密級(jí)： 論文編號(hào)： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 博士學(xué)位論文 南疆棉田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu) 及害蟲種群動(dòng)態(tài)研究 on on I 摘 要 棉花是南疆最重要的經(jīng)濟(jì)作物，受多種害蟲為害。本文從棉花害蟲可持續(xù)治理的需要出發(fā)，運(yùn)用群落生態(tài)學(xué) 和種群生態(tài)學(xué)的原理和方法，于 2002在南疆莎車縣研究了棉田節(jié)肢動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu)與功能、一些重要因素對群落結(jié)構(gòu)與功能以及對主要害蟲種群數(shù)量的影響作用，獲得了以下結(jié)果： 1. 棉花 苜蓿生態(tài)系統(tǒng)中節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu) 用吸蟲器和捕蟲網(wǎng)取樣調(diào)查方法， 發(fā)現(xiàn)棉田各類節(jié)肢動(dòng)物 403 種，其 中昆蟲綱 382 種， 蜘蛛綱 20 種， 唇足綱 1 種。棉田節(jié)肢動(dòng)物物種較豐富的目為膜翅目（ 168 種）、雙翅目（ 90 種）、鞘翅目（ 44 種）、同翅目（ 26 種）、半翅目（ 23 種）、蜘蛛目（ 18 種）和鱗翅目（ 12 種），棉田物種數(shù)最多的科為姬 蜂科和姬小蜂科，分別有 22 和 21 個(gè)物種。植食性節(jié)肢動(dòng)物 141 種， 肉 食性節(jié)肢動(dòng)物 229 種，雜食性和腐食性節(jié)肢動(dòng)物共 33 種。棉田共有棉花害蟲 33 種，自然天敵 226 種（ 其中捕食性天敵 91 種，寄生性天敵 135 種），中性節(jié)肢動(dòng)物 144 種。 棉田個(gè)體數(shù)量 較 多的目為同翅目、纓翅目、雙翅目、半翅目、鞘翅目和膜翅目，分別占節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體總數(shù)的 個(gè)體數(shù)量較 多 的科為為蚜科 、薊馬科 、盲蝽科 和瓢蟲科，分別占節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體總數(shù)的 棉田植食性節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體占 肉食性節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體占 棉花害蟲個(gè)體占 自然天敵個(gè)體占 中性節(jié)肢動(dòng)物個(gè)體占 棉田棉花害蟲優(yōu)勢種有 2 種，為棉蚜（ 棉薊馬（ .）；豐盛種 1 種為棉長管蚜（ 常見種 2 種，為牧草盲蝽（ .）和榆葉蟬（ 。自然天敵優(yōu)勢種有 3 種，為多異瓢蟲（ 、異須盲蝽（ 黑食蚜盲蝽（ 豐盛種有 2 種，為橫紋薊馬（ L.)）和肩毛小花蝽（ 常見種有 10 種。中性節(jié)肢動(dòng)物中優(yōu)勢種共有 3 種，為蠓 蠅 灰地種蠅（ ，豐盛種和常見種各有 4 種和 8 種。 在棉田邊緣野生植被、小麥田和苜蓿田分別發(fā)現(xiàn)各類節(jié)肢動(dòng)物 248 種、 196 種和 257 種。對棉田與這三種非棉田生境節(jié)肢動(dòng)物群落之間的關(guān)系的研究表明，對于植食性節(jié)肢動(dòng)物亞群落來說，棉田與棉田邊緣野生植被和苜蓿田的相似性較高，而與小麥田的相似性較低。對于肉食性節(jié)肢動(dòng)物亞群落和腐食性節(jié)肢動(dòng)物亞群落來說，棉田與苜蓿田和小麥田的相似性較高，而與棉田邊緣野生植被間的相似性較低。對于雜食性節(jié)肢動(dòng)物亞群落來說，棉田與棉田邊緣野生植被和小麥田 的相似性較高，而與苜蓿田間的相似性較低。 2. 麥棉作物布局對棉田節(jié)肢動(dòng)物群結(jié)構(gòu)和多樣性的影響 用目測法對南疆麥棉作物不同布局方式中棉田節(jié)肢動(dòng)物群 落結(jié)構(gòu)和多樣性進(jìn)行了調(diào)查研究，結(jié)果表明：棉田與麥田布局越均勻，棉田棉花害蟲總個(gè)體數(shù)越少，自然天敵總個(gè)體數(shù)越多。與麥棉均勻相間布局和麥棉相鄰布局相比，棉花單一大面積布局情況下，棉田害蟲個(gè)體總數(shù)和中性節(jié) 動(dòng)物個(gè)體總數(shù)較多，而自然天敵個(gè)體總數(shù)較少；棉花害蟲亞群落中蚜蟲和棉葉螨數(shù)量較多，棉薊馬數(shù)量較少，牧草盲蝽和棉鈴蟲數(shù)量變化不明顯；自然天敵亞群落中蜘蛛數(shù)量較少，橫紋薊馬和瓢蟲數(shù)量較多，食蟲蝽和青翅蟻形隱翅甲數(shù)量變化不明顯。棉花害蟲多樣性指數(shù)兩年中均不受麥棉布局方式的影響。棉花害蟲物種豐富度、棉花害蟲優(yōu)勢集中性指數(shù)、自然天敵物種豐富度、自然天敵多樣性指數(shù)在兩年中的結(jié)果不盡一致，說明其影響因素除作物布局外，還受其它未知因素影響，需要深入研究。 3. 棉田邊緣種植苜蓿帶和油菜帶對棉田節(jié)肢動(dòng)物的影響 用目測法調(diào)查研究了棉田邊緣種植苜蓿帶和油菜帶對棉田節(jié)肢動(dòng)物的影響，結(jié)果表明：棉田邊緣種植苜蓿帶可以增加棉田中的棉薊馬和除瓢蟲以外的自然天敵的數(shù)量，減少棉葉螨和中性昆蟲的數(shù)量；棉田邊緣 種植油菜帶可以增加棉田瓢蟲、蚜蟲、棉葉螨數(shù)量，減少棉薊馬數(shù)量。棉田邊緣同時(shí)種植這兩種誘集帶，棉田天敵明顯增多，既可以有效控制當(dāng)時(shí)的各種害蟲，又為 6 月下旬以后的包括第二代棉鈴蟲在內(nèi)的棉花害蟲防治奠定了很好的基礎(chǔ)。 4. 轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對棉田節(jié)肢動(dòng)物多樣性的影響 用吸蟲器取樣和捕蟲網(wǎng)取樣兩種方法，研究了轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和化學(xué)防治對棉田節(jié)肢動(dòng)物多樣性的影響，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn) 因棉棉田與非轉(zhuǎn)基因常規(guī)棉棉田棉花害蟲、自然天敵和中性節(jié)肢動(dòng)物亞群落沒有顯著差異，而化學(xué)防治可以使各亞群落的個(gè)體數(shù)量、物種數(shù)量、多樣性指數(shù)發(fā)生劇烈變化 。 5. 棉鈴蟲種群數(shù)量動(dòng)態(tài) 連續(xù) 12 年用捕蟲網(wǎng)取樣方法對麥田第一代棉鈴蟲種群發(fā)生趨勢進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)南疆糧棉混作區(qū)種植制度的改革已導(dǎo)致棉鈴蟲成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要害蟲，并呈加重趨勢發(fā)展。 用目測法研究了轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對棉鈴蟲的控制效率，結(jié)果表明轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對棉鈴蟲有很高防效。 用目測法調(diào)查研究了南疆不同糧食生產(chǎn)模式對棉田第二代棉鈴蟲數(shù)量的影響，結(jié)果表明：與噸糧田相比，多熟制模式中春套玉米對棉鈴蟲產(chǎn)卵有很強(qiáng)的吸引作用，可以顯著減少棉田第二代棉鈴蟲數(shù)量，減輕第二代棉鈴蟲對棉花的危害。 對棉鈴蟲自然種群生命表 的研究表明，引起南疆棉田第二代和第三代棉鈴蟲死亡的重要因子均為捕食性天敵，捕食性天敵和寄生性天敵對棉田第二代和第三代棉鈴蟲的聯(lián)合控制作用很強(qiáng)，可以大大降低棉鈴蟲的種群趨勢指數(shù)，這證明了在棉鈴蟲防治中保護(hù)利用自然天敵的重要性，也說明在保護(hù)利用自然天敵進(jìn)行棉鈴蟲的自然生物控制時(shí)，應(yīng)以利用捕食性天敵為主。南疆棉田棉鈴蟲自然死亡的重要蟲期第二代為卵期、 1 齡幼蟲期和 6 齡幼蟲期，第三代為 1 齡幼蟲期、 5 齡幼蟲期和 6 齡幼蟲期。在重要蟲期需要人工防治棉鈴蟲時(shí)，更應(yīng)該采用對自然天敵相對安全的措施。 6棉花蚜蟲種群數(shù)量動(dòng)態(tài) 通 過三年田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著南疆種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，棉蚜成為南疆棉花重要害蟲，而其它蚜蟲成為次要害蟲。轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對各種蚜蟲沒有影響作用。 7. 棉花盲蝽類害蟲種群數(shù)量動(dòng)態(tài) 通過三年田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著南疆種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牧草盲蝽發(fā)生程度加重，又成為重要害蟲。轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對牧草盲蝽沒有影響作用。 . 棉葉螨種群數(shù)量動(dòng)態(tài) 通過三年田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著南疆種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，棉葉螨發(fā)生程度減輕，成為次要害蟲。轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對棉葉螨沒有影響作用。 9. 棉薊馬種群數(shù)量動(dòng)態(tài) 通過三年田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，隨著南疆種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整 ，棉薊馬發(fā)生程與以往相同，仍為南疆棉花重要害蟲。轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對棉薊馬沒有影響作用。 10. 棉田自然天敵數(shù)量動(dòng)態(tài) 用目測法通過三年田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，棉田自然天敵以瓢蟲類、食蟲蝽類和蜘蛛類為主，其合計(jì)所占天敵總數(shù)的比例達(dá) 85%這三類天敵的相對比例受棉蚜發(fā)生程度影響很大。轉(zhuǎn) 因抗蟲棉對各種自然天敵沒有影響作用，噴施化學(xué)農(nóng)藥可以使天敵數(shù)量明顯減少。 本文的研究結(jié)果可為保護(hù)利用自然天敵進(jìn)行棉花害蟲生物防治、調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行害蟲宏觀生態(tài)控制、將轉(zhuǎn) 因抗蟲棉納入棉花害蟲防治技術(shù)體系、實(shí)現(xiàn)南疆棉花害蟲 可持續(xù)治理提供可靠的理論基礎(chǔ)和方法。 關(guān)鍵詞： 節(jié)肢動(dòng)物群落 結(jié)構(gòu) 影響因素 害蟲防治 棉花 V is by in in of of to of in 002as 1. in y an a 03 of 82 20 1 168 90 44 26 23 18 12 22 21 Of 141 229 33 33 226 91 35 144 In , , , , ; , , , . of of of In ., . L.) 0 of 248, 196, 57 at of of in in of in in in at of VI in of in in in in at of of in in in at of in 2. of on of in he of on of in by of in or to L.), ., of by of of be to be 3. of on of on in he of on of on in by of of of of of in a of 4. t on of in he t on of in by Bt of to of of 5. of of in 2 by to At is in of t to of Bt of on of of in a to in of in of of in of of in to of of be in in of to be in if to be 6. of in of in of Bt no to of in 7. of in of in of . Bt no to of 8. of of in of Bt no to of 9. of . in of . at as Bt no to of 10. of in of in of of a 5% of of by Bt no to of of in in in a to t PM 錄 第一章 引言 . 1 1 棉田生態(tài)系統(tǒng)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與多樣性研究文獻(xiàn)綜述 . 1 田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)與多樣性的影響因素及提高多樣性的途徑 . 1 肢動(dòng)物群落特征的應(yīng)用 . 6 田生態(tài)系統(tǒng)中節(jié)肢動(dòng)物群落與亞群落結(jié)構(gòu)與多樣性和功能的關(guān)系 . 7 田節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性測度指標(biāo) . 7 疆棉田節(jié)肢動(dòng)物群落多樣性研究情況 . 7 2 立題依據(jù)和目的意義 . 8 題依據(jù) . 8 究目的 . 10 究意義 . 10 第二章 棉花 苜蓿生態(tài)系統(tǒng)節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)研究 . 11 1 材料與方法 . 11 查生境類型 . 11 查方法 . 11 計(jì)分析方法 . 12 2 結(jié)果與分析 . 13 田和周圍非棉田生境節(jié)肢動(dòng)物群落物種豐富度 . 13 田和周圍非棉田生境節(jié)肢動(dòng)物群落個(gè)體相 對多度 . 15 田和周圍非棉田生境節(jié)肢動(dòng)物各食性類群中不同物種的優(yōu)勢度 . 26 田和周圍非棉田生境節(jié)肢動(dòng)物各功能類群中不同物種的優(yōu)勢度 . 34 田及其周圍不同生境節(jié)肢動(dòng)物群落間的相似性 . 43 3 小結(jié)與討論 . 50 第三章 麥棉作物布局對棉田節(jié)肢動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)和多樣 性的影響 . 58 1 材料與方法 . 59 棉布局方式選擇 . 59 查方法 . 59 析方法 . 59 2 結(jié)果與分析 . 59 棉作物布局對棉田棉花害蟲亞群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響 . 59 棉作物布局對 棉田中性節(jié)肢動(dòng)物亞群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響 . 63 棉作物布局對棉田自然天敵亞群落結(jié)構(gòu)和多樣性的影響 . 67 棉作物布局對棉田棉花主要害蟲種群數(shù)量動(dòng)態(tài)的影響 . 67 X 棉作物布局對棉田主要自然天敵種群動(dòng)態(tài)的影響 . 71 3 小結(jié)與討論 . 71 第四章 棉田邊緣種植苜蓿帶和油菜帶對棉田節(jié)肢動(dòng)物 的影響 . 77 1 材料與方法 . 77 蓿和油菜種植方法及棉田節(jié)肢動(dòng)物調(diào)查方法 . 77 據(jù)分析方法 . 78 2 結(jié)果與分析 . 78 蓿帶對棉田節(jié)肢動(dòng)物的影響 . 78 菜帶對棉田節(jié)肢動(dòng)物的影響 . 80 苜蓿帶和油菜帶的棉田與常