（农业昆虫与害虫防治专业论文）化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响.pdf

塑壁查壁盔堂! ! ! ! 星堡主堂垡堕苎 些堂堕兰型型翌里垦皇墨墼登堕塑墅堕 苎堡壁 摘要 本文研究了在稻田和非稻田生境使用除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响，初步 探讨了在这两种情况下除草剂对稻田昆虫天敌群落控害功能的影响；同时还研究了 一些常用除草剂在室内条件下对水稻害虫重要天敌的杀伤作用，为田间试验提供佐 证。研究结果总结如下： 1 化学除草剂对稻田生境昆虫天敌群落的影响 不同除草剂对稻田生境昆虫天敌群落的影响不同。施用丁草胺会导致稻田昆虫 天敌群落的物种数、个体数及多样性指数下降且持续数日，使稻田昆虫天敌群落重 建滞后，对稻田中狼蛛若蛛、八斑球蛛、尖钩宽黾蝽和黑肩绿盲蝽等一些生活在稻 丛基部或常在水面活动的天敌影响较大，而对华丽肖蛸、锥腹肖蛸、卵形园蛛和食 虫沟瘤蛛等栖息在稻叶或稻茎上的中位和顶位物种影响不明显，对稻虱缨小蜂和稻 螟赤眼蜂等寄生蜂的影响不大：但随着水稻移栽时间的增加，稻田昆虫天敌群落继 续重建与发展。施用新得力对稻田昆虫天敌群落的物种组成及其结构特征不会造成 明显的影响。 2 化学除草剂对杂草地生境昆虫天敌群落的影响 化学除草剂的使用会改变杂草地昆虫天敌群落的物种组成及其结构，降低昆虫 天敌群落的丰富度和多样性，对杂草地昆虫天敌群落产生直接或间接的、不良的影 响。施用克芜踪一方面会直接杀伤杂草地中的蜘蛛和天敌昆虫，使昆虫天敌群落的 物种数和个体数部分减少；另一方面，由于杂草地植被大量死亡，致使生境中昆虫 大敌的猎物大量减少，昆虫天敌因缺乏必要的食物而大量死亡或迁出生境，且杂草 死亡后还会导致飞虱、叶蝉等植食性昆虫的卵也随之死亡，从而减少稻虱缨小蜂和 叶蝉寡索赤眼蜂等寄生蜂的寄主卵，或使己寄生的卵无法正常出蜂，影响下一代寄 生蜂的种群数量。但随着时间的推移。克芜踪的药效逐渐丧失植物逐渐恢复生长， 植食者和腐生者又重新迁移进来，而天敌也随之迁入，但要恢复到原来的多样性水 平，还需一段较长的时间。 3 杂草地化学除草对毗邻稻田生境昆虫天敌群落重建的影响 杂草地旌用化学除草剂克芜踪，在一定时间内和一定程度上不利于其毗邻稻田 生境昆虫天敌群落的重建。在克芜踪施用后的头几天里，由于杂草大量死亡生境 中的植食者及其天敌大量迁移到周边的生境，以寻找猎物和新的栖息地，结果导致 毗邻稻田生境中昆虫天敌的物种数和个体数短期内剧增，群落多样性和均匀性增加。 但是，由于杂草地生境的植被遭到严重的破坏，生境中昆虫天敌群落无法在短期内 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文 化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响黄顶成 迅速恢复，致使其无法持续地为砑t 邻稻田生境提供移居者，从而不利于毗邻稻田生 境昆虫天敌群落的后继重建。 4 化学除草剂对拟水狼蛛和青翅蚁形隐翅虫的杀伤作用 在常规使用剂量下，克芜踪对拟水狼蛛和青翅蚊形隐翅虫均具有较高的杀伤作 用。克芜踪处理组天敌的死亡率在药后5 d 显著高于对照组，平均每只天敌的日捕食 量在药后第3 d 和第4 d 明显低于对照组，处理组天敌的累积捕食量白药后第】d 起就 极显著地低于对照组。丁草胺对两种供试天敌具有一定的致死效应，对天敌的日捕 食量也有一定的影响。但与对照相比差异未达到显著水平，然而对天敌群体捕食 功能却具有明显的抑制作用。经丁草胺处理后的狼蛛和隐翅虫的累积捕食量分别白 药后第5 d 和第3 d 显著低于对照。与此相反，苄嘧磺隆和甲磺隆对两种供试天敌不 但无明显致死作用。反而有促进其捕食的作用；但二者的l il 混剂新得力对这两种 供试天敌的直接影响不明显。 5 化学除草剂对稻田昆虫天敌群落控害功能的影响 使用丁草胺防除杂草的稻田，以及与经化学除草的杂草地相毗邻的稻田，稻e 虱的发生都有加重的趋势，其原因可能是由于化学除草剂直接杀伤或杀死稻飞虱的 天敌。减退天敌的捕食能力，改变稻田昆虫天敌群落结构，降低天敌群落的多样性 和均匀性，从而降低了天敌群落的群体控害功能。致使稻飞虱因失去天敌的控制而 暴发成灾。有关除草剂对稻田昆虫天敌群落控害功能的影响有待于今后深入研究。 关键词；化学除草荆；稻田生境；杂草地生境；昆虫天敌群落；群落重建 塑塞查签奎堂! 塑! 星堡主兰垡堕奎 垡兰堕兰型塾翌里垦皇墨塾壁堕塑墅堕 薹堡垒 a b s t r a c t t h ee f f e c t so f c h e m i c a lh e r b i c i d e so nt h ec o m m u n i t yo fi n s e c te n e m i e si nr i c ef i e l d s a n dn o n r i c ef i e l d sw e r es t u d i e di nt h i sp a p e r m e a n w h i l e ，s o m ei n d o o re x p e r i m e n t sw e r e c a r d e do u tt or e v e a lt h ek i l l i n ge f f e c t so fs o m ec o m m o n l y - u s e dh e r b i c i d e so nt h ei m p o r - t a u tn a t u r a le n e m i e so fd e ei n s e c tp e s t s ，a n ds u p p l ye v i d e n c e sf o rt h ef i e l ds t u d yi nt h i s p a p e r t h em a j o rr e s u l t sw e r ec o n c l u d e da sf o l l o w s ： i e f f e e b o f h e r b k i d e s o n t h e c o m m 4 f 移o f i n s e c t e n e m i e s i n f l e e f i e l d s b u t a c h l o ra n ds i n d a xw e r ea p p l i e di nd i f f e r e n tr i c ef i e l d s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a t d i f i e r e n th e r b i c i d e sh a dd i f f e r e n te f f e c t so nt h ec o m m u n i t yo fj n s e c te n e m i e si nt h e t r e a t e df i e l d s t h es p e c i e sd i v e r s i t ya n da b u n d a n c eo fi n s e c te n e m i e sw e r es i g n i f i c a n t l y l o w e ri nt h er i c e f i e l dt r e a t e dw i t hb u t a c h l o rt h a ni nt h eu n s p r a y e dc o n t r 0 1 t h ed i v e r s i t y i n d e x e sa n de v e n e s s e so ft h ec o m m u n i t yo fi n s e c te n e m i e sr e d u c e di ns e v e r a ld a y sa f t e r b u t a c h l o rw a ss p r a y e di nt h ef i e l d c o m p a r e dw i t ht h eu n s p r a y e df i e l d ，t h ep o p u l a t i o n so f i n s e c te n e m i e sw h i c hu s u a l l ym o v ea tt h eb o t t o mo fr i c ec l u s t e r so ra b o r ew a t e rs u r f a c e ， s u c ha sc o l e o s o m ao c t o m a c u l a t u m ，m i e r o v e l l ah o r v a t h i , c y r t o r r h i n u sl i v i d i p e n i sa n d l a r v a eo fw o l fs p i d e r s ，r e d u c e de v i d e n t l y , w h i l et h o s ee n e m i e sw h i c hi n h a b i to nr i c e l e a v e so ra tt h em i d d l ea n dt o po fr i c ec a n e ，s u c ha st e t r a g n a t h an i t e n s ，t e t r a g n a t h a m a x i l l o s a ，a r g i o p i n a zi n u s t u sa n du m m e l i a t ai n s e c t i e e p s ，w e r en o ti m p a c t e ds i g n i f i c a n t l y i nt h et r e a t e df i e l d t h ea p p l i c a t i o no fs i n d a xh a dn oe v i d e n t l yn e g a t i v ee f f e c t so l lt h e c o m m u n i t ys t r u c t u r ea n dd i v e r s i t yo f i n s e c te n e m i e si nt h et r e a t e df i e l d 2 e f f e c t so fh e r b i c i d e so nt h ec o m m n n i t yo fi n s e c te n e m i e si nw e e dh a b i t a t s p a r a q u a tw a sa p p l i e dt oaw e e dh a b i t a ta tar e c o m m e n d e dd o s a g e ，a n dt h ee f f e c t so f i t sa p p l i c a t i o no nt h ec o m m u n i t yo ft h ei n s e c te n e m i e si nt h et r e a t e df i e l dw e r es t u d i e d t h er e s u l t si n d i c a t e dt h 砒t h eu s eo f h e r b i c j d ep a r a q t t a tw o u l dc a l l s ed i r e c ta n d o ri n d i r e c t n e g a t i v ee f f e c t so nt h ec o m m u n i t yo fi n s e c te n e m i e si nt h ew e e dh a b i t a t t h ed i r e c t e f f e c t sw e r et h a tp a r a q u a tw o u l dk i l lan u m b e ro fn a t u r a le n e m i e so fi n s e c t sa n ds p i d e r s ， a n dt h ei n d i r e e te f f e c t sw e r ea s s o c i a t e dw i t ht h ed i r e c te f f e c t so fp a r a g u a to nt h ew e e d c o m m u n i t yi nt h et r e a t e df i e l d a sar e s u l t , i tc h a n g e dt h es p e c i e sc o m p o s i t i o na n dt h e c o m m u n i t ys t r u c t u r eo f i n s e c te n e m i e si nt h ew e e dh a b i t a ts p r a y e dw i t hp a r a q u a t , a n dt h e d i v e r s i t ya n da b u n d a n c eo ft h i sc o m m u n i t yw e r el o w e ri nt h et r e a t e df i e l dt h a ni nt h e u n s p r a y e dc o n t r 0 1 3 e f f e c t so fc h e m i c a lw e e d i n go nt h ee o m m u n i t yr e e s t a b l i s h m e n to fi n s e c te n e m i e s i nt h er i c ef i e l da d j o i n i n gt ot h et r e a t e dw e e dh a b i t a t i i 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响 黄项成 t h ea p p l i c a t i o no fh e r b i c i d ep a r a q u a ti nt h ew e e dh a b i t a tw o u l dh a v en e g a t i v e e f f e c t so nt h ec o m m u n i t yr e e s t a b l i s h m e n to f t h ei n s e c te n e m i e si nt h er i c ef i e l da d j o i n i n g t ot h et r e a t e dw e e dh a b i t a t i nt h ef i r s ts e v e m ld a y sa f t e rp a r a q u a ta p p l i c a t i o n ，m o s to f t h e p l a n t s i nt h ew e e dh a b i t a tw i t h e r e d ，w h i c hc a u s e dag r e a td e a l o ft h e i ra s s o c i a t e d h e r b i v o r e sa n di n s e c te n e m i e sd i eo ri m m i g r a t et ot h ec i r c u m j a c e n th a b i t a t s a sar e s u l t ， t h es p e c i e sd i v e r s i t ya n da b u n d a n c eo fi n s e c te n e m i e si nt h er i c ef i e l da d j o i n i n gt ot h e t r e a t e dw e e dh a b i t a ts i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d ，a n dt h ed i v e r s i t yi n d e x e sa n de v e n e s s e so f t h ei n s e c te n e m yc o m m u n i t ye n h a n c e d ，c o m p a r e dw i t ht h ei n s e c te n e m yc o m m u n i t yi n t h er i c e f i e l da d j o i n i n gt ot h eu n s p r a y e dc o n t r 0 1 b u tt h i sw a sas h o r t - t e r mp o s i t i v e e f f e c t s ，b e c a u s et h ew e e dh a b i t a tw o u l dn o tc o n t i n u a l l yp r o v i d eal a r g ea m o u n to f m i g r a n t sf o r t h ea d j a c e n tr i c ef i e l da sa s p e c i e sp o o l ” 4 k i l l i n ge f f e c t s o f h e r b i c i d e so n p i r a t a s u b p i r a a c u s a n d p a e d e r u s f u s e i p e s t h ek i l l i n ge f f e c t so fs o m ec o m m o n l y - u s e dh e r b i c i d e sa tac o m m o n l y - u s e dd o s a g e o nt h ea d u l tf e m a l e so f p i r a t as u b p i r a t i c u sa n dp a e d e r u s f u s c i p e s ，t w oi m p o r t a n ts p e c i e s o fi n s e c te n e m i e si nr i c ef i e l d ，w e r et e s t e di nt h el a b o r a t o r y n a t u r a le n e m i e sc o l l e c t e d f r o mt h ew i l dw e r ei n d i v i d u a l l yp l a c e di ne x p o s e dt e s tt u b e s ，a n dt h em o r t a l i t ya n dt h e n u m b e ro ft h ep r e d a t o r ya r t h r o p o d sw e r ee x a m i n e de v e r yd a yo v e ra7 - d a ye x p e r i m e n t a l p e r i o d t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tp a r a q u a ta n db u t a c h l o rh a dn e g a t i v ee f f e c t s o nt h e s u r v i v a la n dp r e d a t i n gq u a n t i t yo fp i r a t as u b p i r a t i c u sa n dp a e d e r u s ，w h i l eb e n s u l f u r o n a n dm e t s u l f u r o n - m e t h y lh a da p o s i t i v ee f f e c to i lt h en u m b e ro ft h ep r e d a t o r yi n s e c t e n e m i e sa n dn ok i l l i n ge f f e c t so nt h et w os p e c i e s ，a n ds i n d a xh a dn os i g n i f i c a n t l ye f f e c t s o i lt h e m t h i sc o n c l u s i o ng a v eas t r o n gs u p p o r tf o rt h ef i e l ds t u d yi nt h i sp a p e n 5 e f f e c t so f h e r b i c i d e so nt h ec o m m u n i t yf u n c t i o no f i n s e c te n e m i e si nr i c ef i e l d s t h ei n d i v i d u a l so fw h i t e b a c k e dp l a n t h o p p e r , s o g a t e l l af i , m f e r ai nt h er i c ef i e l d t r e a t e dw i t hb u t a c h l o rw e r em o r et h a nt h o s ei nt h eu n s p m y e dc o n t r o l ，s ow e r et h o s ei nt h e r i c ef i e l da d j a c e n tt ot h ew e e dh a b i t a ts p r a y e dw i t hp a r a q u a t t h er e a s o nm i g h tb et h a t , c h e m i c a lw e e d i n gi x m u c e dt h ed i v e r s i t ya n dt h ec o m m u n i t ya b u n d a n c eo fi n s e c te n e m i e s ， a n dt h u sh a da n e g a t i v ee f f e c to nt h er e e s t a b l i s h m e n to f t h ec o m m u n i t yi nt h et r e a t e dr i c e f i e l do ri nt h er i c ef i e l da d j a c e n tt ot h ew e e dh a b i t a ts p r a y e dw i t hc h e m i c a lh e r b i c i d e s k e yw o r d s ：c h e m i c a lh e r b i c i d e ；r i c ef i e l d ；w e e dh a b i t a t ；c o m m u n i t yo fi n s e c te n e m y ； c o m m u n i t yr e e s t a b l i s h m e n t 本研究得到国家自然科学基金项目“生境调节及稻田 群落多样性与水稻害虫的持续控制”( 3 0 1 7 0 6 1 8 ) 资助。 t h i sr e s e a r c hw a ss u p p o r t e db yt h ep r o j e c t # 3 017 0 618 e n t i t l e d “t h ee f f e c to fh a b i t a tr e g u l a t i o na n db i o c o m m u n i t yd i v e r s i t y i nr i c ef i e l d sa n ds u s t a i n a b l e c o n t r o lo fi n s e c tp e s t s ”，w h i c hw a sf u n d e db yn a t i o n a l n a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o n 作者郑重声明： 独创性声明 所呈交的学位论文，是在导师尤民生教授的悉心指导下，通过自身的努力取得 的成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和致谢中已作r 答谢的 地方外论文中不包含其他人发表或撰写过的研究成果。与我一同对本研究做出贡 献的同志，都在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如被查有侵犯他人知识产权 的行为，由本人承担应有的责任。 学位论文作者签名；亥j 夏参三 力力r 年g 月占日于福州 论文使用授权的说明 本人完全了解福建农林大学有关保留、使用学位( 毕业) 论文的规定，即学校 有权送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分 内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 保密，在年后解密可适用本授权书。 口 不保密，本论文属于不保密。一 学位。毕业，论文作者亲笔签名：凑骇茁日期阳心么 艚刻酥镒玺屋渺偿 醐一咕。多 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文 化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响 堕堡堕 第一章前言 1 1 昆虫天敌保护利用与害虫可持续控制 在人们生活水平不断提高、环境和生物多样性保护呼声日益高涨的今天，特别 是在可持续发展已成为世界各国农业发展方向的时代背景下，害虫化学防治已越来 越不能满足生产、生活和生态环境保护的要求了。众所周知，化学杀虫剂的长期、 大量、广泛使用已引起了一系列的经济、社会和生态问题。这可概括为以下三个方 面：一是农副产品中的农药残留危害人畜健康；二是害虫抗药性日趋严重：三是在 杀灭害虫的同时，也杀伤了害虫天敌及其它有益生物，引起害虫再猖獗为害( 李典 谟等，1 9 9 6 ：张壬午等，2 0 0 1 ) 。因此，研究害虫的无公害、可持续控制方法具有重 要的理论和实践意义。 利用昆虫天敌( 有时为叙述方便又简称为天敌，如无特别说明，本文均指蜘蛛 和天敌昆虫) 控制害虫不仅经济有效，不污染环境，不危及人畜健康，而且往往有 持续的效果( 张广学，1 9 9 6 ) 。保护、恢复并强化和充分发挥害虫天敌群落的控害潜 能，对实现害虫可持续控制具有重要意义。近几十年来，人们先后提出了生物防治、 综合治理、生态调控和可持续控制等多种害虫防治策略。尽管各类策略之间存在差 异，但都以追求经济、社会和生态效益为目的，均强调自然因素特别是天敌因素对 害虫种群的控制作用( 葛绍奎等1 9 9 6 ：张真等，1 9 9 6 ：戈峰等，1 9 9 7 ；戈峰，1 9 9 8 ： 尤民生等，1 9 9 9 ；万方浩等，2 0 0 0 ；盛承发等，2 0 0 2 ) 。 实践证明，天敌在抑制害虫种群发展、降低其危害程度中起着重要的作用。目 前，利用天敌防治害虫已有许多成功的例子。据统计在世界范围内已有1 3 0 多种 害虫成功地实施生物防治。自1 9 8 0 年咀来我国已从国外引进害虫天敌2 2 5 次，业已 取得丽蚜小蜂控制温室白粉虱、盲走螨控制苹果叶螨等显著效果。到1 9 9 6 年为止， 国内农作物病虫害生物防治面积已达4 7 万h a 。其中防治玉米螟、松毛虫和棉铃虫 等鳞翅目害虫的赤眼蜂，已建成人工寄生卵半机械化生产线，放蜂治虫面积5 年累 计有1 3 0 0 多h a ( 张广学，1 9 9 6 ) 。 1 2 化学除草剂的使用及其对昆虫天敌的影响 自1 9 4 2 年除草剂2 , 4 d 广泛用于防除农田杂草以来人类普遍大量使用化学除 草剂防除农田杂草已有6 0 多年的历史了。随着农业生产机械化和现代化的发展，化 学除草已成为农田草害的主要防除方法。据统计，在西方发达国家8 5 1 0 0 的 作物上均使用除草剂( 张朝贤等，1 9 9 7 ) ，全球化学除草剂的总用量、施用面积均已 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响 黄顶成 超过了杀虫剂和杀菌剂的总和( 黄建中等，1 9 9 5 ) 。我国农田化学除草自1 9 5 6 年开 始，至今已有4 0 多年的历史。近年来，我国除草剂年生产量不断提高已由1 9 9 1 年的1 9 8 万t ( 有效成分) 增长到1 9 9 8 年的3 5 万t ，在农药年生产总量所占比例逐 年提高，从1 9 9 1 年的7 8 2 上升到1 9 9 9 年的2 0 1 7 全国农田化学除草剂使用面 积逐年增大，1 9 8 5 年8 6 7 万h a ，1 9 9 6 年4 1 3 3 万h a 2 0 0 0 年增至6 7 0 0 万h a ，约占 全国种植面积的4 0 以上( 张朝贤等2 0 0 1 ) 。 然而，化学除草剂的广泛、大量使用是否会杀伤天敌，降低天敌的群落多样性 及控害功能，影响天敌群落的重建与发展，进而与我们试图通过保护和恢复农田生 物多样性充分发挥天敌等自然因素的控害作用，以实现害虫可持续控制的努力相 违背呢? 因此，研究与正确评价化学除草剂对害虫天敌的影响具有重要的理论和实 践意义。 有关化学除草剂对害虫天敌的影响。近几十年来已开展了大量的研究工作。目 前，国内外主要从直接杀伤作用、胚胎发育、生长繁殖、捕食功能、诱变致畸作用 和天敌田间种群数量动态等角度来探讨这个课题。例如，t a n k e 等( 1 9 7 7 a ，1 9 7 7 b 1 9 7 8 ) 研究了甲草胺( a l a c h l o r ) 、苯敌草( p h e n m e d i p h a m ) 、毒草胺( p r o p a c h l o r ) 等除草剂及代谢产物物对赤眼蜂( t r i c h o g r a m m a c a c o e c i a e ) 和普通草蛉( c h r y s o p a c g r n e q ) 和食蚜蝇( 扫i s t r o p h eb a f f e a t a ) 有直接杀伤作用。徐建祥等( 1 9 9 7 ) 从食 料来源和杀伤力两个角度，研究了丁草胺( b u t a c h l o r ) 、除草醚( n i t r o f e n ) 和快杀 稗( q u i n e l o r a c ) 等除草剂对拟水狼蛛( p i r a t as u b p i r a t i c u s ) 及其替代猎物三带喙库蚊 ( c u l e xt r i t a e n i o r h y c h u s ) 的影响，李国生等( 2 0 0 0 ) 研究了苯达松( b e n t a z o n e ) 、苄 磺隆( b e n z s u l f u r o nm e t b y l ) 等除草剂对拟水狼蛛幼蛛发育及其成蛛捕食功能的影响， 这二个试验说明，在常规和高于常规使用浓度的条件下，除草剂可从多方面对蜘蛛 产生直接或间接的影响。o z k a n 等( 1 9 9 9 ) 从胚胎发育的角度，研究了2 ，4 d 除草剂 和酰肼类除草剂对黑瘤姬蜂( p i m p l a t u r i o n e l l a e ) 胚胎发育的影响，结果表明，除草 剂的使用剂量越高，其抑制作用也就越大。 h a u g h t o n 等( 1 9 9 9 ，2 0 0 1 a ，2 0 0 1 b ) 研究了室内和田间条件下，草甘膦不同浓 度下对蜘蛛的直接和间接影响，结果表明草甘膦对蜘蛛( l e p t h y p h a n t e st e n u i s ) 的 直接杀伤作用不大，但间接影响很大；以不小于3 6 0g h a ( 有效成分，下同) 的浓 度施用时，杂草地蜘蛛个体数量会显著减少，当浓度超过7 2 0 9 h a 时，这种影响不 再扩大，并指出浓度超过3 6 0g m a 时，会显著降低重要捕食性节肢动物的多样性。 相关分析表明，这可能与田间植被的破坏程度有很大的关系。巫厚长等( 2 0 0 1 ) 的 田间调查表明。烟田化学除草后，植食类节肢动物的相对丰盛度显著增加，而捕食 2 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文化学除草剂对稻田昆虫天敲群落的影响 黄项成 类特别是皿蛛科蜘蛛的相对丰盛度明显减少，这可能与烟田植被多样性和覆盖度下 降有关。 h a y e s 等( 2 0 0 2 ) 研究了阿特拉津( a t r a z i n e ) 在低剂量下对非洲爪蛙( x e n o p u s l a e v i s ) 诱变雌化作用，结果表明，当雄性蝌蚪生活在浓度为0 1 p , p b ( 1 0 亿分之一) 时，除了长出睾丸外，还长出了卵巢；而浓度达到l p p b 时，雄蛙用来引吭求偶的 喉管便无法正常发育，这可能影响到它们成年后的正常求偶行为：把雄蛙置于含 2 5 p p b 的阿特拉津水溶液中，它们的睾酮水平迅速下降。这一研究结果得到另一份 调查报告的佐证。h a y e s 等( 2 0 0 2 ) 在美国八个大量使用阿特拉津的地区调查豹蛙 ( r a n a - p i p i e n s ) 变性状况，结果发现，仅有犹他州j u a b 郡没有查出两性蛙，也仅有该 地区水样品中阿特拉津的浓度低于0 i p p b 。室内研究和野外调查结果警示人们，阿 特拉津的广泛、大量使用可能是导致大范围内青蛙变性及数量减少的原因之一 ( h a y e se l 口f 2 0 0 2 ) 。 前人的研究表明，化学除草剂对昆虫天敌的影响是多方面的。多数除草剂对天 敌的杀伤力较低，对天敌的捕食功能无明显副作用有的甚至还有促进捕食的作用， 但也有些除草剂对天敌的幼期乃至成虫期具有较大的杀伤力，会显著降低天敌的控 害功能。他们对此作出了十分有益的探讨，但也存在着许多问题有待进一步研究。 从现有的研究资料看，多数研究是在实验室条件下进行的，而在田间条件下进行的 研究较少，特别是从天敌群落多样性及其控害功能、天敌种库和天敌群落重建与发 展等角度米研究这个问题，目前鲜有报道。化学除草剂的种类繁多，按化学结构可 分为1 9 类，仅单剂就多达3 0 0 个。且每种有效成份平均有i o 余种加工剂型( 任康 太等，1 9 9 7 ) 。然而，在目前己开展的工作中所涉及到的除草剂品种相对较少。因此， 有除草剂对害虫天敌的影响，还需广泛和深入地研究。 1 3 选题意义与研究思路 农田生态系统是以作物为核心的、开放的、不稳定的人工生态系统，就其生境 而言可分为作物生境和非作物生境。作物生境是指农田内以作物为主要植被的生境； 而非作物生境则包括农田周围的田埂、水渠、杂草地、抛荒地、休耕田等。因此农 田昆虫天敌群落也就相应地包括两部分一部分是作物生境天敌群落，另一部分为 非作物生境天敌群落。这两部分对农田昆虫天敌及其猎物的生存与发展都是十分重 要的。作物生境是昆虫天敌及其猎物滋生的主要场所；非作物生境是昆虫天敌及其 猎物寻找替代寄主或补充营养以及在空间上逃避不良环境条件的主要场所。( 俞晓平 等，1 9 9 6 ：张古忍等，2 0 0 1 a ，2 0 0 1 b ；尤民生等，2 0 0 4 ) 。 大量研究表明，增加作物生境中的植被多样性可提高昆虫天敌群落的多样性。 3 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响黄顶成 这是由于植被多样性的增加不但可提高植食性昆虫的种类和数量，为捕食性天敌 和寄生性天敌提供更多样化的猎物或寄主，而且有些非作物植物还可为天敌提供特 定作物所不具备的花粉、花蜜，从而有利于天敌的生存与繁衍。a l t i e r i ( 1 9 8 4 ) 发现 与蚕豆或田芥菜混合种植的球芽甘蓝比纯作的球芽甘蓝支持更多种类的天敌，前者 有6 种捕食性天敌和8 种寄生性天敌，后者仅各有3 种，并提出，这种差异是由于 混合种植中花、花蜜及替代猎物寄主的存在而造成的。 植被覆盖度也是影响天敌群落的一个重要因子。p r o v e n c h e r 等( 1 9 8 8 ) 认为， 提高农田植被覆盖度可增强蜘蛛的领域保护( t e r r i t o r i a ld e f e n s e ) 能力。刘雨芳等 ( 1 9 9 9 ) 对花生地蜘蛛群落调查时发现，在花生生长早期，地面覆盖程度差，蜘蛛 种类少种群密度很低；随着花生苗的生长，浓密的花生叶使得生境植被覆盖度高， 遮荫好，湿度大，给某些蜘蛛尤其是猫蛛和狼蛛等蜘蛛类群提供了一个优良的栖居 环境。其种群密度迅速上升。进一步研究表明，花生地捕食性天敌亚群落的物种丰 富度、单位面积的个体数量及多样性指数均随着花生地植被覆盖程度的提高而增加。 非作物生境多样性的增加，对其邻近的作物生境中昆虫天敌群落的重建和发展 具有重要的作用。所谓群落重建( c o m m u n i t yr e e s t a b l i s h m e n t ) 是指作物生境生物群 落重新形成的过程；群落发展是指群落在结构和组织上随时间而发生的变化，其中 包括种类、丰富度、种群分布以及亚群落系统的一些变化等( 张文庆等，2 0 0 0 ) 。大 量的研究表明，作物生境天敌群落的重建和发展与其周围的非作物生境及其植被有 密切关系。这主要表现在两个方面：当作物生境恶化时，非作物生境为作物生境中 的天敌提供新的栖息地、食物、越冬和避难场所；当作物生境恢复时，非作物生境 为农田天敌群落的重建与恢复提供移居者。非作物生境的天敌容量( 包括物种数和 个体数) 直接影响到农田天敌群落的重建与发展速度。 然而，由于受到人类经济活动影响，例如农作物的种植与收割、杂草防除等， 系统中的植物群落，包括作物和非作物植被。常常发生季节性的更替( 刘雨芳等， 2 0 0 0 ：尤民生等2 0 0 4 ) 。而植物是群落的基础，失去了这个基础，农田中的动物群 落就会受到破坏，甚至瓦解( 尚玉昌，2 0 0 2 ) 。农田生态系统中植被的重新建立、发 展和消亡，必然会引起农田中的害虫及其天敌也跟着呈现出群落重建、发展和瓦解。 因此，研究作物和非作物生境中杂草化学防除对作物生境天敌群落重建与发展 的影响，可为研究除草剂对害虫天敌的影响作必要的补充，为全面认识和正确评价 化学除草剂的生态负效应提供一个新的角度，也能为协调杂草防除与害虫天敌的保 护和利用提供科学的参考依据。 水稻是我国最主要的粮食作物。是全世界晟重要的粮食作物。如今。人们对稻 4 福建农林大学2 0 5 届硕士学位论文化学除草剂对稻田昆虫天数群落的影响黄项成 米生产提出了更高的要求，不仅要求在数量上可持续发展以解决“粮食安全”问题， 在质量上达到“有机稻”的高标准以解决“农药残留”问题，而且要求在栽培水稻 的过程中不破坏稻田生态环境，不杀伤害虫天敌，不对人、畜健康构成威胁。这就 要求人们寻求并采取无公害、可持续的水稻害虫控制方法，以替代当前以化学防治 为主的水稻害虫治理方法。 保护和利用稻田昆虫天敌是实现水稻害虫生态控制的重要途径之一。以广东省 四会市大沙镇为例，该镇自1 9 7 3 年起实施以保护和利用天敌控害功能为主的水稻害 虫综合治理，从1 9 7 5 年到1 9 8 3 年农药用量减少了5 阶7 2 ，田生态环境得到改 善，至今2 0 多年来稻飞虱一直没有大发生，9 8 以上的稻田稻飞虱的数量常在防治 指标以下，自1 9 9 4 年以后投放到市场的都是绿色稻米产品，产生了明显的生态、社 会和经济效益( 沈君辉等2 0 0 2 ) 。 杂草也是影响稻米生产的重要因素之一。为挽回损失，且随着农业机械化和现 代化的深入，各稻米生产国大量使用化学除草剂防除杂草。我国是全世界水稻种植 面积最大的国家，也是稻田化学除草剂施用量和防治面积最大的国家。以我国为例， 我国稻田杂草化学除草自1 9 5 6 年起至今已有近5 0 年的历史了。目前，化学除草取 代传统的除草方法，已成为稻田杂草主要防除方法。稻田化学除草剂品种最多，使 用面积最大。据统计，1 9 9 5 年，我国稻田化学除草面积1 4 0 0 万h a ，占水稻播种面 积4 6 7 ，占农田化除面积的1 ，3 ( 胡加如等，2 0 0 1 ) ；到2 0 0 0 年1 1 月止，已登记 的稻田除草剂单剂有3 4 个( 仅指有效成份，不包括不同含量与剂型) ，复配剂5 0 种 ( 仅指不同有效成份的复配，不包括不同配比与含量) 。 然而，正如前言所述，化学除草剂对多种昆虫天敌具有显著的杀伤作用。那么 化学除草剂在稻田及其毗邻的非稻田生境广泛、大量使用，是否会对稻田昆虫天敌 群落的物种组成、结构及其控害功能造成影响，如何影响? 这些问题值得深入研究。 基于上述分析，本论文以稻田昆虫天敌群落为研究对象，选择丁草胺和新得力 两种选择性稻田常用除草剂以及早地灭生性常用除草剂克芜踪作为供试药剂，运用 群落生态学的研究方法，拟从天敌种库、群落结构及其重建和发展的角度研究这 三种除草剂在稻田生态系统中稻田生境和杂草地生境的施用对稻田昆虫天敌群落及 其重建与发展的影响，并在实验室条件下研究苄嘧磺隆、甲磺隆、新得力、丁草胺 和克芜踪等常用除草剂对水稻主要害虫重要天敌的成虫( 蛛) 存活率和捕食功能的 影响。以期为进一步认识化学除草剂对害虫天敌的影响和正确评价除草剂的“功” 与“过”提供科学的实践材料，为农田天敌群落的保护与利用、农田草害和虫害协 调治理提供科学的参考依据。研究内容及技术路线见图1 1 。 5 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文 化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响黄顶成 图1 1 研究内容及技术路线 6 福建农林大学2 0 0 5 届硕士学位论文化学除草剂对稻田昆虫天敌群落的影响黄项成 第二章材料与方法 本研究于2 0 0 2 年6 月2 0 0 4 年6 月在古田县湖滨乡永洋村省级商品粮食基地 和福建农林大学应用生态研究所进行。 2 1 试验基地概况 古田县位于福建省中北部，介于东经1 1 8 。3 2 至1 1 9 o2 4 ，北纬2 6o1 6 。至 2 6 o 5 3 之间，地处闽中大山带北段，鹫峰山南端；东西宽8 3 5 k m 南北长6 4 5 k m ， 海拔平均在3 3 0 m 以上，总地面积约2 4 千k m 2 ：耕地面积3 1