中国是最大的小麦和棉花生产国,小麦每年产量约1.21亿吨(占世界18.47%),棉花每年产量约35吨(占世界28.87%)。小麦是中国第二主要作物,冬小麦约占总份额的94%。棉花是一种在中国最重要的纤维类的经济作物。这两种作物在华北方大面积种植。蚜虫是华北麦棉轮作中的主要害虫,尽管棉花害虫的生物防治的重要性已被广泛的认可,然而,目前防治方法还是依赖广谱杀虫剂。因此,分析蚜虫天敌的动态及防控作用和评估杀虫剂对天敌潜在的副作用,对优化华北麦棉轮作过程中的害虫综合治理(IPM)有着重要作用。为此,我们进行了以下六个方面的研究：(1)麦田蚜虫及天敌的种群动态特性(2)分析评估麦田蚜虫天敌的动态及防控作用(3)棉田蚜虫及天敌的种群动态特性(4)分析评估棉田蚜虫天敌的动态及防控作用(5)分析杀虫剂对棉田和麦田的蚜虫及天敌的种群动态的影响(6)杀虫剂对天敌的副作用评价。在中国农业科学院植物保护研究所廊坊实验站进行了的基于本研究固定试验小区的重复性田间试验(田间调查和罩笼实验)。同时,室内试验在北京农林科学院植物与环境保护研究所完成,以七星瓢虫(Coccinella septempunctata)为天敌昆虫为代表性天敌昆虫,其取食在杀虫剂处理过的小麦幼苗为害的蚜虫。1麦田蚜虫及天敌的种群动态特性室外调查研究麦田的麦长管蚜及天敌种群动态。在十一月到十二月期间,麦长管蚜在小麦越冬,蚜虫在低温环境下繁殖力下降。在春季,蚜虫种群逐渐增长,在2011年5月23日,每100小麦分蘖蚜虫达到了2300头；在2012年5月17日,每100小麦分蘖蚜虫达到了5000头；而在2013年5月26日,每100小麦分蘖蚜虫达到了5400头。蚜虫种群在2011年6月的第一个星期之前(收获前)达到种群高峰以后,在2012年和2013年同期则出现种群密度显著下降。其天敌主要有蚜茧蜂及瓢虫(多为异色瓢虫、七星瓢虫)。每年的5月底至6月初,寄生的僵蚜和瓢虫种群密度达到高峰。2麦田蚜虫天敌的动态及防控作用评估在2011年,麦田罩笼试验,麦长管蚜种群在排除笼SMC(排除所有的天敌)达到顶峰时,高于限制笼LMC中的蚜虫种群(排除大型天敌如瓢虫)1.84倍,比未罩笼的小区高41.10倍。在2012年,排除笼中的麦长管蚜种群密度是限制笼子的1.42倍,比未罩笼的小区高2.52倍。在2013年,麦长管蚜种群趋势同去年一致,但涨幅略有不同。研究结果表明,寄生蜂和捕食性瓢虫较大程度上限制蚜虫种群增长。3棉田蚜虫及天敌的种群动态特性棉蚜及其天敌种群密度是在开放式棉田中进行种群动态调查获得。在2011年至2013年期间,棉蚜虫种群密度在初期时较高,随后突然下降,再开始缓慢增加。棉蚜种群密度增加的比较缓慢,在2011年6月25日,每100棉株蚜虫达到了13800头；在2012年7月16日,每100棉株蚜虫达到了319300头；而在2013年6月28日,每100棉株蚜虫达到了16000头。我们观察到后期蚜虫种群急剧下降,在2013年八月中旬则又出现种群高峰。在天敌种群动态也有季节性的变化。2011年,试验小区的棉蚜主要天敌是瓢虫(龟纹瓢虫,异色瓢虫,七星瓢虫和多异瓢虫)。2012年,主要天敌是蚜虫寄生蜂(三叉蚜茧蜂,棉瘤蚜茧蜂和烟蚜茧蜂)。其它天敌主要有蜘蛛类(三突花蛛、草间小黑蛛蜘蛛,攀援蛛)、草蛉。寄生蜂的种群(僵蚜)的高峰出现在2011年的6月初及2012年和2013年的7月中旬。其中瓢虫种群高峰出现在2011年和2012年7月下旬到8月初,2013年种群高峰则出现在6中旬。蜘蛛种群高峰出现在2011年9月初,而在2011年和2012年出现在7月下旬。4棉田蚜虫天敌防控作用评估通过选择性地限制天敌种群密度(使用不同排除笼)研究了天敌对棉蚜的防控作用。在三季节,棉蚜虫种群的高峰出现在7月中旬。2011年,排除笼SMC中棉蚜种群高于限制笼LMC蚜虫种群1.54倍,比未罩笼高2.16倍。2012年,排除笼SMC中棉蚜种群高于限制笼LMC蚜虫种群2.3倍,比未罩笼高8.1倍。2013年,排除笼SMC中棉蚜种群高于限制笼LMC蚜虫种群2.47倍,比未罩笼高4.8倍。在2012年至2013年,主要天敌有棉蚜茧蜂,主要三叉蚜茧蜂和烟蚜茧蜂,而2011年小花蝽及大眼长蝽也占有一定的种群密度。此外,还观察到多种瓢虫、草蛉及蜘蛛。总之,棉田天敌对棉蚜具有较好的防控作用。5分析杀虫剂对棉田和麦田的蚜虫及天敌的种群动态的影响通过野外调查的方法,对喷施毗虫啉的棉田麦田麦长管蚜,棉蚜及其天敌种群动态进行了评估三次到四次。结果表明,棉蚜的平均种群密度在农药喷施的棉田中较高,而麦长管蚜种群密度在未经处理麦田较高。棉蚜天敌平均种群密度结果相似。同时还发现,喷施较多吡虫啉的棉田和麦田,在第二天之后,寄生蜂的种群动态降低有所降低。此外,同未经吡虫啉处理的棉田和麦田相比,在第二天和第四天,喷施吡虫啉的棉田和麦田的天敌种群密度有所下降。总之,结果表明麦田和棉田的农药使用不利于寄生蜂等天敌的种群密度增长。6杀虫剂对天敌的副作用评价采用野外调查吡虫啉使用率的较高和较低的麦田的蚜虫及其天敌的种群密度,评价其潜在的副作用。结果表明,在吡虫啉喷施(最高和最低)和水为对照处理的麦田中,麦长管蚜,僵蚜和其它天敌(瓢虫,草蛉和蜘蛛)种群动态差异十分显著。同时也发现,与对照组相比(水)处理,在吡虫啉喷施最高的麦田蚜虫的种群密度最低。天敌种群密度也是同样类似的结果。总之,吡虫啉喷施对非靶标天敌生物有较强的毒杀作用。通过室内试验,喷施吡虫啉和噻虫嗪及清水处理的麦苗,评价了其对瓢虫种群密度的影响,结果表明这两种农药显著提高了瓢虫的死亡率,同时其对后代繁殖和成虫寿命都有很大的影响。基于以上研究结果,得出以下结论：(i)每年5月中旬应进行麦田害虫防治措施,同时监测麦田蚜虫天敌动态。(ii)蚜虫寄生蜂,烟蚜茧蜂、瓢虫在麦田天敌防治过程中具有同等重要作用。总之,对天敌控制麦长管蚜种群动态生物防治效果的有力证据。(iii)每年7月中旬应进行棉田害虫防治措施,同时监测棉田蚜虫天敌动态。(iv)蚜虫寄生蜂和烟蚜茧蜂及捕食性蝽如小花蝽、大眼长蝽等为主要天敌。总之,对天敌控制棉蚜种群动态生物防治效果的有力证据。蚜虫寄生蜂,烟蚜茧蜂、瓢虫(七星瓢虫和异色瓢虫)是华北小麦和棉花上常见的控制蚜虫的天敌。(v)吡虫啉的使用降低了天敌及其它寄生蜂的种群密度,进一步深入研究其对天敌的影响会为生物防治提供理论基础。(vi)室内及室外研究表明吡虫啉的使用都会对天敌产生不利影响。因此,根据作物的生长周期和不同阶段来确定合理的施药时间是非常关键的。研究结果表明,杀虫剂对寄生蜂的僵蚜及其它捕食性天敌影响与不同的农药、使用浓度及施药时间有很大的关系,这对华北地区农田的害虫综合治理的实施与改善及蚜虫的生物防治策略完善具有重要作用。总体而言,使用杀虫剂的同时要考虑到保护天敌的种群动态不受影响,保障其发挥其生物防治功能。因此,这样会有效增加主要麦田天敌种群密度,将有助于增加小麦蚜虫生物防治,并在小麦收获后,进入棉田继续发挥其生物防治功能。这些研究发现将使评估农药对关键天敌(蚜虫寄生蜂、捕食性天敌及蜘蛛等)的副作用更为简单,同时也为小麦和棉花作物以生物防治为基础的IPM策略的改进与提高具有重要意义。