捕食性节肢动物能否成为防治斑衣蜡蝉的 “秘密武器”?

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Arthropod-Plant Interactions 1.2

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  研究人员为探究斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula)防治策略,测试多种捕食性节肢动物,发现部分可有效控害,有重要意义。

  # 捕食性节肢动物防治斑衣蜡蝉的研究:进展与展望
在自然界中,生物之间的相互关系错综复杂,而害虫与植物、天敌之间的博弈更是一场持续上演的 “战争”。斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula,简称 SLF),这个原本来自亚洲的 “不速之客”,自 2014 年在美国被发现后,便开启了它的疯狂扩张之旅,如今已至少蔓延至 18 个州。它可不是个 “挑食” 的家伙,广泛的寄主植物范围让葡萄种植、园林景观和木材产业都深受其害。
更让人头疼的是,斑衣蜡蝉还掌握了一项 “特殊技能”—— 从它最爱的寄主植物臭椿(Ailanthus altissima)中积累毒素。这些毒素如同它的 “保护伞”,对许多脊椎动物天敌起到了威慑作用,比如鸟类会对取食臭椿的斑衣蜡蝉 “敬而远之”,甚至连野生喜鹊吃了野外捕获的斑衣蜡蝉后都会呕吐,猫狗等宠物误食也会出现流口水、呕吐和食欲不振等症状。

然而,传统的化学防治手段在应对斑衣蜡蝉时也面临诸多困境。频繁使用杀虫剂不仅容易使害虫产生抗药性,还会 “误杀” 许多无辜的非目标生物,破坏生态平衡。而从斑衣蜡蝉原产地带入新的天敌进行生物防治,也存在重重阻碍,比如一些寄生蜂在控制斑衣蜡蝉的同时,也会寄生本地物种的卵。在这样的背景下,寻找一种既高效又安全的防治方法迫在眉睫。

为了攻克这一难题,宾夕法尼亚州立大学(The Pennsylvania State University)的 Anne E. Johnson、Sara Hermann 和 Kelli Hoover 等研究人员挺身而出,展开了一系列深入研究。他们的研究成果发表在《Arthropod - Plant Interactions》杂志上,为斑衣蜡蝉的防治带来了新的希望。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:

  1. 昆虫饲养:将斑衣蜡蝉分为两组饲养,一组可接触臭椿,另一组则不能,以此获得不同条件下的实验对象。
  2. 捕食实验:设计无选择试验和选择试验,观察不同捕食者对斑衣蜡蝉的捕食情况;在温室中进行捕食者对斑衣蜡蝉种群数量影响的实验。
  3. 数据分析:运用 Fisher’s Exact Tests、重复测量方差分析(repeated measures ANOVA)、Tukey HSD 事后分析、广义线性混合模型(GLMM)、生存分析等统计方法对实验数据进行处理和分析。

下面让我们一起来看看研究人员都有哪些重要发现:

  1. 哪些本土或归化的广食性节肢动物捕食者会捕食斑衣蜡蝉:研究人员对 10 种潜在的捕食者进行了无选择试验。结果发现,草蛉和瓢虫在实验中对任何阶段的斑衣蜡蝉都 “不感兴趣”,所有测试的捕食者都不捕食斑衣蜡蝉的卵。而其他捕食者,如刺缘蝽(Podisus maculiventris)、卡罗莱纳螳螂(Stagmomantis carolina)和中华大刀螳(Tenodera sinensis)等,都至少捕食了部分提供给它们的斑衣蜡蝉若虫和成虫。其中,刺缘蝽、卡罗莱纳螳螂和中华大刀螳在捕食方面表现较为突出,且刺缘蝽捕食的猎物数量显著多于卡罗莱纳螳螂,但与中华大刀螳相比无显著差异,这三种捕食者对猎物的生命阶段也没有明显偏好。
  2. 捕食者的偏好是否受斑衣蜡蝉取食臭椿积累毒素的影响:在选择试验中,除草蛉和瓢虫外,其他捕食者在面对取食臭椿和未取食臭椿的斑衣蜡蝉时,并没有表现出明显的偏好。这表明,斑衣蜡蝉从臭椿中积累的毒素似乎无法保护它免受一系列节肢动物捕食者的攻击。
  3. 捕食性节肢动物能否在温室条件下减少斑衣蜡蝉的种群数量:研究人员在温室中测试了多种捕食者对斑衣蜡蝉种群数量的影响。结果显示,刺缘蝽、卡罗莱纳螳螂、中华大刀螳和轮蝽(Arilus cristatus)都能显著减少不同阶段斑衣蜡蝉的种群数量。其中,刺缘蝽的效果最为显著,在除成虫外的所有阶段,它使斑衣蜡蝉种群数量达到 50% 死亡的时间(LT50)都比其他捕食者快,能在不到一周的时间内几乎吃光所有提供的猎物。中华大刀螳和卡罗莱纳螳螂也能有效减少斑衣蜡蝉数量,但效果相对刺缘蝽稍逊一筹。

综合研究结果与讨论部分来看,这项研究意义重大。首先,研究发现虽然部分节肢动物捕食者,如草蛉和瓢虫,对斑衣蜡蝉不感兴趣,但仍有多种捕食者能够捕食斑衣蜡蝉,尤其是刺缘蝽、中华大刀螳和卡罗莱纳螳螂表现出了良好的控害潜力。其次,斑衣蜡蝉积累的毒素对节肢动物捕食者的捕食行为影响不大,这为利用这些捕食者进行生物防治提供了可能。此外,广食性捕食者在生态系统中具有独特优势,它们能在害虫数量较低时依靠其他猎物维持种群,一旦害虫数量增加,便能迅速发挥控害作用。而且,本研究中最有效的捕食者刺缘蝽已商业化供应,这大大降低了将其应用于实际害虫管理策略的门槛。

不过,目前距离将这些捕食者广泛应用于生物防治项目还有一段路要走。后续还需要进一步研究捕食性节肢动物在有其他替代猎物存在时的表现,评估它们在非封闭环境中的搜索能力,以及研究它们对斑衣蜡蝉密度变化的功能和数量反应。同时,开展田间研究,探索支持这些有潜力的广食性捕食者进行保护生物防治的策略,也将为寻找替代杀虫剂的方法、有效管理斑衣蜡蝉这一入侵物种做出重要贡献。相信在研究人员的不断努力下,未来能够利用这些捕食性节肢动物,为农业生态系统筑起一道坚固的防线,让斑衣蜡蝉不再肆意危害。
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