摘要:克莱门氏小柑橘(Clementine)树遭受多种害虫与病原菌侵害,农户为此大量施用杀虫剂,导致果园生态系统与生物多样性退化。为提供杀虫剂替代方案如生物防治(biocontrol),需深入理解天敌对害虫的自然调节作用。本研究旨在基于科西嘉克莱门氏小柑橘园中天敌群落的组成与丰度,并考量最优势捕食者的猎物谱(prey range)与捕食量(voracity),评估其对园内主要节肢动物害虫的生物防治潜力。首先,室内试验以4种专食性瓢虫——七星瓢虫 Coccinella septempunctata (L.)、二星瓢虫 Adalia bipunctata (L.)、十四星瓢虫 Propylea quatuordecimpunctata (L.)及孟氏隐唇瓢虫 Cryptolaemus montrouzieri Mulsant(鞘翅目 Coleoptera:瓢虫科 Coccinellidae),和1种广食性捕食者——欧洲蠼螋 Forficula auricularia (L.)(革翅目 Dermaptera:蠼螋科 Forficulidae),测试其取食3类猎物的情况:蚜虫 Aphis fabae Scopoli(半翅目 Hemiptera:蚜科 Aphididae)、粉蚧 Pseudococcus/Planococcus sp.(半翅目 Hemiptera:粉蚧科 Pseudococcidae)及温室白粉虱 Trialeurodes vaporariorum Westwood(半翅目 Hemiptera:粉虱科 Aleyrodidae)。随后,在监测果园中,将各天敌物种的组成与丰度(Abi)乘以其取食频率(Fconsoij)及质量增量(△massij),计算昆虫捕食者整体群落对各猎物的全局捕食指数(global predation index)。最后用该指数比较有机与常规果园的生物防治潜力。结果显示该指数未表明果园管理模式对害虫生物防治存在显著影响,仅贡献物种不同且其丰度因果园而异。蚜虫主要调节者为 C. septempunctata、瓢虫幼虫及 F. auricularia;粉蚧主要为 C. montrouzieri 与 F. auricularia;白粉虱主要为 C. septempunctata 与 F. auricularia。
论文解读:科西嘉克莱门氏小柑橘果园主要害虫昆虫天敌的猎物谱与捕食量评估
该研究发表于《Entomologia Experimentalis et Applicata》。
一、研究背景与目的
科西嘉(Corsica)地区的克莱门氏小柑橘(Clementine, Citrus ×clementina)果园面临多种刺吸式害虫威胁,包括蚜虫(如Aphis spiraecola、Aphis gossypii)、粉蚧(Pseudococcussp.、Planococcus citri)、粉虱(Trialeurodes vaporariorum)等,目前依赖大量化学杀虫剂防治,造成生态系统退化。此外,全球柑橘产业受黄龙病(Huanglongbing, HLB)媒介木虱(Diaphorina citri, Trioza erytreae)威胁,科西嘉尚未入侵但需评估本地天敌群落对潜在入侵介体及现有害虫的自然调控能力。虽然天敌(瓢虫 Coccinellidae、蠼螋 Forficulidae、草蛉、食蚜蝇、蜘蛛等)存在,但缺乏将其群落丰度与组成转化为特定害虫生物防治潜力(biocontrol potential)的量化工具。因此,研究人员假设可通过实验室测定主要天敌的猎物谱(prey range)与捕食量(voracity),结合田间天敌群落调查,构建群落水平生物防治指数(community-level biological control index, Regj),比较有机与常规果园的自然控害能力,并评估果园对害虫入侵的脆弱性。
二、主要技术方法概述
研究人员于2024年5月在6个科西嘉克莱门氏小柑橘园(3个有机、3个常规)通过振枝法(shaking branches onto a cloth)调查冠层节肢动物群落组成与丰度,并于2025年5月扩展至19个果园(8有机、11常规)采样。依据2024年田间优势种选取5种捕食者:四种瓢虫——Coccinella septempunctata、Adalia bipunctata、Propylea quatuordecimpunctata、Cryptolaemus montrouzieri(孟氏隐唇瓢虫),及欧洲蠼螋 Forficula auricularia;选取三种猎物——Aphis fabae(蚜虫)、Pseudococcus/Planococcussp.(粉蚧)、Trialeurodes vaporariorum(温室白粉虱)。室内实验包括:(1)猎物谱评估——饥饿24 h后观察2 h内是否取食;(2)捕食量(voracity)测试——饱食标准化后饥饿24 h,提供足量猎物2 h,称量捕食前后体重差(△mass),以对照组平均体重变化校正生理失重,并将△mass除以单头猎物平均重量换算为取食猎物个体数。基于取食频率(Fconsoij)与平均△mass,结合2025年田间各天敌物种丰度(Abi),计算各猎物j的群落水平生物防治指数 Regj= Σi=1→S[Abi× Fconsoij× mean(△massij)],未鉴定到种的瓢虫赋予实验室三种食蚜瓢虫均值,计入瓢虫幼虫(用独立幼虫捕食量数据)。采用方差分析(ANOVA)检验有机与常规果园间Regj差异。
三、研究结果
3.1 Prey Range(猎物谱)
所有捕食者除C. septempunctata不取食粉蚧、C. montrouzieri不取食蚜虫外,均接受其余猎物。意外发现P. quatuordecimpunctata、A. bipunctata及F. auricularia可取食粉蚧,所有测试捕食者(含F. auricularia与除C. montrouzieri外的瓢虫)均可取食温室白粉虱。
3.2 Voracity(捕食量)
蚜虫(Aphis fabae)被所有捕食者取食频率最高,食蚜瓢虫取食频率高于F. auricularia与C. montrouzieri。体重增量(△mass)显示:C. septempunctata成虫2 h内取食蚜虫约3.57头(△mass对应);C. montrouzieri取食粉蚧约0.84头/2 h,显著高于其他物种;A. bipunctata与C. septempunctata取食白粉虱较多(分别约14.96头和9.38头/2 h),F. auricularia与C. montrouzieri取食白粉虱极少(<1头/2 h)。P. quatuordecimpunctata取食粉蚧约0.39头/2 h,取食蚜虫约1.62头/2 h、白粉虱约4.85头/2 h。
3.3 Community-Level Biological Control Index(群落水平生物防治指数)
蚜虫调节指数(Regaphid):主要贡献者为瓢虫幼虫(有机园P、R样地)与F. auricularia(常规园及各有机园其余样地),有机与常规果园间无显著差异(p = 0.790)。
粉蚧调节指数(Regmealybug):有机园显著高于常规园(p = 0.005),主要归因于有机园P、R样地C. montrouzieri的高丰度。
白粉虱调节指数(Regwhitefly):常规园数值高于有机园(因常规园F. auricularia与C. septempunctata丰度高),但统计上无显著差异(p = 0.184)。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出:实验室猎物取食验证已知互作(瓢虫食蚜、C. montrouzieri食粉蚧)并揭示新互作(多数瓢虫及F. auricularia可食粉蚧,多数捕食者可食白粉虱),但因实验室饥饿处理及受限空间,取食意愿可能高于田间实际情况。捕食量数据与文献大体吻合,△mass换算为取食个体数具可比性。田间F. auricularia与瓢虫幼虫是蚜虫主要调控者,有机园瓢虫(尤其幼虫及C. montrouzieri)更丰富,常规园F. auricularia更丰富,二者互补使蚜虫与白粉虱调控指数无栽培模式差异;粉蚧调控在有机园更强,因C. montrouzieri丰度高。栽培制度影响天敌群落组成但不必然改变总体生物防治服务,局部生境与景观因素亦有作用。该指数整合了丰度、取食频率与捕食量,是对天敌群落控害潜力的初步量化,尚需分子肠道content检测等田间验证。未纳入蜘蛛与微型瓢虫是局限。
结论翻译:
本研究表明科西嘉克莱门氏小柑橘园主要昆虫天敌的猎物谱与捕食量因物种而异;C. septempunctata与瓢虫幼虫及欧洲蠼螋F. auricularia是蚜虫的主要调节者,C. montrouzieri与F. auricularia是粉蚧的主要调节者,C. septempunctata与F. auricularia是白粉虱的主要调节者。有机与常规果园的群落水平生物防治指数对蚜虫和白粉虱无显著差异,粉蚧生物防治指数在有机果园显著更高,主要归因于C. montrouzieri的较高丰度。栽培管理制度通过改变天敌群落组成而非直接改变总体控害潜力来影响生物防治贡献,该加权指数是评估与比较不同农业环境下天敌群落生物防治潜能的有用工具。