間作對假眼小綠葉蟬種群數量和空間格局的影響

一些研究表明，通過之間種植其他作物，可以改善環境的異質性，擴大群落的空間，增加生物多樣性。比如玉米間作高粱和蠶豆、小麥間作苜蓿、小麥間作油菜、小麥間作豌豆、茶園間作板栗和梨樹等等,皆增加了生物多樣性,強化了群落的自然控制潛能。我國的茶園間作技術始于唐、宋時期,一般間作經濟林、果樹和藥用植物,主要目的是增加經濟收入、或改善小氣候以提升茶葉品質。迄今,較少考慮使用間作技術制約病蟲害,也不知曉茶樹與何種作物間作可以對優勢種病蟲形成有效的制約機制。假眼小綠葉蟬EmpoascavitisG?the廣泛分布于我國大陸茶區,世代多,繁殖力強,通常在5月中旬—7月份、9—11月份形成2個蟲口高峰,成、若蟲刺吸幼嫩茶梢,致茶芽和葉片失水、彎曲、紅變、焦枯。多年以來主要依賴化學防治,在其蟲口高峰期3—5日就要施1次藥,其對吡蟲啉、聯苯菊酯和啶蟲脒的抗性已達中抗至高抗水平,需要開拓新的防治途徑。蜘蛛為其重要天敵類群,在一些有機茶園、山林間自然狀態茶園、或者人工良好調控茶園中,植物繁茂,蜘蛛種類和個體數量都較多,部分蜘蛛種類對葉蟬有明顯的捕食效應。為恰當評價間作對該葉蟬及蜘蛛的數量、空間分布的調控效應、以及選擇適宜的間作模式,遂于浙江省松陽縣選擇了烏牛早品種的純茶園,烏牛早茶樹分別與楊梅、柑桔和吊瓜的間作茶園,以及安吉白茶與吊瓜間作茶園,長期地定園、分層調查,再進行數值分析。1材料和方法1.1茶園管理措施選烏牛早品種的純茶園、烏牛早-楊梅、烏牛早-柑桔和烏牛早-吊瓜間作茶園、以及安吉白茶-吊瓜間作茶園。5種供試茶園間距1—2km,茶樹樹齡均為20a,行距1.5m,株距0.33m,樹高0.85—0.95m。茶園管理措施相同:春天手工采摘茶樹嫩梢制作名優茶,夏、秋季不采茶;每年10月上旬施基肥,每667m2施菜籽餅肥200kg;在假眼小綠葉蟬蟲口高峰期的6月份和9月份,每月噴施吡蟲啉。每隔3行茶樹種植1行楊梅,同一行楊梅的株距約10m,楊梅樹高約2.3—2.5m,樹冠直徑2.2—2.4m。每隔3行茶樹種植1行柑桔,同一行柑桔的株距為10m,柑桔樹高約2.3—2.5m,樹冠直徑2.2—2.3m。吊瓜,學名栝樓,為葫蘆科多年生攀援藤本植物,5—10月份覆蓋架上,6—8月份開花,9—10月份結果,吊瓜架距茶梢約1.6m。1.2調查樣方研磨法從2007年9月至2008年12月,每月5、15、25日9:00之前露水未干時,在每塊茶園中棋盤式選10個樣方,每樣方為1m茶行,將茶行縱向一分為二,在每側茶叢的上、中、下層各選2個長10cm的枝條,查枝條上葉蟬成、若蟲以及各種蜘蛛數。1.3分析1.3.1葉青及葉對象的動態變化為便于分析,本文稱蜘蛛類為“蜘蛛類群”,以每次調查作為計量單位,計算平均數和標準差等。繪制每種茶園葉蟬總個體數-時間、蜘蛛總個體數-時間動態圖,比較間作茶園與純茶園之間葉蟬、蜘蛛的動態差異,分別對各茶園葉蟬總個體數、蜘蛛總個體數之間差異作方差分析。繪制每種茶園蜘蛛種數-時間動態圖,比較間作茶園與純茶園蜘蛛總種數之間的差異。1.3.2異的顯著性、蛛數量差異的顯著性分析5種茶園茶叢上、中、下層每個層次中葉蟬數量差異的顯著性、蜘蛛數量差異的顯著性。計算間作茶園與純茶園茶叢上、中、下層葉蟬種群、蜘蛛類群個體數分別占各自總個體數的百分率,分析間作對其垂直分層的影響。1.3.3聚類分析聚類分析以茶園葉蟬總個體數、上層、中層和下層葉蟬個體數為屬性,茶園為實體,使用DPS分析軟件,先將數據正規化轉換,采用卡方距離,對5種茶園用離差平方和法進行聚類分析,以揭示5種茶園葉蟬種群數空特征之間的異同。同法對蜘蛛類群進行研究,分析5種茶園蜘蛛類群數、空特征之間的異同。1.4影響的經濟和環境效應研究調查2007年、2008年純茶園、間作茶園茶葉、水果經濟收益。比較2007年9月—2008年12月試驗期間5種供試茶園的施藥次數。2結果和分析2.1間作吊瓜間作茶園蛛子群落組成4個間作茶園中葉蟬數皆大于純茶園葉蟬數,只有烏牛早-楊梅間作茶園與純茶園葉蟬數量之間差異不顯著,以烏牛早-吊瓜間作茶園中葉蟬數量最多(表1)。間作吊瓜的茶園中蜘蛛個體數量最多,其中安吉白茶-吊瓜間作茶園中蜘蛛數顯著多于烏牛早-吊瓜間作茶園蜘蛛數;除了烏牛早-柑桔間作茶園,其它3個間作茶園中蜘蛛總個體數均顯著大于純茶園蜘蛛總個體數(表1)。5種類型茶園中葉蟬總個體數-時間動態圖、蜘蛛總個體數-時間動態圖如圖1,可明顯地發現:在葉蟬蟲口高峰期,4種間作茶園中蜘蛛對于葉蟬的跟隨效應強于純茶園。2.2草間東北部競爭優勢種本研究共查得30多種蜘蛛,主要種類為三突花蛛Misumenopstricuspidatus(F.)、白紋獵蛛Evarchaalbaria(L.Koch)、條紋蠅虎PlexippussetipesKarsch、警戒蠅豹JotusmunitusBoes.etStr.、花腹紐蛛TelamoniabifurcilineaBoes.etStr.、斑管巢蛛ClubionareichliniSchenkel和草間小黑蛛Erigonidiumgraminicola(Sundvall)。前6種是捕食葉蟬的重要種類。蜘蛛種數-時間動態圖如圖2,間作茶園種數均顯著大于純茶園,以安吉白茶-吊瓜間作茶園中蜘蛛種數最多(表1、圖2)。2.3間作茶園茶叢全球蟲口、蛛數量的變化葉蟬趨嫩為害,2007年和2008年的調查結果表明:純茶園上層葉蟬數量較多,中、下層的數量逐層遞減;間作茶園中,從上層至中、下層,葉蟬數量也呈逐層遞減趨勢(表2)。但是,在純茶園茶叢上層中的蟲口百分率為54.16%,而間作茶園茶叢上層中的蟲口百分率皆減小;在純茶園茶叢中層中的蟲口百分率為27.34%,間作茶園茶叢中層中的蟲口百分率皆增大;在純茶園茶叢下層中的蟲口百分率為18.49%,除了安吉白茶-吊瓜間作茶園茶叢下層中的蟲口百分率為20.56%、其它3種間作茶園茶叢下層中的蟲口百分率皆減小(表3)。純茶園中,從上層、中層至下層,蜘蛛的數量則逐層遞增;間作茶園茶叢上層蜘蛛數量明顯增加(表2)。計算結果表明:純茶園上層蜘蛛數量的百分率為25.09%,間作茶園上層蜘蛛數量百分率皆顯著增大;純茶園中層蜘蛛數量的百分率為25.82%,略大于上層,除了烏牛早(吊瓜間作茶園中層蜘蛛數量百分率減為23.39%,其它3種間作茶園中層蜘蛛數量的百分率皆增大;純茶園下層蜘蛛數量的百分率較大,為49.09%,間作茶園下層蜘蛛數量的百分率皆減小(表3)。2.4烏牛早-吊瓜間作茶園聚類分析對葉蟬種群而言,烏牛早純茶園、烏牛早-楊梅間作茶園、烏牛早-柑桔間作茶園聚為一類,烏牛早-吊瓜、安吉白茶-吊瓜間作茶園各自成為一類(圖3)。對蜘蛛類群而言,烏牛早純茶園、烏牛早-楊梅間作茶園、烏牛早-柑桔間作茶園聚為一類,烏牛早-吊瓜、安吉白茶-吊瓜間作茶園各自成為一類(圖4)。蜘蛛聚類的結果與葉蟬的聚類結果類似,亦即間作對于葉蟬、蜘蛛有相似的調控效應。2.5烏牛早-吊瓜、表現為茶園葉青蟲種烏牛早純茶園2007、2008年2a平均單產值5100元/666.7m2,烏牛早-柑桔間作茶園茶葉單產值4000元/666.7m2、柑桔單產值為1400元/666.7m2,共5400元;烏牛早-吊瓜、安吉白茶-吊瓜間作茶園茶葉單產值4000元/666.7m2、吊瓜單產值2000元/666.7m2,總產值皆為6000元。烏牛早-楊梅間作茶園茶葉單產值4000元/666.7m2、楊梅單產值2500元/666.7m2。總產值為6500元,可看出,間作增加了產值,其產值依次增加5.9%、17.7%、17.7%和27.5%。從2007年9月—2008年12月,烏牛早純茶園施藥防治葉蟬6次;烏牛早-柑桔、烏牛早-楊梅間作茶園分別防治葉蟬2次;盡管烏牛早-吊瓜、安吉白茶-吊瓜間作茶園葉蟬蟲口較大,但這兩種茶園各防治葉蟬4次。間作減少了施藥次數。3間作茶園葉正演分布的調節間作顯著地增大了葉蟬種群數量、蜘蛛類群個體數量,顯著地增加了蜘蛛的種數;其次,間作改變了茶叢上、中、下層中葉蟬、蜘蛛個體數量的分布,改變了茶叢上、中、下層的葉蟬、蜘蛛數量百分率;再者,本文選用茶園總蟲口、茶叢上層蟲口、中層蟲口、下層蟲口為屬性進行聚類分析,這4個屬性包涵了種群的數量和空間信息,結果顯示:同是烏牛早品種的茶園,若間作不同的作物,可致茶園中葉蟬(或蜘蛛)種群之間的相異性加大,從而聚為不同的類。有研究表明,分別間作百麥根、扁莖黃芪和白三葉草3種牧草、以及自然生長雜草的4種棗園中,蜘蛛個體數、物種數均以蟹蛛科、園蛛科、狼蛛科居多,以星豹蛛、三突花蛛、粽管巢蛛、草間小黑蛛、陜西平腹蛛為優勢種,但蜘蛛類群的個體數、物種數、多樣性和均勻度存在明顯差別。種植紫花苜蓿可以改善果園生物結構組成,增強果園的自然調控能力。因此,可以認為間作可在一定程度上調節葉蟬、蜘蛛的數量和空間格局。茶叢上層由茶樹嫩梢組成,嫩梢是制茶的原料,間作茶園茶叢上層葉蟬蟲口的百分率下降,就減輕了葉蟬造成的產量損失(表3)。同時,間作茶園的蜘蛛種數和個體數顯著增加,并且在葉蟬蟲口高峰期間,蜘蛛類群對葉蟬種群的跟隨效應增強(圖1)。第三,間作也提供了更寬闊的空間,部分葉蟬蟲口可以從茶樹上轉移至間作作物上為害。第四,茶樹上的蜘蛛受到擾動時也可轉移至間作作物上棲息和覓食,間作作物形成了茶園蜘蛛的“源”或“庫”,以維持蜘蛛種群的繁衍。第五,間作還能夠造成復雜的視覺和嗅覺刺激,從而擾亂害蟲尋找寄主植物。斯里蘭卡就在茶園中種植誘蟲植物以誘捕害蟲,而減輕對茶樹的為害,南印度茶園中間作熱帶雨林植物中的菊科觀賞植物MontanoabipinnatifidaC.Koch可誘集重要茶樹害蟲茶枝小蠹蟲XyleborusfornicatusEichhoff等。所以,間作具有減小葉蟬為害的功效,增強了茶園群落對于葉蟬的自然控制。一些研究證實,間作之所以強化了自然控制,是因為其增加了天敵的種類和個體數。比如,小麥間作豌豆可提高優勢天敵瓢蟲類和蚜繭蜂類的種群密度,有效降低麥長管蚜Sitobionavenae(F.)的種群數量。大蒜與小白菜間作可在降低植食性昆蟲數量的同時提高寄生性天敵數量,優勢種菜蚜繭蜂對蚜蟲表現出跟隨現象。間作苜蓿的棉田中主要天敵蜘蛛類與害蟲生態位重疊度大,能更有效地控制棉花害蟲。杏-麥間作果園分別套種油菜、蕪菁和紫花苜蓿3種蜜源植物,天敵亞群落的物種多樣性指數和均勻度指數均高于作為對照的杏-麥間作果園,害蟲亞群落的物種多樣性指數和均勻度指數均低于對照果園。本研究中,安吉白茶-吊瓜、烏牛早-吊瓜間作茶園中葉蟬個體數量顯著增多,這是因為葉蟬嗜食吊瓜的葉片和嫩莖,在法國、巴西等國家和地區假眼小綠葉蟬就是藤蔓植物上一種重要害蟲。但是,蜘蛛具有攀援和飛航習性,嗜好攀援吊瓜等藤蔓植物,以致于安吉白茶-吊瓜、烏牛早-吊瓜間作茶園中蜘蛛也很多。查得的三突花蛛、白紋獵蛛、條紋蠅虎、警戒蠅豹、花腹紐蛛和斑管巢蛛為捕食假眼小葉蟬成、若蟲的主要蜘蛛種類,