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。     

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。