趙杰 于偉茹 孫國輝
摘 要:丹參是我國傳統(tǒng)的藥用植物,具有較高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。調(diào)查發(fā)現(xiàn),東昌府區(qū)丹參主要害蟲及天敵共53種,其中害蟲22種、天敵31種;主要害蟲為蚜蟲類和植食性蝽類,天敵主要包括瓢蟲類、草蛉類、蜘蛛類和寄生蜂類;害蟲優(yōu)勢種有棉蚜和黃褐色蚜蟲,天敵優(yōu)勢種有三突伊氏蛛、七星瓢蟲、絨繭蜂和蚜繭蜂。,利用最優(yōu)分割法,可將丹參主要害蟲及天敵群落的時(shí)間格局劃分為4個(gè)時(shí)間段;在不同的時(shí)間段內(nèi),害蟲及天敵的發(fā)生各有其特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:丹參;害蟲;天敵;時(shí)間格局;東昌府區(qū)
中圖分類號(hào) S567.23+9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731(2020)20-0099-05
丹參,又名血參、紅根和大紅袍等,隸屬唇形科鼠尾草屬,為多年宿生性草本,是我國傳統(tǒng)醫(yī)藥學(xué)中應(yīng)用最早且最廣泛的藥用植物之一。丹參味苦、性微寒,歸心、肝經(jīng),其干燥根及根莖入藥,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,并被列為上品。丹參對心血管疾病的療效顯著,具有“祛瘀止痛、活血通經(jīng)、清心除煩”的功效。現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn),丹參具有保護(hù)心臟缺血缺氧、改善微循環(huán)、抑制血栓形成、鎮(zhèn)靜及抗菌消炎等作用,已被國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于臨床治療心血管疾病。
丹參在我國栽培歷史久遠(yuǎn),種質(zhì)資源豐富,是我國40種常用大宗藥材之一。山東是我國傳統(tǒng)的道地藥材產(chǎn)區(qū),生產(chǎn)歷史悠久,藥材質(zhì)量可靠,年產(chǎn)丹參藥材達(dá)3.2×104t左右,約占全國丹參藥材產(chǎn)量的60% 以上,已成為我國丹參主導(dǎo)產(chǎn)區(qū)。近年來,東昌府區(qū)把大力發(fā)展中藥材生產(chǎn)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),現(xiàn)有中藥材種植基地近2000km2,種植戶百余家,規(guī)模較大的中藥材基地1處。種植的中藥材種類繁多,其中以常規(guī)藥材丹參、當(dāng)歸、金銀花、芍藥、荊芥、山藥、銀杏、板藍(lán)根、黃芪、桔梗、枸杞等為主。目前國內(nèi)對丹參害蟲及天敵研究較淺薄,缺乏較深入的研究,害蟲的綠色防控還未引起足夠重視。東昌府區(qū)開展中藥材丹參生產(chǎn)起步較晚,對于丹參害蟲及天敵研究更是空白。本研究通過對東昌府區(qū)中藥材基地丹參主要害蟲及天敵的種類和數(shù)量進(jìn)行調(diào)查,分析主要害蟲及天敵種群動(dòng)態(tài)與群落結(jié)構(gòu)特征,明確丹參主要害蟲與天敵及其相互關(guān)系,為丹參害蟲的綠色防控和天敵的保護(hù)利用,以及丹參的可持續(xù)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地選在山東久久中藥材種植有限公司中草藥種植基地(115°9′E、36°5′N),海拔36m,地處黃河下游沖積平原,屬于溫帶季風(fēng)氣候區(qū),平均氣溫13.3℃,年平均降水量610mm,無霜期201d以上,光照充足,土地肥沃,水質(zhì)優(yōu)良,適宜多種藥用植物生長?;貎?nèi)種植的藥用植物種類豐富,包括丹參、桔梗、白芍、半夏、生地、決明子、北沙參、太子參等多個(gè)品種。選取該基地內(nèi)主要種植的藥用植物丹參作為研究對象。丹參位于基地東側(cè),種植方向?yàn)槟媳毙邢?。以南北方向長度為長,東西方向長度為寬,本次選取的地塊長度200m、寬度20m,總面積4000m2。整個(gè)調(diào)查過程中,基地內(nèi)不施用任何化學(xué)農(nóng)藥,只進(jìn)行常規(guī)的田間管理及農(nóng)事操作。
1.2 試驗(yàn)器材 卷尺、插牌、鑷子、大離心管、捕蟲網(wǎng)、試管、塑料培養(yǎng)皿、三角紙袋、數(shù)碼相機(jī)、OLYMPUS雙目立體解剖鏡、顯微鏡、75%乙醇、記號(hào)筆和標(biāo)簽紙等。
1.3 調(diào)查方法 2019年5月9日至10月12日在中草藥基地丹參田進(jìn)行抽樣調(diào)查。采取均勻抽樣的方法,在選定區(qū)域均勻等距取40個(gè)樣方,每個(gè)樣方南北間距3m,每樣方取4株,仔細(xì)觀察整株丹參上端到下端以及葉片正面到反面,記錄植株上害蟲及天敵的種類和數(shù)量。每7~9d調(diào)查1次,共調(diào)查19次,每次集中在上午進(jìn)行,若遇降雨,適當(dāng)提前或推遲調(diào)查。每次調(diào)查數(shù)據(jù)作為1個(gè)群落樣本數(shù)據(jù)。
1.4 分類與鑒定 調(diào)查時(shí)對認(rèn)識(shí)的害蟲及天敵種類直接記數(shù),對未知種類標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室,在雙目鏡或顯微鏡下根據(jù)圖譜或工具書鑒定。對于不能鑒定的幼蟲,先飼養(yǎng)至成蟲后再進(jìn)行鑒定,鑒定后統(tǒng)計(jì)目、科、種數(shù)。
1.5 數(shù)據(jù)處理與分析 利用Microsoft Excel將丹參主要害蟲及天敵種類和數(shù)量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。經(jīng)分類統(tǒng)計(jì)后,使用Microsoft Excel繪制丹參害蟲及天敵的優(yōu)勢種群動(dòng)態(tài)曲線,研究其種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化,分析主要害蟲及天敵的聯(lián)系。
2 結(jié)果與分析
2.1 丹參主要害蟲及天敵種群動(dòng)態(tài)
2.1.1 蚜蟲類及其天敵 為害丹參的蚜蟲有一種未知黃褐色蚜蟲和棉蚜,前者發(fā)生數(shù)量大,是丹參蚜蟲的優(yōu)勢種;后者發(fā)生數(shù)量少。兩者累加的種群數(shù)量動(dòng)態(tài)見圖1。由圖1可知,蚜蟲類主要發(fā)生在6月中旬之前,之后發(fā)生數(shù)量銳減。其中黃褐色蚜蟲主要發(fā)生在5月上中旬至6月中旬,之后數(shù)量銳減,表明該蚜蟲不耐高溫,秋季又有少量發(fā)生。
丹參蚜蟲的天敵主要有瓢蟲類、草蛉類和蚜繭蜂類(包括僵蚜和蚜繭蜂成蟲)。由圖2可知,這3類天敵主要發(fā)生在5月上中旬至6月中下旬,與蚜蟲的發(fā)生剛好吻合,表明這3類天敵跟隨現(xiàn)象明顯,在一定程度上起到了良好的自然控制作用,是蚜蟲天敵的優(yōu)勢類群。食蟲蝽和食蚜蠅發(fā)生數(shù)量較低,也有一定的跟隨效應(yīng),食蟲蝽則在6月下旬?dāng)?shù)量逐漸增大,在7月上中旬至8月上中旬?dāng)?shù)量較高。
2.1.2 煙粉虱 由圖3可知,煙粉虱主要發(fā)生在7月上旬之后的高溫季節(jié),7月中旬至9月上旬為發(fā)生高峰期,之后發(fā)生數(shù)量減少。這與李少華對泰安丹參的調(diào)查結(jié)果相似,表明煙粉虱是耐高溫發(fā)生的種類。調(diào)查發(fā)現(xiàn)有瓢蟲類和微小花蝽捕食其若蟲,但未發(fā)現(xiàn)煙粉虱有效的自然天敵,未發(fā)現(xiàn)寄生性天敵麗蚜小蜂。
2.1.3 植食性蝽類 丹參上的植食性蝽類有綠盲蝽、稻棘緣蝽、斑須蝽、黃斑蝽、茶翅蝽、谷子小長蝽和跳盲蝽等,其中綠盲蝽、稻棘緣蝽、斑須蝽、谷子小長蝽和跳盲蝽發(fā)生量較大。由圖4可知,這些植食性蝽的種群主要在5月中旬至8月中旬發(fā)生量大,期間因受下雨等因素影響出現(xiàn)明顯的波動(dòng),分別在6月中旬和7月中旬出現(xiàn)2個(gè)高峰期。前期(5月上旬至6月中旬)主要以綠盲蝽、跳盲蝽發(fā)生量較大,中后期(6月中旬至8月中旬)以斑須蝽、稻棘緣蝽和谷子小長蝽發(fā)生量大,這些蝽的天敵有多種蜘蛛類,其他種類的天敵較少。
2.1.4 截形葉螨 截形葉螨在丹參葉片反面刺吸葉片汁液,葉片出現(xiàn)細(xì)小的失綠斑點(diǎn)。由圖5可知,截形葉螨發(fā)生從5月初始至7月中旬止,集中在6月中旬前,高峰期在5月下旬和6月中旬,隨著雨季的到來,發(fā)生數(shù)量急劇下降。沒有發(fā)現(xiàn)有效的捕食性天敵。
2.1.5 棉鈴蟲幼蟲及其天敵齒唇姬蜂 聊城市是山東省的主要棉區(qū),棉鈴蟲發(fā)生量較大,在丹參上發(fā)生量也較大,主要為害葉片和花器。棉鈴蟲幼蟲及寄生性天敵齒唇姬蜂(以齒唇姬蜂的繭量表示)的發(fā)生動(dòng)態(tài)見圖6。由圖6可知,棉鈴蟲幼蟲自5月上旬開始數(shù)量漸增,至6月中下旬達(dá)到高峰期,之后分別在7月下旬、8月下旬至9月上旬形成小高峰。棉鈴蟲齒唇姬蜂是棉鈴蟲2齡幼蟲的重要寄生性天敵,其發(fā)生動(dòng)態(tài)與棉鈴蟲的發(fā)生動(dòng)態(tài)有較好的跟隨關(guān)系,表明有較好的自然控制能力。
2.1.6 直翅目害蟲 丹參的直翅目害蟲包括短額負(fù)蝗、花脛綠紋蝗、中華樹蟋等。優(yōu)勢種是短額負(fù)蝗,取食葉片形成孔洞或缺刻。由圖7可知,這些直翅目害蟲主要發(fā)生在6月之后,高峰期在8月初至9月中旬。中華樹蟋主要取食嫩葉和生長點(diǎn),盡管后期數(shù)量較大,但為害輕微。直翅目害蟲的天敵主要是蜘蛛類(見2.1.7描述和圖8),蜘蛛類與蝗蟲有很好的跟隨效應(yīng)。
2.1.7 丹參田蜘蛛類 丹參田由于地面覆蓋度高且調(diào)查田不施用化學(xué)農(nóng)藥,因此蜘蛛種類多、數(shù)量大,先后調(diào)查到9種(類)。蜘蛛類是多食性種類,能捕食多種害蟲,如棉鈴蟲、植食性蝽類、直翅目害蟲等,是丹參田的優(yōu)勢天敵類群。這些蜘蛛種群的累計(jì)數(shù)量動(dòng)態(tài)見圖8。由圖8可知,從5月上旬至10月,盡管受多種因素影響,蜘蛛總體數(shù)量仍呈上升趨勢。蜘蛛發(fā)生與蝗蟲類、植食性蝽類等有很好的跟隨關(guān)系。根據(jù)對棉田生態(tài)系統(tǒng)觀察,蜘蛛類是棉鈴蟲非常重要的天敵,對棉鈴蟲具有很好的自然控制作用。丹參田蜘蛛也是棉鈴蟲幼蟲十分重要的自然天敵。
2.2 主要害蟲及天敵優(yōu)勢度和優(yōu)勢種 丹參主要害蟲及天敵共53種,隸屬于1門、2綱、10目、38科。其中害蟲包括1門、1綱、5目、15科,共有22種,占總種數(shù)的41.5%;天敵包括1門、2綱、7目、24科,共有31種,占總種數(shù)的58.5%。主要優(yōu)勢害蟲有棉蚜、黃褐色蚜蟲、跳盲蝽、煙粉虱、短額負(fù)蝗和鱗翅目害蟲(棉鈴蟲、紫蘇野螟、大造橋蟲、銀紋夜蛾)。主要天敵有瓢蟲類(龜紋瓢蟲、異色瓢蟲、七星瓢蟲)、蜘蛛類(三突伊氏蛛、鞍形花蟹蛛、黃褐新圓蛛、跳蛛、草間鉆頭蛛、八斑鞘腹蛛和擬水狼蛛)、草蛉類(大草蛉、中華通草蛉)和寄生蜂類(蚜繭蜂和棉鈴蟲齒唇姬蜂)。
2.3 主要害蟲與天敵的典型相關(guān)分析 選取19次調(diào)查的 12種(類)害蟲和天敵進(jìn)行典型相關(guān)分析。害蟲有蚜蟲類(x1)、煙粉虱(x2)、植食性蝽類(x3)、棉鈴蟲(x4)、直翅目害蟲(x5)共5種(類),天敵有蚜繭蜂(y1)、棉鈴蟲齒唇姬蜂(y2)、食蟲蝽(y3)(包括微小花蝽、華姬獵蝽、錘脅蹺蝽、大眼長蝽)、瓢蟲類(y4)、草蛉類(y5)、食蚜蠅類(y6)和蜘蛛類(y7)共7種(類)。建立4×19的害蟲矩陣和7×19的天敵矩陣,并進(jìn)行典型相關(guān)分析。經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),有3組典型相關(guān)變量達(dá)到極顯著或顯著水平(見表1)。
從觀察值與相對典型變量的相關(guān)系數(shù)考慮,得出典型變量構(gòu)成的方程組如下:
第1組典型變量方程組:
V1=-0.9077x1+0.6576x2-0.1233x3-0.2535x4+0.6522x5
U1=-0.9416y1-0.1030y2+0.4891y3-0.9169y4-0.8375y5-0.7779y6+0.6336y7
害蟲典型變量(V1)中以煙粉虱(x2)的權(quán)重(0.6576)和直翅目(x5)的權(quán)重(0.6522)較大,天敵典型變量(U1)中以蜘蛛類(y7)的權(quán)重(0.6336)和食蟲蝽(y3)的權(quán)重(0.4891)較大,故第1組典型相關(guān)變量體現(xiàn)食蟲蝽與煙粉虱、蜘蛛類與直翅目害蟲的正相關(guān)性。
第2組典型變量方程組:
V2= 0.2595x1-0.0390x2-0.7400 x3-0.6240 x4+0.2056x5
U2=0.1461y1-0.4952y2-0.6921y3-0.1983y4-0.4017y5-0.4301y6+0.1037y7
害蟲典型變量(V2)中以蚜蟲類(x1)的權(quán)重(0.2595)和直翅目(x5)的權(quán)重0.2056較大,天敵典型變量(U2)中以蚜繭蜂(y1)的權(quán)重(0.1461)和蜘蛛類(y7)的權(quán)重(0.1037)較大,故第2組典型相關(guān)變量體現(xiàn)蚜繭蜂與蚜蟲、蜘蛛類和直翅目害蟲的正相關(guān)性。
第3組典型變量方程組:
V3=-0.2135x1-0.5821x2-0.1648x3+0.2660x4-0.3728x5
U3=-0.1822y1+0.4680y2-0.3961y3+0.0814y4-0.0232y5-0.1579y6-0.2467y7
害蟲典型變量(V3)中以棉鈴蟲(x4)的權(quán)重(0.2660)最大,天敵典型變量(U3)中以棉鈴蟲齒唇姬蜂(y2)的權(quán)重(0.4680)最大,故第3組典型相關(guān)變量體現(xiàn)棉鈴蟲齒唇姬蜂與棉鈴蟲的正相關(guān)性。
從這些典型相關(guān)變量分析看,蚜繭蜂、棉鈴蟲齒唇姬蜂、食蟲蝽類和蜘蛛類是非常重要的自然天敵,它們與相應(yīng)害蟲跟隨關(guān)系緊密,具有重要的自然控制作用。
2.4 主要害蟲及天敵群落的時(shí)間格局 利用最優(yōu)時(shí)序分割法分別對丹參主要害蟲及天敵群落按時(shí)間序列進(jìn)行分類,結(jié)合氣候和物候生育期變化,通過分析不同時(shí)段內(nèi)的群落結(jié)構(gòu),進(jìn)一步明確丹參主要害蟲及天敵群落的時(shí)間格局。
利用5月9日至10月12日共19次調(diào)查數(shù)據(jù),以時(shí)間為群落樣本屬性,以30種害蟲和30種天敵為指標(biāo)屬性,構(gòu)成28×60矩陣,進(jìn)行時(shí)序結(jié)構(gòu)最優(yōu)分割。由圖9和表2可以看出,在時(shí)序分類數(shù)為5之前,誤差函數(shù)值的下降速度較快,之后趨于平緩。因此,將丹參害蟲及天敵群落的時(shí)序分成4個(gè)時(shí)間段最佳。
3 結(jié)論與討論
(1)物種組成是區(qū)別不同群落的重要特征。山東聊城市東昌府區(qū)丹參田共調(diào)查到主要害蟲及天敵共53種,其中害蟲包括5目、15科、22種,占總種數(shù)的41.5%;天敵包括7目、24科、31種,占總種數(shù)的58.5%,天敵的種數(shù)超過害蟲??紤]到對丹參田的破壞和擾動(dòng),沒有對地下害蟲進(jìn)行調(diào)查。本次調(diào)查的丹參田是中藥材的生產(chǎn)基地,種植的藥用植物種類多,周圍還有農(nóng)田,種植有小麥、玉米等。明確丹參田害蟲與天敵群落的物種組成及其與周圍環(huán)境的聯(lián)系,對于明確防治對象和保護(hù)對象以及科學(xué)有效防治害蟲能夠提供重要理論基礎(chǔ)。
(2)丹參優(yōu)勢害蟲有棉蚜、黃褐色蚜蟲(未知種)、煙粉虱、跳盲蝽和棉鈴蟲等,其中棉蚜和黃褐色蚜蟲是主要優(yōu)勢種;優(yōu)勢度較高的天敵包括蜘蛛類、瓢蟲類、中華通草蛉、絨繭蜂和蚜繭蜂等。丹參天敵與主要害蟲之間存在相關(guān)性,表現(xiàn)出一定的追隨現(xiàn)象,并且對害蟲的發(fā)生具有聯(lián)合控制作用。
(3)利用最優(yōu)分割法對丹參主要害蟲及天敵群落的時(shí)間格局進(jìn)行劃分,均可分為4個(gè)時(shí)間段;在不同時(shí)間段內(nèi),害蟲及天敵的發(fā)生各有其特點(diǎn)。第1時(shí)段:群落主要圍繞蚜蟲類發(fā)育,包括棉蚜和黃褐色蚜蟲。此時(shí)天敵包括蜘蛛類、草蛉類、瓢蟲類和蚜繭蜂等,天敵類可以很好地控制蚜蟲種群數(shù)量,若蚜蟲發(fā)生量大,可用選擇性殺蟲劑如吡蟲啉等進(jìn)行防治。第2時(shí)段:群落主要圍繞黃褐色蚜蟲和煙粉虱發(fā)育。此時(shí)黃褐色蚜蟲主要聚集在丹參輪傘花序的莖稈部位為害,而煙粉虱主要為害葉片,發(fā)生量大,要及時(shí)進(jìn)行防治,兩者均可使用新煙堿類殺蟲劑。第3時(shí)段:群落仍舊以黃褐色蚜蟲發(fā)育為中心。除此之外,跳盲蝽的種群數(shù)量逐漸增加,而蜘蛛類等天敵數(shù)量也逐漸增多,可充分利用自然天敵對跳盲蝽的控制作用;對于黃褐色蚜蟲的防治,可參照第2時(shí)段。第4時(shí)段:群落主要圍繞棉鈴蟲、棉蚜和黃褐色蚜蟲發(fā)育。此時(shí)段內(nèi),棉鈴蟲數(shù)量較高,不僅咬食丹參葉片,還為害丹參花,可在棉鈴蟲3齡前用氯蟲苯甲酰胺防治;隨著蚜蟲類數(shù)量增多,蚜繭蜂種群數(shù)量有所增加,因此,當(dāng)蚜蟲類數(shù)量不再顯著增加時(shí),可充分利用自然天敵進(jìn)行控制,防治效果顯著。
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(責(zé)編:徐世紅)