白順心,夏欣,茍長青,姚成層,馮宏祖
(塔里木大學農(nóng)學院/南疆農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理兵團重點實驗室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部阿拉爾作物有害生物科學觀測實驗站/南疆特色果樹高效優(yōu)質(zhì)栽培與深加工技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實驗室,新疆阿拉爾 843300)
新疆是我國最大的棉花產(chǎn)區(qū),以其獨特優(yōu)越的自然環(huán)境,高度機械化的生產(chǎn)方式,借助“一帶一路”的發(fā)展契機,在我國棉花產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位[1]。牧草盲蝽Lygus pratensis是新疆棉田盲蝽類害蟲的優(yōu)勢種群,近年來受轉(zhuǎn)Bt(蘇云金桿菌,Bacillus thuringiensis)基因棉花的廣泛種植,以及種植模式改變、種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、作物布局改變等因素的綜合影響,牧草盲蝽在新疆南疆棉田數(shù)量劇增,危害呈加重趨勢[2]。
蜘蛛是廣食性的捕食性天敵。各類群蜘蛛幾乎能捕食所有的棉花害蟲,而且可以捕食多種害蟲的多種蟲態(tài),有時能捕食比自身體積大幾倍的害蟲。又由于蜘蛛的繁殖力較強,體上無翅,活動范圍受到局限,能夠在棉田內(nèi)保持較穩(wěn)定的種群數(shù)量,對害蟲起到持久的控制作用[3]。農(nóng)田蜘蛛也是棉田生態(tài)系統(tǒng)重要的害蟲天敵資源,具有種類多、種群數(shù)量大、發(fā)生期長、食量大、耐饑寒、壽命長、繁殖力強、生態(tài)類型多等特點;對其合理保護利用,可成為害蟲生物防治的有效途徑[4]。目前已有關(guān)于棉田蜘蛛對棉蚜控制作用的研究報道[5],但關(guān)于棉田蜘蛛對牧草盲蝽防治作用的研究報道很少。本研究通過調(diào)查棉田牧草盲蝽和蜘蛛群落結(jié)構(gòu)以及消長動態(tài),為探明農(nóng)田蜘蛛對牧草盲蝽種群的控制作用和牧草盲蝽生態(tài)調(diào)控防治提供依據(jù)。
阿拉爾墾區(qū)(80°30′~81°58′E,40°22′~40°57′N)位于中國新疆維吾爾自治區(qū)南疆地區(qū),隸屬于新疆生產(chǎn)建設兵團第一師。該地屬于暖溫帶極端大陸性干旱荒漠氣候區(qū),是典型的綠洲農(nóng)業(yè)地區(qū),1959―1999年平均日照百分率為66%[6],年均日照時間2556.3~2991.8h,年均蒸發(fā)量1876.6~2558.9mm,年均降水量40.1~82.5mm[7]。農(nóng)業(yè)用水以滴灌為主,有著得天獨厚的植棉優(yōu)勢,是新疆主要的優(yōu)質(zhì)棉產(chǎn)區(qū)之一[8]。
黃色粘蟲板(25cm×20cm)和牧草盲蝽誘芯(均購自北京中捷四方生物科技股份有限公司,以下簡稱“誘芯”)、木棒、75%(體積分數(shù),下同)酒精、離心管、鑷子、小鏟子。
選取當?shù)?4塊長勢和農(nóng)事管理基本一致的棉田作為試驗點,相鄰試驗點的距離大于4km,每個試驗點棉田面積大于0.4hm2。
牧草盲蝽成蟲調(diào)查:采用誘集法。每個試驗點隨機Z字形固定調(diào)查10個點,將已固定好誘芯的黃色粘蟲板用細鐵絲固定在木棒上并插在棉田中,使黃色粘蟲板的底部與棉花頂部平齊或稍高,以不影響農(nóng)事操作為宜。每7d調(diào)查統(tǒng)計1次黃色粘蟲板上誘捕的牧草盲蝽數(shù)量,并更換新的黃色粘蟲板和誘芯。
蜘蛛調(diào)查:采用五點取樣法,每點調(diào)查20株,每塊棉田共計100株,用目測法詳細調(diào)查取樣范圍內(nèi)地面(每點1m2)和植株上(每點20株棉花)蜘蛛的數(shù)量,分種類進行記載。
自2021年6月5日至9月11日共進行14次調(diào)查。對于未知蜘蛛種類統(tǒng)一編號記載,標本用75%酒精保存帶回室內(nèi)進行鑒定。
本研究氣象數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡氣象站(https://en.tutiempo.net/climate/ws-517300.html)報告數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel和SPSS25.0軟件進行統(tǒng)計分析。
蜘蛛數(shù)量計算公式:N100=Nm/n。式中,N100為百株蜘蛛數(shù)量,Nm為每次調(diào)查全部取樣點的蜘蛛總數(shù)(植株調(diào)查的蜘蛛數(shù)量和地面調(diào)查面積內(nèi)的蜘蛛數(shù)量之和),n為試驗點數(shù)量。
根據(jù)蜘蛛種群調(diào)查數(shù)據(jù)計算Bergerparker優(yōu)勢度指數(shù)(d)。公式如下:d=Ni/N。式中,N為調(diào)查到的全部種類個體數(shù),Ni為物種i的個體數(shù)[9]。
由圖1可知,牧草盲蝽在6月上旬開始進入棉田,此后棉田牧草盲蝽數(shù)量變化呈雙峰曲線,2次高峰分別出現(xiàn)在7月下旬(7月24日,平均每板誘捕量為3.8頭)和8月下旬(8月28日,平均每板誘捕量為2.2頭)。
圖1 棉田牧草盲蝽消長動態(tài)及試驗區(qū)日平均相對濕度
調(diào)查期間日平均相對濕度出現(xiàn)3個高峰期,分別是在6月中旬、7月下旬、9月上旬。牧草盲蝽種群消長動態(tài)與日平均相對濕度關(guān)系密切。6月中旬,平均相對濕度小幅升高,牧草盲蝽開始進入棉田,此時數(shù)量較少;7月份日平均相對濕度逐漸升高,牧草盲蝽種群數(shù)量隨之增加,7月下旬達到全年最大值;之后1個月左右時間內(nèi),牧草盲蝽數(shù)量伴隨棉田濕度的降低和升高也出現(xiàn)相似的變化趨勢;8月下旬至9月上中旬日平均相對濕度對牧草盲蝽種群數(shù)量的影響變小,這可能是由于天敵種群數(shù)量增多,且棉花進入花鈴期后期,棉田環(huán)境不適合牧草盲蝽生長繁殖,牧草盲蝽陸續(xù)遷出棉田,向棉田周圍其他寄主轉(zhuǎn)移。
2.2.1棉田蜘蛛種類。在棉株上調(diào)查到蜘蛛1981頭,隸 屬 于12科24屬31種,分 別 為 園 蛛 科(Araneidae)6種,蟹蛛科(Thomisidae)5種,狼蛛科(Lycosidae)4種,皿 蛛 科(Linyphiidae)、跳 蛛 科(Salticidae)、平腹蛛科(Gnaphosidae)各3種,逍遙蛛科(Philodromidae)2種,管巢蛛科(Clubionidae)、肖蛸科(Tetragnathidae)、球蛛科(Theridiidae)、卷葉蛛科(Dictynidae)、貓蛛科(Oxyopidae)各1種(表1)。從個體數(shù)量占比上分析,蟹蛛科(28.82%)>園蛛科(19.63%)>皿蛛科(16.81%)>跳蛛科(8.64%)>逍遙蛛科(5.14%)>狼蛛科(4.59%)>卷葉蛛科(3.48%)>管巢蛛科(3.33%)>肖蛸科(3.08%)>平腹蛛科(2.53%)>球蛛科(2.12%)>貓蛛科(1.82%);數(shù)量較多的有三突花蛛(Misumenops tricuspidatus,占比16.66%)、草間鉆頭蛛(Hylyphantes graminicola,占比10.55%)、黃褐新園蛛(Neoscona doenitzi,占比8.38%)、斜紋花蟹蛛(Xysticus saganus,占比4.09%)、灌木新園蛛(Neoscona adianta,占比3.84%)等。
表1 棉株上蜘蛛種類及其數(shù)量所占比例
2.2.2棉田蜘蛛消長動態(tài)。由圖2可知,棉田蜘蛛種群數(shù)量總體趨勢呈3峰曲線,分別在7月上旬、8月上旬和9月上旬出現(xiàn)發(fā)生高峰期。6月上旬棉花植株矮小,蜘蛛的數(shù)量少,以游獵型蜘蛛為主。蜘蛛與獵物的消長存在明顯的跟隨現(xiàn)象。本研究中,隨著棉田害蟲種群的發(fā)生發(fā)展,蜘蛛種群數(shù)量在7月上旬達到第1個高峰期(百株蜘蛛數(shù)量為15.1頭);隨著7月中下旬牧草盲蝽蟲量的激增,棉田蜘蛛數(shù)量在其發(fā)生高峰后7~14d也達到高峰(百株蜘蛛數(shù)量為19.2頭);隨著牧草盲蝽第3代的發(fā)生,棉田蜘蛛種群數(shù)量在9月上旬出現(xiàn)第3個高峰期,至9月中旬隨著棉花逐漸成熟、害蟲減少而下降。
圖2 蜘蛛與牧草盲蝽在棉田的消長動態(tài)
種群數(shù)量前3位的蜘蛛種類(三突花蛛、草間鉆頭蛛、黃褐新園蛛)在棉田的消長動態(tài)與蜘蛛總體發(fā)生趨勢相似,見圖3。
圖3 種群數(shù)量前3位的蜘蛛種類在棉田的消長動態(tài)
2.3棉田蜘蛛優(yōu)勢種及其與牧草盲蝽相關(guān)性分析2.3.1棉田蜘蛛群落主要優(yōu)勢種。計算出種群數(shù)量為前3位的蜘蛛種類的優(yōu)勢度指數(shù)d(以日為單位進行處理),見表2。6月12日到7月10日的優(yōu)勢種是草間鉆頭蛛,d值在0.1216~0.2520。7月10日以后:三突花蛛因種群數(shù)量迅速增長(圖3)成為棉田優(yōu)勢種,在棉花生長發(fā)育中后期占絕對優(yōu)勢,d值在0.1301~0.3333;黃褐新園蛛次之(僅7月17日和9月11日的d值低于草間鉆頭蛛),d值在0.0504~0.1232。綜合d值以及個體數(shù)量分析可以確定,棉田蜘蛛群落的優(yōu)勢種為三突花蛛、草間鉆頭蛛、黃褐新園蛛。
表2 棉田蜘蛛群落不同時期主要優(yōu)勢種及其優(yōu)勢度指數(shù)
2.3.2蜘蛛優(yōu)勢種與牧草盲蝽相關(guān)性分析。三突花蛛、黃褐新園蛛和草間鉆頭蛛的數(shù)量隨牧草盲蝽數(shù)量的增加而上升,高峰略遲于牧草盲蝽的蟲口高峰,在牧草盲蝽的種群數(shù)量達到高峰并下降時3種蜘蛛的種群數(shù)量仍增加一段時間后才開始下降(圖2、圖3);蜘蛛與牧草盲蝽數(shù)量消長呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,按相關(guān)系數(shù)排序為三突花蛛(r=0.856,P=0.0002)、黃褐新園蛛(r=0.738,P=0.04)、草間鉆頭蛛(r=0.502,P=0.205)。
本研究發(fā)現(xiàn)阿拉爾墾區(qū)棉田牧草盲蝽發(fā)生有2個高峰期,這一結(jié)果與前人的研究結(jié)果[10-11]相似;但是本研究中的牧草盲蝽發(fā)生高峰期分別在7月下旬和8月下旬,晚于前人研究[10-11],推測這是由于不同年份、不同地區(qū)牧草盲蝽發(fā)生時間和發(fā)生量并不相同。伴隨田間相對濕度的降低和升高,牧草盲蝽數(shù)量呈現(xiàn)相似的變化趨勢,顯示相對濕度對牧草盲蝽種群數(shù)量影響較大。
本研究在棉田中調(diào)查到的蜘蛛隸屬于12科24屬31種,全年棉田蜘蛛種群數(shù)量出現(xiàn)3個高峰期,分別在7月上旬、8月上旬和9月上旬;蜘蛛與牧草盲蝽數(shù)量消長呈現(xiàn)一定的正相關(guān)性,認為牧草盲蝽種群消長影響蜘蛛種群動態(tài)消長,尤其對三突花蛛、草間鉆頭蛛、黃褐新園蛛等在棉田中的發(fā)生具有一定影響。不同空間分布的蜘蛛在棉田中具有不同的作用,對棉株形成全方位、多層次的保護:在地下或地面活動的蜘蛛(狼蛛科等)可以捕食棉花的地下和地面害蟲;在棉株之間結(jié)大網(wǎng)或小網(wǎng)的蜘蛛(園蛛科、皿蛛科等)可以捕食半翅目、鱗翅目、直翅目等害蟲的成蟲;在棉株和棉葉上游獵的蜘蛛(蟹蛛科、跳蛛科等)可以捕食多種害蟲的卵和幼蟲。建議棉花生產(chǎn)中盡量避免破壞有益蜘蛛的生存棲息環(huán)境,減少對蜘蛛群落多樣性及穩(wěn)定性的影響,這對棉田有益種類蜘蛛的保護和生物資源利用至關(guān)重要,對以生物防治為主的害蟲綜合治理、農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境的保護都可起到積極作用。
農(nóng)田蜘蛛是極為重要的棉田天敵,其種群消長受多種因素共同影響,如氣候因素、食物源、農(nóng)藥及農(nóng)事操作[12-14]。本研究僅分析了棉田蜘蛛和牧草盲蝽種群消長動態(tài)的相關(guān)性,而對蜘蛛控制牧草盲蝽的效能尚不清楚。后續(xù)研究中,應重點探明蜘蛛對牧草盲蝽的控制效能,并加強蜘蛛資源的開發(fā)與利用,為棉田害蟲的生態(tài)調(diào)控提供理論基礎。