北方富含天敌的功能植物的发现与应用

蛇床Cnidium monnieri(L.)Cuss.是我国大部分地区均有分布的一种具有重要药用经济价值的植物。我们于2012年6月最先在北方发现蛇床上富含瓢虫、食蚜蝇等天敌昆虫,具备功能植物的基本特征。进一步研究发现,蛇床可使天敌昆虫提前迁入,在麦田害虫发生之前助增天敌瓢虫迁入麦田控害,且作为小麦、玉米之间的廊道以及它们收获后天敌的保育场所,从而周年实现对害虫的生态调控。蛇床同时具有种植管理轻简,适生性强,种子不扩散到农田内部成为杂草,且具观赏功能等可应用特点。因此,通过作物周边种植蛇床,作为害虫生态调控的一种新途径,可为农民实现增收、减少化学农药的使用、改善生态环境,具有重要的经济价值、生态价值和社会价值。     

定量评价天敌昆虫控害功能的稳定同位素方法

天敌在区域性多作物农田景观系统中辗转捕食害虫,对调节和控制害虫种群数量发挥着非常重要的作用。明确天敌昆虫的食物来源和扩散规律是定量评价其控害功能的重要环节。其中,稳定同位素标记方法是追溯生物个体的食物来源和探究其运动规律的重要手段。本文首先介绍该标记方法的基本原理,接着以天敌昆虫龟纹瓢虫Propylea japonica(Thunberg)为例,应用稳定同位素碳标记方法追溯其在棉花和玉米农田景观系统中取食来源与食物比例;最后叙述了稳定同位素方法的应用前景和存在的问题。     

自然天敌对苗蚜和伏蚜控制作用的定量分析

【目的】为了合理利用自然天敌,定量评价棉田自然天敌对苗蚜和伏蚜的控制作用。【方法】采用接虫罩笼法结合系统调查。【结果】发现苗蚜的主要自然天敌是龟纹瓢虫Propylaea japonica Thunberg和异色瓢虫Harmonia axyridis Pallas,大部分时间能够有效的控制苗蚜种群在防治指标以下,控害指数高达91%;伏蚜主要自然天敌是蜘蛛、草蛉和龟纹瓢虫,由于其种群数量太少,益害比低,对伏蚜控害指数始终低于20%,无法有效的控制伏蚜种群。【结论】结果提示,应根据苗蚜和伏蚜自然天敌控制作用不同,制定合理的保护利用自然天敌的策略。     

应用肠道内含物定量评价天敌捕食作用的方法

【目的】自然天敌在农田生态系统中发挥着重要的生物功能,明确捕食性天敌对害虫猎物的控制能力是充分发挥天敌控制作用的前提。【方法】本文基于肠道内含物分子检测方法,以华北花生与玉米组成的微景观系统中的花生/玉米-花生蚜-龟纹瓢虫为研究主线,对龟纹瓢虫Propylaeajaponica肠道内含物进行了分子检测。【结果】结合室内和大田取样两种途径,通过测定龟纹瓢虫肠道内含物中花生蚜的阳性检出率,显示龟纹瓢虫体内检测到花生蚜的扩增,阳性检出率最高时达到26.25%。【结论】基于天敌肠道内含物的分子标记技术可作为定量评价田间实际天敌控害作用的有效方法之一,玉米作为功能植物(作物)可通过涵养天敌瓢虫实现对花生蚜的控制作用。     

温室内大花植物对天敌丰度及其控害功能的影响

【目的】大花植物(花粉和花蜜)能否为特殊的寒地温室内各种昆虫的成虫期补充营养,提供食物来源进而影响温室内天敌的控害功能是当前保护地内防控害虫的关键的科学问题之一。【方法】本实验连续两年选择调查了哈尔滨市郊区(寒地,北纬45o)三栋大型玻璃温室的花卉作物栽培引入情况并用粘虫板连续监测了温室内各种节肢动物丰度动态,分析了温室内大花植物栽培比例对各类(种)优势害虫丰度,寄生性天敌及捕食性天敌丰度的影响,探讨了不同天敌类群丰度的关系及害虫多样性与总丰度等关系。【结果】研究表明:较高比例的大花植物栽培整体上能提高害虫的多样性指数,抑制各种害虫种群的暴发,但单一种类的大花植物也会导致较为严重的害虫发生;影响寄生性天敌类群的环境因素与影响捕食性天敌的因素相似,而捕食性天敌(体型较大)对化学农药的喷洒相对更为敏感。【结论】研究结果可为田间生物控害工程的"功能植物"筛选提供信息,为设施农业害虫生物防治提供科学依据。     

基于服务功能的昆虫生态调控理论

鉴于昆虫在植物传粉授精、害虫生物控制、土壤有机物分解中提供多种生态系统服务功能,本文在害虫生态调控、区域性害虫生态调控与生境管理的基础上,进一步提出基于多种生态服务功能的农田景观昆虫生态调控理论、方法与实践。认为:昆虫管理不仅仅是害虫的管理,还应包括有益昆虫(如传粉昆虫、天敌昆虫、分解昆虫)的管理,这种管理应从单一农田生态系统扩展到农田景观生态系统,充分考虑农田景观中昆虫的传粉功能、生物控害功能和分解功能,通过对功能植物、作物与非作物生境的空间布局以及时间序列上的生态设计,从空间上明确昆虫(包括害虫、天敌、传粉昆虫、分解昆虫)在不同生境中的转移扩散动态,从时间上掌握昆虫在不同寄主植物与非作物生境上的演替过程,从技术上着重发挥有利于昆虫的传粉功能、生物控害功能和分解功能的综合措施,在研究方法上突出使用稳定同位素、生态能量学、化学生态学等定量分析手段,研究景观区域内中"植物-昆虫"互作过程及其生态调控措施的作用,寻求不同时空条件下控害保益的关键措施,设计和组装出维持多功能的农田景观昆虫生态调控技术体系,创造有利于天敌控害、蜜蜂传粉、土壤分解的环境条件,以发挥昆虫类群在农田景观中最大的生态服务功能。     

蜜粉源植物对天敌昆虫的作用及其在生物防治中的应用

寄生性和捕食性天敌昆虫成虫普遍存在通过取食蜜粉源植物补充营养的行为,这可不同程度地促进天敌昆虫性成熟、延长其寿命、提高其生殖力或寄生率,以及搜寻寄主效率和子代雌性比率,从而显著提高天敌昆虫在生物防治中的控害能力和效果。蜜粉源植物花的结构及植物对天敌昆虫产生的嗅觉、视觉信号和花蜜花粉对天敌昆虫产生的味觉信号又显著影响天敌昆虫选择蜜粉源植物的行为和结果。但是,蜜粉源植物也可成为害虫的补充营养植物,从而提高害虫的为害能力。因此,需深入研究不同蜜粉源植物对天敌昆虫及害虫的作用,趋利避害,才可能应用蜜粉源植物成功调控天敌与害虫的益害比,实现害虫的可持续控制。     

功能植物的作用原理、方式及研究展望

通过种植蜜源植物、储蓄植物、栖境植物和诱集植物等以增强目标保护作物害虫天敌昆虫的生物控害功能,已成为害虫生态调控的一项重要途径。为此,本文从种植这些植物带来的生态系统服务与功能的角度,提出功能植物的概念,认为功能植物应为天敌和传粉昆虫提供"衣(传粉服务)、食(食物服务)、住(庇护服务)、行(转移服务)"的功能,而不能为目标害虫提供"衣(沾花点)、食(桥梁田)、住(庇护所)、行(扩散地)"作用,在发挥生物控害功能的同时,还可能带来诸如传粉、土壤涵养等其他生态系统功能;由此进一步总结了功能植物的作用原理、主要特征、作用方式及其与其他相关名词的联系与区别,指出未来功能植物发展的趋势,为充分利用功能植物开展害虫生态调控提供理论参考。     

烟粉虱内共生菌Rickettsia在植物体内的分布及转移效率初探

【目的】检测Q型烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)体内Rickettsia的感染情况,研究分析Rickettsia共生菌经烟粉虱传入豇豆植物后的分布、转移效率等。【方法】以Q型烟粉虱为实验材料,利用常规PCR及荧光原位杂交技术(FISH),检测了烟粉虱体内Rickettsia的感染率,以及Rickettsia传入豇豆植物体内后的存留情况。【结果】Q型烟粉虱可以通过取食将Rickettsia传至豇豆植株内;接虫数量与Rickettsia传入效率及其在取食部位相邻的下部叶片中检测到的起始时间呈负相关;Rickettsia经烟粉虱取食传入豇豆叶片后,集中分布在叶片的韧皮部筛管中;基于16S r RNA的系统发育分析结果表明,Q型烟粉虱体内的Rickettsia与经取食传入豇豆叶片的Rickettsia高度同源。【结论】Rickettsia可以通过烟粉虱的取食传入植物体内,并且可以在相邻叶片之间转移传播,Rickettsia在由寄主昆虫向植株传播过程中高度保守。     

烟粉虱内共生菌 Rickettsia 在植物体内的分布及转移效率初探

【目的】检测 Q 型烟粉虱 Bemisia tabaci （Gennadius）体内 Rickettsia 的感染情况,研究分析Rickettsia 共生菌经烟粉虱传入豇豆植物后的分布、转移效率等。【方法】以 Q 型烟粉虱为实验材料,利用常规 PCR 及荧光原位杂交技术(FISH),检测了烟粉虱体内 Rickettsia 的感染率,以及 Rickettsia 传入豇豆植物体内后的存留情况。【结果】 Q 型烟粉虱可以通过取食将 Rickettsia 传至豇豆植株内;接虫数量与 Rickettsia传入效率及其在取食部位相邻的下部叶片中检测到的起始时间呈负相关;Rickettsia 经烟粉虱取食传入豇豆叶片后,集中分布在叶片的韧皮部筛管中;基于16S rRNA 的系统发育分析结果表明,Q 型烟粉虱体内的Rickettsia 与经取食传入豇豆叶片的 Rickettsia 高度同源。【结论】 Rickettsia 可以通过烟粉虱的取食传入植物体内,并且可以在相邻叶片之间转移传播,Rickettsia 在由寄主昆虫向植株传播过程中高度保守。     

广聚萤叶甲成虫取食经历对后续 产卵寄主选择的影响

【背景】取食经历对植食性昆虫的寄主选择行为具有较大影响,影响天敌昆虫寄主专一性测定的设计和结果解释。【方法】采用选择性试验,观察了入侵豚草的重要天敌——广聚萤叶甲成虫羽化后取食不同植物对其后续产卵寄主选择的影响。【结果】与取食豚草的试虫相比,有取食三裂叶豚草、苍耳或菊芋经历的成虫选择苍耳产卵的频次增加,不再对豚草表现出明显的选择偏好性。对产卵识别期的Cox模型分析结果表明,成虫早期取食不同植物,对后续产卵选择有显著影响,成虫羽化后如果先取食豚草或三裂叶豚草,则选择苍耳产卵的倾向显著低于豚草;但如果先取食苍耳、菊芋和农家向日葵,则选择苍耳产卵的倾向与豚草无显著差异。【结论与意义】由此推测,广聚萤叶甲初羽化成虫取食的植物对其后续产卵选择具有较大影响,因而在寄主专一性测定中应关注测试前饲喂的植物种类。     

功能植物苣荬菜的特征及其应用潜能

苣荬菜Sonchus arvensis L.在我国广泛分布,具有耐干旱、耐盐碱、适应性强、管理简便、花期长的特点。我们于2018年9月最先在山东发现苣荬菜上涵养着大量的天敌昆虫和传粉昆虫。经过进一步调研,显示苣荬菜与周围作物(玉米、小麦)无共同害虫,其花期7-10月,与玉米生长同期,可为玉米田天敌昆虫提供持续的营养补充,维持天敌昆虫种群;同时也是一种优质的蜜粉源植物,符合功能植物的基本特征。本文综述了苣荬菜作为华北玉米田功能植物的特征,建议通过在玉米田边通过种植苣荬菜可作为玉米害虫生态控害的手段,以实现维持天敌生物控害、减少化学农药投入、增加收入、改善农田生态环境和美丽乡村等目标。     

蜜源食物对节肢动物天敌寿命、繁殖力和控害能力的影响

大多数节肢动物天敌除了寄生或捕食寄主或猎物外,也会取食蜜源食物,特别是包括植物花蜜、花外蜜和昆虫蜜露等富含糖分的食物。这些蜜源食物对于提高寄生性和捕食性天敌的飞行和寄主搜索能力、延长寿命、提高繁殖力和增强控害能力都能发挥重要作用。本文重点介绍了农田生态系统中3类常见的非猎物性蜜源食物即植物花蜜、花外蜜和昆虫蜜露。其中,花蜜和花外蜜能够显著延长天敌寿命,提高天敌繁殖力和控害能力;蜜露的作用虽次于花蜜和花外蜜,但仍能促进某些天敌的生态功能。还进一步综述了显花植物和蜜源食物投放在生物防治中的应用,并从筛选适宜的蜜源植物、蜜源食物中糖成分作用分析和天敌对蜜源食物的搜索和定位等方向开展对蜜源食物的研究利用进行了展望。     

不同生态措施苹果园主要害虫及天敌发生特征

【目的】昆虫多样性作为生物多样性的重要组成部分,在农业生态系统中发挥重要的生物控害与传粉功能。【方法】对山东烟台3种不同防控措施的苹果园,即普通生物防治区、功能植物调控区和化学防控区进行了为期2年(2018-2019)的害虫和天敌种群调查,比较了3种不同生态措施苹果园主要害虫、天敌发生特征。【结果】发现生防区、功能植物区的绣线菊蚜Aphis citricola Vander Goot、金纹细蛾Lithocolletis ringoniella Mats.、苹果全爪螨Panonychus ulmi(Koch)发生数量比化防区都高,而其内的异色瓢虫Harmonia axyridis、中华通草蛉Chrysoperla sinica(Tjeder)、食蚜蝇Syrphidae发生数量明显比化防区高。【结论】功能植物区和生防区的天敌数量均高于化防区,在一定程度上可抑制害虫发生的种群密度;而化防区内进行化学防治控制主要害虫的同时,也对天敌数量产生一定的负影响,其害虫种群数量波动较大,容易暴发成灾。     

青藏高原高寒草甸门源草原毛虫取食偏好及其与植物C、N含量的关系

草食性昆虫对不同植物物种的取食存在偏好,这种取食偏好可能受其自身对蛋白质和碳水化合物的需求及二者平衡的调节。以青藏高原高寒矮嵩草草甸31种常见植物及门源草原毛虫为对象,通过饲喂实验,研究了草食性昆虫对不同物种和不同功能群植物的取食偏好,及其与植物叶片C、N含量和C∶N之间的关系。在31种植物中,门源草原毛虫对19种植物进行了取食,尤其对矮嵩草、红棕薹草、藏异燕麦和垂穗披碱草四种植物表现出强烈的取食偏好,而对另外12种植物未进行任何取食。在物种水平上,门源草原毛虫取食量与植物叶片N含量呈显著负相关,与叶片C∶N呈正相关。从功能群水平上看,门源草原毛虫对莎草类的取食偏好最大,而对豆科植物取食偏好最低;相应地,莎草类植物叶片N含量最低、C∶N最高,而豆科植物叶片N含量最高、C∶N最低。因此,即使在土壤有效氮匮乏、植物生长受氮素限制的高寒草甸生态系统,植物体内N含量的增加也可能不利于草食性昆虫的取食。门源草原毛虫对优势植物矮嵩草和垂穗披碱草的取食对高寒矮嵩草草甸物种共存和生物多样性维持可能具有重要的作用。     

Impacts of global warming on the interaction between host plants,insect pests and their natural enemies

全球气候变化是近来人类关注的焦点问题,其最显著的特征是气候变暖.因为昆虫具有生活周期短、繁殖率高等特点,所以,气候变暖对昆虫的发育、繁殖和存活会产生强烈的直接影响.气候变暖促使一些昆虫提前春天的物候现象,向高纬度或高海拔地区迁移.然而,昆虫在自然界并非孤立地存在,它们与寄主植物和自然天敌相互联系、相互作用,并在长期的进化过程中逐渐适应特定区域的气候条件.因此,全球气候变暖对“植物-害虫-天敌”的种间关系必然产生直接或间接的影响,导致不同昆虫之间以及昆虫与其相关营养层的物种之间的相互关系在气候变化下呈现出时间上的异步性和空间上的错位,从而影响植物的适应性和抗虫性、害虫的发生规律和危害程度以及天敌的种群消长和控害效能.昆虫除了可以通过休眠或滞育的方式在时间上避开高温的影响外,还可以通过迁飞或移动的方式在空间上避开高温的影响,在这种迁移和扩散不同步的情况下可能使害虫食性和取食植物的害虫及其天敌的种类发生变化,从而改变生物群落的组成与结构,影响生态系统的服务和功能.     

全球气候变暖对“植物-害虫-天敌”互作系统的影响

全球气候变化是近来人类关注的焦点问题,其最显著的特征是气候变暖。因为昆虫具有生活周期短、繁殖率高等特点,所以,气候变暖对昆虫的发育、繁殖和存活会产生强烈的直接影响。气候变暖促使一些昆虫提前春天的物候现象,向高纬度或高海拔地区迁移。然而,昆虫在自然界并非孤立地存在,它们与寄主植物和自然天敌相互联系、相互作用,并在长期的进化过程中逐渐适应特定区域的气候条件。因此,全球气候变暖对"植物-害虫-天敌"的种间关系必然产生直接或间接的影响,导致不同昆虫之间以及昆虫与其相关营养层的物种之间的相互关系在气候变化下呈现出时间上的异步性和空间上的错位,从而影响植物的适应性和抗虫性、害虫的发生规律和危害程度以及天敌的种群消长和控害效能。昆虫除了可以通过休眠或滞育的方式在时间上避开高温的影响外,还可以通过迁飞或移动的方式在空间上避开高温的影响,在这种迁移和扩散不同步的情况下可能使害虫食性和取食植物的害虫及其天敌的种类发生变化,从而改变生物群落的组成与结构,影响生态系统的服务和功能。     

应用罩笼法定量评价天敌对麦蚜的控害作用

【目的】定量分析麦田自然天敌对麦蚜的控制作用。【方法】系统调查和罩笼接虫法。【结果】龟纹瓢虫Propylaea japonica Thunberg是麦蚜的主要天敌。在麦蚜发生平稳期、盛发期、消退期,自然天敌对麦蚜有稳定的控制作用,控害指数分别为35%、42%和32%。【结论】在制定麦蚜的防治策略时,应充分考虑自然天敌的控害作用,加强对自然天敌的保护利用。     

北疆棉田捕食性天敌昆虫应对棉蚜的数量反应

【目的】棉蚜Aphis gossypii是新疆棉田的主要害虫,近来的研究多集中于南疆棉区,较少关注北疆棉田在新种植模式下的天敌种群数量发生规律。本文研究了北疆棉田棉蚜的优势种捕食性昆虫数量发生规律。【方法】对五家渠地区棉田中棉蚜及其4种主要捕食性天敌昆虫(2种瓢虫和2种草蛉)的种群数量进行了持续2年的跟踪调查。【结果】不同种捕食性天敌昆虫对棉蚜种群数量变化具有不同的响应,具体表现为:七星瓢虫Cocinella septempunctata数量随蚜虫数量增大而显著增大,多异瓢虫Hippodamia verigata和普通草蛉Chrysopa carnea随蚜虫数量增大而逐渐增大,而大草蛉Ch.septempunctata种群数量与棉蚜数量无关;连续2年的大田调查均发现,这4种捕食性昆虫种群数量在7月底有一高峰,而且七星瓢虫和大草蛉数量大于多异瓢虫和普通草蛉。【结论】七星瓢虫和大草龄是北疆五家渠地区棉田棉蚜的优势天敌。     

异色瓢虫取食棉蚜或棉花花粉后体内棉花DNA的降解动态

【目的】在农田中,天敌瓢虫主要捕食植食性害虫,从而间接摄入残留在害虫体内的寄主植物DNA;也常取食花粉等植物性食物,直接摄入植物DNA。本文比较研究两种摄入方式下,植物DNA在瓢虫体内的降解和残留动态。【方法】以异色瓢虫-棉蚜-棉花为研究对象,利用PCR技术检测瓢虫取食棉花上棉蚜、棉花花粉后,体内棉花DNA的残留情况,明确摄入方式、消化时间对棉花DNA检出率的影响效应。【结果】异色瓢虫成虫取食棉花叶片上的棉蚜,4 h后体内棉花DNA的最大检出率为16.7%,8 h后完全检测不到。瓢虫取食棉花花粉,4 h后体内棉花DNA检出率为70.4%,12 h后为51.9%,16 h后下降为39.3%,20 h后检测不到。【结论】异色瓢虫取食棉花花粉后,体内棉花DNA残留时间远长于通过捕食棉蚜的摄入方式。这种差异有助于对瓢虫体内由不同方式摄入的植物DNA进行区别分析。