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大豆蚜(Aphis glycines Matsumura)是世界性大豆害虫之一,严重影响大豆生产。国内各大豆产区广泛分布,尤以东北大豆产区为害最重。目前主要是采用化学方法防治,但随着化学药剂大量使用,引起大豆蚜虫抗性逐年增强,田间天敌数量减少,自然控制能力减弱,破坏生态平衡等一系列影响人畜健康、食品安全和环境质量的重要问题。为保护生物多样性、发展可持续农业,寻找新的安全高效防治策略,调查研究了大豆田昆虫种群结构特征;明确了大豆蚜田间种群动态,并根据田间害虫优势天敌研究了主要天敌对大豆蚜发生与控害作用;结合黑龙江农田主栽农作物,研究了作物布局—大豆邻作模式对大豆蚜种群动态及其空间分布的影响;以大田垄种和罩网法筛选大豆抗蚜性品种;并对大豆不同生育期叶片氨基酸与蛋白质进行测定;针对大豆蚜生命周期复杂性,研究了大豆蚜的过渡寄主。 获得的主要研究结果如下: 1.通过对哈尔滨地区大豆田昆虫种类的定期调查与研究,共发现8个目、42科、72种昆虫。其中,属于大豆田害虫的共6目、29科、51种;属于大豆田天敌昆虫的共6目、14科、21种。大豆蚜(A.glycines)的相对丰盛度一直较高(>0.68),是大豆田中的优势种群。2011年与2012年大豆田群落多样性指数年际变化较大,物种(S)、个体数(N)、个数最多物种(Nmax)、物种丰富度(R)等指标2011年均高于2012年,优势集中性指数(C)和优势度指数(D)2012年高于2011年,故2012年群落的多样性越低。 2.通过田间调查得到大豆田中天敌昆虫中,龟纹瓢虫Propylaea japonica Thunberg、异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)、草蛉Chrysopa、小花蝽Triphleps minutus、地红蝽Pyrrhocoristibialis Stal为优势种群。其中,异色瓢虫和龟纹瓢虫种群数量较大,在田间出现较早。结合大豆蚜的种群动态,蚜虫的主要天敌中龟纹瓢虫、异色瓢虫、草蛉、小花蝽和蜘蛛都表现出明显的天敌跟随效应,对蚜虫的种群动态有显著影响。 采用田间笼罩研究了3种优势天敌龟纹瓢虫、异色瓢虫及草蛉对大豆蚜的捕食作用。通过四因子二次回归通用旋转组合设计及其方程,分析了不同捕食性天敌与大豆蚜之间及天敌之间的相互关系。结果得到,决定田间大豆蚜数量的各因素中,主效应作用由大到小顺序分别为大豆蚜初始量、异色瓢虫量、龟纹瓢虫量和中华草蛉量;通过模型模拟分析,筛选出3种天敌对蚜虫控制作用的优化组合。结果表明了3种天敌昆虫均有效地抑制蚜虫数量增长,昆虫共存系统中不同物种种内或种间存在干扰作用。 室内测定了3种优势天敌龟纹瓢虫、异色瓢虫及中华草蛉对大豆蚜的捕食功能,它们的幼虫随着龄期的增加,捕食量明显增大,而捕食1头蚜虫所需的时间也相对减少。在一定的大豆蚜密度范围内,随着大豆蚜密度增大,其捕食量也趋于增加,而当增至一定范围时,捕食量的增加趋于减慢或不再增加。用Holling-Ⅱ方程进行拟合,龟纹瓢虫1龄、2龄、3龄幼虫日最大捕食量分别为9.36、504.13、47.65头,捕食1头蚜虫的时间依次为0.1068d、0.0020d,0.0210d。异色瓢虫1龄、2龄、4龄幼虫和雌成虫日最大捕食量分别为9.25、79.23、904.90和3560.74头,捕食1头蚜虫的时间依次为0.1050 d,0.0126d,0.0011d和0.0003d。中华草蛉1龄、2龄、3龄幼虫日最大捕食量分别为9.43、62.53、240.48头,捕食1头蚜虫的时间依次为0.1060 d,0.0160d,0.0042d。不同密度的天敌昆虫对大豆蚜的捕食率关系表明随着天敌昆虫自身密度增大,其捕食总量随之增大,但是其捕食率却在下降,天敌昆虫种内个体间存在互相干扰。 3.通过对大豆-马铃薯、大豆-玉米、大豆单作3种栽培模式下大豆蚜的种群动态及其空间分布型进行研究,探明了大豆不同邻作模式对大豆蚜种群及其空间分布的影响。结果表明:邻作模式下大豆蚜种群高峰期比单作高峰期延后,且高峰期的蚜虫量明显低于单作田蚜虫量。邻作马铃薯,无翅蚜的种群动态更趋于平稳,曲线波动小于大豆单作模式和邻作玉米。在大豆整个生长期间,大豆-马铃薯栽培模式下蚜虫总量比大豆单作蚜虫总量低9.73%,大豆-玉米栽培模式下蚜虫总量比大豆单作蚜虫总量低14.52%;大豆蚜种群分布的基本成分为个体群,个体之间表现为相互吸引。不同邻作模式种群空间分布格局均表现为聚集分布。 4.利用田间垄种的常规鉴定方法和田间盆栽网室法对大豆进行了大豆蚜抗性资源的筛选,对来自大豆主产区112份大豆栽培品种抗蚜性鉴定结果表明,初筛得到59份抗蚜品种,53份感蚜品种,后经盆栽网室法复筛得到抗性品种11份,有东农59、东农7018、黑河43、新大豆14号、东农54、长农24、登科4、蒙豆14、抗线9、北豆34和合丰56,共11个品种。鉴定的材料中没有发现对蚜虫免疫和高抗的材料。 对大豆不同生育期叶片氨基酸与蛋白质进行测定,无论有无蚜虫为害大豆植株中顶部嫩叶中水溶性蛋白质的含量均高于底部老叶。但无蚜虫为害时,到R3期顶部嫩叶中水溶性蛋白质的含量与底部老叶差异不显著(P>0.05)。在始花期(R1),无蚜虫为害时,嫩叶比老叶叶片中含量多的氨基酸是:P-Ser、Tau、PEA、Sar、Ala、a-ABA、Met、Phe、His、Trp、 Ans、Orn、NH4、Arg、Pro共十五种,它们在有蚜虫为害后嫩叶中含量变少的有Sar、Ala、a-ABA、Phe、His、NH4、 Arg七种;在R5期,无蚜虫为害时,老叶比嫩叶叶片中氨基酸含量多的有P-Ser、Tau、Ser、Asn、Ala、 Cit、a-ABA、Leu、Nle、 Phe、 g-ABA、 His、 Trp、 Orn、 NH4、Arg共十七种,它们在有蚜虫为害后老叶中含量变少的有P-Ser、Ser、Nle、Phe、His、Trp、NH4、 Arg七种。而由于有蚜虫为害在叶片中含量升高的氨基酸R1期有P-Ser、Tau、Asp、Ser、Asn、Val、Met、Orn、Pro九种,R5期有Asn、Glu、Leu、Pro四种。 5.通过形态学和分子学鉴定了早春萝藦上蚜虫为大豆蚜,确定了萝藦是大豆蚜的过渡寄主。