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摘 要:作者研究了叶色草蛉成虫捕食绣线菊蚜的功能反应和寻找效应,组建了其捕食功能模式:1/Na=0.0037+2.1137 1/N,处理时间(Th)为0.0037d,瞬时攻击率为0.4731,从中可看出叶色草蛉成虫的日最大理论捕食蚜量为270.3头(即N为无限大时),此模式表明这种天敌昆虫对绣线菊蚜有明显地控制作用,并有保护利用价值,其寻找效应随着蚜虫密度增加而降低。
关键词:叶色草蛉 绣线菊蚜 功能反应 搜寻效应
中图分类号:Q96 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0140-02
Predatory Functional Response and Catching Effect of Chrysopa phyllochroma
to Aphis citricola
QUAN Ren-zhe1 CHEN Dao-fu2*
(1.Life Sciences Collage of Shihezi University; 2.Collage of Animal Sciences & Technology of Shihezi University Shihezi 832003)
Abstract:The writer had studied the functional reaction and catching effect that Chrysopa phyllochroma feeds on Aphis citricola.A mode of the functional reaction was founded.It is 1/Na=0.0037+2.1137 1/N,handle time (Th) is 0.0037d.The rate of instantaneous attack is 0.4731.The most theoretical capacity for feed is 270.3 head.The model shows that Chrysopa phyllochroma powerfully controls Aphis citricola.It is the seek effect decreased with the aphid density increased.
Key words:Chrysopa phyllochroma;Aphis citricola;functional reaction function;catching effect
叶色草蛉(Chrysopa phyllochroma)是苹果园、棉田、麦田等农田生态系统及在某些自然生态系统(如:某些草地环境)中草蛉类的优势种类,也是苹果园、棉田、麦田等农田生态系统中控制蚜虫的主要种类之一,对其蚜害的控制有明显的作用[2-3],为了更准确地掌握其控制作用,作者选用本地苹果树上危害的重要蚜虫种类绣线菊蚜为研究对象,探讨叶色草蛉对其的控制作用,于是研究测定了叶色草蛉对绣线菊蚜捕食功能反应和搜寻效应,同时,在研究中也参考了其他天敌昆虫对猎物的捕食的研究方法[1,4,5]。
1 材料与方法
2010年6月进行了相关研究。供试的叶色草蛉成虫采自石河子市郊区棉田。先将叶色草蛉成虫饱食一天,然后饥饿一天,再取8头叶色草蛉成虫分别置于不同数量绣线菊蚜的白色广口瓶(直径9cm,高16cm)内,绣线菊蚜(采自石河子附近的苹果树上)经鉴别成蚜后(将若蚜去除),连同苹果叶片置于广口瓶内。叶片根部用湿棉球为其提供水分,以防止叶片干燥。每一广口瓶内分别放绣线菊蚜5头、10头、15头、20头、25头、30头、35头、40头(即8个处理),每个广口瓶中放入经饥饿24h的叶色草蛉成虫一头。观察叶色草蛉成虫24h的食蚜量。重复3次。第二天观察时,将瓶中的若蚜(新生的)不计入未捕食蚜量。
功能反应的定义为被食者种群密度变化对捕食者捕食效率即功能反应的影响。Holling把它划分为三型,第Ⅰ型为线性型,水生滤食性甲壳类取食藻类细胞可能属于这种类型。第Ⅱ型为无脊椎动物型,是凸型的。如螳螂捕食家蝇。第Ⅲ型为脊椎动物型即S型。如鹿鼠捕食叶蜂茧和其他替代性被食者[1]。计算公式为:
Na=a′TN/(1+a′ThN)
式中:Na为一天捕食蚜量;N为绣线菊蚜密度;a′为瞬时攻击率(功能系数);Th为处理时间(即捕食1头绣线菊蚜所需时间);T为实验时间(即观察时间,本研究为24 h即1天,故为1)。
搜寻效应可用下式描述:
E=Na/N·P
上式中E为寻找效应[1];Na为被捕食的猎物;N为猎物密度;P为天敌本身密度。本研究中P为1(天敌本身密度都为1)。
2 结果与分析
2.1 捕食功能反应
在绣线菊蚜密度为5～40头范围内,1头叶色草蛉成虫24h的食蚜量列入表1。
依表1作实际图1。
图1表明,叶色草蛉捕食绣线菊蚜量与绣线菊蚜密度呈负加速曲线关系,即呈捕食者的捕食量随猎物密度增加而减少的曲线关系,故可用Holling(1959)“圆盘方程”测定其捕食功能反应:
Na=a′TN/(1+a′ThN)————————————————————----------(式1)
将式1直线化得:1/Na=1/a′T··1/N+Th/T————————————----(式2)
因T=1,故可将式2化简为:1/Na=1/a′·1/N+Th-—————————-----(式3)
为了方便而又接近实际值,作者以表4来求a′与Th;当绣线菊蚜密度(N)为无限大时的Na即为草蛉的理论最大日捕食蚜量(对绣线菊蚜的捕食上限或称饱和食量)。
根据表4,利用回归求得方程为:Na=0.4731TN/(1+0.0018N)————------(式4)
将式4直线化的方程为:1/Na=0.0037 +2.11371/N————————-------(式5)
从式5可以看出:当绣线菊蚜的密度(N)达到无限大时,就可将式5转化为下式:
1/Na=0.0037--———————---(式6)
从式6就可推知叶色草蛉成虫对绣线菊蚜成虫的日最大理论捕食蚜量为270.3头。瞬时攻击率(a′)和捕食1头绣线菊蚜的时间(Th)分别为0.4731与0.0037d。这表明叶色草蛉成虫的捕食潜力很大,实验结果符合Holling Ⅱ型功能反应,也说明叶色草蛉对绣线菊蚜有很强的捕食能力和控制作用,人们应大力保护和利用叶色草蛉的这种潜力,为农业生产服务。依式4作图2。
2.2 搜寻效应
搜寻效应是捕食性天敌在捕食过程中对猎物攻擊的一种行为效应,天敌对于猎物作用的大小与其本身的寻找效应有一定关系,而寻找效应大小则与猎物密度有密切关系,可用下式描述:
E=Na/N·P———————————(式7)
被捕食的猎物依式7算数列表2。
从表2可以看出,叶色草蛉成虫对绣线菊蚜的寻找效应是随着绣线菊蚜密度的增加而降低的。
3 小结与讨论
叶色草蛉属脉翅目(Neuroptera)草蛉科(Chrysopidae)。成、幼虫均捕食蚜虫类、多种鳞翅目害虫卵、低龄幼虫等,是农业害虫天敌的优势种类之一。绣线菊蚜(Aphis citrcola)又名苹果蚜,属蚜科蚜属(Aphis);异名有 Aphis pomi;Aphis Spiraecola, 在我国大部分地区有发生,是绣线菊、麻叶绣球、苹果等多种经济作物的重要害虫。本文主要研究了其捕食严重危害苹果的绣线菊蚜的功能效应,表明叶色草蛉对蚜虫有重要的控制作用,它有重要的保护和利用价值。
叶色草蛉捕食绣线菊蚜和绝大多数捕食性天敌昆虫一样,属于负密度关系,适于以Holling“圆盘方程”模型拟合,测定其捕食功能。但需注意以下因素常影响测定的结果:(1)猎物的密度范围据捕食者的一般捕食数而设计;(2)捕食者的饥饿程度不一,将影响捕食量,应将供试天敌都统一饥饿24h而使其标准化;(3)不同龄期的天敌的捕食量有差异,本研究中选用成虫天敌供试;(4)实验用器皿的大小不同,影响捕食者寻找猎物的能力,应至少在同类研究中供试器皿体积要一致,便于比较;(5)如猎物为蚜虫类成虫,因24h内有新胎生的若蚜干扰设计蚜量,应给予相应的处理。本研究中是以去除若蚜为相应的处理,并在第二天检查捕食蚜量时将新生的若蚜不计入未捕食蚜量。但缺少空白对照组,故不能判定24h中蚜虫所产的若蚜数,同时,在实验期间叶色草蛉也可能捕食了部分新出生的若蚜,故对实验结果有些影响,但估计影响不大。
参考文献
[1] 耿济国,张建新,等.昆虫生态及预测预报实验指导[M].农业出版社,1990.
[2] 苏建伟,盛承发,等.叶色草蛉幼虫对棉蚜的捕食效应:种内干扰和空间异质性[J].昆虫学报,2000,43(1):107-111．
[3] 徐洪富,刘勇,等.大草蛉和叶色草蛉捕食绣线菊蚜功能的研究[J].山东农业科学,1997(6):28-30．
[4] 程松莲.龟纹瓢虫对玉米黄呆蓟马成虫的捕食功能反应与搜寻效应[J].安徽农业科学,2009,37(22):10557,10598．
[5] 周玉锋,杨茂发,等.龟纹瓢虫成虫对苜蓿豌豆蚜的捕食功能反应[J].安徽农业科学,2008.36(8):3264-3265．
关键词:叶色草蛉 绣线菊蚜 功能反应 搜寻效应
中图分类号:Q96 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)03(b)-0140-02
Predatory Functional Response and Catching Effect of Chrysopa phyllochroma
to Aphis citricola
QUAN Ren-zhe1 CHEN Dao-fu2*
(1.Life Sciences Collage of Shihezi University; 2.Collage of Animal Sciences & Technology of Shihezi University Shihezi 832003)
Abstract:The writer had studied the functional reaction and catching effect that Chrysopa phyllochroma feeds on Aphis citricola.A mode of the functional reaction was founded.It is 1/Na=0.0037+2.1137 1/N,handle time (Th) is 0.0037d.The rate of instantaneous attack is 0.4731.The most theoretical capacity for feed is 270.3 head.The model shows that Chrysopa phyllochroma powerfully controls Aphis citricola.It is the seek effect decreased with the aphid density increased.
Key words:Chrysopa phyllochroma;Aphis citricola;functional reaction function;catching effect
叶色草蛉(Chrysopa phyllochroma)是苹果园、棉田、麦田等农田生态系统及在某些自然生态系统(如:某些草地环境)中草蛉类的优势种类,也是苹果园、棉田、麦田等农田生态系统中控制蚜虫的主要种类之一,对其蚜害的控制有明显的作用[2-3],为了更准确地掌握其控制作用,作者选用本地苹果树上危害的重要蚜虫种类绣线菊蚜为研究对象,探讨叶色草蛉对其的控制作用,于是研究测定了叶色草蛉对绣线菊蚜捕食功能反应和搜寻效应,同时,在研究中也参考了其他天敌昆虫对猎物的捕食的研究方法[1,4,5]。
1 材料与方法
2010年6月进行了相关研究。供试的叶色草蛉成虫采自石河子市郊区棉田。先将叶色草蛉成虫饱食一天,然后饥饿一天,再取8头叶色草蛉成虫分别置于不同数量绣线菊蚜的白色广口瓶(直径9cm,高16cm)内,绣线菊蚜(采自石河子附近的苹果树上)经鉴别成蚜后(将若蚜去除),连同苹果叶片置于广口瓶内。叶片根部用湿棉球为其提供水分,以防止叶片干燥。每一广口瓶内分别放绣线菊蚜5头、10头、15头、20头、25头、30头、35头、40头(即8个处理),每个广口瓶中放入经饥饿24h的叶色草蛉成虫一头。观察叶色草蛉成虫24h的食蚜量。重复3次。第二天观察时,将瓶中的若蚜(新生的)不计入未捕食蚜量。
功能反应的定义为被食者种群密度变化对捕食者捕食效率即功能反应的影响。Holling把它划分为三型,第Ⅰ型为线性型,水生滤食性甲壳类取食藻类细胞可能属于这种类型。第Ⅱ型为无脊椎动物型,是凸型的。如螳螂捕食家蝇。第Ⅲ型为脊椎动物型即S型。如鹿鼠捕食叶蜂茧和其他替代性被食者[1]。计算公式为:
Na=a′TN/(1+a′ThN)
式中:Na为一天捕食蚜量;N为绣线菊蚜密度;a′为瞬时攻击率(功能系数);Th为处理时间(即捕食1头绣线菊蚜所需时间);T为实验时间(即观察时间,本研究为24 h即1天,故为1)。
搜寻效应可用下式描述:
E=Na/N·P
上式中E为寻找效应[1];Na为被捕食的猎物;N为猎物密度;P为天敌本身密度。本研究中P为1(天敌本身密度都为1)。
2 结果与分析
2.1 捕食功能反应
在绣线菊蚜密度为5～40头范围内,1头叶色草蛉成虫24h的食蚜量列入表1。
依表1作实际图1。
图1表明,叶色草蛉捕食绣线菊蚜量与绣线菊蚜密度呈负加速曲线关系,即呈捕食者的捕食量随猎物密度增加而减少的曲线关系,故可用Holling(1959)“圆盘方程”测定其捕食功能反应:
Na=a′TN/(1+a′ThN)————————————————————----------(式1)
将式1直线化得:1/Na=1/a′T··1/N+Th/T————————————----(式2)
因T=1,故可将式2化简为:1/Na=1/a′·1/N+Th-—————————-----(式3)
为了方便而又接近实际值,作者以表4来求a′与Th;当绣线菊蚜密度(N)为无限大时的Na即为草蛉的理论最大日捕食蚜量(对绣线菊蚜的捕食上限或称饱和食量)。
根据表4,利用回归求得方程为:Na=0.4731TN/(1+0.0018N)————------(式4)
将式4直线化的方程为:1/Na=0.0037 +2.11371/N————————-------(式5)
从式5可以看出:当绣线菊蚜的密度(N)达到无限大时,就可将式5转化为下式:
1/Na=0.0037--———————---(式6)
从式6就可推知叶色草蛉成虫对绣线菊蚜成虫的日最大理论捕食蚜量为270.3头。瞬时攻击率(a′)和捕食1头绣线菊蚜的时间(Th)分别为0.4731与0.0037d。这表明叶色草蛉成虫的捕食潜力很大,实验结果符合Holling Ⅱ型功能反应,也说明叶色草蛉对绣线菊蚜有很强的捕食能力和控制作用,人们应大力保护和利用叶色草蛉的这种潜力,为农业生产服务。依式4作图2。
2.2 搜寻效应
搜寻效应是捕食性天敌在捕食过程中对猎物攻擊的一种行为效应,天敌对于猎物作用的大小与其本身的寻找效应有一定关系,而寻找效应大小则与猎物密度有密切关系,可用下式描述:
E=Na/N·P———————————(式7)
被捕食的猎物依式7算数列表2。
从表2可以看出,叶色草蛉成虫对绣线菊蚜的寻找效应是随着绣线菊蚜密度的增加而降低的。
3 小结与讨论
叶色草蛉属脉翅目(Neuroptera)草蛉科(Chrysopidae)。成、幼虫均捕食蚜虫类、多种鳞翅目害虫卵、低龄幼虫等,是农业害虫天敌的优势种类之一。绣线菊蚜(Aphis citrcola)又名苹果蚜,属蚜科蚜属(Aphis);异名有 Aphis pomi;Aphis Spiraecola, 在我国大部分地区有发生,是绣线菊、麻叶绣球、苹果等多种经济作物的重要害虫。本文主要研究了其捕食严重危害苹果的绣线菊蚜的功能效应,表明叶色草蛉对蚜虫有重要的控制作用,它有重要的保护和利用价值。
叶色草蛉捕食绣线菊蚜和绝大多数捕食性天敌昆虫一样,属于负密度关系,适于以Holling“圆盘方程”模型拟合,测定其捕食功能。但需注意以下因素常影响测定的结果:(1)猎物的密度范围据捕食者的一般捕食数而设计;(2)捕食者的饥饿程度不一,将影响捕食量,应将供试天敌都统一饥饿24h而使其标准化;(3)不同龄期的天敌的捕食量有差异,本研究中选用成虫天敌供试;(4)实验用器皿的大小不同,影响捕食者寻找猎物的能力,应至少在同类研究中供试器皿体积要一致,便于比较;(5)如猎物为蚜虫类成虫,因24h内有新胎生的若蚜干扰设计蚜量,应给予相应的处理。本研究中是以去除若蚜为相应的处理,并在第二天检查捕食蚜量时将新生的若蚜不计入未捕食蚜量。但缺少空白对照组,故不能判定24h中蚜虫所产的若蚜数,同时,在实验期间叶色草蛉也可能捕食了部分新出生的若蚜,故对实验结果有些影响,但估计影响不大。
参考文献
[1] 耿济国,张建新,等.昆虫生态及预测预报实验指导[M].农业出版社,1990.
[2] 苏建伟,盛承发,等.叶色草蛉幼虫对棉蚜的捕食效应:种内干扰和空间异质性[J].昆虫学报,2000,43(1):107-111．
[3] 徐洪富,刘勇,等.大草蛉和叶色草蛉捕食绣线菊蚜功能的研究[J].山东农业科学,1997(6):28-30．
[4] 程松莲.龟纹瓢虫对玉米黄呆蓟马成虫的捕食功能反应与搜寻效应[J].安徽农业科学,2009,37(22):10557,10598．
[5] 周玉锋,杨茂发,等.龟纹瓢虫成虫对苜蓿豌豆蚜的捕食功能反应[J].安徽农业科学,2008.36(8):3264-3265．