SO2胁迫对异色瓢虫捕食桃粉大尾蚜功能影响的研究

SO2胁迫对异色瓢虫捕食桃粉大尾蚜功能影响的研究 SO2胁迫对异色瓢虫捕食桃粉大尾蚜功能 影响的研究 ?346? ChineseAgriculturalScienceBulletinVo1.24No.62008June http:llwww.casb.org.cn SO2胁迫对异色瓢虫捕食桃粉大尾蚜功能 影响的研究 刘军侠,姜文虎,李彦慧,廖月枝,袁胜亮,高宝嘉 (河北农业大学,河北保定071000) 摘要:采用简易静态熏气系统在浓度为17mg/m3的SO2胁迫下,研究异色瓢虫 Ha~noniaaxyridis(Pal— las)3龄幼虫和成虫对桃粉大尾蚜Hyalopteraamygdales03lanchard)捕食的功能反 应及自身密度干扰作 用.研究结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明,捕食功能反应属于Holling.II型圆盘方程,SO2可以提高异色瓢 虫3龄幼虫,成虫捕 食能力,异色瓢虫的捕食量随着猎物密度的增加而增大,对桃粉大尾蚜的寻找效应 也有增加的趋势,同 时SO:减缓了随着异色瓢虫自身密度增加存在的干扰作用. 关键词:SO2;异色瓢虫;桃粉大尾蚜;捕食作用 中图分类号:$763.306.4文献标识码:A TheFunctionalResponseofHarmoniaaxyridistoHyalopteraamygdales UnderSO2Intimidate LiuJunxia,JiangWenhu,LiYanhui,LiaoYuezhi,YuanShengliang,GaoBaojia gdculturalUniversityofHebei,Baoding071000) Abstract:ThefunctionalresponseofHarmoniaaxyridistoHyalopteraamygdalesandownde nsityinterfer- enceeffectUnderSO2Intimidatewerestudiedinclosedchamber.Theresultsshowedthatthe ybelongedto Holling-IImode1.Thelargerofpredationnumberwasobservedinthehigherofpreydensity.S ulfurdioxide increasefeedingabilityandsearcheffect3agesyounginsectsandimagoofHarmoniaaxyridis toHyaloptera amygdales.SulfurdioxidedecreasedinterfereeffectbetweenHyalopteraamygdales. Key word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 s:sulfurdioxide,Harmoniaaxyridis,Hyalopteraamygdales,functionalresponse SO:对昆虫的影响日益引起国内外众多学者的 广泛重视?l1.众多的工业活动产生了大量的SO:气体, 中国2005年SO:排放量高达2549万t,导致中国 SO:和酸雨污染日趋严重[21.SO:作为一个环境胁迫因 素的介入,势必会引起长期协同进化形成的植物一昆 虫一天敌之间动态平衡的变更或破坏,进而导致害虫 及其天敌种群的变动[3-6].20世纪80年代以来,许多 学者十分关注大气污染对昆虫种群和群落的影响['81, 也相继研究了SO:胁迫对植食性墨西哥豆瓢虫【9'lo1, 粘虫["J,靖远松叶蜂[J,蚜虫[13,14J,蚧虫[J等的影响,研 究表明SO2能促进这些害虫的生长发育,增加取食量 和蛹重,提高食物转化率和成虫生殖力等,从而增加 了害虫种群的数量,对不同的昆虫种类,不同SO:浓 度作用不同.而且随着食物链的增加,SO:浓度升高 对天敌的影响变得越来越复杂,有关这方面研究 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 仍然较少[16,17]. 异色瓢虫Harmoniaaxyridis(Pallas)是农业,林业 上一种重要的捕食性天敌,能捕食各类蚜虫,对松干 蚧,粉蚧,绵蚧,木虱,螨类等重要害虫也有良好的控制 作用.关于异色瓢虫的捕食作用研究很多[18--23],但SO: 对异色瓢虫捕食功能有何影响还未见报道.SO浓度 逐渐升高的情况下,异色瓢虫作为一种重要的捕食性 天敌,能否充分发挥捕食作用,对未来其控害作用的发 挥有着重要意义.笔者通过试验初步探讨了浓度为 基金项目:国家自然科学基金资助项目"环境胁迫下森林昆虫种群分化与适应的 分子机制研究"(33771739). 第一作者简介:刘军侠,女,1970年出生,森林保护学专业,博士,教授,主要从事昆虫 生态学及害虫综合治理方向研究.通信地址:071000河北省保定 市河北农业大学西校区林学院.E-maiI:bdljx1997@126.com. 收稿日期:2008,04-01,修回日期:2008—04-28. 中国摩学通攉第24卷第6期2008年6月 ?347? 17mg/m3的SO胁迫对异色瓢虫3龄幼虫,成虫捕食 桃粉大尾蚜Hyalopteraamygdale(Blanchard)的功能反 应及自身密度干扰作用的影响,以期为蚜虫,蚧虫等危 险性害虫的未来发展趋势和研究天敌的保护和利用提 供一定的理论依据. 1材料与方法 1.1供试虫源 异色瓢虫3龄幼虫和成虫分别于2007年5月采 自河北农业大学标本园,试验前饱食,再禁食24h后开 始试验.桃粉大尾蚜于2007年5月采自河北农业大学 院内碧桃上,试验时均挑选大小均匀的高龄若蚜.将供 试虫放入直径5cm,高8cm的玻璃饲养瓶内,以纱布 封口. 1.2试验方法 1.2.1熏气方法采用简易静态熏气系统进行熏气处 理.在河北农业大学试验基地内,气室长3.16m,宽 2.10m,高1.15m,由钢筋焊结而成,外罩聚乙烯塑料薄 膜,熏气室上罩透光率为50%遮荫网,室内的温度为 25-28~C,湿度为80%,另一个相同规格的气室作为对 照.气源为北京氦普北分气体有限公司生产的国家级 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 SO:气体,气体组成为:1%(v/v)SO和N2(平衡气). 气体从钢瓶经减压稳流装置进入熏气系统,入口处用 风扇搅匀.熏气浓度设为17mg/m,对照棚(C不做 任何处理.异色瓢虫幼,成虫的捕食反应是在封闭大棚 内进行的.放虫之后在处理棚内充高压缩的SO达到 设定浓度立即停止熏气. 1.2.2SO:胁迫下异色瓢虫捕食桃粉大尾蚜的功能反 应在饲养瓶内分别放入30,50,80,120,200头大小一 致的桃粉大尾蚜和1片桃叶,叶柄缠绕湿润的脱脂棉 签以保湿,再各放入1头异色瓢虫,用双层的医用脱脂 棉纱封口,将其分别放入SO处理棚和对照棚内,24h 后打开气室观察记载各瓶内剩余的蚜虫的数量,试验 设3次重复,分别测定了异色瓢虫的成虫,3龄幼虫捕 食桃粉大尾蚜的功能反应. 1.2.3SO胁迫下异色瓢虫种内干扰竞争试验在饲养 瓶内分别放入1,2,3,4,5头异色瓢虫及供捕食的桃粉 大尾蚜200头和1片桃叶(叶柄缠绕湿润的脱脂棉签 以保湿)用双层的医用脱脂棉纱封口,将其分别放入 SO处理棚和对照棚内,24h后打开气室观察记载各瓶 内剩余的蚜虫的数量.试验设3次重复,分别测定了异 色瓢虫的成虫,3龄幼虫自身密度干扰作用. 2结果与分析 2.1SO2对异色瓢虫捕食桃粉大尾蚜的功能反应的影 响 2.1.1SO对异色瓢虫3龄幼虫捕食桃粉大尾蚜的功 能反应的影响浓度为17mg/m的SO处理时,异色瓢 虫3龄幼虫对设定的不同密度桃粉大尾蚜的日平均捕 食量的观察结果及捕食反应的影响见表1. 表1SO:胁迫下异色瓢虫3龄幼虫对桃粉大尾蚜的日平均捕食量 从表1中可以看出,经SO处理的异色瓢虫3龄 幼虫对桃粉大尾蚜的捕食量基本高于对照,且其捕食 量随着桃粉大尾蚜密度的增大,捕食量逐渐增加,但当 猎物密度增加到一定程度时,其捕食增加的速度变慢. 因此可以用Holling—II型圆盘方程式Na=a~tT/ (1+a/ThNt)来拟合,式中Na为猎物被捕食量;,L/为捕食 者对猎物的瞬时攻击率即功能系数;Nt为猎物密度; Th为捕食一头猎物所需要的时间;T为猎物暴露给捕 食者的总时间,即观察时间,本研究为24h,以1d计. 该方程线性化得1/Na=(1/a0×(1/Nt)+Th,可求得异色 瓢虫3龄幼虫捕食桃大尾蚜功能反应的直线回归方程 为: 处理:1/Na=O.8120x(1/Nt)+0.0112 对照:1/Na=O.6842x(1/Nt)+0.0153 由直线回归方程求得的理论值与实测值进行 检验,异色瓢虫3龄幼虫处理,对照下的X2值分别为 3.3772,6.5131,均小于x2n05(值为9.488),说明异色瓢 虫3龄幼虫经SO处理,其捕食桃粉大尾蚜的功能反 应属于Holling.II型反应,可以用Holling-II型圆盘方 程式Na=a~tT/(1+a/ThNt)来较好的拟合. 由以上对异色瓢虫的功能反应进行模拟,得出其 功能反应方程式及相应的参数值,见表2. ?348? ChineseAgriculturalScienceBulletinVo1.24No.62008June http||7fi.~asb.org.cn 注:a/一捕食者对猎物的瞬时攻击率即功能系数;Th一捕食一头猎物所需要的时 间;1/T|rI最大捕食量;R一相关系数;a//Th一控制系数. 从表2可以看出经SO处理的异色瓢虫3龄幼虫 与对照相比,捕食一头桃粉大尾蚜所用的时问缩短,日 最大捕食量增多,瞬时攻击率降低.1986年周集中等提 出用a//Th来衡量天敌对害虫的控制能力,其比值越大, 天敌对害虫的控制能力越强[垌.SO处理下的异色瓢虫 3龄幼虫的a//Th是109.96,对照是95.53.从中说明浓 度为17mg/m3的S0,在短时问内可以促进异色瓢虫3 龄幼虫对桃粉大尾蚜捕食,但会减弱其瞬时攻击率. 2.1.2SO对异色瓢虫成虫捕食桃粉大尾蚜的功能反 应的影响当桃粉大尾蚜密度不同时,SO处理对异色 瓢虫成虫的日平均捕食量的观察结果及捕食反应的影 响见表3. 表3SO:胁迫下异色瓢虫成虫对桃粉大尾蚜的日平均捕食量 从表3中可以看出,经SO处理的异色瓢虫成虫 对桃粉大尾蚜的捕食量高于对照.同样异色瓢虫成虫 对桃粉大尾蚜的捕食量随着猎物密度的增大,捕食量 逐渐增加,但当猎物密度增加到一定程度时,其捕食增 加的速度变慢,因此也可以用Holling.II型圆盘方程 式Na=a/NtT/(1+a/ThNt)来拟合.将方程线性化得 1/Na=(1/a/)×(1/Nt)+Th,可求得异色瓢虫成虫捕食桃 大尾蚜功能反应的直线回归方程为: 处理:l/Na=0.8644x(1/Nt)+0.0062 对照:1/Na=1.0033x(1/Nt)+0.8792 由直线回归方程求得的理论值与实测值进行X2 检验,异色瓢虫成虫处理,对照下的X2值分别为 1.2032,4.5237,均小于X2晒(值为9.488),说明异色瓢 虫成虫在SO胁迫下,其捕食桃粉大尾蚜的功能反应 也属于Holling.II型反应,可以用Holling-II型圆盘方 程式Na=aPNtT/(1+a/ThNt)来较好的拟合. 由以上对异色瓢虫成虫的功能反应进行模拟,得 出其功能反应方程式及相应的参数值,见表4. 表4SO:胁迫下异色瓢虫成虫捕食桃粉大尾蚜的功能反应 注:a/一捕食者对猎物的瞬时攻击率即功能系数;Th一捕食一头猎物所需要的时 间;1/Th一最大捕食量;R一相关系数;a//Th一控制系数. 从表4中可以看出,经SO处理的异色瓢虫成虫 与对照相比,捕食一头桃粉大尾蚜所用的时间缩短,日 最大捕食蚜虫量增多,瞬时攻击率升高.且经SO:处理 异色瓢虫成虫的a//Th是186.59,而对照是114.56.说 明浓度为17mg/m3的SO,在短时问内可以促进异色 瓢虫成虫对桃粉大尾蚜捕食,从而加强对桃粉大尾蚜 的控制能力. 2.2SO2对异色瓢虫寻找效应的影响 1959年Holling提出了捕食者寻找效应与猎物之 问的关系,他认为寻找效应必须依赖于猎物的种群密 度,它随着猎物的种群密度的增加而降低.其表达式 为:S=A/(1+AxThxNt),S一寻找效应,其他参数同 Holling.II型圆盘方程式.在桃粉大尾蚜不同密度下, SO处理对异色瓢虫的3龄幼虫和成虫的寻找效应的 影响见表5和表6. 由表5和表6可知,异色瓢虫3龄幼虫和成虫的 寻找效应均随桃粉大尾蚜密度的增加而降低.SO胁 迫可以提高异色瓢虫3龄幼虫和成虫对桃粉大尾蚜的 中国展学c墨提第24卷第6期2008年6月 http:llwww.casb.org.cn ?349? 表5桃粉大尾蚜不同密度下异色瓢虫3龄幼虫的寻找效应S表6桃粉大尾蚜不同 密度下异色瓢虫成虫寻找效应S 寻找效应,且随着桃粉大尾蚜密度的增加,其异色瓢虫 3龄幼虫的寻找效应有增强的趋势,但当密度高于120 头时又减弱;而SO胁迫对异色瓢虫成虫寻找效应的 增强趋势,则随着桃粉大尾蚜密度的增加逐渐减弱. 从以上两表中处理和对照寻找效应差异值可以看 出,SO对异色瓢虫成虫的寻找效应的促进作用明显 高于3龄幼虫,但随着桃粉大尾蚜密度的增加,差异逐 渐变小.说明当桃粉大尾蚜密度比较低时,浓度为 17mg/m3的S0对异色瓢虫成虫的影响明显大于3龄 幼虫,但随着桃粉大尾蚜密度的增大,SO对它们寻找 效应的影响差异逐渐变小. 2.3S02对异色瓢虫自身密度干扰作用的影响 2.3.1SO对异色瓢虫3龄幼虫自身密度干扰作用的 影响异色瓢虫3龄幼虫随着自身密度的增加,SO处 理对其捕食作用的影响结果见表7.捕食者的捕食作 用率为:E=Na/NxP,式中E一捕食作用率,Na-一捕食 量,N一猎物密度,P…捕食者密度.所得数据可以用 Hassell&Varley(1969)提出的捕食作用率(E)和捕食者 密度(P)之间的关系式E=QxP进行拟合.其中Q一寻 找系数,m一干扰系数. 表7SO:胁迫下异色瓢虫3龄幼虫不同密度与捕食作用率的关系 用幂函数回归法求得异色瓢虫3龄幼虫的干扰反 应数学模型: 处理:E=0.378p蚴,(1-=-一0.9237) 对照:E=0.3784p删",(r==一0.9853) 然后将表7中由Hassell&Varley数学方程式求得 的捕食作用率的理论值与实测值进行X2检验.异色瓢 虫3龄幼虫处理组和对照组的X2值分别为14.400x 10.,5.053x10.,均小于X2晒(值为9.488),说明异色瓢 虫3龄幼虫经SO处理,干扰反应数学模型能极好地 反应其自身密度对捕食桃粉大尾蚜的干扰情况. 从以上可以看出,异色瓢虫3龄幼虫随着自身密 度的增加,由于增加了个体问的相互干扰,导致对桃粉 大尾蚜的捕食作用下降,即自身密度对捕食者存在明 显的影响.经SO处理的异色瓢虫3龄幼虫的平均捕 食量,捕食作用率明显高于对照. 2.3.2SOz对异色瓢虫成虫自身密度干扰作用的影响 SO处理对异色瓢虫成虫自身密度干扰作用的影响, 结果见表8. 表8SOz胁迫下异色瓢虫成虫不同密度与捕食作用率的关系 瓢虫密度(P)平均捕食量a)捕食作用率(E)捕食作用率理论值(E) 对照处理对照处理对照处理 101 109 125 136 144 0.475 0.250 O.193 0.163 O.138 0.505 0.273 0.208 O.17O 0.144 0.454 0.269 O.198 O.159 O.134 0.490 0.287 O.21O 0.168 0.142 ChineseAgriculturalScienceBulletinVo1.24No.62008June http:llwww.casb.org.cn ?350? 同样表8数据用E=Q~p-m关系式进行拟合,求得 异色瓢虫成虫的干扰反应数学模型: 处理:E=0.4902p,(1-=-0.9979) 对照:E=0.4539p硎,(r==.0.9951) 然后将表8中由Hassell&Varley数学方程式求得 的捕食作用率的理论值与实测值进行X2检验.异色瓢 虫成虫处理组和对照组的X2值分别为1.203xl0., 2.628x10.,均小于惦(值为9.488).说明干扰反应数 学模型极好地反应异色瓢虫成虫自身密度对捕食桃粉 大尾蚜的干扰情况.可见,随着异色瓢虫成虫自身密度 的增加,自身干扰作用加强,而且SO促进了异色瓢虫 成虫对桃粉大尾蚜的捕食,减缓了异色瓢虫自身密度 干扰作用. 由表7和表8比较可见,SO:处理促进了异色瓢 虫对桃粉大尾蚜的捕食量和捕食作用率,而且对异色 瓢虫3龄幼虫的促进作用明显高于成虫. 3结论与讨论 在浓度为17mg/m3SO胁迫下,异色瓢虫3龄幼 虫,成虫捕食桃粉大尾蚜的功能反应,可用Holling—II 型圆盘方程式Na=aq'qtT/(1+gThNt)来拟合.SO可以 促进异色瓢虫3龄幼虫,成虫对桃粉大尾蚜捕食,增强 对害虫的控制能力,但会降低异色瓢虫3龄幼虫的瞬 时攻击率,而且SO胁迫对异色瓢虫成虫捕食功能的 促进作用比3龄幼虫更为明显. SO胁迫可以提高异色瓢虫3龄幼虫,成虫对桃 粉大尾蚜的寻找效应,但随着桃粉大尾蚜密度的增加, 对异色瓢虫提高寻找效应的影响会逐渐减弱.其中对 异色瓢虫成虫寻找效应的影响大于3龄幼虫,但是随 着桃粉大尾蚜密度的增加,它们之间的差异逐渐不明 显. 随着异色瓢虫自身密度的增加,由于增加了个体 间的相互干扰,导致每头瓢虫的平均捕食量下降,捕食 作用率降低,对桃粉大尾蚜的控制能力减弱.但在异色 瓢虫自身密度干扰情况下SO胁迫能增加异色瓢虫的 捕食量,其中对3龄幼虫的促进作用更为明显,同时减 缓了异色瓢虫自身密度干扰作用. 笔者对SO对异色瓢虫捕食作用的影响仅做了初 步的探讨,人工熏气系统模拟与自然状况下的SO污 染对昆虫造成的影响会有差异,在熏气系统上有待采用 更接近自然的开顶式气室.笔者仅研究了SO2浓度为 17mg/m的情况下,异色瓢虫对桃粉大尾蚜的捕食功能 反应和自身密度的干扰作用的影响,对于低于或高于该 浓度的情况下对异色瓢虫捕食作用有何影响,有待进一 步研究,而且对其影响机理还需要进行深入研究. 参考文献 [1]肖胜会,黄丽.我国二氧化硫排放情况及控制措施.环境,2006,(2): l77一l78 [2]王文兴.我国sO和NOx排放强度地理分布和历史趋势.中国环 境科学,1996,l6(3):161—167 [3]贾春生.大气污染对森林昆虫种群动态的影响研究进展.北华大学 ,2000,l(4):337—341 [4]张云,叶万辉,李跃林.大气污染对植食昆虫的影响及作用机制.农 村生态环境,2002,18(3):49—55 [5]吕仲贤,杨樟法,胡萃.空气污染对害虫种群的促进作用.环境污染 与防治,1994,16(6):3032 [6]Ev~den,J.C.SmelterlledTimberandInsects.ForestInsectInvesti— gations,1923. 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