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红火蚁Solenopsis invicta Buren是一种危险性入侵生物,我国大陆地区于2004年9月在广东省吴川市首次发现该虫入侵为害。红火蚁习性凶猛、觅食能力强、极具侵略性以及种群能在短时间内暴发成灾等特点,一旦入侵农业生态系统,对害虫综合防治将造成深远影响。本文选取旱地作物.玉米和绿豆生境内的害虫及天敌作为研究对象,采用大田系统调查法详细研究了红火蚁入侵对旱地作物害虫及天敌的影响。主要研究结果如下:
1 红火蚁入侵对植物种子的影响
研究了室内红火蚁种群对玉米、绿豆、芥蓝、芝麻、番茄、水稻、藿香蓟及象草等8种植物种子的选择性取食及其对种子萌发的影响,结果表明,红火蚁对芝麻种子最为喜好,且刮啃率最高(82.4％),对芝麻、藿香蓟、象草及芥蓝种子具有较高的搬运率(分别为100.0％、72.0％、44.0％及41.6％)和丢弃率(分别为86.4％、50.4％、79.2％及88.9％),而且芝麻、藿香蓟和象草种子的萌发率均未超过50.0％,说明红火蚁入侵对上述种子存在较大潜在威胁。进一步通过大田试验研究了红火蚁对旱地作物玉米和绿豆种子萌发率的影响,结果表明,红火蚁高密度区玉米和绿豆种子萌发率分别显著降低了14％和7.4％,而在红火蚁低密度区绿豆种子萌发率显著降低了6％。应用地统计学分析方法明确了红火蚁入侵改变了藿香蓟的空间异质性及分布格局,研究结果表明,藿香蓟数量随着入侵区红火蚁密度的增加而增加,而且藿香蓟具有高度空间异质性。红火蚁高密度区藿香蓟空间自相关范围平均为7.07m且呈斑块、聚集分布,而在红火蚁低密度区为1.46m且呈斑块、聚集分布,两者变异函数曲线均为高斯模型。应用Surfer software version 8.0绘制等值线图,可较准确地描述藿香蓟在研究区域内的空间分布、形状、地理位置及相对位置。
2 红火蚁对旱地作物主要害虫的搜索及捕食能力
室内研究表明了猎物隐蔽程度、重量、动静态及被捕获难度大小对红火蚁搜索及捕食能力均有影响,猎物隐蔽度越高(例如玉米螟)或是被捕获的难度大(例如高龄斜纹夜蛾幼虫)都将刺激红火蚁的搜索时间显著延长及捕食强度增加;而在重量大及动态猎物的刺激下,红火蚁召集的数量显著增加,搜索时间也显著延长。进一步研究了2龄和4龄斜纹夜蛾幼虫的密度对红火蚁捕食强度的影响及其存活率,结果表明,5h内红火蚁的捕食强度随着4龄斜纹夜蛾幼虫密度的增加而增强,然而2龄斜纹夜蛾幼虫密度对红火蚁捕食强度的影响只体现在1h内;5h内2龄斜纹夜蛾幼虫的存活率要高于4龄斜纹夜蛾幼虫。
3 红火蚁入侵对本地蚂蚁与蚜虫互利共生关系的干扰作用
研究了红火蚁入侵绿豆生境对本地蚂蚁与蚜虫互利共生关系的干扰作用,结果表明,蚜虫能够显著吸引红火蚁到绿豆植株上进行觅食,并且两者种群数量之间具有显著的相关性(r=0.844,p＜0.05),表现为聚集分布,聚集形式为个体群。由于对共有食物资源(蚜虫)的竞争,本地蚂蚁遭到红火蚁的排挤,甚至取代,红火蚁发生区绿豆植株上的本地蚁种类减少了66.7％,数量上则减少了79.8％。红火蚁打破了本地蚂蚁与蚜虫的互利共生关系,并与蚜虫建立了更为牢固的关系,促使田间蚜虫数量大暴发。
4 红火蚁-豆蚜-六斑月瓢虫三者关系
通过室内研究探明了红火蚁对六斑月瓢虫幼虫的捕食能力有显著影响,低龄和高龄瓢虫幼虫的捕食效能在红火蚁的干扰下分别降低了98.3％和94.6％,并且几乎所有的供试瓢虫幼虫都被红火蚁捕获。明确了红火蚁的气味痕迹对低龄和高龄瓢虫幼虫的捕食效能均无显著影响,但是瓢虫成虫的捕食效能却显著增加;红火蚁的攻击行为对不同发育期瓢虫的捕食效能有显著影响,低龄、高龄瓢虫幼虫及其成虫的捕食效能分别下降了30.5％、45.5％和63.7％。通过大田试验表明,红火蚁对瓢虫种群数量的增长有明显抑制作用,而对蚜虫却有明显的促进作用。玉米生长后期,对照区瓢虫种群数量增长了将近2倍,而在红火蚁发生区增长幅度不足5％;红火蚁发生区的蚜虫种群数量增长的幅度明显大于对照区。
5 红火蚁入侵对玉米植株上节肢动物类群的影响
通过系统调查发现,红火蚁入侵使得生境内节肢动物的种类下降了65.3％,减少的种类主要隶属于半翅目、鳞翅目和蜘蛛目。研究明确了红火蚁入侵对玉米植株上节肢动物类群多样性有影响,主要体现在玉米生长后期。随着玉米植株上红火蚁密度的增加,相应的节肢动物群落物种丰富度、多样性和均匀度指数减少,生态优势度指数增加。进一步通过系统聚类分析表明,红火蚁发生区玉米植株上节肢动物类群结构在时间序列上波动较大,特别是红火蚁高密度、间作区,已经完全改变了节肢动物类群结构与功能随玉米生长期变化的规律。通过研究玉米植株上主要害虫及天敌的种群数量动态,结果表明,从玉米抽穗开花期开始,红火蚁、蚜虫、瓢虫、蜘蛛和其他蚂蚁类群的种群数量有了显著增长,其中红火蚁发生区的蚜虫数量增长幅度大于对照区,而红火蚁发生区的瓢虫、蜘蛛和其他蚂蚁类群的数量增长幅度基本都小于对照区;红火蚁发生区斜纹夜蛾幼虫的发生高峰期较对照区推迟了一个星期,而且发生量也较对照区低;生境复杂度对植株上的红火蚁种群数量有一定影响,间作区的红火蚁密度要高于纯作区。进一步通过相关性分析表明,红火蚁密度与蚜虫、瓢虫和其他蚂蚁呈正相关,与斜纹夜蛾幼虫、蜘蛛和寄生蜂呈负相关,并且红火蚁和蜘蛛类群是斜纹夜蛾的主要捕食性天敌,直接作用绝对值分别为0.13995和0.16219,红火蚁和其他蚂蚁对蚜虫的直接作用非常明显,其绝对值分别为0.60128和0.25105。研究了红火蚁入侵对蜘蛛空间格局的影响,结果表明,玉米生长后期红火蚁对蜘蛛的影响较大,红火蚁发生区蜘蛛空间格局由聚集分布转变为均匀分布,蜘蛛个体间由相互吸引转变为相互排斥。由逻辑斯蒂拟合模型及竞争模型表明,蜘蛛种群数量的增长明显受到红火蚁的压制,而且蜘蛛个体增长阻力明显增加。同时,红火蚁高密度区的红火蚁种群数量增长受到的环境阻力比低密度区的小,体现了红火蚁密度越高竞争优势越明显,当考虑两者竞争模型的极端情况时,红火蚁最终将会战胜蜘蛛。