文章信息
- 何凯, 高晓阳, 赵印勇, 张建设, 花日茂, 巫厚长
- HE Kai, GAO Xiao-yang, ZHAO Yin-yong, ZHANG Jian-she, HUA Ri-mao, WU Hou-zhang
- 梨园作物间作与生物药剂对梨木虱及其捕食性天敌种群数量动态的协同调控作用
- Synergistic Manipulation of Intercrop Combining Biological Medicaments on the Population Dynamics of Psylla Chinensis and Predators in Pear Orchard
- 农业资源与环境学报, 2015, 32(3): 289-295
- Journal of Agricultural Resources and Environment, 2015, 32(3): 289-295
- http://dx.doi.org/10.13254/j.jare.2015.0047
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文章历史
- 收稿日期:2015-03-02
2. 砀山县酥梨种质资源省级自然保护区办公室, 安徽 砀山 235300
2. Dangshan County Provincial Natural Reserve Office of Germplasm Resources of Suli Pear, Dangshan 235300, China
一个健康稳定的果园生态系统是果树正常生长发育的必要基础,传统的农业生产是基于高剂量的杀虫剂和化学肥料的输入。杀虫剂的施用与很多环境风险都相关,例如,土壤和水体的污染,直接或间接负面影响着农田、水域动物群落结构和功能,威胁人类健康[1]。大量的研究检测了一年生作物系统中害虫及其天敌对生境多样性的响应。在这些研究中,植物多样性的增加导致了害虫种群数量的下降,其机理包括减少害虫产卵、定居或者滞留期,增加自然天敌活动强度[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]。农田间作作物广泛用于改善土水关系,但用作控制害虫的工具尚未引起人们的普遍重视[9, 10]。果园是较为持久的生态系统,不像小麦、玉米等大田作物因季节性收获而使生态系统功能中断,因此为各种害虫和天敌提供了良好的生境连续性,是各种昆虫种群波幅相对稳定,对害虫最易实行生态调控的地方[11]。果园间作植物通过物理屏障、视觉伪装、气味隐蔽以及化学物质驱避干扰目标害虫识别和定居果树,也为自然天敌提供栖息场所等机制。例如:梨园间作芳香性植物对金龟子具有显著性的驱除作用,果园地面种植牧草或花生、油菜等覆盖作物,改善了生态环境,为天敌种群提供了良好的栖息条件和充足猎物,促进了天敌群落的早期发展,在4—6月份使树上天敌总量增加了60%,地面捕食性天敌增加了20倍以上,不仅使苹果树蚜、螨高蜂期推迟,并使高峰值分别降低39倍和1倍以上,使前中期害虫得到很好控制[11, 12, 13]。梨树抗风沙、耐盐碱、耐瘠薄、耐涝渍,能有效地锁住黄沙,防止水土流失,净化空气[14]。梨木虱(P. chinensis)是梨树上的一种重要害虫,它不但通过取食芽、叶及嫩梢汁液进行危害,而且若虫分泌粘液滋生黑霉污染果实、枝条、叶片,使叶片造成穿透性病斑,引起早期落叶,使受污染果实商品价值降低[15, 16]。防治梨木虱目前主要依靠药剂防治,随着药剂的长期施用,梨木虱对控制它的特效药毒死蜱、吡虫啉、齐螨素的抗药性逐年增加。梨园间作作物与生物药剂结合,对梨木虱种群数量的调控作用尚无报道。笔者通过2年的系统研究,检测梨园间作作物与生物药剂结合对梨木虱及其捕食性天敌的协同调控作用,为构建健康梨园生态系统,生态控制梨木虱等害虫提供理论依据。 1 材料和方法 1.1 试验地点与设计
供试梨园为砀山酥梨种质资源省级自然保护区,梨树50年树龄,株行距为4 m×8 m,树体生长健壮。试验在早熟皇冠梨设置3个处理:(1)间作白三叶草+0.3% SAVONA1200X替代常规施药区化学杀虫剂用量的50%;(2)间作桔梗+0.3% SAVONA1200X替代常规施药区化学杀虫剂用量的50%;(3)清耕裸地区+常规施用化学杀虫剂。晚熟酥梨品种区设置2个处理(处理(1)和(3)),每个处理重复3次,各处理面积均为3×666.7 m2。间作作物于2013年4月上旬播种。SAVONA(科伯特(北京)农业有限公司生产)是一种源自天然钾盐,经特别组配而成的生物杀虫剂,水剂,有效成分为0.3%的苦参碱。 1.2 各处理施药方案
2013年3月17日:间作作物区和常规施药区均为5波美度石硫合剂喷雾;2013年4月19日:间作作物区为10%吡虫啉4 000倍+0.3%苦参碱1 200倍喷雾,常规施药区为10%吡虫啉2 000倍喷雾;2013年5月6日:间作作物区为0.3%苦参碱1 200倍+48%毒死蜱2 400倍喷雾,常规施药区为48%毒死蜱1 200倍喷雾;2013年5月11日:间作作物区为0.3%苦参碱1 200倍+4.5%高效氯氰菊酯2 400倍+亩旺特240SC 8 000倍喷雾,常规施药区为4.5%高效氯氰菊酯1 200倍+亩旺特240SC 4 000倍喷雾;2013年5月29日:间作作物区为0.3%苦参碱1 200倍+48%毒死蜱2 400倍喷雾,常规施药区为48%毒死蜱1 200倍喷雾;2013年6月18日:间作作物区为0.3%苦参碱1 200倍+4.5%高效氯氰菊酯2 400倍喷雾,常规施药区为4.5%高效氯氰菊酯1 200倍喷雾;2013年7月18日:间作作物区为0.3%苦参碱1 200倍+3.2%甲维盐2 000倍+2.5%功夫菊酯4 000倍喷雾,常规施药区为3.2%甲维盐1 000倍+2.5%功夫菊酯2 000倍喷雾。 1.3 节肢动物种群数量取样调查
(1)间作作物节肢动物种群数量取样调查采用样方-五点取样法,分别在3个处理区每个重复覆盖作物上按五点取样,每个样方0.25 m2,2013年7月3日至8月18日,每15 d左右调查1次,2014年4月26日至8月6日,每30 d左右取样1次,目测调查每个样方所有节肢动物种类和种群数量。
(2)梨木虱种群数量取样调查分别在3个处理区每个重复中选择1株梨树,按东、南、西、北、中选取5根1年生的枝条,且挂牌标记。2013年3月16日至8月18日,即梨木虱越冬代成虫出蛰至第4代成虫、第5代若虫发生期,每15 d目测调查1次;2014年4月26日至8月6日,即第1代成虫、若虫发生危害期至第4代成虫、若虫发生危害期,每30 d左右目测调查枝端50 cm长所有节肢动物种类、数量和叶片总数量、受害叶片数。叶片受害率=(受害叶片数/总叶片数)×100。 1.4 数据处理和分析[17]
采用Excel计算软件处理数据,不同处理的多重分析采用Duncan新复极差法检验。 2 结果与分析 2.1 不同处理区间作作物捕食性天敌种群数量动态
2013年7月3日至8月8日4次调查数据均显示白三叶草和桔梗作物间作区捕食性天敌总数显著高于清耕裸地区(表 1)。白三叶草间作区优势种捕食性天敌为微小花蝽O. minutus,4次调查数据均显著高于清耕裸地区,3次显著高于桔梗间作区。桔梗间作优势种捕食性天敌为梭形毒隐翅甲P. fuscipes,4次调查数据3次显著高于白三叶草间作区和清耕裸地区。
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2014年4月26日至8月6日白三叶草间作区5次调查的捕食类天敌总数均显著高于清耕裸地区(表 2),桔梗间作区在6月6日、7月6日和8月6日显著高于清耕裸地区,表明三叶草间作适宜捕食性天敌早春建立种群,有利于控制越冬代、第一代梨木虱种群数量的增长;桔梗间作在6月份后,桔梗开花吸引天敌栖息,特别是瓢虫类天敌栖息,有利于控制第2至第4代梨木虱种群数量的增长。三叶草间作区优势种捕食性天敌为草间小黑蛛E. graminicolum、中华小步甲T. chinensis。桔梗间作区优势种捕食性天敌为异色瓢虫H. axyridis、龟纹瓢虫P. japonica、黑带食蚜蝇E. balteata和草间小黑蛛E. graminicolum。
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2013年3月16日至8月18日9次调查数据显示(表 3):在早熟品种皇冠梨树上,不同处理区梨木虱成虫种群数量无显著差异,6月18日梨木虱第3代若虫种群数量白三叶草间作+生物药剂区、桔梗间作+生物药剂区均显著高于裸地清耕常规施药区;在晚熟酥梨品种上,6月18日白三叶草间作+生物药剂区梨木虱第2代成虫和第3代若虫种群数量都显著高于裸地清耕常规施药区,表明在间作作物的生长初期,间作作物生物量过低,对梨木虱种群数量的调控作用尚弱,施用生物药剂替代50%的化学药剂用量控制不了梨木虱第2代成虫、第3代若虫种群数量的增长。
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2014年梨木虱出蛰越冬成虫和若虫数量少(表 4),4月26日在不同处理区早熟皇冠梨和晚熟酥梨梨树上均未调查到梨木虱成虫和若虫。5月10日第1代成虫种群数量,在早熟皇冠梨上桔梗间作+生物药剂区显著低于清耕裸地常规施药区,白三叶草+生物药剂区与清耕裸地常规施药区无显著差异;在晚熟酥梨梨树上白三叶草间作+生物药剂区显著低于清耕裸地常规施药区。6月6日第2代成虫种群数量、第3代若虫种群数量和叶片被害率,在早熟皇冠梨上桔梗间作+生物药剂区、白三叶草间作+生物药剂区均显著低于清耕裸地常规施药区;在晚熟酥梨梨树上白三叶草间作+生物药剂区显著低于清耕裸地常规施药区。7月6日第3代成虫、第4代若虫种群数量和叶片被害率,在早熟皇冠梨上桔梗间作+生物药剂区、白三叶草间作+生物药剂区均显著低于清耕裸地常规施药区;在晚熟酥梨梨树上白三叶草间作+生物药剂区均显著低于清耕裸地常规施药区。8月6日在早熟皇冠梨和晚熟酥梨上各个处理区均未调查到第4代成虫;第5代若虫种群数量和叶片被害率,在早熟皇冠梨上桔梗间作+生物药剂区、白三叶草间作+生物药剂区均显著低于清耕裸地常规施药区;在晚熟酥梨上白三叶草间作+生物药剂区显著低于清耕裸地常规施药区。2014年实验结果表明,梨园间作多年生白三叶草、桔梗一年后与生物药剂SAVONA结合可替代50%化学农药施用量,对全年各代梨木虱成虫、若虫的控制效果显著高于清耕裸地常规施药。
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我国是个农业大国,农业是国民经济的基础,保障国家粮食安全和重要农产品的有效供给是建设现代农业的首要任务。然而,过量和不能合理、适时、对症用药,带来了农药残留毒性、病虫抗(耐)药性上升、害虫再生猖獗、次要害虫大发生、环境污染和生态平衡破坏等一系列问题,严重威胁着我国农产品质量安全和农业生态环境安全。20世纪80年代以来,梨园中大量使用菊酯类等广谱性杀虫剂,虽然有效控制了梨小食心虫Grapholitha molesta的危害,但同时杀灭了中国梨木虱的自然天敌花蝽、蜘蛛、草蛉、寄生蜂等,使中国梨木虱失去了天敌的有效控制,从而爆发成灾。梨木虱分泌液的pH值为5,呈弱酸性[15, 16],梨木虱若虫在其分泌物的保护下生活、为害,药剂很难触及虫体杀死若虫,药剂防治较为困难。白三叶草(T. repens)为多年生牧草,繁殖能力极强,茎匍匐生长,长30~60 cm,主根短,侧根发达,根瘤固氮,春播的当年和秋播的次年就能形成密集草层,花期5—10月,招引多种自然天敌定居[18]。桔梗(P. grandiflorum)为多年生草本药用植物,6—9月开花[19]。本研究针对梨木虱成灾的原因、药剂防治技术瓶颈,通过间作白三叶草和桔梗2种多年生植物,提高植物多样性,干扰梨木虱在梨树上定居,保护和助迁自然天敌,建立健康梨园生态系统,结合喷施富含钾盐的生物药剂SAVONA破除梨木虱若虫分泌物,2年的系统实验结果显示梨园的自然天敌优势种种群数量显著增加,梨木虱种群数量显著低于对照,且减少了化学杀虫剂的50%施用量,如果长期坚持下去,将会逐步改变目前果园梨木虱防治的被动局面。因此,本研究改变了梨树害虫防治对化学农药过分依赖的传统方式,逐步构建了健康的梨园生态系统,充分发挥了梨园自然天敌对目标害虫的可持续控制,促进传统化学防治向现代绿色防控的转变,减少生产中化学农药的投入使用,实现农产品产量与质量安全、农业生态环境保护相协调的可持续发展,同时降低农业生产成本,促进农民节本增效。 4 结论
(1)2年的实验结果表明:白三叶草、桔梗作物间作区捕食性天敌总数显著高于清耕裸地区。2013年白三叶草间作区捕食性优势种天敌为微小花蝽O. minutus,桔梗间作区捕食性优势种天敌为梭形毒隐翅甲P. fuscipes。2014年三叶草间作区优势种捕食性天敌为草间小黑蛛E. graminicolum、中华小步甲T. Chinensis,桔梗间作区优势种捕食性天敌为异色瓢虫H. axyridis、龟纹瓢虫P. japonica、黑带食蚜蝇E. balteata和草间小黑蛛E. graminicolum。
(2)2013年,作物间作与生物农药SAVONA组合替代50%化学农药用量对梨木虱的控制效果除6月18日显著低于裸地常规施药外,其余时期与裸地常规施药相比均无显著差异。2014年,在梨木虱为害的各个时期作物间作与生物农药SAVONA组合替代50%化学农药用量对梨木虱的控制效果均显著高于裸地常规施药。
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