农田景观格局对害虫天敌生态控害功能的调控作用

如何提升农田景观的生态服务功能是当前景观生态学和害虫防治学的前沿研究热点.基于区域农田景观格局可显著调节植物-植食性昆虫-天敌之间相互关系的理论基础,本文系统概括总结了农田景观格局及其变化对农田重要天敌多样性与生态控害功能的影响.从不同天敌类群的角度,分析了农田景观格局对捕食性天敌、寄生性天敌、有益微生物及其生态控害功能的调控作用.同时,对优化农田景观作物布局、采取合理的植被生境管理策略进行了展望.本文可为应用植被生境管理提升农田景观中天敌的生态系统服务功能提供参考,进一步促进区域生态农业响应"化学农药减量施用"的战略目标提供理论支撑.     

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。     

生境异质度对稻田捕食性天敌及水稻害虫的生态调节有效性

【目的】探索生境高异质度对稻田捕食性天敌及水稻害虫的生态调节有效性,了解这种策略是否会引起其他植食性昆虫成为水稻重要害虫的风险。【方法】2017-2018年连续2年种植单季稻,在稻田边缘种植花生与大豆,构建高异质性边缘生境稻田(rice paddy with high heterogeneous marginal habitats, HHR),调查HHR稻田与简单低异质性边缘生境稻田(rice paddy with low heterogeneous marginal habitats, LHR)中捕食性天敌与水稻害虫功能团的发生规律与相关性,计算益害比。【结果】2017年在HHR稻田中采集到捕食性天敌40种,1 667头;在LHR稻田中采集到捕食性天敌30种,991头。2018年在HHR稻田中采集到捕食性天敌33种,1 384头;在LHR稻田中采集到捕食性天敌34种,1 031头。HHR与LHR两类稻田中获得的捕食性天敌群落重要值P_i≥0.01的物种相似度很高,优势种相似。2017年HHR稻田的捕食性天敌物种丰富度明显高于LHR稻田,这种差异主要由群落重要值P_i<0.01的种类引起。2018年两类稻田的捕食性天敌物种丰富度没有差异。单位样方面积内的捕食性天敌个体数量,HHR中明显高于LHR,这种差异在2017年的分蘖期与成熟期达显著水平(P<0.05),在2018年的开花期极显著(P<0.01)。2017年在HHR中采集到水稻害虫22种,637头;在LHR中采集到水稻害虫19种,743头;物种相似性系数0.88。2018年在HHR中采集到水稻害虫16种,1 011头;在LHR中采集到水稻害虫16种,2 014头;物种相似性系数0.75;主要害虫物种组成结构相同。水稻害虫数量发生的时间动态分析表明,在分蘖期,虽然HHR稻田中的水稻害虫数量明显高于LHR(P<0.05),但此期害虫的数量不多,发生较轻。在孕穗期、开花期与成熟期,HHR稻田中的水稻害虫数量明显低于LHR稻田,这种差异在2017年的成熟期与2018年的孕穗期极显著(P<0.01),在2018年的成熟期差异显著(P<0.05)。2017年HHR和LHR中个体数量益害比N_pi值分别为2.62和1.33;2018年分别为1.37和0.51。【结论】具有高异质性边缘生境的稻田,能提高系统对捕食性天敌物种的涵养潜力,显著提高稻田捕食性天敌个体数量,提高益害比,具有更好的控制害虫的物质基础,促进捕食性天敌对水稻害虫的生态控制效能,不会引起其他植食性昆虫演变为水稻重要害虫风险,可为保护稻田生态系统天敌发挥生态效能提供可借鉴的策略与方法。     

定量评价天敌控害功能的生态能学方法

由于昆虫的能量完全来自于寄主,因此昆虫摄入的能量相当于食物的被取食消耗量。生态能量学方法的基本原理就是捕食性天敌完全依靠捕食猎物(害虫)而获取能量。显然,捕食性天敌摄入的能量就相当于为猎物(害虫)的被捕食消耗量,也即是捕食性天敌摄入量等于猎物(害虫)的被捕食消耗量。由此,可通过研究捕食性天敌和害虫种群的能量动态,定量分析捕食性天敌对害虫的控制作用。本文详细论述了生态能量学方法的基本原理、测算方法,并以棉田捕食性瓢虫类捕食作用为例,介绍了该方法的应用,为定量评价天敌的控害作用提供了一种新方法。     

天敌昆虫对害虫的非直接致死效应

天敌是影响害虫种群动态的重要因素。一般认为天敌对害虫作用的方式,主要是通过直接的捕食或寄生。事实上,天敌还可以通过捕食或寄生过程中产生的"威吓"等非直接致死效应(Non-lethal effects)或胁迫作用(Stress),影响着害虫的生长发育、繁殖。有时这种天敌存在的非直接致死效应对害虫产生的负面影响甚至比天敌对害虫的直接捕食作用还强。显然,评价天敌作用时,除了计算天敌对害虫的直接捕食或寄生的效率,还应考虑天敌存在时对害虫的非直接致死效应。本文基于作者及前人的研究,分别论述了捕食性天敌、寄生性天敌对害虫的非直接致死效应,解析了环境变化对天敌非直接致死效应的影响,探讨了这种非直接致死效应的可能机制,提出了未来的研究发展方向。     

浙江茶树黑刺粉虱的发生危害及天敌的研究

本文报道了浙江省茶树害虫黑刺粉虱天敌的调查结果,共发现天敌昆虫27种,其中捕食性天敌19种,寄生性天敌8种;捕食性蜘蛛9种;寄生性真菌7种.     

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。     

茶园间作不同绿肥对节肢动物群落结构和多样性的影响

【目的】研究在茶园中合理间作绿肥对茶园节肢动物群落结构和多样性的影响。【方法】本文在茶园中分别设间作铺地木兰+罗顿豆、圆叶决明+白三叶、白三叶+平托花生3种不同绿肥组合处理,并设不间作绿肥、常规除草的茶园为对照。【结果】间作不同绿肥均能提高茶园节肢动物群落的物种丰富度和群落多样性,提高茶园捕食性天敌昆虫、蜘蛛和寄生性天敌在茶园冠层群落的比率;不同处理茶园冠层节肢动物Shannon-wiener多样性指数(H)、Simpson指数(D)和均匀度指数变化趋势基本一致;茶冠层的节肢动物群落多样性指数在4类不同处理茶园间差异显著;间作绿肥增加了茶园的生物多样性,4类不同处理茶园茶冠层群落相似性系数在0.741~0.892之间,表明4类不同处理茶园冠层群落在物种组成上有较高的相似性。4类不同处理茶园害虫与天敌两类群功能团的丰盛度之间成显著的正相关,表明天敌对害虫的空间数量跟随效应强,主要表现为二者数量间的相互作用。灰色关联度分析表明在4类不同处理茶园中的群落节肢动物物种数/个体数、天敌物种数/害虫物种数、害虫丰富度与多样性指数和均匀度指数的关联系数较高,反应了群落的多样性和稳定性。【结论】间作增强了茶园群落的生物多样性,提高害虫天敌的种类和个体数,有利有效发挥天敌对有害生物的生态控制。     

有机肥对稻田节肢动物群落的影响及其Top-down效应

【目的】探索稻田施用有机肥对稻田节肢动物群落、捕食性天敌与水稻害虫的影响,是否会引起水稻重要害虫发生风险。【方法】2017-2018年连续2年种植单季稻,在稻田中施用有机肥(Rice paddy field used organic manure,RPOM),以常规施用化肥稻田(Rice paddy field used chemical fertilizer,RPCF)为对照,调查RPOM与RPCF的土壤肥力、稻田水生昆虫、捕食性天敌总体、稻田蜘蛛、稻田捕食性昆虫(地上部分)、水稻害虫及捕食性天敌的补偿猎物等功能团的发生时间动态与相关性,计算物种益害比与个体数量益害比。【结果】土壤中的碱解氮、有效磷、全磷、全钾的含量为RPOM显著高于RPCF(P0.05),全氮与有机质含量RPOM极显著高于RPCF(P0.01)。RPCF中水生昆虫的个体数量明显低于RPOM。摇蚊与弹尾虫的总个体数量RPOM与RPCF没有显著差异。2017年在RPOM中采集到水稻害虫17种,887头;在RPCF中采集到水稻害虫18种,917头,群落相似系数0.86。2018年在RPOM中采集到水稻害虫13种,1 226头,在RPCF中采集到水稻害虫15种,2 035头,群落相似系数0.71。RPCF的害虫个体数量显著高于RPOM。2017年在RPOM中采集到捕食性天敌41种,总个体数量1316头,在RPCF中采集到捕食性天敌31种,总个体数量989头,群落相似性0.83,Bray-Curtis距离为0.15。2018年在RPOM稻田中采集到捕食性天敌41种,总个体数量1 537头,在RPCF稻田中采集到捕食性天敌36种,总个体数量1 031头,群落相似性0.78,Bray-Curtis距离为0.31。连续2年捕食性天敌的物种丰富度为RPOM明显高于RPCF,且在2018年差异极显著(P0.01),个体数量RPOM显著高于RPCF(P0.05)。个体数量益害比值,2017年RPOM为1.86, RPCF为1.09,RPOM明显高于RPCF,但无显著差异(P0.05);2018年RPOM为1.64,RPCF为0.62,RPOM显著高于RPCF(P0.05)。【结论】复合微生物菌肥明显提高稻田土壤肥力;对捕食性天敌补偿猎物的个体数量没有明显影响;降低水稻害虫功能团的个体数量,显示了以土壤肥力为驱动的自下而上(Bottom-up)效应;显著提高捕食性天敌物种丰富度与个体数量,显著提高个体数量益害比,显示了自上而下(Top-down)效应。同时表明施用有机肥可预期捕食性天敌生态控害效能明显增强。     

我国烟粉虱主要捕食和寄生性天敌控制能力研究进展

烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius是一种广泛分布于世界各地的多食性害虫,对我国多个省市区的农作物和观赏植物造成了严重的危害。化学杀虫剂的大量使用在杀伤天敌的同时使烟粉虱产生了不同程度的抗性,防治越来越困难;相较于化学防治,在不同地区筛选有效的天敌对烟粉虱进行生物防治是对烟粉虱进行有效控制的重要方法。我国报道的捕食性天敌共计26科109种,寄生性天敌共计2科59种。烟粉虱防治过程中由于单一的防治效果不理想,联合多个天敌资源的利用是增加对烟粉虱的生物防治效果的重要手段。本文通过对我国烟粉虱捕食性和寄生性天敌种类系统全面的整理,同时对烟粉虱优势种天敌中的单种或者多种组合利用后对烟粉虱的的控害潜能进行综述,以期为烟粉虱天敌昆虫种类的筛选和实现高效的生物防治提供科学依据。     

Can the pheromones of predators modulate responses to herbivore‐induced plant volatiles?

Biological control of greenhouse pests has been successfully developed and applied. In greenhouse crops, several entomophagous species (predators and parasitoids) are used simultaneously in the crop cycle. One important aspect of these crops, which represent modified ecosystems, is the interactions among complexes of species, including plants, phytophagous insects, and predators. The chemical relationships (semiochemicals: pheromones and kairomones) among these species likely play an important role in greenhouse crops; however, few studies have focused on these relationships. The aim of this study was to analyse the importance of semiochemicals. Three groups of laboratory trials were conducted with two predatory species: Nabis pseudoferus and Nesidiocoris tenuis (Hemiptera: Nabidae and Miridae, respectively). The results of the first group of trials indicated that the adult females of both species were more attracted to herbivore‐induced plant volatiles (HIPVs) than they were to the control plants or plants with artificial damage. Based on the second group of trials, pheromones triggered an attraction in adult females of both species for conspecifics. Finally, based on the interactions of the adult females of the same species, pheromones changed or modulated the predatory responses to HIPVs. The implications of these results for the biological control of pest species in greenhouses are further discussed.     

转双抗虫基因741杨节肢动物群落营养结构及生态位变化

转双抗虫基因741杨（简称转基因741杨）节肢动物群落中,基位物种的植食性昆虫丰富度显著降低,但中性节肢动物丰富度却明显增加.高抗和中抗的节肢动物群落中位物种和顶位物种较之对照有所增多.转基因741杨节肢动物群落的害虫功能团,其优势状况,与对照相比有所改变：天敌优势度高于对照,中性节肢动物丰富度增加,并在天敌-害虫的营养链中起着重要的调控作用.鳞翅目害虫的空间生态位宽度最小,其它各功能类群的生态位宽度较大;捕食性和寄生性天敌与鳞翅目害虫的生态位重叠均较小,而与腐生和游逛种类的生态位重叠较大;各类害虫之间、捕食性天敌与寄生性天敌之间亦存在激烈竞争.转基因741杨对寄生性天敌和捕食性天敌在利用时间资源上有正作用.各种功能类群的时-空二维生态位宽度和生态位重叠均不如单维生态位宽度和生态位重叠值大,但抗性株系天敌类群对环境的适应性优于对照.     

Effects of experimentally planting non-crop flowers into cabbage fields on the abundance and diversity of predators

Flowery field margins and intersowing of crops with flowers are used as management practices to promote arthropod biodiversity as well as biocontrol agents. Positive effects of enhancement (in abundance and species richness) of hymenopteran parasitoids on control of Lepidoptera pests have previously been demonstrated. However, effects on predatory arthropods, which may also serve as pest control agents, remain unclear. In an experimental study in cabbage fields we tested how sown flower strips on field margins and intersowing with cornflower affected the species richness, abundance and community composition of ground beetles and spiders. Furthermore, we investigated whether effects of flower margins are dependent on the distance from the field margins. We found that field margins generally harboured higher species richness, whereas effects on abundance were weaker. Intersown cornflower had positive effects on spider and ground beetle abundance, but affected species richness only weakly. Our results do not provide evidence for effects of distance from the flowery field margins on predator richness or abundance. Species composition was strongly affected by the habitat management actions. We conclude that habitat management practices like flower strips on field margins and intersowing with flowers, which are primarily added to attract and enhance parasitoids for pest control, also benefit biodiversity conservation in spiders and ground beetles. They also positively affect the abundance of these primarily predatory taxa, which adds to the biocontrol potential of non-crop flowering plants.     

Habitat functionality for the ecosystem service of pest control: reproduction and feeding sites of pests and natural enemies

• 1 Landscape management for enhanced natural pest control requires knowledge of the ecological function of the habitats present in the landscape mosaic. However, little is known about which habitat types in agricultural landscapes function as reproduction habitats for arthropod pests and predators during different times of the year.
• 2 We studied the arthropod assemblage on six crops and on the seven most abundant native plant species in two landscapes over 1 year in Australia. Densities of immature and adult stages of pests and their predators were assessed using beat sheet sampling.
• 3 The native plants supported a significantly different arthropod assemblage than crops. Native plants had higher predator densities than crops over the course of the year, whereas crops supported higher pest densities than the native plants in two out of four seasonal sampling periods. Crops had higher densities of immature stages of pests than native plants in three of four seasonal sampling periods, implying that crops are more strongly associated with pest reproduction than native plants. Densities of immature predators, excluding spiders, were not different between native plants and crops. Spiders were, however, generally abundant and densities were higher on native plants than on crops but, because some species disperse when immature, there is less certainty in identifying their reproduction habitat.
• 4 Because the predator to pest ratio on native plant species showed little variation, and spatial variation in arthropod assemblages was limited, the predator support function of native vegetation may be a general phenomenon. Incentives that maintain and restore native remnant vegetation can increase the predator to pest ratio at the landscape scale, which could enhance pest suppression in crops.

     

转基因抗虫棉花和玉米与节肢动物相关的生态安全性研究进展

转基因抗虫棉花和玉米自1996年商业化种植以来,已取得显著的经济、生态和社会效益。与其相关的生态安全性,特别是其对非靶标生物的影响及靶标害虫的抗性监测和治理已成为人们普遍关注的话题。本文在大量室内和田间评价工作的基础上,系统综述了国内外研究在该领域内取得的进展。结果表明： 由于Bt棉田和玉米田杀虫剂用量的减少,某些对Bt杀虫蛋白不敏感的非靶标植食害虫种群有上升的趋势; 现阶段生产上推广种植的Bt棉花和玉米花粉对家蚕、柞蚕和蜜蜂等经济昆虫以及帝王斑蝶是安全的。杀虫剂用量的减少,降低了对天敌的杀伤力,Bt田中捕食性天敌的种类和数量均显著高于常规施药田; 但Bt田内靶标害虫数量的减少和质量的降低,在一定程度上影响了寄生性天敌的种类和数量。Bt棉花和玉米的大面积种植对农田生态系统节肢动物群落结构无明显不利影响。靶标害虫田间抗性监测结果表明,无论在以大农场单一种植经营为主的发达国家如美国或澳大利亚,还是在以小农经营为主的多种寄主作物小规模交叉混合种植模式的发展中国家如中国或印度,田间并未出现10年前人们所关注和预测的靶标害虫种群抗性上升问题。究其原因,可能与发达国家严格执行了预防性的抗性治理对策及发展中国家独特的作物种植模式有关。尽管目前在田间尚未发现害虫对Bt作物产生抗性,但应用更多年份之后,害虫对Bt作物的抗性就很可能不是“是否”发生问题,而是“何时”发生的问题。因此,今后的研究重点应放在Bt棉花和玉米长期、大面积种植后,其对非靶标生物及靶标害虫抗性发展影响的长期生态效应上。     

入闽台湾芒果树冠层节肢动物群落组成结构和多样性

【背景】台湾芒果是我国南方种植的最重要的热带水果之一,其分布广、产量高,极具经济价值。福建地处台湾海峡西岸,与台湾隔海相望,气候条件与台湾相仿,所以台湾芒果很容易在福建定植。然而,台湾芒果在福建的大面积种植,带来了新的虫害问题。因此,掌握台湾芒果园害虫发生的动态及规律对其防治具有重要意义。【方法】2006年8月～2007年8月对福建省惠安县台湾芒果树冠层节肢动物群落进行系统调查。【结果】共采集到28247头节肢动物,隶属于2纲15目79科145种。其中,害虫76种（占总群落物种数的52.41%）、天敌42种（占28.97%）、中性昆虫27种（占18.62%）。芒果园节肢动物的物种丰富度、个体数、群落多样性、均匀性和优势集中性等都呈明显的季节消长规律。多样性指数表现为总群落〉天敌亚群落〉中性昆虫亚群落〉害虫亚群落;均匀度表现为天敌亚群落〉中性昆虫亚群落〉总群落〉害虫亚群落;优势集中性指数表现为害虫亚群落〉中性昆虫亚群落〉总群落〉天敌亚群落。生态优势度测定显示：芒果小爪螨和茶黄蓟马是害虫中的优势种;主要天敌有腹管食螨瓢虫和园蛛科等,优势种是腹管食螨瓢虫;中性昆虫主要以双翅目的花翅摇蚊、啮虫目的凹翅单啮及膜翅目的中国小黑家蚁和红蚂蚁为主。【结论与意义】本研究为芒果园生物资源及天敌的保护与利用、芒果害虫的预测预报和持续控制提供了理论依据。     

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。     

大豆田节肢动物群落优势种群时间生态位及营养关系分析

【目的】阐明大豆田节肢动物群落时间生态位及营养关系,为大豆害虫生态调控手段的实施提供坚实的理论依据。【方法】以大豆田节肢动物群落为研究对象,通过两年的田间系统调查分析。【结果】统计得到种类220余种,物种可分为天敌、害虫和中性昆虫3个类群,以天敌物种丰富度最高;害虫中以烟蓟马Thrips tabaci(0.36902)和大豆蚜Aphis glycines(0.13122)优势度最高,且有着较高的生态位重叠指数(0.8163),蚜小蜂Aphytis sp.和大草蛉Chrysopa septempunctata对害虫的时间生态位重叠指数很高,其他天敌如异色瓢虫Harmonia axyridis、龟纹瓢虫Propylaea japonica、黑带食蚜蝇Zyistrophe balteata和黑食蚜盲蝽Deraeocoris punctulatus等对害虫的重叠指数居中;大豆田中各类群构成错综复杂的食物网结构。【结论】综合考虑天敌的种群数量,确定捕食性天敌是控制害虫种群数量的有效天敌。研究可知不能单纯从时间生态位的重叠指数的高低来判断天敌的控制能力。     

Biological control and sustainable food production

The use of biological control for the management of pest insects pre-dates the modern pesticide era. The first major successes in biological control occurred with exotic pests controlled by natural enemy species collected from the country or area of origin of the pest (classical control). Augmentative control has been successfully applied against a range of open-field and greenhouse pests, and conservation biological control schemes have been developed with indigenous predators and parasitoids. The cost-benefit ratio for classical biological control is highly favourable (1:250) and for augmentative control is similar to that of insecticides (1:2-1:5), with much lower development costs. Over the past 120 years, more than 5000 introductions of approximately 2000 non-native control agents have been made against arthropod pests in 196 countries or islands with remarkably few environmental problems. Biological control is a key component of a 'systems approach' to integrated pest management, to counteract insecticide-resistant pests, withdrawal of chemicals and minimize the usage of pesticides. Current studies indicate that genetically modified insect-resistant Bt crops may have no adverse effects on the activity or function of predators or parasitoids used in biological control. The introduction of rational approaches for the environmental risk assessment of non-native control agents is an essential step in the wider application of biological control, but future success is strongly dependent on a greater level of investment in research and development by governments and related organizations that are committed to a reduced reliance on chemical control.