轉b基因棉棉田中的地表蜘蛛時空動態(tài)

轉b基因棉棉田中的地表蜘蛛時空動態(tài)

蜘蛛是棉田的重要天敵。它種類繁多，數(shù)量眾多，食物廣泛，對害蟲和昆蟲有很好的控制作用。近年來,棉田頻繁施藥,蜘蛛的豐富度和多樣性亦下降。轉Bt基因棉推廣應用后,由于減少了農(nóng)藥的施用,對棉田蜘蛛起到了較好的保護和有利于蜘蛛在棉田自然增殖。以往對棉田蜘蛛的研究,主要是從室內(nèi)研究其捕食功能以及蜘蛛在棉田的種群數(shù)量動態(tài)和多樣性動態(tài),而很少考慮到蜘蛛在棉田的時空生態(tài)位變化。天敵的時空生態(tài)位反映了天敵對食物的需求特性,明確蜘蛛在轉Bt基因棉田的時空動態(tài),有助于了解其控害作用。作者系統(tǒng)調查了轉Bt基因棉田蜘蛛的時空動態(tài)并分析對棉鈴蟲的潛在控制作用,以期為棉田蜘蛛的保護和利用提供依據(jù)。1材料和方法1.1bt基因棉田1998~1999年在河北省南皮縣馮家口鎮(zhèn)棉區(qū)(總面積約14hm2)選取面積約0.3hm2轉Bt基因棉棉田(冀岱33B,簡稱Bt棉田),系統(tǒng)調查蜘蛛的時空動態(tài)。該棉田4月15日播種,地膜覆蓋;5月22日打藥防治苗蚜;其它時間未施化學農(nóng)藥。周邊大田作物春季主要為小麥,夏季主要為玉米,此外有零星的苜蓿地和大豆地,周邊環(huán)境相對較復雜。1.2克氏原螯蝦宿主種5d采用棋盤式10點取樣,每點定株10株,自6月10日始,每5d1次,共22次,分上、中、下、地面4個層次,目測調查所有節(jié)肢動物的種類及數(shù)量。1.3天敵與害蟲生態(tài)位重疊度指數(shù)loij控制作用采用劉萬學等提出的模型,該模型綜合考慮捕食性天敵的數(shù)量、空間分布及與害蟲發(fā)生的“配合”程度三方面。計算公式:Rij=∑k=1n[(Nj×LOij)×Pi]Pi=(mi/∑k=1nmi)Rij=∑k=1n[(Νj×LΟij)×Ρi]Ρi=(mi/∑k=1nmi)式中Rij為天敵j對害蟲i的控制作用指數(shù);Nj為每次調查j天敵的數(shù)量;LOij為每次調查天敵j與害蟲i的生態(tài)位重疊度指數(shù);mi為每次調查害蟲的數(shù)量,∑mi為調查期內(nèi)害蟲的累計數(shù)量,文中指棉鈴蟲的累計卵量。天敵與害蟲生態(tài)位重疊度指數(shù)LO采用Levins提出的方法。計算公式:LOij=∑k=1npikpjk/∑k=1np2ikLΟij=∑k=1npikpjk/∑k=1npik2對分次調查的天敵控制指數(shù)進行累加,就得到了某一時段或某一天敵集團的總控制指數(shù)?？刂谱饔弥笖?shù)值愈大,對棉鈴蟲的控制作用亦愈大。2結果與分析2.1屬genussp.5.主要植物病毒屬Bt棉田共查到蜘蛛10科共20種。其中主要有:狼蛛Pardosatinsignita、草間小黑蛛Erigonnidiumgraminicolum、卷葉蛛Dictynasp.、側紋蟹蛛Xysticuslateralisatrimaculatus、三突花蛛Misumenopostricuspidata(Fahricius)、蟻型狼蟹蛛Thanatusformicinus、溫室希蛛Achaearaneatepidariorum、黑亮腹蛛Singahamata、八斑球腹蛛Therdionoctomaculatum。2.2bt棉田各部位蛛群的發(fā)生動態(tài)Bt棉田蜘蛛數(shù)量多,全年百株累計達3984頭,占棉田捕食性天敵數(shù)量的49.7%。從蜘蛛數(shù)量在棉田的時空發(fā)生動態(tài)來看(圖1),總趨勢為前期少,而中后期數(shù)量多;從6月中旬至8月中旬,數(shù)量逐漸增加,8月16日百株達454頭;8月中旬至9月中旬,一直都處于一個較高的水平,百株平均為361頭;對比不同部位蜘蛛的發(fā)生動態(tài)來看,棉株下部和地面的蜘蛛數(shù)量多且增加較快,而棉株上部、中部的蜘蛛數(shù)量少且增加慢。從總體調查數(shù)量上看,Bt棉田溫室希蛛、狼蛛和草間小黑蛛是Bt棉田的優(yōu)勢蜘蛛,百株累計數(shù)量為2136,666和742頭,分別占蜘蛛百株累計總數(shù)量的53.6%,16.7%和18.6%。從它們的變化趨勢來看(圖2),前期數(shù)量均較少;8月中旬,草間小黑蛛、溫室希蛛和狼蛛數(shù)量達到高峰,百株分別為122,246和368頭;以后草間小黑蛛數(shù)量下降,而狼蛛和溫室希蛛在后期保持一個較高的數(shù)量。2.3棉田蛛種類型和時空分布蜘蛛數(shù)量在棉株上分布不均勻,下部占優(yōu)勢,豐富度為0.464,其次為地面(0.303),上部分布最少,豐富度僅為0.067。從空間分布發(fā)生動態(tài)來看(圖3),在6月11至6月20日,棉株上部、中部和下部蜘蛛豐富度逐漸增加,而地面蜘蛛豐富度逐漸減少;在棉田中期和后期,棉株中部豐富度均較高,而上部和中部較低;在6月底至7月上旬和7月底到8月上旬,地面蜘蛛豐富度較高。棉田蜘蛛種類多,不同類型蜘蛛或蜘蛛集團的時空生態(tài)位出現(xiàn)分化(表1)。地面活動的蜘蛛中以狼株和草間小黑蛛數(shù)量上占優(yōu)勢,豐富度分別為52.61%和40.60%;下部蜘蛛以溫室希蛛和草間小黑蛛占優(yōu)勢,豐富度分別為85.62%和6.76%;中部蜘蛛數(shù)量最多為溫室希蛛,占66.77%,其次為草間小黑蛛,占10.77%;上部蜘蛛中,數(shù)量較多的有溫室希蛛、卷葉蛛和草間小黑蛛,數(shù)量分別為78,62和56頭,分別占29.10%,23.13%和20.90%。棉田優(yōu)勢蜘蛛中,溫室希蛛主要分布于棉株下部(占74.16%),狼株主要分布于地面(95.35%),草間小黑蛛主要分布于地面(占66.71%),其次為下部(16.85%);卷葉蛛上、中、下分布較均勻豐富度分別為35.23%,30.68%和33.52%,三突花蛛主要分布于棉株上中部,側紋蟹蛛主要分布于上中部。此外一些蜘蛛僅在地面活動。2.4主要控制作用情況蜘蛛的時空動態(tài)影響其對棉鈴蟲的控制作用。從蜘蛛對棉鈴蟲的控制指數(shù)計算結果來看,在棉鈴蟲發(fā)生期,對棉鈴蟲起主要控制作用的蜘蛛為草間小黑蛛、溫室希蛛和卷葉蛛,分別占蜘蛛總控制指數(shù)的41.3%,25.2%和10.9%。其中2代棉鈴蟲發(fā)生期,草間小黑蛛貢獻最大,占67.7%;3代棉鈴蟲發(fā)生期,溫室希蛛和草間小黑蛛起主要作用,分別占29.0%和25.4%;4代棉鈴蟲發(fā)生期溫室希蛛起主要作用,占45.3%。3不同類型蛛材的生態(tài)位差異Bt棉田前期蜘蛛數(shù)量少,且多在地面活動,可能主要從棉田周邊生境遷移而來。棉田中、后期蜘蛛數(shù)量較多,可能與棉田未施藥、棉田的次要害蟲和中性節(jié)肢動物的增加為蜘蛛提供了食物有關。另外,溫室希蛛在Bt棉田數(shù)量多,其產(chǎn)卵量大可能亦是一個重要因素。不同類型的蜘蛛在棉田的發(fā)生動態(tài)具有不同的時間和空間生態(tài)位屬性,可能與其食性有關,也反映了生態(tài)位排斥理論,是一種自然選擇的結果。蜘蛛的生態(tài)位差異對害蟲來說,特別是對重要的靶標害蟲來說,顯然影響了其控害作用的大小。因此,考慮天敵對害蟲的控制作用時,不僅需考慮天敵的數(shù)量,同時還應考慮天敵與害蟲在空間分布上的重疊程度,拋棄以往的益害比評價的局限性。如本文的蜘蛛較多地分布于地面和棉株下部,相應會削弱對棉鈴蟲