南疆棉田节肢动物群落结构及害虫种群动态研究

论文摘要

棉花是南疆最重要的经济作物，受多种害虫为害。本文从棉花害虫可持续治理的需要出发，运用群落生态学和种群生态学的原理和方法，于2002-2006年在南疆莎车县研究了棉田节肢动物群落的结构与功能、一些重要因素对群落结构与功能以及对主要害虫种群数量的影响作用，获得了以下结果：1．棉花-小麦-苜蓿生态系统中节肢动物群落结构用吸虫器和捕虫网取样调查方法，发现棉田各类节肢动物403种，其中昆虫纲382种，蜘蛛纲20种，唇足纲1种。棉田节肢动物物种较丰富的目为膜翅目（168种）、双翅目（90种）、鞘翅目（44种）、同翅目（26种）、半翅目（23种）、蜘蛛目（18种）和鳞翅目（12种），棉田物种数最多的科为姬蜂科和姬小蜂科，分别有22和21个物种。植食性节肢动物141种，肉食性节肢动物229种，杂食性和腐食性节肢动物共33种。棉田共有棉花害虫33种，自然天敌226种（其中捕食性天敌91种，寄生性天敌135种），中性节肢动物144种。棉田个体数量较多的目为同翅目、缨翅目、双翅目、半翅目、鞘翅目和膜翅目，分别占节肢动物个体总数的54.67％、29.39％、6.01％、4.54％、2.52％和1.30％。个体数量较多的科为为蚜科、蓟马科、盲蝽科和瓢虫科，分别占节肢动物个体总数的53.04％、28.43％、3.64％和2.33％。棉田植食性节肢动物个体占88.73％，肉食性节肢动物个体占9.07％，杂食性和腐食性节肢动物共占2.20％。棉花害虫个体占84.33％，自然天敌个体占9.07％，中性节肢动物个体占6.60％。棉田棉花害虫优势种有2种，为棉蚜（Aphis gossypii Glover）和棉蓟马（Thrips tabaci L．）；丰盛种1种为棉长管蚜（Acyrthosiphon gossypii Mordvilko）；常见种2种，为牧草盲蝽（Lygus pratensis L．）和榆叶蝉（Empoasa bipunctata ulmicola A．Z．）。自然天敌优势种有3种，为多异瓢虫（Hippodamia（Adonia）variegata（Goeze））、异须盲蝽（Campylomma diversicornis Reuter）、黑食蚜盲蝽（Deraeocoris punctulatus Fall）；丰盛种有2种，为横纹蓟马（Aeolothrips fasciatus（L．））和肩毛小花蝽（Orius niger Woiff）；常见种有10种。中性节肢动物中优势种共有3种，为蠓sp1、果蝇sp1、灰地种蝇（Delia platura （Meigen）），丰盛种和常见种各有4种和8种。在棉田边缘野生植被、小麦田和苜蓿田分别发现各类节肢动物248种、196种和257种。对棉田与这三种非棉田生境节肢动物群落之间的关系的研究表明，对于植食性节肢动物亚群落来说，棉田与棉田边缘野生植被和苜蓿田的相似性较高，而与小麦田的相似性较低。对于肉食性节肢动物亚群落和腐食性节肢动物亚群落来说，棉田与苜蓿田和小麦田的相似性较高，而与棉田边缘野生植被间的相似性较低。对于杂食性节肢动物亚群落来说，棉田与棉田边缘野生植被和小麦田的相似性较高，而与苜蓿田间的相似性较低。2．麦棉作物布局对棉田节肢动物群结构和多样性的影响用目测法对南疆麦棉作物不同布局方式中棉田节肢动物群落结构和多样性进行了调查研究，结果表明：棉田与麦田布局越均匀，棉田棉花害虫总个体数越少，自然天敌总个体数越多。与麦棉均匀相间布局和麦棉相邻布局相比，棉花单一大面积布局情况下，棉田害虫个体总数和中性节肢动物个体总数较多，而自然天敌个体总数较少；棉花害虫亚群落中蚜虫和棉叶螨数量较多，棉蓟马数量较少，牧草盲蝽和棉铃虫数量变化不明显；自然天敌亚群落中蜘蛛数量较少，横纹蓟马和瓢虫数量较多，食虫蝽和青翅蚁形隐翅甲数量变化不明显。棉花害虫多样性指数两年中均不受麦棉布局方式的影响。棉花害虫物种丰富度、棉花害虫优势集中性指数、自然天敌物种丰富度、自然天敌多样性指数在两年中的结果不尽一致，说明其影响因素除作物布局外，还受其它未知因素影响，需要深入研究。3．棉田边缘种植苜蓿带和油菜带对棉田节肢动物的影响用目测法调查研究了棉田边缘种植苜蓿带和油菜带对棉田节肢动物的影响，结果表明：棉田边缘种植苜蓿带可以增加棉田中的棉蓟马和除瓢虫以外的自然天敌的数量，减少棉叶螨和中性昆虫的数量；棉田边缘种植油菜带可以增加棉田瓢虫、蚜虫、棉叶螨数量，减少棉蓟马数量。棉田边缘同时种植这两种诱集带，棉田天敌明显增多，既可以有效控制当时的各种害虫，又为6月下旬以后的包括第二代棉铃虫在内的棉花害虫防治奠定了很好的基础。4．转Bt基因抗虫棉对棉田节肢动物多样性的影响用吸虫器取样和捕虫网取样两种方法，研究了转基因抗虫棉和化学防治对棉田节肢动物多样性的影响，发现转Bt基因棉棉田与非转基因常规棉棉田棉花害虫、自然天敌和中性节肢动物亚群落没有显著差异，而化学防治可以使各亚群落的个体数量、物种数量、多样性指数发生剧烈变化。5．棉铃虫种群数量动态连续12年用捕虫网取样方法对麦田第一代棉铃虫种群发生趋势进行了调查，发现南疆粮棉混作区种植制度的改革已导致棉铃虫成为农业生产的重要害虫，并呈加重趋势发展。用目测法研究了转Bt基因抗虫棉对棉铃虫的控制效率，结果表明转Bt基因抗虫棉对棉铃虫有很高防效。用目测法调查研究了南疆不同粮食生产模式对棉田第二代棉铃虫数量的影响，结果表明：与吨粮田相比，多熟制模式中春套玉米对棉铃虫产卵有很强的吸引作用，可以显著减少棉田第二代棉铃虫数量，减轻第二代棉铃虫对棉花的危害。对棉铃虫自然种群生命表的研究表明，引起南疆棉田第二代和第三代棉铃虫死亡的重要因子均为捕食性天敌，捕食性天敌和寄生性天敌对棉田第二代和第三代棉铃虫的联合控制作用很强，可以大大降低棉铃虫的种群趋势指数，这证明了在棉铃虫防治中保护利用自然天敌的重要性，也说明在保护利用自然天敌进行棉铃虫的自然生物控制时，应以利用捕食性天敌为主。南疆棉田棉铃虫自然死亡的重要虫期第二代为卵期、1龄幼虫期和6龄幼虫期，第三代为1龄幼虫期、5龄幼虫期和6龄幼虫期。在重要虫期需要人工防治棉铃虫时，更应该采用对自然天敌相对安全的措施。6．棉花蚜虫种群数量动态通过三年田间调查发现，随着南疆种植结构的调整，棉蚜成为南疆棉花重要害虫，而其它蚜虫成为次要害虫。转Bt基因抗虫棉对各种蚜虫没有影响作用。7．棉花盲蝽类害虫种群数量动态通过三年田间调查发现，随着南疆种植结构的调整，牧草盲蝽发生程度加重，又成为重要害虫。转Bt基因抗虫棉对牧草盲蝽没有影响作用。8．棉叶螨种群数量动态通过三年田间调查发现，随着南疆种植结构的调整，棉叶螨发生程度减轻，成为次要害虫。转Bt基因抗虫棉对棉叶螨没有影响作用。9．棉蓟马种群数量动态通过三年田间调查发现，随着南疆种植结构的调整，棉蓟马发生程与以往相同，仍为南疆棉花重要害虫。转Bt基因抗虫棉对棉蓟马没有影响作用。10．棉田自然天敌数量动态用目测法通过三年田间调查发现，棉田自然天敌以瓢虫类、食虫蝽类和蜘蛛类为主，其合计所占天敌总数的比例达85％-93％，这三类天敌的相对比例受棉蚜发生程度影响很大。转Bt基因抗虫棉对各种自然天敌没有影响作用，喷施化学农药可以使天敌数量明显减少。本文的研究结果可为保护利用自然天敌进行棉花害虫生物防治、调节生态环境进行害虫宏观生态控制、将转Bt基因抗虫棉纳入棉花害虫防治技术体系、实现南疆棉花害虫可持续治理提供可靠的理论基础和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1 棉田生态系统节肢动物群落结构与多样性研究文献综述
• 1.1 棉田节肢动物群落结构与多样性的影响因素及提高多样性的途径
• 1.2 节肢动物群落特征的应用
• 1.3 棉田生态系统中节肢动物群落与亚群落结构与多样性和功能的关系
• 1.4 棉田节肢动物群落多样性测度指标
• 1.5 新疆棉田节肢动物群落多样性研究情况
• 2 立题依据和目的意义
• 2.1 立题依据
• 2.2 研究目的
• 2.3 研究意义
• 第二章 棉花-小麦-苜蓿生态系统节肢动物群落结构研究
• 1 材料与方法
• 1.1 调查生境类型
• 1.2 调查方法
• 1.3 统计分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 棉田和周围非棉田生境节肢动物群落物种丰富度
• 2.2 棉田和周围非棉田生境节肢动物群落个体相对多度
• 2.3 棉田和周围非棉田生境节肢动物各食性类群中不同物种的优势度
• 2.4 棉田和周围非棉田生境节肢动物各功能类群中不同物种的优势度几
• 2.5 棉田及其周围不同生境节肢动物群落间的相似性
• 3 小结与讨论
• 第三章 麦棉作物布局对棉田节肢动物群落结构和多样性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 麦棉布局方式选择
• 1.2 调查方法
• 1.3 分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 麦棉作物布局对棉田棉花害虫亚群落结构和多样性的影响
• 2.2 麦棉作物布局对棉田中性节肢动物亚群落结构和多样性的影响
• 2.3 麦棉作物布局对棉田自然天敌亚群落结构和多样性的影响
• 2.4 麦棉作物布局对棉田棉花主要害虫种群数量动态的影响
• 2.5 麦棉作物布局对棉田主要自然天敌种群动态的影响
• 3 小结与讨论
• 第四章 棉田边缘种植苜蓿带和油菜带对棉田节肢动物的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 苜蓿和油菜种植方法及棉田节肢动物调查方法
• 1.2 数据分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 苜蓿带对棉田节肢动物的影响
• 2.2 油菜带对棉田节肢动物的影响
• 2.3 有苜蓿带和油菜带的棉田与常规棉田节肢动物的比较
• 3 小结与讨论
• 第五章 转BT基因抗虫棉对棉田节肢动物多样性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验处理
• 1.2 调查方法
• 1.3 统计分析方法
• 2 结果与分析
• 2.1 转基因抗虫棉和化学防治对棉花害虫亚群落多样性的影响
• 2.2 转基因抗虫棉和化学防治对中性节肢动物亚群落多样性的影响
• 2.3 转基因抗虫棉和化学防治对自然天敌亚群落多样性的影响
• 3 小结与讨论
• 第六章 南疆棉区棉铃虫种群数量动态研究
• 1 材料与方法
• 1.1 棉铃虫种群发生趋势评价
• 1.2 Bt棉花对棉铃虫的控制效率
• 1.3 不同粮食生产模式对棉田第二代棉铃虫数量的影响
• 1.4 棉田第二代和第三代棉铃虫的自然种群生命表
• 2 结果与分析
• 2.1 南疆棉铃虫种群发生趋势分析
• 2.2 Bt棉花对棉铃虫的控制效率
• 2.3 不同粮食生产模式对棉田第二代棉铃虫卵量的影响
• 2.4 不同粮食生产模式对棉田第二代棉铃虫幼虫数量的影响
• 2.5 影响棉田棉铃虫种群数量的重要因子
• 2.6 影响棉田棉铃虫种群数量的重要虫期
• 3 小结与讨论
• 第七章 南疆棉田蚜虫种群数量动态研究
• 1 材料与方法
• 1.1 田间蚜虫种群动态调查
• 1.2 棉花品种对蚜虫种群动态的影响
• 2 结果与分析
• 2.1 棉田蚜虫种群动态消长规律
• 2.2 不同棉花品种蚜虫种群动态
• 3 小结与讨论
• 第八章 南疆地区棉田盲蝽类害虫种群数量动态研究
• 1 材料与方法
• 1.1 田间盲蝽类害虫种群动态调查
• 1.2 棉花品种对盲蝽类害虫种群动态的影响
• 2 结果与分析
• 2.1 棉田盲蝽类害虫种群动态消长规律
• 2.2 不同棉花品种盲蝽类害虫种群动态
• 3 小结与讨论
• 第九章 南疆地区棉田叶螨种群数量动态研究
• 1 材料与方法
• 1.1 棉田叶螨的种群动态调查
• 1.2 棉花品种对叶螨种群动态的影响
• 2 结果与分析
• 2.1 棉田叶螨种群动态消长规律
• 2.2 不同品种棉田叶螨种群动态
• 3 小结与讨论
• 第十章 南疆地区棉田棉蓟马种群数量动态研究
• 1 材料与方法
• 1.1 棉田棉蓟马的种群动态调查
• 1.2 棉花品种对棉蓟马种群动态的影响
• 2 结果与分析
• 2.1 棉田棉蓟马种群动态消长规律
• 2.2 不同棉花品种棉蓟马种群动态
• 3 小结与讨论
• 第十一章 南疆地区棉田自然天敌数量动态研究
• 1 材料与方法
• 1.1 棉田自然天敌种类及消长动态调查
• 1.2 棉花品种对自然天敌种群数量的影响
• 2 结果与分析
• 2.1 棉田自然天敌主要种类
• 2.2 主要自然天敌数量动态
• 2.3 不同棉花品种自然天敌数量差异
• 3 小结与讨论
• 第十二章 结论与讨论
• 1 结论
• 2 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历