一种捕食螨对韭蛆捕食作用的研究方法与流程

本发明公开了一种捕食螨对韭蛆捕食作用的研究方法，涉及植物保护领域。

背景技术：

韭蛆，昆虫名，属双翅目，眼蕈蚊科。主要危害韭菜、大葱、洋葱、小葱、大蒜等百合科蔬菜，偶尔也危害莴苣、青菜、芹菜等，分布于北京、天津、山东、山西、辽宁、江西、宁夏、内蒙古、浙江、台湾等地，是葱蒜类蔬菜的主要害虫之一。虫态有成虫、卵、幼虫、蛹，以幼虫聚集在韭菜地下部的鳞茎和柔嫩的茎部为害。初孵幼虫先为害韭菜叶鞘基部和鳞茎的上端。春、秋两季主要为害韭菜的幼茎引起腐烂，使韭叶枯黄而死。夏季幼虫向下活动蛀入鳞茎，重者鳞茎腐烂，整墩韭菜死亡。现有的韭蛆防治方法主要是以化学农药灌根为主，为了取得良好的防治效果，农民大量使用农药，不仅容易产生食品安全问题，还容易造成环境污染。而本发明提供一种捕食螨对韭蛆捕食作用的研究方法，以生物捕食螨为媒介，对韭蛆进行捕食实验，确定捕食螨对韭蛆不同虫态的喜好及捕食特点，为韭蛆进行生物绿色防控提供宝贵参考资料及前提，并且防控效果预期理想，实施节省人力，只需适当释放捕食螨成螨即可。

技术实现要素：

本发明提供一种捕食螨对韭蛆捕食作用的研究方法，研究利用捕食螨生物防治为主，并可加入农业防治、物理防治、化学防治为辅的韭蛆绿色防控技术，达到绿色防治韭蛆的目的。

本发明具体技术方案如下：

一种捕食螨对韭蛆捕食作用的研究方法：

准备捕食实验小室，将捕食螨成螨及韭蛆接入捕食实验小室，为捕食实验小室提供水源，进行以下研究：

获取捕食螨成螨对韭蛆不同虫态喜好性数据，对获取的数据进行处理，获得捕食螨成螨对韭蛆不同虫态的喜好性指数；

获取捕食螨成螨对韭蛆的功能反应数据，对获取的数据进行处理，建立捕食螨成螨对韭蛆的功能反应模型；

获取捕食螨成螨对韭蛆的捕食速率数据，对获取的数据进行处理，建立捕食螨成螨对韭蛆的捕食量模型，获得捕食速率；

记录捕食螨成螨对韭蛆幼虫捕食行为，进行相应分析记录。

所述的方法中捕食螨成螨对韭蛆喜好性数据的获得：将韭蛆按照不同虫态分类分批接入各个捕食实验小室，每个捕食实验小室接入一头饥饿时间相同的捕食螨成螨，上述各个捕食实验小室放入培养箱培养，定时观察韭蛆不同虫态的数量，获得韭蛆不同虫态数量数据。

所述的方法中将韭蛆按照不同虫态分为六类：卵和一龄幼虫、卵和二龄幼虫、卵和蛹、一龄幼虫和二龄幼虫、一龄幼虫和蛹、二龄幼虫和蛹。

所述的方法中捕食螨成螨对韭蛆的功能反应数据的获得：将韭蛆卵、一龄幼虫及二龄幼虫，分别设置数量梯度，接入各个捕食实验小室，每个捕食实验小室接入一头饥饿时间相同的捕食螨成螨，同时每个梯度都设置对照捕食实验小室，其中只放对应虫态且数量相同的韭蛆，将上述各个捕食实验小室放入培养箱培养，定时观察韭蛆数量，获得韭蛆数量数据。

所述的方法中将韭蛆数量数据进行拟合建立功能反应模型，按照功能反应模型获得捕食螨成螨对韭蛆不同虫态的理论每日最大捕食量，并利用功能反应模型的参数确定捕食螨成螨对韭蛆不同虫态的寻找效应。

所述的方法中捕食螨成螨对韭蛆的捕食速率数据的获得：将韭蛆卵、一龄幼虫、二龄幼虫按照多于所述的理论每日最大捕食量分别接入不同捕食实验小室内，每个捕食实验小室接入一头饥饿时间相同的捕食螨成螨，同时设置对照捕食实验小室，其中只放对应虫态且数量相同的韭蛆，上述各个捕食实验小室放入培养箱培养，设定时间梯度观察韭蛆数量，获得韭蛆数量数据。

所述的方法根据捕食时间、捕食时间内累计捕食量、接入的最初韭蛆数量建立捕食量模型。

所述的方法将捕食实验小室放置在可录像显微镜下，在捕食实验小室中接入一头饥饿的捕食螨成螨及韭蛆幼虫，录制捕食行为，进行相应分析记录。

所述捕食实验小室，从下往上依次放置玻璃片、滤纸、开设通孔的塑料板、玻璃片，将各层两端整体夹持固定，其中滤纸及底层玻璃片完全覆盖塑料板的通孔底部，并有滤纸边缘露出吸收水分保持小室湿度。

将捕食螨成螨或韭蛆接入捕食实验小室的过程为：松开捕食实验小室一端的夹持，手指压住捕食实验小室顶层玻璃片，慢慢水平推开，打开小室部分空间，用湿润的毛笔蘸取捕食螨成螨或者韭蛆，快速挑入小室，迅速将顶层玻璃片推回，关闭小室，再夹持固定住松开的捕食实验小室一端。

本发明的有益之处：

本发明提供一种捕食螨对韭蛆捕食作用的研究方法，将捕食螨及韭蛆接入捕食实验小室中，进行捕食作用的研究，并着重进行了捕食螨对韭蛆不同虫态喜好性、捕食螨对韭蛆的功能反应、捕食螨对韭蛆的捕食量及捕食螨对韭蛆幼虫捕食行为的研究，通过开创性设计实验获得捕食螨对韭蛆的捕食数据，并对相关数据进行处理，建立捕食相关模型，联系实际数据验证相关模型的准确性，为以生物捕食螨为媒介，对韭蛆进行生物绿色防控提供宝贵参考资料及前提。一旦实施，不仅避免产生食品安全问题及造成环境污染而且节省人力物力，只需适当释放捕食螨成螨即可。

附图说明

图1本发明中捕食实验小室结构示意图；

图2剑毛帕厉螨对韭蛆不同虫态的捕食量线图；

图3剑毛帕厉螨对韭蛆不同虫态的寻找效应线图；

图4本发明方法的流程示意图。

附图说明：1顶层玻璃片，2塑料板，3通孔，4滤纸，5底层玻璃片。

具体实施方式

本发明提供一种捕食螨对韭蛆捕食作用的研究方法：

准备捕食实验小室，将捕食螨成螨及韭蛆接入捕食实验小室，为捕食实验小室提供水源，进行以下研究：

获取捕食螨成螨对韭蛆不同虫态喜好性数据，对获取的数据进行处理，获得捕食螨成螨对韭蛆不同虫态的喜好性指数；

获取捕食螨成螨对韭蛆的功能反应数据，对获取的数据进行处理，建立捕食螨成螨对韭蛆的功能反应模型；

获取捕食螨成螨对韭蛆的捕食速率数据，对获取的数据进行处理，建立捕食螨成螨对韭蛆的捕食量模型，获得捕食速率；

记录捕食螨成螨对韭蛆幼虫捕食行为，进行相应分析记录。

结合附图及具体实施实验数据对本发明做进一步说明。

研究材料：

捕食螨选用剑毛帕厉螨：中国农业科学院植物保护研究所农业部作物有害生物综合治理重点实验室提供，整个研究过程都采用成螨；

韭蛆：实验室饲养的不同虫态韭蛆。选有代表性德州市农科院试验农场韭菜拱棚和露天栽培地块，于每年韭蛆发生较严重的春、秋两季，韭蛆发生严重的地块，挖取韭菜植株，连根带土带回实验室。进行培养，获得韭蛆不同虫态。

韭蛆各个虫态：

成虫，身体细长，黑褐色，雌虫略大于雄虫，雄虫比雌虫活泼。

卵，椭圆形，开始是透亮白色，慢慢变成乳白色，即将孵化时有一端有黑头出现。

幼虫，身体细长，近成熟幼虫体长达5～7mm，两头尖，身体可见消化道。

蛹，裸蛹长2～3mm，开始乳白色，后变为黄褐色，羽化前为灰黑色。

韭蛆幼虫期最长，而且幼虫是危害植株的元凶。

准备捕食实验小室：准备30mm×20mm×3mm塑料板2，中间打一直径为10mm的圆形通孔3，25mm×20mm×1.5mm玻璃片若干，将滤纸4剪成30mm×40mm大小；制作捕食实验小室，从下往上依次放置底层玻璃片5、滤纸4、带圆形通孔3的塑料板2、顶层玻璃片1，将各层两端整体用大小合适的燕尾夹夹持固定，其中滤纸4及底层玻璃片5完全覆盖塑料板2的圆形通孔3底部，滤纸4前边缘可与塑料板2齐平，后边缘露出吸收水源水保持捕食实验小室湿度。

参考图1，以观察方向为准。

塑料板、玻璃片、滤纸可根据实际情况调整形状，塑料板的通孔也可根据需要开设成其他形状及大小，比如通孔开设为圆台的形状，或者顶面截面与底面截面不同形状，如顶面截面三角形，底面截面为圆形或椭圆形等。

将捕食螨成螨或韭蛆接入捕食实验小室时，松开捕食实验小室一端的燕尾夹，手指压住捕食实验小室的顶层玻璃片1，慢慢水平推开，打开小室部分空间，用湿润的毛笔蘸取捕食螨成螨或者韭蛆，快速挑入小室，迅速将顶层玻璃片1推回，关闭小室，再用燕尾夹夹持固定住松开的捕食实验小室一端。

捕食螨成螨对韭蛆喜好性数据的获得：将韭蛆的卵和一龄幼虫各10头，接入捕食实验小室，接入一头饥饿24小时的剑毛帕厉螨成螨，把吸水后的海绵放入保鲜盒中，将接入韭蛆和螨的捕食实验小室置于海绵上，即为捕食实验小室提供水源，将保鲜盒放入25℃培养箱里，24小时后观察韭蛆不同虫态数量，重复上述操作10次。用相同的方法及取样数量测试剑毛帕厉螨对卵和二龄幼虫、卵和蛹、一龄幼虫和二龄幼虫、一龄幼虫和蛹、二龄幼虫和蛹的选择性。

数据处理：

根据多种猎物共存时捕食者对不同猎物的喜好性指数ci值来判定天敌对猎物的喜好性，公式为式中qi为捕食者对第i种猎物的捕食比例，fi为第i种猎物的比例，ci为捕食者对第i种猎物的喜好性。ci＝0表示捕食者对第i种猎物没有喜好性；0＜ci＜1表示捕食者对第i种猎物有正喜好性；－1＜ci＜0表示捕食者对第i种猎物有负喜好性。

对以上数据处理结果见表1剑毛帕厉螨对韭蛆各虫态的喜好性指数：

表1

比较剑毛帕厉螨对韭蛆卵、一龄幼虫、二龄幼虫和蛹的喜好性指数(表1)，结果表明剑毛帕厉螨对韭蛆一龄幼虫喜好性最大，在各个虫态组合中，当有一龄幼虫存在时，对一龄幼虫捕食均较多，对其他虫态都表现出负喜好性；当卵和二龄幼虫或者蛹组合时，对卵都表现出正喜好性，对二龄幼虫捕食少，对蛹不捕食；当二龄幼虫和蛹存在时，对二龄幼虫表现正喜好性，对蛹不捕食。因此，整个实验未发现剑毛帕厉螨捕食韭蛆蛹的现象，而对其他三种虫态都有取食，捕食喜好性为：一龄幼虫>卵>二龄幼虫>蛹。

捕食螨成螨对韭蛆的功能反应数据的获得：在捕食实验小室中接入韭蛆卵、一龄幼虫和二龄幼虫，设置梯度为1、3、5、10、15、20头/捕食实验小室，每个捕食实验小室放入1头饥饿24h的剑毛帕厉螨成螨，同时每个梯度都设置只放对应虫态的韭蛆对照，捕食实验小室置于吸水后的海绵上，放入保鲜盒中，再放在25℃的培养箱中，24h后观察捕食的韭蛆数量，重复上述操作10次。

数据处理：

数据采用hollingⅱ型圆盘方程进行拟合：na＝attn/(1+athn)，式中na为被捕食猎物的数量；a为攻击系数；tt为捕食螨可利用于发现猎物的时间，即实验持续时间，本实验中tt＝1d，即24小时；n为猎物的初始数量；th为处置1头猎物所需的时间；当n→∞时，1/th为理论每日最大捕食量。攻击系数a通过na＝attn/(1+athn)计算获得，建立功能反应模型。其中捕食螨对韭蛆卵的功能反应模型为na＝1.0841n/(1+0.0675n)；捕食螨对韭蛆的一龄幼虫功能反应模型为na＝1.0735n/(1+0.0572n)；捕食螨对韭蛆的二龄幼虫功能反应模型为na＝1.3173n/(1+0.4848n)；参考图2及表2剑毛帕厉螨对韭蛆各虫态的功能反应模型及参数。

其中图2为剑毛帕厉螨对韭蛆不同虫态在不同韭蛆密度下的日捕食量，表2为剑毛帕厉螨对韭蛆卵、一龄幼虫、二龄幼虫的捕食作用拟合结果，可以看出，剑毛帕厉螨的捕食量随韭蛆密度的增大而增大，当猎物密度达到10～15头时，捕食量增大速率开始变缓。对表2中各方程进行卡方检验，得出χ2为0.7538～1.8906，χ2<χ2(0.05,4)＝9.488，表明理论值与观测值差异不显著，拟合的hollingⅱ型圆盘方程可以较好地描述实验数据。剑毛帕厉螨对韭蛆卵的理论每日最大捕食量(1/th)是16.05粒，对韭蛆一龄幼虫的理论每日最大捕食量为18.76头，对韭蛆二龄幼虫的理论每日最大捕食量为2.72头。

表2

利用功能反应模型的参数a、th计算剑毛帕厉螨对不同虫态韭蛆的寻找效应s，s＝a/(1+athn)，s为寻找效应，式中其他参数与拟合方程中相同。参考图3，剑毛帕厉螨对韭蛆不同虫态的寻找效应都随猎物密度的增加而降低。

捕食螨成螨对韭蛆的捕食速率数据的获得：在捕食实验小室中根据上述方法得出的理论每日最大捕食量，捕食实验小室内分别放入多于理论每日最大捕食量的韭蛆卵20粒、一龄幼虫20头、二龄幼虫20头，每个捕食实验小室放入1头饥饿24h的剑毛帕厉螨，同时以只放对应韭蛆虫态的捕食实验小室为对照，每个捕食实验小室置于吸水后的海绵上，放入保鲜盒中，再放在25℃的培养箱中，分别在1h、3h、6h、12h、18h、24h后观察捕食量，重复上述操作10次。

根据捕食时间t即为第i小时、捕食时间内累计捕食量na即为第i小时的累计捕食量、接入的最初韭蛆数量k＝20，建立捕食量模型。参考表3剑毛帕厉螨24h内对韭蛆不同虫态的捕食量。

表3

剑毛帕厉螨对韭蛆各虫态24h内的捕食结果见表3，通过表内数据计算得出剑毛帕厉螨成螨对韭蛆卵捕食量的模型为na＝20/(1+e^{-0.09102t+2.3626})，对韭蛆一龄幼虫捕食量的模型为na＝20/(1+e^{-0.0839t+2.1803})，对韭蛆二龄幼虫捕食量的模型为na＝20/(1+e^{-0.1171t+4.0825})。

表4展示了剑毛帕厉螨24h内对韭蛆各虫态的捕食速率。

其中在0～3h内捕食螨对于韭蛆卵和一龄幼虫捕食量都最大，捕食速率也最高，而对韭蛆二龄幼虫的捕食量和速率都是在3～6h这个时间段最高。

表4

捕食螨成螨对韭蛆幼虫捕食行为：捕食实验小室放置在可录像显微镜下，在捕食实验小室中接入一头饥饿24小时的捕食螨成螨及10头韭蛆幼虫，连续录制捕食行为24小时，观察剑毛帕厉螨对幼虫的捕食习性，重复上述操作5次。

剑毛帕厉螨被放入小室后，首先是对周围环境进行试探，通常是绕着小室内壁爬行或者小室底部滤纸和上方玻璃片来回快速爬行。待熟悉环境后，放慢爬行速度，在小室内搜寻食物。当触碰到韭蛆幼虫时，用前部螯肢钳住韭蛆，一伸一缩协助口器吸食韭蛆幼虫的体液，韭蛆身体会慢慢缩小，直到只剩下黑色头部和身体外皮。

上述利用本发明方法的过程中，为获得数据进行的重复操作、各种时间段及时间节点的设定均可根据实际情况进行调整，上述过程仅为解释说明本发明的技术方案而进行的具体设定，并不能限制本发明方法的技术方案及应用。

此外，除本发明所要求保护的技术方案，本发明中所利用的技术均为现有技术。