向于取食浮萍(P＜0.01), 說明浮萍對福壽螺有一定的誘集作用。

圖2 福壽螺對浮萍和不同日齡水稻的選擇取食偏好Fig. 2 The feeding preference selection of P. canaliculata to duckweed and rice in different day-ages

如圖3所示, 在不考慮水稻日齡的前提下, 通過統(tǒng)計做出偏好選擇的福壽螺個體大小和選擇時間, 不論是選擇水稻, 或是浮萍, 均未呈現(xiàn)出一個明顯的規(guī)律性。選擇浮萍的福壽螺個體大小(Y1)與時間(X1)的關(guān)系是: Y1= –0.03X1+ 24.93 (R2=0.002; P＞0.05); 選擇水稻的福壽螺個體大小(Y2)與時間(X2)的關(guān)系是: Y2= –0.13X2+ 28.14 (R2=0.017; P＞0.05)。綜合圖2和圖3可見, 盡管福壽螺偏向于取食浮萍, 但與福壽螺個體大小和做出選擇時間沒有明顯關(guān)系。

3.2浮萍存在條件下福壽螺對水稻的危害情況

當(dāng)福壽螺引入到只有水稻種植的稻田生境中,尤其是水稻秧苗特別幼嫩(日齡15 d)時, 1 d時間后僅有22.2%的秧苗存活下來, 其中還有將近4%的秧苗受損, 但當(dāng)?shù)咎镏幸敫∑己? 部分福壽螺會選擇取食浮萍, 從而使水稻的受害率減小, 同樣規(guī)格的福壽螺引入到稻-萍共生環(huán)境1 d后, 水稻存活率為46.3%,高于水稻常規(guī)種植, 但并未達到顯著差異(P＞0.05);當(dāng)福壽螺引入時間延長至2 d時, 有浮萍和無浮萍存在條件下水稻的存活率分別為27.8%和4.6%, 差異性達到了顯著性水平(P＜0.05); 常規(guī)水稻種植引入福壽螺3 d后, 秧苗全部被螺取食掉, 存活率下降至0,明顯低于有浮萍存在的處理(16.7%; P＜0.05) (圖4A)。

當(dāng)水稻秧苗移栽日齡從15 d改為30 d, 此時水稻生長得較為“硬朗”, 在福壽螺存在下的水稻受害率明顯降低, 常規(guī)種植條件下水稻受福壽螺危害1 d后, 存活率為79.6%, 而引入浮萍后, 水稻存活率會更高, 達到91.7%, 但兩者差異并不顯著(P＞0.05); 不管是水稻常規(guī)種植還是稻萍共生環(huán)境下, 隨著遭受螺害時間的延長, 水稻的存活率持續(xù)下降, 引入福壽螺3 d后, 稻萍共生下水稻的存活率降至60.2%, 但顯著高于同時期的常規(guī)水稻種植(48.1%) (圖4B)。

圖3 T形槽試驗的福壽螺個體大小和對植物取食的選擇時間Fig. 3 The body size of P. canaliculata and its selection time for plants in a T-maze test

圖4 浮萍存在條件下福壽螺對水稻的危害情況Fig. 4 Harm situation of rice caused by P. canaliculata in the co-culture of duckweed and rice

整個試驗過程中, 不計水稻死亡情況在內(nèi), 有無浮萍條件下水稻受損率均在7.4%以內(nèi)(圖4)?？傮w而言, 引入浮萍3 d后, 水稻受福壽螺的啃食危害明顯降低, 存活率明顯提高(P＜0.05)。同時通過比較15和30 日齡秧苗在同等條件處理下受害情況發(fā)現(xiàn),無論是水稻常規(guī)種植還是稻-萍共生, 30日齡秧苗存活率均極顯著高于同時期調(diào)查的15日齡秧苗的存活率(P＜0.01)。

3.3不同大小福壽螺攝入浮萍量調(diào)查

由圖5和圖6可以看出, 隨著福壽螺體重的增加或殼高的增大, 浮萍攝入量呈現(xiàn)一個逐步增加的趨勢, 對不同大小的福壽螺的體重(W)和殼高(H)分別與浮萍每天攝入量(F)進行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)它們之間均存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系: F = 0.441W + 0.159 (R2= 0.802, P＜0.01) (圖5); F = 0.138H – 1.549 (R2=0.731, P＜0.01) (圖6), 表明可以通過調(diào)查稻田中福壽螺大小(殼高或體重)和數(shù)量情況, 來確定浮萍的大致投放量。

圖5 不同大小福壽螺體重與浮萍攝食量的關(guān)系Fig. 5 The relationship between P. canaliculata weight of difference sizes and its feeding amount on duckweed

圖6 不同大小福壽螺殼高與浮萍攝食量的關(guān)系Fig. 6 The relationship between different shell heights of P. canaliculata and its feeding amount on duckweed

4 討論

4.1利用植物源材料控制福壽螺危害

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中化學(xué)藥劑的過度使用帶來了農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留問題和較為嚴(yán)重的環(huán)境污染, 減少農(nóng)藥殘留、確保農(nóng)產(chǎn)品安全是人們共同關(guān)注的問題。為了控制福壽螺的發(fā)生為害和克服化學(xué)防治帶來的不利影響, 國內(nèi)外已開展利用植物源材料控制福壽螺危害的相關(guān)研究, 主要集中在植物提取物的滅螺活性研究, 涵蓋了經(jīng)濟作物(藜麥Chenopodium quinoa、煙草)、入侵植物(五爪金龍Ipomoea cairica、馬纓丹Lantana camara)、綠化樹種(無患子Sapindus saponaria、夾竹桃Nerium indicum)等, 并且部分表現(xiàn)出較好的滅殺效果[14–15,19–21]。植物源殺螺劑的有效成分均為天然物質(zhì), 施用后易降解, 對環(huán)境污染小, 但達到一定的控螺效果往往提取物的需求量較大, 加之提取過程繁瑣且經(jīng)濟成本高, 目前多處于試驗階段。

除此之外, 也有少部分研究植物源材料對福壽螺的趨避性, 以期通過更為簡便的操作方法來引誘或驅(qū)趕福壽螺, 以減少其對目標(biāo)作物的危害。徐武兵等[16]研究發(fā)現(xiàn)白千層(Melaleuca leucadendra)和扶桑(Hibiscus rosa-sinensis)對福壽螺有較大的吸引作用, 金葉假連翹(Duranta repens)、木麻黃(Casuarina equisetifolia)等則對福壽螺有一定的驅(qū)趕作用。也可以通過在農(nóng)田中放一些如苦楝樹葉、芋頭、香蕉、木瓜等引誘物來收集福壽螺[22]。但上述引誘物或趨避物均為陸生, 不能在稻田等水生環(huán)境中保持長效性。而本研究發(fā)現(xiàn)在水稻容易遭受福壽螺危害的苗期, 不考慮水稻的日齡, 選擇取食浮萍的福壽螺數(shù)量是選擇取食水稻的福壽螺的2.10倍(圖2)。徐武兵等[16]研究發(fā)現(xiàn), 福壽螺選擇對其有吸引作用的白千層、扶桑分別是選擇水稻的1.32、1.16倍, 故浮萍對福壽螺的吸引力更明顯, 成為減少福壽螺對水稻危害的替代植物(即作為“陷阱”植物被福壽螺優(yōu)先取食), 從而形成食物的“密度冗余”效應(yīng)。這可能與浮萍粗蛋白含量高、營養(yǎng)豐富、適口性好等特點有關(guān), 浮萍含有全部必需氨基酸, 相對于其它大多數(shù)植物蛋白, 更接近于動物蛋白, 且蛋白質(zhì)含量占浮萍干重的43%, 加之纖維和其它難消化物質(zhì)很少[23]。Wong等[24]研究了21種水生植物對福壽螺的適口性, 發(fā)現(xiàn)福壽螺最喜食的6種植物(包括浮萍)均具有相當(dāng)高的營養(yǎng)成分, 且福壽螺攝食量與植物含氮量、碳氮比、含磷量等呈正相關(guān)關(guān)系, 說明福壽螺能以營養(yǎng)價值為基準(zhǔn)來積極有效地選擇食物, 這符合Townsend等[25]的最優(yōu)覓食理論, 即一種動物在花費一定覓食成本下會將攝入能量或攝入營養(yǎng)最大化, 該結(jié)果為篩選對福壽螺具有趨避作用的植物提供了思路和依據(jù)。

4.2稻田養(yǎng)萍控制福壽螺危害的可行性

浮萍繁殖速度快, 在溫度24 ℃、光照12 h的培養(yǎng)條件下, 可達到每4 d繁殖1倍的速度[26], 故利用浮萍去除污水中N、P成為國內(nèi)外水處理的常見方法[27–28]。但有人認(rèn)為, 浮萍在稻田中的存在會競爭水稻生長所需的肥料, 并且浮萍的大面積覆蓋會消耗水中的氧氣和降低水溫, 抑制了水稻的生長發(fā)育[29]。但不少研究發(fā)現(xiàn), 稻田施用浮萍對水稻產(chǎn)量并無明顯影響[29–30], 且對稻田雜草(稗草、鴨舌草、莎草、牛毛氈等)和浮游藻類植物有不同程度的控制作用,并可明顯減輕水稻紋枯病的發(fā)生[30–31]。

本研究發(fā)現(xiàn), 稻田放養(yǎng)浮萍能夠明顯減少福壽螺對水稻的危害, 稻萍共生3 d后, 水稻受損率減少10%以上(圖4)。而30日齡秧苗存活率明顯高于15日齡水稻, 這主要是由于水稻的生物量增大和適口性下降導(dǎo)致的。此研究結(jié)果表明, 在不影響水稻生長和產(chǎn)量形成的情況下, 可適當(dāng)推遲水稻移栽日齡[32]。同時, 為避免浮萍過量導(dǎo)致福壽螺種群快速增長, 浮萍的投放量可大致根據(jù)圖5或圖6來判定,實際調(diào)查中以統(tǒng)計成螺(殼高≥25 mm)情況為主, 但受復(fù)雜的農(nóng)田環(huán)境條件的影響, 如何科學(xué)地投放浮萍尚待進一步研究。一般而言, 當(dāng)福壽螺危害發(fā)生嚴(yán)重(每m2稻田成螺(殼高≥20 mm或體重≥2 g)密度6―10只)時, 則每m2稻田投放浮萍80―120 g,水面覆蓋率約為50%―75%; 當(dāng)福壽螺危害發(fā)生處于一般水平(每m2稻田成螺密度1―5只)時, 每m2稻田投放浮萍15―50 g, 水面覆蓋率約為10%―30%。浮萍除可在稻田中使用外, 也可以用于水蕹菜、茭白等水生蔬菜田中, 如沈?qū)W根等[33]研究發(fā)現(xiàn)放養(yǎng)浮萍能夠顯著促進茭白植株的生長、提高茭白的產(chǎn)量和產(chǎn)值等, 但能否減少福壽螺帶來的農(nóng)業(yè)損失, 需在實施前研究福壽螺對浮萍和水生蔬菜的偏好性。浮萍除對福壽螺具有誘集功能外, 還可作為載體植物為福壽螺的天敵, 如鴨、鯉魚等提供天然餌料[13,23,34]。因此, 可通過構(gòu)建“稻-萍-鴨”或“稻-萍-魚”復(fù)合農(nóng)業(yè)系統(tǒng)來提高稻田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及對福壽螺的防控效率。

[1] HALWART M. The golden apple snailPomacea canaliculatain Asian rice farming systems: Present impact and future threat[J]. International Journal of Pest Management, 1994, 40(2): 199–206.

[2] YOSHIE H, YUSA Y. Effects of predation on the exotic freshwater snailPomacea canaliculata(Caenogastropoda: Ampullariidae) by the indigenous turtleChinemys reevesii(Testudines: Geoemydidae)[J]. Applied Entomology and Zoology, 2008, 43(4): 475–482.

[3] JOSHI R C. Problems with the management of the golden apple snailPomacea canaliculata: an important exotic pest of rice in Asia[M]. Area-Wide Control of Insect Pests. Springer Netherlands, 2007: 257–264.

[4] NAYLOR R. Invasions in agriculture: assessing the cost of the golden apple snail in Asia[J]. Ambio, 1996, 25(7): 443–448.

[5] LV S, ZHANG Y, LIU H X, et al. Invasive snails and an emerging infectious disease: results from the first national survey onAngiostrongylus cantonensisin China[J]. PLoS Neglected Tropical Diseases, 2009, 3(2): e368.

[6] LOWE S, BROWNE M, BOUDJELAS S, et al. 100 of the world’s worst invasive alien species: A selection from the global invasive species database[M]. Auckland, New Zealand: Invasive Species Specialist Group. 2000.

[7] TEO S S. Evaluation of different duck varieties for the control of the golden apple snail (Pomacea canaliculata) in transplanted and direct seeded rice[J]. Crop Protection, 2001, 20(7): 599–604.

[8] TANAKA K, WATANABE T, HIGUCHI H, et al. Densitydependent growth and reproduction of the apple snail,Pomacea canaliculata: A density manipulation experiment in a paddy field[J]. Researches on Population Ecology, 1999, 41(3): 253–262.

[9] CULLINEY T W. Benefits of classical biological control for managing invasive plants[J]. Critical Reviews in Plant Science, 2005, 24(2): 131–150.

[10] TEO S S. Evaluation of different species of fish for biological control of golden apple snailPomacea canaliculata(Lamarck) in rice[J]. Crop Protection, 2006, 25(9): 1004–1012.

[11] DONG S, ZHENG G, YU X, et al. Biological control of golden apple snail,Pomacea canaliculataby Chinese soft-shelled turtle,Pelodiscus sinensisin the wild rice,Zizania latifoliafield[J]. Scientia Agricola, 2012, 69(2): 142–146.

[12] LIANG K, ZHANG J, FANG L, et al. The biological control ofPomacea canaliculatapopulation by rice-duck mutualism in paddy fields[J]. Biocontrol Science and Technology, 2013, 23(6): 674–690.

[13] 肖英方, 毛潤乾, 萬方浩. 害蟲生物防治新概念——生物防治植物及創(chuàng)新研究[J]. 中國生物防治學(xué)報, 2013, 29(1): 1–10.

[14] DAI L, WANG W, DONG X, et al. Molluscicidal activity of cardiac glycosides fromNerium indicumagainstPomacea canaliculataand its implications for the mechanisms of toxicity[J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2011, 32(2): 226–232.

[15] QUIJANO M, RIERA-RUíZ C, BARRAGáN A, et al. Molluscicidal activity of the aqueous extracts fromSolanum mammosumL.,Sapindus saponariaL. andJatropha curcasL. againstPomacea canaliculata[J].Emirates Journal of Food and Agriculture, 2014, 26(10): 871–877.

[16] 徐武兵, 鐘秋華, 李林峰, 等. 16種植物對福壽螺的趨避效果研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 37(11): 149–152.

[17] TAKEICHI M, HIRAI Y, YUSA Y. A water-borne sex pheromone and trail following in the apple snail,Pomacea canaliculata[J]. Journal of Molluscan Studies, 2007, 73(3): 275–278.

[18] 徐武兵, 鐘秋華, 李林峰, 等. 雌雄福壽螺取食和對異性選擇行為的差異[J]. 生態(tài)學(xué)雜志, 2011, 30(11): 2528–2533.

[19] 曾坤玉, 胡飛, 陳玉芬, 等. 四種與福壽螺(Ampullaria gigas)同源地入侵植物的殺螺效果[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2008, 28(1): 260–266.

[20] JOSHI R C, SAN MARTíN R, SAEZ-NAVARRETE C, et al. Efficacy of quinoa (Chenopodium quinoa) saponins against golden apple snail (Pomacea canaliculata) in the Philippines under laboratory conditions[J]. Crop Protection, 2008, 27(3): 553–557.

[21] TANGKOONBORIBUN R, SASSANARAKKIT S. Molluscicide from tobacco waste[J]. Journal of Agricultural Science, 2009, 1(1): 76–81.

[22] 王志高, 譚濟才, 劉軍, 等. 福壽螺綜合防治研究進展[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 2009, 25(12): 201–205.

[23] YALMAZ E, AKYURT ?, GüNAL G. Use of duckweed,Lemna minor, as a protein feedstuff in practical diets for common carp,Cyprinus carpio, fry[J]. Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 2004, 4(2): 105–109.

[24] WONG P K, LIANG Y, LIU N Y, et al. Palatability of macrophytes to the invasive freshwater snailPomacea canaliculata: differential effects of multiple plant traits[J]. Freshwater Biology, 2010, 55(10): 2023–2031.

[25] TOWNSEND C R, BEGON M, HARPER J L. Essentials of ecology, third edition[M]. Oxford: Wiley-blackwell. 2008.

[26] HARVEY R M, FOX J L. Nutrient removal usingLemna minor[J]. Journal (Water Pollution Control Federation), 1973, 45(9): 1928–1938.

[27] CHENG J, LANDESMAN L, BERGMANN B A, et al. Nutrient removal from swine lagoon liquid byLemna minor8627[J]. Transactions of the ASAE, 2002, 45(4): 1003–1010.

[28] 雷鈞鎰, 李猛, 馬旭洲, 等. 青萍對富營養(yǎng)化水體氮、磷的去除效果[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 42(1): 325–328.

[29] 寧偉軍. 浮萍與稻糠對免耕拋秧稻生長、產(chǎn)量及氨揮發(fā)影響研究[D]. 南寧: 廣西大學(xué). 2008.

[30] 黃世文, 余柳青, 段桂芳, 等. 稻糠與浮萍控制稻田雜草和稻紋枯病初步研究[J]. 植物保護, 2003, 29(6): 22–26.

[31] PARR L B, PERKINS R G, MASON C F. Reduction in photosynthetic efficiency ofCladophora glomerata, induced by overlying canopies ofLemnaspp[J]. Water research, 2002, 36(7): 1735–1742.

[32] TEO S S. Damage potential of the golden apple snailPomacea canaliculata(Lamarck) in irrigated rice and its control by cultural approaches[J]. International Journal of Dairy Technology, 2003, 49(1): 49–55.

[33] 沈?qū)W根, 汪炳良, 高根法, 等. 放養(yǎng)浮萍對雙季茭白生長和產(chǎn)量的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2004, 16(4): 206–209.

[34] NGAMSAENG A, THY S, PRESTON T R. Duckweed (Lemna minor) and water spinach (Ipomoea aquatica) as protein supplements for ducks fed broken rice as the basal diet[J]. Livestock Research for Rural Development, 2004, 16(3): 18–24.

Decoy effect of duckweed Lemna minor on Pomacea canaliculata in rice from paddy fields

GUO Jing1, ZHANG Jiaen1,2,3,4,*, ZHANG Chunxia1, XIANG Yao1
1.Department of Ecology, College of Natural Resources and Environment,South China Agricultural University,Guangzhou510642,China
2.Key Laboratory of Agro-Environment in the Tropics,Ministry of Agriculture,Guangzhou510642,China
3.Guangdong Provincial Engineering Technology Research Center of Modern Eco-agriculture and Circular Agriculture,
Guangzhou510642,China
4.Key Laboratory of Agroecology and Rural Environment of Guangzhou Regular Higher Education Institutions,Guangzhou
510642,China

In this paper, a T-maze was used to observe the preference ofPomacea canaliculatabetween duckweed (Lemna minor) and rice (Oryza sativa) plants of different ages. The results revealed that more than 60 percent of snails preferred to feed onL. minor, whenever the rice plants were 15, 23 or 30 days old. This pattern was not clearly associated with the individual size and treatment time ofP. canaliculata. In a simulated paddy habitat, the amount of rice eaten and damaged by the snails significantly decreased after the duckweed was introduced for 3 days, the survival rate of rice plants exceeded that of the control by 10 percent; the survival of 30-day-old rice plants was clearly higher than that of the 15-day-old rice plants. Moreover, the relation of individual size ofP. canaliculataand its ingestion rate ofL. minorwas statistically analyzed, as itmay offer a reference for the calculation of the required duckweed supply. This study showed thatL. minorhas a decoy effect onP. canaliculata, which in turn may reduce the snails’ harm to rice plants.

Pomacea canaliculata;Lemna minor; biological control; trapping plants; bio-control plants

10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.05.002

S476

A

1008-8873(2016)05-008-07

郭靖, 章家恩, 張春霞, 等. 利用稻田養(yǎng)萍誘集控制福壽螺危害的效應(yīng)研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2016, 35(5): 8-14.

GUO Jing, ZHANG Jiaen, ZHANG Chunxia, et al. Decoy effect of duckweedLemna minoronPomacea canaliculatain rice from paddy fields[J]. Ecological Science, 2016, 35(5): 8-14.

2015-10-12;

2015-11-02

國家自然科學(xué)基金項目(U1131006、30770403、30900187); 廣東省科技計劃項目(2007B020709007、2011B020309009、2012B020310005、2015B090903077); 廣東省高等學(xué)校高層次人才項目(粵教師函2010[79號]); 廣東省引進國(境)外高層次人才智力項目(粵外專[2010]51號)

郭靖(1989―), 男, 湖南汨羅人, 博士研究生, 主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)和入侵生物等方面的研究, E-mail: jingaj@163.com

*通信作者: 章家恩, 男, 博士, 教授, 主要從事生態(tài)學(xué)等方面的教學(xué)與研究工作, E-mail: jeanzh@scau.edu.cn