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第二章园艺植物昆虫发生
与环境的关系害虫能否大量发生、严重为害的规律性园艺植物病虫害防治主讲教师:刘刚副教授,硕士四川师范大学生命科学学院ControlofdiseaseandinsectinplantofHorticulture第二章园艺植物昆虫发生
与环境的关系害虫能否大量发生、1第一节昆虫与环境的相互关系认识昆虫从特征、特性去了解;从它与环境的相互关系中去研究、了解。害虫能否大量发生和严重为害的规律:害虫本身的内部因素(如种群基数、繁殖能力、为害特性等);害虫与环境的关系(环境条件是否有利于害虫),昆虫对环境的要求是外界因素。第一节昆虫与环境的相互关系认识昆虫2昆虫与环境相互关系的应用对害虫,改造环境使之不利于害虫而有利于农业生产,为综合防治害虫提供科学根据;对益虫,保护环境创造更有利的环境条件,促使益虫的大发展。昆虫与环境相互关系的应用对害虫,改造环境使之不利于害虫而有利3害虫与环境的关系
昆虫对环境条件的要求一、环境分析
二、气候因子
三、土壤因子
四、生物因子害虫与环境的关系
昆虫对环境条件的要求一、环境分析4一、环境分析
昆虫与环境的关系(辨证的对立统一的关系)表现在物质和能量的交换:昆虫从环境中吸收营养、水分和氧气等构成自身;把获得的能量用于生命活动,将代谢产物排到环境。昆虫通过新陈代谢的方式和环境互相联系,本身也构成环境的一部分。长期的历史发展,通过自然选择,昆虫获得了对环境条件的适应性,但适应性永远是相对的;环境条件在不断地变化,可引起昆虫大量死亡或大量发生;昆虫自己的生命活动也在不断地改变着生活的环境。一、环境分析昆虫与环境的关系(辨证的对立统一的关系)5昆虫的生态标准和生态可塑性各种昆虫的生长发育和繁殖,对环境条件各有特殊要求,也就是对环境条件各有自己的标准要求,这在生态学上叫该种昆虫的生态标准。生态标准是昆虫遗传性的一种表现,是种的保守性的一面。昆虫为了适应变化的环境条件以保存和发展自己,能忍受一定程度的环境条件的变化,这种适应性叫做生态可塑性。这是种的进步性的一面。各种昆虫的适应能力各不相同,适应能力强的种叫做广可塑性种(也叫做广适应性种),适应性弱的种叫做狭可塑性种(也叫做狭适应性种)。很明显,防治广可塑性种的害虫将会更困难些。昆虫的生态标准和生态可塑性各种昆虫的生长发育和繁殖,对环境条6环境由各种生态因子组成非生物因子:(自然因子)生物因子:物理因子或化学因子,如温度、光、湿度、降水(雨、雪、雹、霜、雾、露等)、气流、气压(统称为气候因子)空气(氧气、二氧化碳等)、水分、盐分、各种化学因子食物因子、天敌因子及其它生物因子地球生物圈,生物环境主要指:大气、水域和陆地(土壤)生态因子:环境中影响有机体生命的各种条件。按性质,常将生态因子分为:环境由各种生态因子组成非生物因子:物理因子或化学因子7各种生态因子相互影响、综合作用于昆虫各种生态因子对昆虫的作用不是同等重要的。有些因子是昆虫生活必需的,是昆虫的生存条件,缺一就不能生存。如食物、水分、氧气、热能等。有些因子对昆虫有很大影响,但不是生存所必需的,称为作用因子,如天敌和人的活动等。在一定的时间、空间条件,总有一些(或一个)因子对昆虫种群数量动态起主导作用。主导因子对害虫测报有重要意义。各种生态因子相互影响、综合作用于昆虫各种生态因子对昆虫的作用8二、气候因子包括温度、光、湿度、降水、气流、气压等。自然条件下,气候因子综合作用于昆虫,但各因子的作用并不相同,温度(热)、湿度(水)对昆虫的作用最为突出。昆虫在形态、生理和行为等方面,都反应了对气候因子的适应性。适应有一定范围,当变化的气候条件超出一定范围,就直接或间接(通过对食物、天敌等的影响)引起昆虫种群数量的变化。二、气候因子包括温度、光、湿度、降水、气流、气压等。9观察和分析气候因子大气候(一般气象台观测的气候)、地方气候(一定生态环境的气候)、小气候(一般离地面1.5~2.0米气层内的气候)观察和分析气候因子大气候(一般气象台观测的气候)、10(一)、温度昆虫是变温动物,体温基本上取决于环境温度。环境温度对昆虫的生长、发育和繁殖有极大的作用;适应的环境温度是昆虫的生存条件。环境温度通过影响食物、天敌和其它气候因子等间接作用于昆虫。气候因子(一)、温度昆虫是变温动物,体温基本上取决于环境温度。气候因111、昆虫对温度的适应范围昆虫在一定的温度范围(温区)内才能进行正常的生长发育,超过这一温度范围,其生长发育将受到抑制,甚至死亡。昆虫对温度的适应范围:
(1)适温区
(2)临界致死高温区
(3)致死高温区
(4)临界致死低温区
(5)致死低温区1、昆虫对温度的适应范围昆虫在一定的温度范围(温区)内才能进12(1)适温区
也称有效温区,在温带一般为8~40℃。此温区内,昆虫的生命活动都可正常进行,但发育速度有差异,又可分为:
1.高适温区
温度约为30~40℃。在此温区内,昆虫的发育速度随着温度的升高而减慢。此温区的上限,称为最高有效温度,达此温度,昆虫的繁殖力就会受到抑制。
2.最适温区
一般为20~30℃。在此温区内,昆虫发育速度适宜,并随着温度升高而加速,寿命适中,繁殖力最大。
3.低适温区
—般为8~20℃。在此温区内,昆虫的发育速度随着温度降低而减慢,繁殖力也随之下降,甚至不能繁殖。此温区的下限称最低有效温度,只有高于这一温度,昆虫才开始发育,故称为发育始点(发育起点)温度。(1)适温区
也称有效温区,在温带一般为8~4013(2)临界致死高温区也称为亚致死高温区,一般为40~45℃。此温区内,由于不适宜的高温,昆虫生长发育和繁殖受到明显抑制。如高温持续时间过长,昆虫呈热昏迷状态或死亡;如在短时间内温度恢复正常,昆虫仍可恢复正常状态,但部分机能可能受到损伤,特别是生殖机能最敏感。昆虫的死亡取决于高温的强度和持续的时间。(2)临界致死高温区也称为亚致死高温区,一般为40~45℃14(3)致死高温区一般为45~60℃。在此温区内,昆虫经过较短的时间后便死亡。其上限温度称为最高致死温度,是理论上的最速致死高温。也称为亚致死低温区,一般为8~-10℃。此温区内,昆虫呈冷昏迷状态。如持续时间较短,当温度恢复正常时,昆虫可恢复正常状态;如持续时间过长,也可造成死亡。昆虫的死亡取决于低温的强度和持续的时间。(4)临界致死低温区(3)致死高温区一般为45~60℃。在此温区内,昆虫经过较15(5)致死低温区一般为一10~-40℃。在此温区内,昆虫一般经一定时间便会死亡。其下限温度称为最低致死温度,是理论上的最速致死低温。不同种或同种昆虫的不同发育阶段(虫期)和不同生理状态(如生长发育期、滞育期),在不同的环境条件下(如季节、场所、外界温度变化速率等),其对温度的适应范围是不同的。(5)致死低温区一般为一10~-40℃。在此温区内,昆虫一16昆虫对温度的适应范围昆虫对温度的适应范围17昆虫的抗寒性和抗热性主要由昆虫的生理状态所决定。一般体内组织中的游离水少,结合水(被细胞原生质的胶体颗粒所吸附的水分子)多,其抗性就高,反之则低。体内积累的脂肪和糖类的含量越高,抗寒性也越强。昆虫在越冬前体内组织发生一系列的变化,减少游离水,增多结合水、脂肪和糖类,以增强抗寒力,安全越冬。一般越冬虫态的抗寒力最强,老熟幼虫次之,正在生长发育的虫态最差。昆虫的抗寒性和抗热性主要由昆虫的生理状态所决定。18昆虫对高温的忍受力一般昆虫对高温的忍受能力远不及对低温的忍受能力强。利用高温杀虫比利用低温杀虫效果好得多。许多越冬昆虫能忍受冰点以下的温度,甚至体内已结冰仍不死亡,但在高温时,昆虫的细胞原生质很快变性而死亡。昆虫对高温的忍受力一般昆虫对高温的忍受能力远不及对低温的忍受192.温度对昆虫的影响(1)温度对昆虫发育的影响和有效积温法则(2)温度对昆虫繁殖力的影响(3)温度对昆虫其它方面的影响2.温度对昆虫的影响(1)温度对昆虫发育的影响和有效积温20平均温度对昆虫发育速度的影响温度(平均温度)是重要生态因素,影响显著。发育速度(V)以发育时间(D)的倒数表示:
V=1/D新陈代谢是在各种酶和激素的作用下进行的一系列生化反应,一定温度范围内,生化反应速度随温度的增高而加速。在一定温度范围内,发育速度随温度的增高而加快;而发育时间随温度的增高而缩短。平均温度对昆虫发育速度的影响温度(平均温度)是重要生态因素,21(1)温度对昆虫发育的影响和
有效积温法则昆虫和其它生物一样,完成其发育阶段(如卵、各龄幼虫、幼虫期、蛹、成虫产卵前期或一个世代)需要积累一定的热能,即所需要的热能为一常数。以发育时间(D)与发育期的平均温度(T)的乘积表示所需的热能,称为积温常数(K’)。
K’=DT单位:日度(1)温度对昆虫发育的影响和
有效积温法则昆虫和其它生物一样22有效积温常数但昆虫各发育阶段只有达发育始点(developmentzero,C)的温度才开始发育,积累在发育始点以上的温度,称为有效积温常数(K)。有效积温常数但昆虫各发育阶段只有达发育始点(developm23有效积温法则根据实验,昆虫完成一定发育阶段(虫期或世代)所需天数与同期内的有效温度(发育起点以上的温度)的乘积,是一个常数,此常数为昆虫的有效积温常数。这一规律称为有效积温法则:公式:K=D(T—C)N—发育天数(历期),单位:日K—有效积温,单位:日度T—实际温度,单位:℃C—发育起点温度,单位:℃有效积温法则根据实验,昆虫完成一定发育阶段(虫期或世代)所需24为了计算统计方便,
可转换为直线公式表示因V=1/D,故:
T=C+KV一般用实验法测得昆虫的发育始点(C,截距)和有效积温(K,斜率)这两个生物学常数,常用的实验法有定温法和自然变温法。为了计算统计方便,
可转换为直线公式表示因V=1/D,故:25(1)预测昆虫的发生期已知深点食螨瓢虫卵的发育始点为15.46℃,完成卵期要求的有效温为58.04日度。如7月l0日调查,正是其产卵盛期,7月中旬气象预报平均气温为28℃,试预测其第1龄幼虫盛期。代入K=D(T—C)即D=58.06/(28—15.46)=4.6(天)故7月15日为其第1龄幼虫发生盛期有效积温法则的应用(1)预测昆虫的发生期已知深点食螨瓢虫卵的发育始点为15.426预测各虫期的出现日期知道某虫完成各虫期所需的有效积温,根据该地区的气候资料或当年的气候预报,就可预测此虫各虫期在该地的出现日期。例如东亚飞蝗蝗蝻发育起点温度为18℃,从孵化到达三龄所需有效积温为130日度。今知某地夏蝗蝗蝻孵化盛期为5月10日左右,该地区气候预报5月中旬的草丛平均温度为25℃,求三龄盛期约在什么时间?5月29日预测各虫期的出现日期知道某虫完成各虫期所需的有效积温,根据该27有效积温法则的应用
(2)、预测昆虫在某一地的发生代数
设某地对某虫一年可提供的有效积温(K1)世代数=———------————————————某虫完成一代所需的有效积温(日度)某地一年的有效积温(日度)有效积温法则的应用(2)、预测昆虫在某一地的发生代数世代数28(3)、应用于引进和适期释放天敌选择和引进天敌昆虫时,应考虑其与所控制害虫的发育始点相一致。如吹绵蚧与其天敌澳洲瓢虫的发育始点分别为0℃和9.0℃故引进这种天敌时,应人工饲养释放才能收到控害效果。有效积温法则的应用(3)、应用于引进和适期释放天敌选择和引进天敌昆虫时,应考虑29有效积温法则应用的局限性(1)一年严格发生1代的专性滞育的昆虫、多年发生1代的昆虫和具有定向迁飞习性而在本地不能越冬的昆虫,利用有效积温法则推测其一年发生代数则无意义。(2)昆虫栖息场所的小气候温度与百叶箱测得的大气温度有所差异,应找出它们的相关性,测报时予以修正。(3)昆虫的不同地理种群的发育始点不完全相同,如二化螟卵、幼虫和蛹的发育始点在我国长沙测定分别为9.9、14.8和10.9℃,而在日本测定分别为10~12℃、l0~12C和10.0℃。(4)在定温和自然变温下,昆虫的发育速度有所不同。如在实际应用中常发现,在早春预测时,理论预测期常比实际发生期推迟;而在夏季预测时,则理论预测期比实际发生期提早。这主要是由于早春的日最低温度和夏季的日最高温度在变温中的影响所造成的。(5)温度虽然是影响昆虫发育速度的主要因素,但湿度、食料等也有一定的影响。故在应用时,应全面分析,注意修正。有效积温法则应用的局限性(1)一年严格发生1代的专性滞育的昆30(2)温度对昆虫繁殖力的影响在最适温度范围内,昆虫的性腺成熟随温度升高而加快,产卵前期缩短,产卵量也较大。在低温下成虫多因性腺不能成熟或不能进行性活动而减低繁殖力。在不适宜的高温下,性腺发育也会受到抑制,生殖力也下降。过高的温度常引起昆虫不育,特别易引起雄性不育。(2)温度对昆虫繁殖力的影响在最适温度范围内,昆虫的性腺成熟31(3)温度对昆虫其它方面的影响温度也影响昆虫的寿命。一般情况下,昆虫的寿命随温度的升高而缩短,这也是温度影响了昆虫新陈代谢速率的缘故。温度对昆虫的行为活动影响也很大。在适温范围内,昆虫的活动随温度的升高而加强。(3)温度对昆虫其它方面的影响温度也影响昆虫的寿命。一般情况32(二)、光光也是一个重要的气候因子。光对昆虫的影响有三个方面:气候因子1.光的强度2.光的性质3.光周期(二)、光光也是一个重要的气候因子。气候因子1.光的强度331.光的强度光的强度也就是亮度或照度。主要影响昆虫昼夜的活动和行为,如交配、产卵、取食、栖息等。按照昆虫生活与光强度的关系把昆虫分为:白昼活动(如蝶类、蝇类、蚜虫等)、夜间活动(如夜蛾科、螟蛾科及多数金龟科昆虫等)、黄昏活动(弱光活动,如小麦吸浆虫、蚊等)和昼夜活动(如某些天蛾科、大蚕蛾科、蚕蛾科等昆虫)。光对昆虫的影响1.光的强度光的强度也就是亮度或照度。光对昆虫的影响34同种昆虫不同的发育阶段有所不同光强度与昆虫活动的关系:因虫种而异同种昆虫的不同发育阶段也有所不同。如家蚕成虫主要在白天交配,但在暗光下产卵最多,强光有抑制产卵的作用;其幼虫则昼夜均可取食。同种昆虫不同的发育阶段有所不同光强度与昆虫活动的关系:35光是一种电磁波,波长不同显出不同的性质。太阳光通过大气层到达地面的波长为290~2000毫微米,人眼能见的光限于390~750毫微米。波长不同显出不同的光色,着波长由750毫微米逐步缩短为390毫微米,可见光色由红、橙、黄、绿、青(蓝绿)、蓝、紫的变化。短于390毫微米的是紫外光,长于750毫微米的是红外光,人眼都不能见。光对昆虫的影响2.光的性质光是一种电磁波,波长不同显出不同的性质。光对昆虫的影响2.光36昆虫辨别光波的能力昆虫能见到紫外光(在250~700毫微米之间,偏于短光波)而见不到红外光,有些红色花能反射紫外光,昆虫也有识别,这是利用黑光灯诱虫效果好的道理。人类可辨别可见光谱中的60种光色,昆虫中视觉较发达的蜜蜂,只能辨别4种光色(紫、绿、黄、红)。有些昆虫不同性别对光波的反应有差别,如大黑金龟子雄成虫有趋光性,雌性成虫无。昆虫辨别光波的能力昆虫能见到紫外光(在250~700毫微米之37不同颜色的光波可成为
不同种类昆虫生命活动的信息不同昆虫对光波各有特殊的反应。蚜虫对黄色光有趋光性,对银灰色光波有背光性(利用黄色板诱蚜,利用银光驱蚜)。我国南方柑橘园中有一种危害果实的嘴壶夜蛾,对黄光有背光性(可利用黄光来驱蛾)。许多植食性昆虫对紫、蓝、绿色表现出趋性,如菜粉蝶等。粘虫雌成虫产卵喜欢趋向于黄褐色的枯叶(谷子)和枯雄穗(玉米)。不同颜色的光波可成为
不同种类昆虫生命活动的信息不同昆虫对光383.光周期一天中昼夜的交替现象,一般以24小时中日照时数来表示。光周期在不同地理纬度上有不同程度的季节变化(赤道上无变化)。在北半球,“夏至”日昼最长,夜最短;“冬至”日昼最短,夜最长;“春分”、“秋分”日昼夜时数相等。光周期的季节变化在一定纬度地区是相当稳定的,对生活于该纬度地区的生物的影响也是深刻而稳定的,使生物获得了遗传上的稳定性。昆虫也不例外。光对昆虫的影响3.光周期一天中昼夜的交替现象,一般以24小时中日照时数来表39光周期对昆虫的生命活动节律
起重要的信息作用引起昆虫滞育的主导因子。有些昆虫以长日照的出现为信息而进入滞育(夏眠性昆虫,如大地老虎等),称此类为长日照滞育型(或称为短日照发育型,因为此类昆虫为在短日照下不发生滞育)。另一些昆虫以短日照的出现为信息而进入滞育(冬眠性昆虫,如蚜虫等),称此类昆虫为短日照滞育型(或长日照发育型,因为此类昆虫在长日照下不发生滞育)。光周期对昆虫的生命活动节律
起重要的信息作用引起昆虫滞育的主40长日照滞育型的昆虫种类很少;短日照滞育型的昆虫种类很多,生活于温带及寒温带地区的昆虫大多属于此类;有些种类属于中间型,如桃小食心虫;有的种类对光照无反应,如秋千毛虫。长日照滞育型的昆虫种类很少;41感应光照虫态与滞育虫态昆虫对光周期能起反应的虫态称为感应光照虫态,进行滞育的虫态称为滞育虫态。如菜粉蝶以幼虫为感应光照虫态,以蛹为滞育虫态。能够引起一种昆虫种群的50%个体进入滞育的光周期,称为临界光周期。光周期还对昆虫的世代交替起着信息作用。如蚜虫在短光照条件下产生有翅性蚜,出现两性世代;在长日照条件下出现单性世代。研究滞育规律在昆虫测报上很重要。感应光照虫态与滞育虫态昆虫对光周期能起反应的虫态称为感应光照42(三)、湿度和降水湿度实质上就是水的问题。水分是昆虫维持生命活动的介质,如消化作用的进行,营养物质的运输,废物的排出,以及体温的调节等都与水分直接相关;同时水也是影响昆虫种群数量动态的重要环境因素。不同种类的昆虫和同种昆虫的不同发育阶段,都有其一定的适湿范围,高湿或低温对其生长发育,特别是对其繁殖和存活影响较大。同时,湿度和降水还可通过天敌和食物间接地对昆虫发生影响。气候因子(三)、湿度和降水湿度实质上就是水的问题。水分是昆虫维持生命43一般虫体的含水量为体重的46~92%,有些水生昆虫可高达99%。不同昆虫的含水量不同,都有自己的适当含水量。不同虫态含水量也不同,一般幼虫含水量都高,越冬幼虫含水量则较低。根据不同昆虫对水分的要求不同分为:水生昆虫、土栖昆虫和陆生昆虫一般虫体的含水量为体重的46~92%,有些水生昆虫可高达9944昆虫所需的水分主要由食物中获得,有些种类也可以直接饮水,如蜜蜂及一些蛾、蝶类等。水生昆虫可以直接从水中获得水分。一般昆虫失水的主要途径是通过呼吸,其次是粪便、体壁的节间膜部分的蒸发。昆虫的正常生理活动只能在获水与失水的动态平衡中进行。如果水分失去平衡,则正常的生理机能受阻,严重时发生死亡。1、昆虫的获水与失水的动态平衡
昆虫所需的水分主要由食物中获得,有些种类也可以直接饮水,如蜜452、昆虫对湿度的反应适宜湿度范围不适宜范围致死湿度范围但不象温度那样明显,一般适宜范围也比较大。2、昆虫对湿度的反应适宜湿度范围但不象温度那样明显,463.湿度对昆虫的影响湿度对昆虫发育速率有影响,一般在一定温度条件下,湿度才会影响昆虫的发育速率,一般湿度越高,发育历期越短;湿度对昆虫的成活率和繁殖力有影响,一般湿度大,产卵量高、成活率与孵化率也高。生长发育和繁殖都需要相当高的湿度,干旱对昆虫的生长发育和繁殖不利,特别在高温下,更为不利。也有相反的要求低湿,这样的害虫干旱年份往往发生重。3.湿度对昆虫的影响湿度对昆虫发育速率有影响,一般在一定温47湿度对昆虫发育速度的影响
远不如温度明显其血液有一定的调节代谢水的能力;在发育期间食物含水量充足。只有在湿度过高或过低而且持续一定时间,其影响才比较明显。如东亚飞蝗卵在30℃时,土壤含水量在15~18%发育正常。但土壤含水降至4%时,孵化率低,而且孵化时间大大延迟。湿度对昆虫发育速度的影响
远不如温度明显其血液有一定的调节代484.降雨对昆虫的影响降雨还影响空气的湿度和温度等,进而影响昆虫的数量变化,但受降雨时期、次数、雨量而异。暴雨对弱小的害虫如蚜虫、螨类有机械的冲刷作用。春夏多雨,洼地长期积水,不利于东亚飞蝗卵的存活。连续降雨会影响寄生性天敌的寄生率,如赤眼蜂、姬蜂等。大雨可迫使远距离迁飞的昆虫(如粘虫)中途降落。4.降雨对昆虫的影响降雨还影响空气的湿度和温度等,进而影响49(四)、风风对昆虫的迁飞、扩散起重要作用:许多昆虫可以借助风力传播到很远的地方。蚜虫在风力帮助下可迁飞到1220~1440公里之外;一些蚊蝇可被风带到25~1680公里外;一些无翅昆虫可附在枯叶碎片上被上升气流带到高空再传播到远方。我国东半部地区粘虫成虫的季节性远距离迁飞,与季风有密切关系。迁飞性昆虫,如飞蝗类、飞虱类、一些蛾蝶类等,迁飞都会受到风力的很大影响。一些幼虫的扩散受到风力的帮助,如槐尺蛾幼虫吐丝下坠,风力吹动可转移到其它的植株上。气候因子(四)、风风对昆虫的迁飞、扩散起重要作用:气候因子50大风可影响昆虫的进化等达尔文早年在太平洋一些小岛上考察,发现岛上的一些昆虫在强大的海风下,形态上发生了变化:翅退化或极发达,这样就避免被风吹到海里。大风可以使许多飞行的昆虫停止飞行。据测定当风速超过4米/秒时,一般昆虫都停止飞行。在大风天灯光诱虫的效果不高,风愈大诱虫量就愈少。风影响环境的湿度、温度,间接影响昆虫。大风可影响昆虫的进化等达尔文早年在太平洋一些小岛上考察,发现51三、土壤因子土壤是昆虫的一种特殊生态环境。一些昆虫终生生活于土壤,如蝼蛄、土白蚁、蚂蚁、跳虫等;一些昆虫以一个虫态(或几个虫态)生活于土壤中,如蝉若虫、蛴螬、金针虫、地老虎幼虫等;一些昆虫在土壤中越冬越夏。据估计,约有95~98%的昆虫种类与土壤发生或多或少的直接联系。三、土壤因子土壤是昆虫的一种特殊生态环境。52土壤对昆虫的影响(一)土壤温度的影响(二)土壤湿度的影响(三)土壤理化性状的影响所有与土壤发生关系的昆虫,对于土壤的温度、含水量、机械组成、酸硷度、有机质含量等都有一定的要求。人类可通过耕作制度、栽培条件等的改善来改变土壤状况,使土壤有利于作物生长而不利于害虫的生存。土壤对昆虫的影响(一)土壤温度的影响53(一)土壤温度的影响土温主要来源于太阳辐射热,其次为有机质发酵。土温的特点:日变化与年变化比较稳定,土层愈深变化愈小。不同种的昆虫可从不同深度的土层中找到适合的土温。加上土层的保护,所以许多昆虫喜在土壤中越冬(越夏)、产卵或化蛹等。(一)土壤温度的影响土温主要来源于太阳辐射热,其次为有机质发54土栖昆虫的活动也受土壤温度的影响如蝼蛄、蛴螬、金针虫等地下害虫在冬季严寒和夏季酷热的季节,便潜入深土层越冬或不活动,春、秋温暖季节上升到表土层来取食为害作物等。这种垂直迁移活动不仅在一年中随季节而变化,在一天中也表现出来。如蛴螬在夏季多在夜间及早晨上升表土层为害,日中便下降到稍深的土层中。土栖昆虫的活动也受土壤温度的影响如蝼蛄、蛴螬、金针虫等地下害55沟金针虫在秋末表层土温1,5℃时,即潜到27~23厘米土层处越冬翌年初春土壤温度回升至6~7℃时,才开始上升活动和为害。沟金针虫在秋末表层土温1,5℃时,即潜到27~23厘米土层处56(二)土壤湿度的影响土壤湿度指土壤中自由水的绝对含量的重量百分率,主要来源于大气的降水及人工灌溉。土壤空隙中气态水一般总处于饱和状态(表土层外除)。土壤湿度一般很高,许多陆生昆虫喜将不活动的虫态,如卵(或蛹)产于(或潜入)土中,可避免大气干燥的不利影响。影响土栖昆虫的分布,如小地老虎幼虫、细胸金针虫喜欢在含水量较高的低洼地活动;沟金针虫喜欢在较干旱地活动。(二)土壤湿度的影响土壤湿度指土壤中自由水的绝对含量的重量百57在土壤过冬的昆虫,其出土的数量和时间受土壤含水量的影响十分明显。如小麦红吸浆虫幼虫在3、4月间遇到土壤水份不足时,就停止化蛹,继续滞育,土壤长期干燥,甚至可滞育几年。在土壤内产卵的昆虫,产卵时对土壤含水量也有一定要求。如东亚飞煌产卵的适宜含水量,砂土为10~20%,壤土为15~18%,粘土为18~20%。土壤湿度过大使土壤昆虫易于患病死亡。在土壤过冬的昆虫,其出土的数量和时间受土壤含水量的影响十分明58(三)土壤理化性状的影响土壤的机械组成(指土粒大小及团粒结构等)可以影响土栖昆虫的分布。如葡萄根瘤蚜只分布在土壤结构疏松的葡萄园,因为一龄若虫活动蔓延需要有较大的土壤空隙。土壤的酸硷度影响土栖昆虫的分布。有的喜欢在硷性条件;有的喜酸性土壤。土壤中有机质的含量影响昆虫的分布。如施有大量未充分腐熟的有机肥,易引诱种蝇、金龟子等成虫产卵,种蝇幼虫和蛴螬为害就重。(三)土壤理化性状的影响土壤的机械组成(指土粒大小及团粒结构59土壤质地和结构与地下害虫的
分布和活动关系密切华北蝼蛄主要分布在淮河以北的砂壤,土地区,而东方蝼蛄则主要分布在土壤较粘重的地区。对体型较大的金龟幼,疏松的砂土和壤土对其活动有利。蝼蛄喜欢生活在含砂质较多而较湿润的土壤中,尤其是经过耕犁、施有厩肥的松软土壤内;而在粘性大而坚实的土壤中发生很少。黄守瓜则喜欢生活在粘土内,其在粘土中的化蛹率和羽化率都较高。土壤质地和结构与地下害虫的
分布和活动关系密切华北蝼蛄主要分60土壤酸碱度对昆虫的影响沟金针虫喜欢在酸性缺钙的土壤中生活,而细胸金针虫则喜欢生活在带碱性的土壤中。小麦红吸浆虫的幼虫多在pH7~11的土壤中生活,在pH3~6的土壤中则不能存活,故主要发生在偏碱性的土壤中。葱蝇喜欢在强酸性土壤中产卵,单雌产卵量为126粒,而在中性和碱性土壤中,产卵量分别为78粒和24粒。土壤酸碱度对昆虫的影响沟金针虫喜欢在酸性缺钙的土壤中生活,而61土壤含盐量是影响东亚飞蝗发生的重要因素含盐量在0.25%以下时,雌蝗产卵选择不明显;在0.3~0.5%时,产卵选择性逐渐明显;在0.6%时,选择性很明显,仅达9%;含盐量达0.8%以上的土壤不适宜飞蝗产卵和卵的成活;表土含盐量高达2%以上时,常构成寸草不生的光板地,飞蝗极少在这类地区产卵。土壤含盐量是影响东亚飞蝗发生的重要因素含盐量在0.25%以下62四、生物因子
对昆虫的生存与繁殖起重大作用。食物因子、天敌因子、互利生物、共栖生物等等。包括:四、生物因子对昆虫的生存与繁殖起重大作用。食物因子、包括:63生物因子与非生物因子不同非生物因子对昆虫种群中每一个个体都起相似的作用,而不管个体数量的多少(“与种群密度无关”的生态因子);生物因子对每一个体的作用不尽相同,且与个体数量有关(“与种群密度有关”的生态因子)。例如,一特定环境中,环境温度对某种昆虫的所有个体都起相似的作用;而捕食该昆虫的天敌,并不能捕食到所有的个体,被捕食的只是种群中的一部分,当然种群密度高,被捕食的个体也就多。昆虫对非生物因子的反应是单向的,即昆虫可以适应非生物因子,而非生物因子绝对不可能适应昆虫。昆虫与生物因子间可互相适应。如昆虫取食某种植物,此植物对昆虫的取食也会产生一定的抗虫性反应。生物因子与非生物因子不同非生物因子对昆虫种群中每一个个体都起64(一)食物因子昆虫不能直接利用无机物来构成自身,必须取食动植物或它们的产物来构成自身。因此,食物是昆虫的生存条件。生物因子1.食物对昆虫的影响2.食物联系与食物链3.植物的抗虫性(一)食物因子昆虫不能直接利用无机物来构成自身,必须取食动植651.食物对昆虫的影响各种昆虫有自己的特殊食性,取食适宜食物,生长发育快,死亡率低,繁殖力高。例如,东亚飞蝗能取食禾本科、茄科等许多科植物,但以禾本科中一些种类最为适宜。如饲以在自然界中它不喜食的油菜,则蝗蝻的死亡率大为增加,发育期也延长;饲以棉花和豌豆则不能完成发育而死亡。同样取食禾本科产卵量最高,大豆、油菜等双子叶植物最差。同种植物的不同发育阶段对昆虫的影响也不同;食物含水量对昆虫的生长发育和繁殖有很大影响,特别对仓库害虫,如麦蛾不能生存在含水量低于9~10%的粮食内。1.食物对昆虫的影响各种昆虫有自己的特殊食性,取食适宜食物662.食物联系与食物链昆虫通过食料关系(吃和被吃的关系)与其它生物间建立了相对固定的联系,为食物联系。由食物联系建立起来的相对固定的各个生物群体,好象一个链条上的各个环节一样,叫食物链(或营养链)。食物链往往由植物或死的有机体开始,而终止于肉食动物。
例如,黄瓜被蚜虫为害,而蚜虫又被捕食性瓢虫捕食,瓢虫又被寄生性昆虫寄生,后者又被小鸟取食,小鸟又被大鸟捕食……。“螳螂捕蝉,黄雀在后”。食物链不是单一的一条直链,而是分支再分支,关系十分复杂,形成一个食物网。食物链中生物的体积愈大其数量就愈少,其转换和贮存的能量也愈少,这种关系好象一座“金字塔”。通过食物链形成生物群落,由群落及其周围环境形成生态系。2.食物联系与食物链昆虫通过食料关系(吃和被吃的关系)与其67食物链中任何环节的变动(增加或减少)
都会影响整个食物链人工创造有利于害虫天敌的环境,或引进新的天敌种类,以加强天敌这一环节,往往就能有效地抑制害虫这一环节,并会改变整个食物链的组成及由食物联系而形成的生物群落的结构。种植作物的抗虫品种,可降低害虫的种群数量,通过改变食物链来达到改造农业生态系的目的。这是生物防治的理论基础,也是综合防治的依据。食物链中任何环节的变动(增加或减少)
都会影响整个食物链人工683.植物的抗虫性植物对昆虫的取食为害所产生的抗性反应。是生物间互相适应的表现:昆虫可以取食植物,植物对昆虫的取食也会产生抗性反应,甚至“取食”昆虫,或捕杀“昆虫”。例如
猪笼草、茅膏草。蔓摩花的副冠及载粉器,可夹住蝇类的口器和足、翅,使被夹住的蝇类饿死。3.植物的抗虫性植物对昆虫的取食为害所产生的抗性反应。例如69植物抗虫性的机制不选择性植物在形态上(如表皮层厚,或密而长的毛),或在生化上(不分泌引诱物质或分泌拒避物质),或在物候上(如易受害的生育期与害虫的为害期不相配合)有特殊性,使昆虫不来产卵或不来取食(或少取食)。抗生性植物含有对昆虫有毒的生化物质(如玉米叶中的“丁布”对玉米螟幼虫有毒),或缺少某种对昆虫必须的营养物质,昆虫取食后发育不良、寿命缩短、生殖力下降,甚至死亡。另一种情况是植物被取食后很快在伤害处产生组织上或生化上的变化,而抗拒昆虫继续取食。耐害性植物被昆虫取食后,有很强的增长和补偿能力,可以弥补受害的损失。如一些谷子品种在受粟灰螟为害后,可增强有效分蘖,弥补损失。植物抗虫性的机制不选择性植物在形态上(如表皮层厚,或密70(二)天敌因子昆虫与其它生物间存在多种多样的关系,相互联系、相互依存、相互制约。捕食关系、寄生关系、互利关系和共栖关系等。凡能捕食或寄生于昆虫的生物(主要是动物),或使昆虫致病的微生物,都是昆虫的天然敌人(昆虫天敌)。天敌因子是昆虫种群数量增长的重要抑制因素。
昆虫的三大类天敌:捕食天敌、寄生性天敌和致病性微生物。(二)天敌因子昆虫与其它生物间存在多种多样的关系,相互联系、711、致病微生物主要有细菌、真菌和病毒也将病原线虫、病原原生动物归于致病微生物此外立克次体等对昆虫也有致病作用。1、致病微生物主要有细菌、真菌和病毒72(1)细菌已知约99余种,分属芽孢杆菌科(Bacillaceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)。研究和应用较多的是芽孢杆菌,如苏芸金杆菌(bacillusthuringiens)和日本金龟芽孢杆菌(B.popilliae)等。细菌致病的昆虫外表特征是行动迟缓,食欲减迟,死后身体软化和变黑。内脏常软化。带粘性,有臭味。昆虫病原细菌(insectpathogenicLacteria)(1)细菌已知约99余种,分属芽孢杆菌科(Bacilla73(2)真菌也称虫生菌,种类繁多,已记载有900余种,分布于真菌界各亚门的l00多个属中主要的属为:接合菌亚门的虫生霉(Entomophthora),子囊菌亚门的虫草菌(Cordyceps),半知菌亚门的白僵菌(Beauveria)、绿僵菌(Metarhjzium)、多毛孢(Hirsutella)、轮枝孢(Verticillum)等属。昆虫病原真菌(entomopathogenicfungi)(2)真菌也称虫生菌,种类繁多,已记载有900余种,分布于74(3)病毒我国已知昆虫和蜱螨类病毒200多种。常见的昆虫病毒主要属有包含体类的核型多角体病毒(NPV)、质型多角体病毒(CPV)和颗粒体病毒(GV),是研究和开发应用的重点。在自然界,主要通过带有病毒的食物、含接触患病昆虫、虫尸及昆虫排泄物传播。用病毒防治害虫,用量很少就可取得良好的效果,且持效时间长。但必须进行活体培养,因而在应用上受到限制。昆虫病原病毒(insectpathogenicviruseG)(3)病毒我国已知昆虫和蜱螨类病毒200多种。常见的昆虫病75(四)线虫自然界已知寄生于昆虫的线虫有数百种,主要是索线虫总科的索线虫科和小杆总科中的斯氏线虫科、异小杆线虫科。索线虫总科幼虫穿过体壁进入寄主体内,发育到成熟前脱离寄主入土,寄主随即死亡;小杆线虫总科幼虫与细菌共生,线虫幼虫侵入寄主体内后,细菌排至寄主血体腔内,引起败血病死亡,而线虫在寄主尸体内发育成熟。
此外,病原原生动物常见的有蝗微孢子虫、玉米螟微孢子虫等。昆虫病原线虫(entomogenousnematodgs)(四)线虫自然界已知寄生于昆虫的线虫有数百种,主要是索线虫762、天敌昆虫一般分为:捕食性天敌昆虫和寄生性天敌昆虫两者的主要区别:(1)捕食性天敌昆虫身体一般比猎物昆虫大,而寄生性天敌昆虫比寄主昆虫小。(2)捕食性天敌昆虫通常需捕食许多头猎物才能完成个体发育,而寄生性天敌昆虫只需寄生于1头寄主内即可完成个体发育。(3)捕食性天敌昆虫可使猎物立即致死,而寄生性天敌昆虫需经过一段时间才能使寄主致死。(4)捕食性天敌昆虫在捕食时可自由活动,而寄生性天敌昆虫在寄生时不离开寄主的身体。(5)捕食性天敌昆虫的成虫和幼虫的食物(猎物)一般是相同的,而寄生性天敌昆虫的成虫和幼虫的食物一般不相同。2、天敌昆虫一般分为:捕食性天敌昆虫和寄生性天敌昆虫773、食虫动物食虫动物指天敌昆虫以外的一些捕食昆虫的动物。主要包括蛛形纲、鸟纲和两栖纲中的一些动物。3、食虫动物食虫动物指天敌昆虫以外的一些捕食昆虫的动物。78第二节昆虫种群生态研究昆虫种群的结构及其数量在时间和空间内的发展趋势;是预测预报和防治害虫、保护利用天敌昆虫的重要理论基础。第二节昆虫种群生态研究昆虫种群的结构及其数量在时间和空间79昆虫的种群生态一、种群的概念二、昆虫种群的结构和数量变动
三、昆虫种群数量的季节消长类型四、昆虫种群的生命表五、昆虫种群分布型六、昆虫种群的生态对策昆虫的种群生态一、种群的概念80一、种群(population)的概念指在一定生活环境内、占有一定空间的同种个体的总和,是种在自然界存在的基本单位,是生态学研究的基本单位。种群除具有种的一般生物学属性(如形态结构、生活方式、遗传性相同,与其它种存在严格的生殖隔离)外,还具有群体自身的生物学属性,如出生率、死亡率、性比、平均寿命、年龄组成、基因频率、繁殖速率、密度及数量变动、空间分布、迁移率、滞育率等。但同一种的种群在长期的地理隔离或寄主食物特化的情况下、也会使同种种群之间在生活习性、生理、生态特性,甚至在形态结构或遗传上发生一定的变异。所以,种群是在一定环境条件下种的生态特性的表现。一、种群(population)的概念指在一定生活环境内、占81二、昆虫种群的结构和数量变动
对某种昆虫来说,种群是指具体而客观存在的群体。昆虫种群是一个自动调节系统,也具有群体信息传递、行为适应、数量反馈控制的功能。二、昆虫种群的结构和数量变动
对某种昆虫来说,种群是指具体821、昆虫种群的结构
即昆虫种群的组成,指种群内某些生物学特性、对环境适应能力或在形态上可以是完全相同的个体群在总体中所占的比例。其中主要是性比和年龄组配。性比是指成虫或蛹雌性与雄性之比,或以雌虫率表示。大多数昆虫自然种群的性比为1:1左右,但常因环境因素的变化,使种群性比发生变化。如食物不足、营养不良,可使性比明显变小。年龄组配是指—个自然种群中相同昆虫发育阶段(如卵、幼虫、蛹、成虫)于发育阶段不同发育进度不同的虫态数量比例或百分率。1、昆虫种群的结构
即昆虫种群的组成,指种群内某些生物学83影响种群变化的其他因素一些昆虫具有多型现象而产生各种生物型,如有翅型和无翅型、长翅型和短翅型、群居型和散居型等,其在种群中的比例或百分率,也影响种群的变化。影响种群变化的其他因素一些昆虫具有多型现象而产生各种生物型,842、昆虫种群的数量变动种群基数繁殖速率死亡率相迁移率主要取决于:2、昆虫种群的数量变动种群基数主要取决于:85(1)种群基数指前一代或前一时期某—发育阶段(卵、幼虫、蛹或成虫)在一定空间的平均数量,是估测其下—代或后—时期种群数量变动的基础数据。
对一些扩散能力强或具有迁飞性昆虫的成虫,常用1支黑光灯诱集上代总量作为下代的种群基数。也可在一定空间内,标记(如用喷涂颜料、示踪原子等方法)、释放、捕回成虫,按释放和捕回数量比来估计种群基数。一般计算公式:种群基数=(捕回成虫总量十捕回标记成虫量)×释放标记成虫量(1)种群基数指前一代或前一时期某—发育阶段(卵、幼虫、蛹86(2)繁殖速率(R)指一种昆虫种群在单位时间内增长的个体数量的最高理论倍数,它反映种群个体数量增加的能力。繁殖速率大小主要取决于种群的生殖力(出生率)、性比和一年发生代数。e—单雌平均生殖力(产卵量),m—雄虫数,f—雌虫数,n—1年发生代数可表示:(2)繁殖速率(R)指一种昆虫种群在单位时间内增长的个体数87繁殖速率为昆虫一年中
种群个体数量增加的理论值但在自然界实际情况绝不会如此,实际繁殖速率要小的甚多。因为各代的生殖力(即生态生殖力)、性比均不相同,雌虫的产卵率(式中没有考虑,设为l00%),特别是环境因素影响死亡率(式中设为0)对种群变动的影响都很大。繁殖速率为昆虫一年中
种群个体数量增加的理论值但在自然界实际88(3)死亡率(d)种群的死亡率和生殖力是种群的两个复杂的特性。一般用在一定时间内种群死亡个体数占总数的百分率表示。种群的死亡率和生殖力(出生率)一样,是指在一定环境条件和时间下的种群死亡率,即生态死亡率(ecologicalmortality),它是因时间、环境条件而变化的。也常用存活率(S)来表示环境因素对昆虫种群数量变动的影响:即S=1—d(3)死亡率(d)种群的死亡率和生殖力是种群的两个复89(4)迁移率(M)昆虫种群的个体,尤以具翅成虫的活动性,常影响种群的数量变动。一般以迁移率表示,迁移率为在一定时间内迁出个体和迁入个体数量差占总体的百分率。一般情况下种群无明显的扩散和迁移,其迁移率可视为零。(4)迁移率(M)昆虫种群的个体,尤以具翅成虫的活动903、昆虫种群数量变动的基本模式Nn—第n代(或第n个发育阶段)时的种群数量N—种群起始的数量M—迁移率,e—单雌平均生殖力(产卵量)m—雄虫数,f—雌虫数,n—1年发生代数R—繁殖速率,d—死亡率可以概括为:3、昆虫种群数量变动的基本模式Nn—第n代(或第n个发91昆虫的种群数量变动也可用
种群消长指数(I
n)表示消长指数是种群至第n代(或第n个发育阶段)时的数量与种群起始的数量之比。如In=1,表示该种群经n代后,数量不变;若In
>1,则表示该种群经几代后,其数量增加;若In<1,则表示该种群经几代后,其数量下降。昆虫的种群数量变动也可用
种群消长指数(In)表示消长92三、昆虫种群数量的季节消长类型昆虫种群数量随季节的变化而消长波动,这种波动在一定空间内常有相对的稳定性,因而形成了昆虫种群的季节消长类型。1年发生1代的昆虫,季节消长型比较稳定;1年发生多代的昆虫则较复杂,且常因地理条件和在当地1年发生代数不同,其种群数量的消长变化较大。三、昆虫种群数量的季节消长类型昆虫种群数量随季节的变化而消长931、单峰型指一年内昆虫种群数量只出现一次高峰。又分为:前峰型(斜坡型)和中峰型(抛物线型)前者是在生长季节前期出现种群数量高峰,如麦叶蜂、稻蓟马、稻小潜蝇、豌豆潜叶蝇、桃小食心虫等;后者是在生长季节中期出现高峰,前、后期种群数量较少,如稻苞虫;高粱蚜、大豆蚜、斜纹夜蛾、银纹夜蛾、甜菜夜蛾等。重要害虫种群数量的季节消长类型:1、单峰型指一年内昆虫种群数量只出现一次高峰。重要害虫种群数942、双峰型在生长季节前、后期(春、秋季)各出现一次高峰,因而又称为马鞍型。如小地老虎、麦长管蚜、菜粉蝶、萝卜蚜、桃蚜等。重要害虫种群数量的季节消长类型:2、双峰型在生长季节前、后期(春、秋季)各出现一次高峰,因而953、多峰型昆虫种群数量逐季递增,出现多次峰期,因而又称为阶梯上升型或波浪型。如三化螟、亚洲玉米螟、棉铃虫、棉红铃虫等。季节消长型的昆虫,其种群数量常因分布的地区、年份以及耕作制度等不同而发生变动,应研究找出变动的主导因素,以作为测报和防治的依据。重要害虫种群数量的季节消长类型:3、多峰型昆虫种群数量逐季递增,出现多次峰期,因而又称为阶梯96四、昆虫种群的生命表(lifetable)生命表是指按特定的种群年龄(发育阶段)或生长时间,研究分析种群的死亡率(存活率)、死亡原因、死亡年龄等的一览表。生命表可分为3种类型:
1、特定时间生命表适用于具有稳定年龄组配和世代完全重叠的昆虫种群的研究;
2、特定年龄生命表适用于世代离散的昆虫种群的研究;
3、世代平均生命表适用于世代半重叠的昆虫种群研究。四、昆虫种群的生命表(lifetable)生命表是指按特97常用特定年龄种群生命表中的
自然种群生命表的组建(1)虫期(发育阶段,x),从卵期开始按发育阶段顺序依次排列。也可根据一些昆虫种群数量变动的特点,设孵化期或将几个幼虫龄期合为一个虫期。(2)在x虫期开始的存活数,一般第1个虫期(卵期)的存活数最好折算为1000,以便于以后计算。(3)死亡原因(dxF)。(4)每一虫期内死亡数(dx),应包括不同死亡原因下的死亡数。(5)死亡率(qn)。(6)存活率(sn)。常用特定年龄种群生命表中的
自然种群生命表的组建(1)虫期98分析下代种群数量动态趋势进一步分析影响种群数量动态的关键虫期和关键致死因素;为预测和防治提供依据。分析下代种群数量动态趋势进一步分析影响种群数量动态的关键虫期99五、昆虫种群分布型
distributionpatternofinsectspopulation昆虫个体在一定时间和空间内的分布形式。一般指昆虫在某一时刻位置的排列方式,反映昆虫的空间结构,也称为空间格局(spatialpattern);在统计学上,指抽样单位中所得随机变量取各种可能值的概率分配方式,反映抽样单位的抽样性质和数量,故也称为空间分布(spatialdistribution)。昆虫种群分布型因不同种类、同种昆虫不同发育阶段、密度、寄主生育期、栖息地环境等不同而有所差异。五、昆虫种群分布型
distributionpatter1001、昆虫种群空间分布的类型
一般分为两个基本类型:随机分布(randomdistribution)聚集分布(aggregateddistribution)1、昆虫种群空间分布的类型
一般分为两个基本类型:101(1)随机分布指昆虫种群内各个体间具有相对的独立性,不相互吸引或相互排斥。种群中的个体占据空间任何一点的概率相等,任何一个体的存在决不影响其它个体的分布。(1)随机分布指昆虫种群内各个体间具有相对的独立性,不相102(1.1)均匀分布
又称正二项分布
positivebinomialdistribution其样本(个体)分布一般是稀疏的,但是均匀的;在单位(样方)中个体出现的概率(P)与不出现的概率(Q)是完全或几乎相等的。(1.1)均匀分布又称正二项分布
positivebin103(1.2)随机分布又称泊松分布
Poissondistribution样本分布一般稀疏的和比较均匀的,在单位中个体出现和不出现的概率相等。但种群的密度增大时(一般指X>16时),可渐趋向均匀分布。(1.2)随机分布又称泊松分布
Poissondistr104(2)聚集分布指种群内个体间互不独立,可因环境的不均匀或生物本身的行为等原因,呈现明显的聚集现象,总体中一个或多个个体的存在影响其它个体在同一取样单位中的出现概率。(2)聚集分布指种群内个体间互不独立,可因环境的不均匀或生105(2.1)核心分布(contagiousdistribution)
又称奈曼分布(Negmandistribution)个体密集分布不均匀,个体在单位中出现和不出现的概率不相等。个体在单位栖息形成很多大小略相等的核心(集团),核心与核心之间个体的分布是随机的。如个体密度过大,形成的核心呈大小不相等时,称为P—E核心分布。(2.1)核心分布(contagiousdistribut106(2.2)嵌纹分布(mosaicdistribution)
又称负二项分布(negativehinomialdistribution)个体是密集的,分布是极不均匀的。个体在单位中形成疏密相间、大小不同的集团,呈嵌纹状。(2.2)嵌纹分布(mosaicdistribution)107六、昆虫种群的生态对策昆虫在进化过程中,经自然选择获得的对不同生境的适应方式,称为生态对策(bionomicstrategy),又称为生活史对策(1ifehistorystrategy)。是昆虫对生态环境适应能力的体现。六、昆虫种群的生态对策昆虫在进化过程中,经自然选择获得的对不1081、生态对策的类型昆虫的生态对策反映在昆虫身体的大小、繁殖周期(世代数)、生殖力、寿命、躲避天敌能力、迁飞扩散能力、分布范围等方面,以使其最大限度地适应环境和合理地利用能源。昆虫和其它生物一样,在能量分配上有一定的协调性,在生殖上耗去的能量较多,在生存机能上耗去的能量相对较少。如昆虫有很好的照顾后代的能力,其本身繁殖能力就相对较小;昆虫迁飞型个体具有远距离迁飞能力,则其繁殖能力也相对较小。1、生态对策的类型昆虫的生态对策反映在昆虫身体的大小、繁殖周109昆虫种群的大小和变化速度主要取决于昆虫种群的:
内增长率(r)、环境容量(K)内增长率指在特定的环境条件下,具有稳定年龄组配的种群的最大瞬间增长速率。环境容量指在食物、天敌等各种环境因素的制约下,种群可能达到最大稳定的数量。
r反映昆虫种群的增长速率K反映昆虫种群发展的最大范围昆虫种群的大小和变化速度主要取决于昆虫种群的:110昆虫种群基本生态对策类型当K值保持一定时,r值愈大,种群增长速率愈快,种群愈不稳定;当r值保持一定时,K值愈大,种群发展的范围愈大,种群愈趋向稳定。根据r值与K值的大小,将昆虫种群分为两个生态对策类型。昆虫种群基本生态对策类型当K值保持一定时,r值愈大,种群增长111(1)K—对策者(K—strategists)r值较小,而相应K值较大,种群数量比较稳定。属于此种类型的昆虫,一般个体较大,世代周期较长,一年发生代数较少,寿命较长,繁殖力较小,死亡率较低,食性较为专一,活动能力较弱,常以荫蔽性生活方式躲避天敌。其种群水平一般变幅不大,当种群数量一旦下降至平衡水平以下时,在短期内不易迅速恢复。典型的昆虫种类如金龟类、天牛类、麦叶蜂、十七年蝉、舌蝇等。昆虫种群基本生态对策类型(1)K—对策者(K—strategists)r值较112(2)r—对策者(r—strategists)r值较大,K值相应较小,种群数量经常处于不稳定状态,变幅较大,易于突然上升和突然下降。一般种群数量下降后,在短期内易于迅速恢复。属于此种类型的昆虫,一般个体较小,世代周期短,一年发生代数较多,寿命较短,繁殖力较大,死亡率较高,食性较广,特别是活动能力较强。其活动能力强(如扩散、迁飞)不仅有利于摆脱种群密度过大而造成食源不足,去寻找新的食源,而且有利于躲避天敌。较典型的如蚜虫类、螨类、沙漠蝗、棉铃虫、小地老虎、家蝇等。昆虫种群基本生态对策类型(2)r—对策者(r—strategists)r值较大,K113两种对策型的划分是相对的如在大的分类单位中,可把脊椎动物作为K—对策型,把昆虫作为r—对策型;蚜虫在昆虫中属于极端r—对策型;但在蚜虫类中,杏蚜和松蚜的体型大,繁殖力小,就倾向于K—对策型。两种对策型的划分是相对的如在大的分类单位中,可把脊椎动物作为114(3)实际生物的生态对策从K—对策型到r—对策型是一个连续的系统,称为r—K连续系统。在这个系统中,按照K类选择和r类选择的不同程度排列着各种各样的生物,除极端的K—对策型、r—对策型外,存有许多过渡的中间型。(3)实际生物的生态对策从K—对策型到r—对策型是一个连续的1152、昆虫的生态对策和防治策略根据上述K—对策型和r—对策型的特点,可供制定害虫防治策略时参考。对r—对策型害虫对K—对策型害虫对一些中间型的害虫2、昆虫的生态对策和防治策略根据上述K—对策型和r—对策型的116对r—对策型害虫繁殖力较大,大发生频率高,种群恢复能力强,许多种类扩散迁移能力强,常为暴发性害虫,虽有天敌侵袭,但在大发生之前的控制作用比较小。对此类害虫的防治策略应采取以农业防治为基础,化学防治与生物防治并重的综合防治。单纯的化学防治,则由于此类昆虫的繁殖能力强、种群易于在短期内迅速恢复,特别是容易产生抗药性,因而往往控害不显著。但在大发生的情况下,化学防治可迅速压低其种群数量。应研究保护利用和释放r—对策型的天敌昆虫;充分发挥生物防治的控制效应。对r—对策型害虫繁殖力较大,大发生频率高,种群恢复能力强,许117对K—对策型害虫虽然其繁殖力低,种群密度一般较低,但常直接为害农作物和林木的花、果实、枝干,造成的经济损失大。对其防治策略应为以农业防治为基础,重视化学防治,采用荫蔽性、局部性施药,坚持连年防治,以持续压低种群密度,因其种群密度一旦压低,不易在短期内恢复;当其种群密度处于相当低时,应重视保护利用天敌,或进行不育防治或遗传防治,以彻底控害。对K—对策型害虫虽然其繁殖力低,种群密度一般较低,但常直接为118对一些中间型的害虫利用生物防治往往可以收到良好的效果;推论利用化学防治这些害虫很可能造成再猖獗。对一些中间型的害虫利用生物防治往往可以收到良好的效果;119目前对昆虫生态对策的研究利用害虫生态对策作为制定防治策略的一项依据尚处于起始阶段。随着对害虫和天敌昆虫种群生态对策的研究,必将推动害虫综合防治进一步的发展。目前对昆虫生态对策的研究利用害虫生态对策作为制定防治策略的一120园艺植物病虫害防治第一章园艺植物昆虫基础知识第三节害虫的调查与预测预报
一、害虫的调查(一)调查内容(二)调查方法二、害虫预测预报(一)发生期的预测(二)发生量的预测
(三)分布蔓延预测第一章园艺植物昆虫基础知识
园艺植物病虫害防治第一章园艺植物昆虫基础知识第三节害121害虫的调查与预测预报对昆虫的种类、发生情况和为害程度等进行实践调查。通过调查,可以及时准确地掌握昆虫发生动态,同时还能积累资料,为制定防治规划和长期预测提供依据。只有通过调查才能认识害虫特点、了解发生规律或习性,运用有效地方法防患于未然,治于始发,提高害虫防治的效率。害虫的调查与预测预报对昆虫的种类、发生情况和为害程度等进行实122一、害虫的调查(一)调查内容1.害虫发生及为害情况调查2.害虫、天敌发生规律的调查3.害虫越冬情况调查4.害虫防治效果调查(二)调查方法1.调查的时间和次数2.选点抽样3.抽样单位一、害虫的调查(一)调查内容123一、害虫的调查(一)调查内容1.害虫发生及为害情况调查
了解一个地区一定时间内害虫种类、发生时期、发生数量及为害程度等。2.害虫、天敌发生规律的调查
如调查某一害虫或天敌的寄主范围、发生世代、主要习性以及在不同农业生态条件下数量变化等。3.害虫越冬情况调查
调查害虫的越冬场所、基数、虫态等,为制定防治计划和开展害虫长期预报等积累资料。4.害虫防治效果调查
包括防治前后害虫发生程度的对比调查;防治区与非防治区的对比调查和不同防治措施的对比调查等,为寻找有效的防治措施提供依据。一、害虫的调查(一)调查内容124一、害虫的调查(二)调查方法1.调查的时间和次数害虫的调查以田间调查为主,根据目的,选择适当的调查时间。2.选点抽样人力和时间的限制,不可能对所有田块逐一调查,需抽取代表样本,由局部推知全局。(1)害虫的分布型
(2)抽样方式一、害虫的调查(二)调查方法125(1)害虫的分布型每种昆虫或同种昆虫的不同虫态在田间的分布都有一定的形式,称为分布型,是种的生物学特性对环境条件长期适应的结果。研究昆虫种群的分布型有助于制定正确的抽样方案与种群的数量估计。(2)抽样方式昆虫在田间的分布型不同,采取的抽样方式不同,果园和菜地昆虫的调查所采用的抽样方式也应有差异。确定抽样方式的原则是要使抽样调查的结果能最大限度地代表总体。(1)害虫的分布型每种昆虫或同种昆虫的不同虫态在田间的分126昆虫田间调查常用的抽样方式五点式抽样:适于密植或成行植物及随机分布型昆虫调查,以面积、长度或植株作抽样单位。对角线式抽样:适于密植或成行植物及随机分布型昆虫。又可分为单对角线式和双对角线式。棋盘式抽样:适于密植或成行植物及随机分布型或核心分布型的昆虫。平行线式抽样:也称行式抽样,适于成行植物及核心分布型的昆虫。
“Z”字形抽样:适于嵌纹分布型的昆虫。昆虫田间调查常用的抽样方式五点式抽样:适于密植或成行127一、害虫的调查3.抽样单位
因害虫种类和栽培方式而异,一般常用单位有:(1)面积:适用于调查地下害虫数量或密植植物中的害虫。(2)长度:适用于调查条播密植或垄作上的害虫数量和受害程度。(3)容量和重量:调查储粮害虫都以容积或重量为抽样单位。此外,根据某些害虫的不同特点,可用特殊的器具,如用捕虫网捕扫一定的网数,统计捕得害虫的数量,以网次为单位;用诱蛾器、黑光灯、草把诱虫等得到的虫量,以诱器为单位。一、害虫的调查3.抽样单位128二、虫害预测预报
虫害能否发生?什么时间发生?发生程度如何?是否需要防治?二、虫害预测预报虫害能否发生?129害虫预测预报(一)发生期的预测(二)发生量的预测(三)分布蔓延预测根据害虫发生发展规律,田间调查资料,结合当地、当时的植物生长发育情况及气象资料,加以分析,对害虫未来的发生动态作出判断,并向有关部门和人员提供有关害虫未来发生动态的信息报告,以便作好害虫防治的准备工作和指导工作叫害虫预测预报。害虫预测预报(一)发生期的预测根据害虫发生发展规律,田间调查130二、害虫预测预报害虫的发生时期按各虫态可划分为:
始见期、始盛期、高峰期、盛末期、终见期预报时着重始盛(出现20%)、高峰(出现50%)和盛末(出现80%)三个时期。按时间长短预报分:短期预报(一般为一至几周)、中期预报(一般为下一代)、长期预报(预报下一年或年初预报全年)。(一)发生期的预测1.期距预测法2.有效积温预测法3.物候预测法预测方法:二、害虫预测预报害虫的发生时期按各虫态可划分为:(一)发生期1311.期距预测法一般指各虫态出现的始盛期、高峰期或盛末期间隔的时间距离。可以是由一个虫态到下一个虫态,或者是由一个世代到下一个世代的期距。不同地区、季节、世代的期距差别很大,每个地区应以本地区常年的数据为准,其他地区不能随便代用。(一)发生期的预测(1)诱集法(2)田间调查法(3)人工饲养法预测方法:1.期距预测法一般指各虫态出现的始盛期、高峰期或盛末期间隔132期距预测法的预测方法:(1)诱集法:一般用于能够飞翔、迁飞活动范围较大的成虫。利用它们的趋性、潜藏、产卵等习性,进行诱集。如设置诱虫灯、黑光灯、诱集各种蛾类、金龟甲类等;设置杨树枝把诱集棉铃虫成虫,设置谷草把诱集粘虫成虫,设置糖酒醋液盆诱集地老虎等成虫,设置黄皿诱测有翅蚜迁飞,利用雌虫的性信息素来诱集雄虫的方法等。每年从开始发生到发生终止,长期设置,逐日记数,同时应注意积累气象资料,以便对照分析。(2)田间调查法:在害虫发生阶段,定期、定田、定点(甚至定株)调查它们的发生数量,统计各虫态的百分比,将逐期统计的百分比顺序排列,便可看出害虫发育进度的变化规律,发生的始、盛、末期和各个期距。(3)人工饲养法:对于一些在田间难以观察的害虫或虫态,可以在调查的基础上结合进行人工饲养观察。饲养控制的条件应尽量接近害虫在自然界发育的条件。根据各虫态(及龄期)发育的饲养记录,求出平均发育期。期距预测法的预测方法:(1)诱集法:一般用于能够飞翔、迁飞1332.有效积温预测法在适宜害虫生长发育的季节,温度的高低是左右害虫生长发育快慢的主导因素。只要了解了一种害虫某一虫态或全世代的发育起点温度和有效积温及当时田间的虫期发育进度,便可根据近期气象预报的平均温度条件,推算这种害虫某一虫态或下一世代的出现期。(一)发生期的预测2.有效积温预测法在适宜害虫生长发育的季节,温度的高低是左1343.物候预测法物候各种生物现象出现的季节规律性,是季节气候(如温度、湿度、光照等)对生物影响的综合表现。各种物候间的联系是间接的,是通过气候条件起作用的。农谚中包括不少与害虫发生期有关的物候。河南对小地老虎的观察有“桃花一片红,发蛾到高峰;榆钱落,幼虫多”,对粘虫有“柳絮纷飞蛾大增”等。进行预报仅注意与害虫发生在同一时间的物候是不够的,必须把观察的重点放在发生期以前的物候上。(一)发生期的预测3.物候预测法物候各种生物现象出现的季节规律性,是季节135(二)发生量的预测摸清害虫的数量变化规律最为重要。特别对于爆发性害虫,有的年份它们销声匿迹,甚少为害;有的年份却大肆猖獗,到处成灾。从防治的角度,对待害虫数量的多寡有四种不同的考虑:二、害虫预测预报(二)发生量的预测摸清害虫的数量变化规律最为重要。特别对于爆136估计发生数量达不到防治标准,为害损失不超过经济允许水平,就不必进行防治;估计发生数量明显上升,但田间天敌也大量繁殖,足以抑制害虫数量的发展,因此为害损失不至超过经济允许水平,可以不进行防治;估计在天敌、气候等因子的综合影响下,害虫发生数量呈下降趋势,为害损失在经济允许水平以内,也不必进行防治;估计害虫数量大增,超过防治指标,为害损失超过经济允许水平,而田间天敌数量远不能控制害虫数量的发展,那就要迅速组织人力、物力及时加以防治。对待害虫数量的多寡有四种不同的考虑估计发生数量达不到防治标准,为害损失不超过经济允许水平,就不1371.有效基数预测法目前应用比较普遍的方法。根据上一代的有效虫口基数、生殖力、存活量来预测下一代的发生量。对一代性害虫或一年中发生2~4代的害虫预测效果比较好,特别是在耕作制度、气候、天敌数量比较稳定情况下应用更好。害虫发生量的预测方法1.有效基数预测法目前应用比较普遍的方法。害虫发生量的预测方1382.形态指标预测法昆虫对外界环境条件的适应会在其内部和外部形态特征上表现。
例如不同的体型、生殖器官、性比变化、脂肪含量等都会影响下一代或下一虫态的数量和繁殖力。以蚜虫、飞虱等常见害虫的形态指标,作数量预测指标及迁飞预测指标,推断种群数量动态。
例如蚜虫虫体中,当有翅成、若蚜占总蚜量的比例,双目解剖镜下观察达40%左右,或肉眼观察达30%左右,该虫将在一周后大量迁飞扩散。飞虱科昆虫有长、短翅型之分。短翅型个体的增多,是飞虱将大发生的征兆。害虫发生量的预测方法2.形态指标预测法昆虫对外界环境条件的适应会在其内部和外部形139(三)分布蔓延预测预测的意义:1.知道一种害虫各虫期的生存条件后,就可预测它可能分布到的地区。即在生态因子超出了此害虫能忍受范围的地区,它不可能(至少未经长期适应之前不可能)分布到这些地区。2.对迁飞性的害虫,在了解迁飞规律的基础上,如了解迁飞前虫群的食料状况,虫群密度,虫体内部器官的发育
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