（农业昆虫与害虫防治专业论文）施肥对稻田节肢动物群落的影响.pdf

福建农林大学博士学位论文 摘要 化学肥料的不合理施用是导致害虫猖獗为害的直接原因之一。目前有关稻田营养管理 ( 施肥) 对稻田节肢动物群落的影响及其生态学机理尚不明确。为此，我们于2 0 0 4 年在福 建省武夷山单季稻田调查了8 块施肥水平不同稻田的节肢动物群落，对武夷山稻田节肢动 物群落的结构、施肥对稻田节肢动物群落的影响及其生态学机理进行分析探讨结果如下： 1 武夷山稻田节肢动物群落的结构 在武夷山单季稻田共采集到节肢动物3 0 7 种( 或类) ，2 7 9 3 5 6 个个体。其中，捕食性 天敌8 2 种，包括4 6 种捕食性蜘蛛和3 6 种捕食性昆虫：寄生性天敌1 0 7 种：害虫7 8 种； 中性昆虫4 0 种。天敌( 包括捕食性天敌和寄生性天敌) 物种数所占的比例高达6 1 5 6 ， 表明稻田中储藏着丰富的天敌资源，具有很高的控害潜力。 对物种优势度指数的测定结果表明：捕食性天敌功能团的优势种为狼蛛若蛛和尖钩宽 黾蝽；寄生性大敌功能团的优势种为稻虱缨小蜂、褐腰赤眼蜂和寡索赤眼蜂；害虫功能团 的优势种为飞虱若虫、白背b 虱和叶蝉若虫：中性昆虫功能团的优势种为跳虫和摇蚊。 对稻田节肢动物群落动态分析表明：稻田天敌对水稻害虫( 主要是稻飞虱) 起到了明 显的控制作用。在水稻生长前期，尖钩宽黾蝽对稻飞虱种群具有重要的控制作用，在后期 蜘蛛类对稻飞虱和稻叶蝉起主要的控制作川。 对不同施肥处理稻田的节肢动物群落的比较结果表明：氮、磷、钾肥都能对群落产生 一定的影响，不同肥料种类和不同的肥料氨磷钾( n p k ) 组成比例对群落产生的影响不同， 导致稻田 0 - 肢动物群落及其各功能团的组成结构和多样性存在一定的差异。 2 氮肥殉稻田节肢动物群落的影响 在一定比例磷钾肥的配合下，随着施氯量的增加，稻田节肢动物群落整体、害虫功能 团的物种丰寓度先降低后增加，群落整体的丰盛度、害虫的丰盛度先增加后降低。稻田增 施氮肥对捕食性天敌功能团的丰富度无明显影响，但能明显提高稻田甲期中性昆虫的物种 丰富皮：随着施氮量增加，捕食性天敌、中性昆虫的丰盛度先减少后增加。较低或较高的 施氮量可能更有利于捕食性天敌、中性昆虫的发展。增施氮肥对稻田寄生性天敌的物种丰 富度和丰盛度都有一定的负面影响，但在水稻生长初期影响很小，在水稻生长中后期影响 福建农林大学博士学位论文 较大。 3 磷肥对稻田节肢动物群落的影响 稻田增旌磷肥对稻田节赃动物群落整体及群落内各功能团的物种丰富度有正面影响： 对群落整体、捕食性天敌和寄生性天敌的丰盛度有正面影响，对中性昆虫的丰盛度没有明 显影响：对害虫和捕食性天敌功能团的丰盛度变动具有推动作用：对稻田群落及其各功能 团在稻田的重建和发展有一定的促进作用。 4 钾肥对稻田节肢动物群落的影响 对稻田节肢动物群落整体、害虫和寄生性天敌功能团的物种丰富度、丰盛度及优势种 的优势度有负面影响，提高群落整体的多样性和均匀性，抑制害虫功能团在稻田的重建和 发展，减轻害虫的为害。增施钾肥对中性昆虫的物种丰富度有一定的负面影响，但对其丰 盛度没有直接的影响：对捕食性天敌功能团的物种丰富度，丰盛度有一定的负面影响。 关键词：肥料：稻田；节肢动物群落；害虫持续控制；营养管理 福建农林大学博士学位论文 a b s t r a c t o v e r - a 卵i j c a t j o no fc h e m i c a lf e r t i l i z e r si s o n eo f t h ek e yr e a s o n sf o ri n s e c tp e s to u t b r e a k s o u r u n d e r s t a n d i n go ft h ee f f e c to ft h en u t r i t i o nm a n a g e m e n t ( f e r t i l i z e ra p p l i c a t i o n ) o nt h ea r t h r o p o d c o m m u n i t yi nr i c ef i e l d sa n di t su n d e r l y i n ge c o l o g i c a lm e c h a n i s mi ss t i l lr u d i m e n t a r y t or e v e a l t h e m ，a ni n v e s t i g a t i o nw a sc a r r i e do u ti ne i g h tr i c ef i e l d si nw h i c hf e r t i l i z e r sa td i f f e r e n tl e v e l s w e r ea p p l i e di nw u y i s h a n ，f u j i a np r o v i n c ef r o mj u n et oo c t o b e r2 0 0 4 t h es t r u c t u r eo ft h e a r t h r o p o dc o m m u n i t y i nr i c e f i e l d s ，t h ee f f e c t so ff e r t i l i z e ra p p l i c a t i o no nt h ea r t h r o p o d c o m m u n i t y , a n di t se c o l o g i c a lm e c h a n i s mw e r es t u d i e d t h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1s t r u c t u r eo ft h ea r t h r o p o dc o m m u n i t yi nt h er i c ef i e l d si nw u y i s h a n at o t a lo l3 0 7s p e c i e s ( o rt a x a ) o f a r t h r o p o d s ，i n c l u d i n g8 2s p e c i e s ( o rt a x a ) o f p r e d a t o r s ，1 0 7 s p e c i e s ( o rt a x a ) o fp a r a s i t o i d s ，4 0s p e c i e s ( o rt a x a ) o fn e u t r a li n s e c t sa n d7 8s p e c i e s ( o rt a x a ) o f i n s e c tp e s t sw e r ec o l l e c t e da n di d e n t i f i e df r o mt h er i c ef i e l d s t h es p e c i e sn u m b e ro fn a t u r a l e n e m i e sa c c o u n t sf o r6 1 5 6 o ft h et o t a ls p e c i e sn u m b e ro fa r t h r o p o d si nt h er i c ef i e l d st h i s i n d i c a t e st h a tr i c ef i e l d sa r er i c hi nn a t u r a l e n e m i e s ，w i t hg r e a t p o t e n t i a l f o rt h e e c o l o g i c a l l y - b a s e dm a n a g e m e n to f p e s t s b a s e do l lt h ec a l c u l a t i o no f t h ed o m i n a n c ei n d e x ( b e r g e r - p a r k e r ) ，i tw a sf o u n dt h a tz y c o s a s p a n dm i c l 。o v e l i ah o r v a t h iw e r ed o m i n a n ti nt h eg u i l do fp r e d a t o r s ；a n a g r u ss p ，p a r a c e n t r a b i a a n d o ia n do l i g o s i t as p i nt h eg u i l do fp a r a s i t o i d s ；p l a n t h o p p e r n y m p h s ， w h i t e b a c k e d p a n t h o p p e r ( s o g a t e l l af u r e i f e r a ) a n dl e a t h o p p e rn y m p h si nt h eg u i l do fi n s e c tp e s t s ；s p r i n g t a i l ( c h i r o n o m i d a e ) a n dc h i r o n o m u ss p ( c o l l e m b o l a ) i nt h eg u i l do f n e u t r a li n s e c t s t h ef l u c t u a t i o n so fa r t h r o p o dc o m m u n i t ya n dd o m i n a n ts p e c i e so fd i f f e r e n t g u i l d s w e r e a n a l y z e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tn a t u r a le n e m i e sh a da no b v i o u sc o n t r o le f f e c to nr i c ep e s t s m i c r o v e l i ah o r v a t h ip l a y e das i g n i f i c a n tr o l ei nc o n t r o l l i n gp l a n t h o p p e r si nt h ee a r l yg r o w i n g s t a g eo fr i c e w h i l es p i d e r sp l a y e dam a j o rr o l ei nc o n t r o l l i n gp l a n t h o p p e r sa n dl e a f l a o p p e r si nt h e l a t eg r o w i n gs t a g eo fr i c e c o m p a r i s o no nt h es t r u c t u r eo fa r t h r o p o dc o m m u n i t i e si nt h er i c ef i e l d su n d e rd i f f e r e n tl e v e l s o ff e r t i l i z e ra p p l i c a t i o ns h o w e dt h a tn i t r o g e n ( n ) ，p h o s p h o r ( p ) a n dp o t a s s i u m ( k ) a l lh a ds o m e 塑垄查丛查兰塑主主堡堡兰 e f f e c t so nt h ea r t h r o p o dc o m m u n i t yi nt h er i c ef i e l d s t h ee f f e c t sv a r i e dw i t ht y p e so ff e r t i l i z e r s a n dp r o p o r t i o n so fn p k ，l e a d i n gt os o m ed i f f e r e n c e si ns t r u c t u r ea n dd i v e r s i t ya m o n gt h ee i g h t a r t h r o p o dc o m m u n i t i e s 2e f f e c t so fn i t r o g e nf e r t i l i z e r so i la r t h r o p o dc o m m u n i t i e si nr i c ef i e l d s a sn i t r o g e na d d i t i o ni n c r e a s e d ，s p e c i e s r i c h n e s so ft h ew h o l ec o m m u n i t ya n dp e s t s d e c r e a s e di n i t i a l l ya n dt h e ni n c r e a s e d ，w h i l et h ea b u n d a n c eo f t h e mi n c r e a s e di n i t i a l l ya n dt h e n d e c r e a s e d n i t r o g e na p p l i c a t i o nh a dn oo b v i o u se f f e c to nt h es p e c i e sr i c h n e s so fp r e d a t o r s ，b u t h a dap o s ：“v e o n eo nt h a to fn e u t r a li n s e c t s t h ea b u n d a n c eo fp r e d a t o r sa n dn e u t r a l i n s e c t s d e c r e a s e da tf i r s ta n di n c r e a s e dl a t e r n i t r o g e na p p l i c a t i o nh a dan e g a t i v ee f f e c to l lt h es p e c i e s r i c h n e s sa n da b u n d a n c eo fp a r a s i t o i d s ，w i t hl e s se f f e c ti nt h ee a r l yg r o w i n gs t a g eo fr i c ea n d g r e a t e ri nt h el a t eg r o w i n gs t a g e 3e f f e c t so fp h o s p h o rf e r t i l i z e r so na r t h r o p o dc o m m u n i t i e si nr i c ef i e l d s p h o s p h o ra p p l i c a t i o nh a d ap o s i t i v ee f f e c to nt h es p e c i e sr i c h n e s so ft h ew h o l ec o m m u n i t y a n da l lg u i l d s ，a n da l s oo nt h ea b u n d a n c eo ft h ew h o l ec o m m u n i t y ，p a r a s i t o i d sa n dp r e d a t o r s ， b u th a dn oo b v i o u se f f e c to nt h ea b u n d a n c eo f n e u t r a li n s e c t s p h o s p h o ra p p l i c a t i o nc o u l dc a u s e f l u c t u a t i o n si nt h ea b u n d a n c eo fp e s t sa n dp r e d a t o r s ，a n dp r o m o t et i r er e - e s t a b l i s h m e n ta n d d e v e l o p m e n to f a r t h r o p o dc o m m u n i t yi nr i c ef i e l d s 4e f f e c t so fp o t a s s i u mf e r t i l i z e r so na r t h r o p o dc o m m u n i t i e si nr i c ef i e l d s p o t a s s i u ma p p l i c a t i o nh a dan e g a t i v ee f f e c to nt h es p e c i e sr i c h n e s sa n da b u n d a n c e o ft h e w h o l ec o m m u n i t y , p e s t s ，p r e d a t o r sa n dp a r a s i t o i d s ，a n do nt h ed o m i n a n c eo fd o m i n a n ts p e c i e s ， p r o m o t e dt h e i rd i v e r s i t ya n de v e n n e s s ，s u p p r e s s e dt h er e - e s t a b l i s h m e n ta n dd e v e l o p m e n to f p e s t s ， a n dr e d u c e dt h e i rd a m a g e p o t a s s i u ma p p l i c a t i o nh a dan e g a t i v ee f f e c to ns p e c i e sr i c h n e s so f n e u t r a l l n s e c t s b u tn oo b v i o u se f f e c t0 nt h ea b u n d a n c eo f t h e m k e y w o r d s ：f e r t i l i z e r ；r i c ef i e l d ；a r t h r o p o dc o m m u n i t y ：s u s t a i n a b l ep e s tc o n t r o l ：n u t r i t i o n m a n a g e m e n t v 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 0 1 7 0 6 1 8 e n t i t l e dt h ee f f e c to fh a b i t a t r e g u l a t i o n a n d j 瞄d - c o 哩n m u n i t yd i v e r s i t yi np a d d yf i e l d s o ns 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 d a t i o n 独创性声明 本人声明，所呈交的学位( 毕业) 论文，是在指导教师的指导下，通过 我的努力取得的成果，并且是自己撰写的。尽我所知，除了文中作了标注和 致谢中己作了答谢的地方外，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( 毕业) 论文作者亲笔签名步志月生 日期：2 0 0 5 年0 5 月2 8 日 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。矿 学位( 毕业) 论文作者亲笔签名专走月生 日期：2 0 0 5 年。5 月2 8 日 指导教师亲笔签名：瑟侈u 芝 日期：2 0 0 5 年t 月弓。日 福建农林大学博士学位论文 前言 水稻是最重要的粮食作物之一。全世界将近一半的人口以稻米为主食( m a c l e a ne t a l 2 0 0 2 ) 。水稻害虫是造成水稻产量损失的重要原因之一。2 0 世纪6 0 年代以来，随着水稻 耕作制度的改变、矮杆耐肥高产品种的大面积推广、化学农药和化学肥料的连续大量使用 水稻害虫的为害日益猖獗，白背飞虱s o g a t e l l af u r c i f e m ( h o r v a t h ) 、褐飞虱n i l a p a r v a t a l u g e n s 和稻纵卷叶螟c n a p h a l o c r o c i sm e d i n a l i s 等主要害虫发生频率提高，新害虫的侵入有 所增加，给水稻生产造成巨大的经济损失( 程家安，1 9 9 5 ：汤金仪等，1 9 9 6 ；李剑泉等， 2 0 0 0 ；翟保平等，2 0 0 0 ；吕仲贤，2 0 0 3 ) 。据联合国粮农组织( f a o ) 1 9 9 3 年估算，世界 粮食生产因虫害常年损失约1 4 ；1 9 9 3 年我国因虫害造成的水稻产量损失达1 7 亿公斤( 戈 峰和李典谟，1 9 9 7 ) 。 农业害虫的猖獗往往与农田生态系统受到扰乱，农田生物多样性和害虫自然制约因子 的作用降低等有关( 张宗炳，1 9 8 8 ；c o n w a y ，1 9 9 7 ) 。生物群落是生态系统中的活性成份， 只有保持系统中活性成份的循环和发展，才能使系统功能持续发展( 丁岩钦，1 9 9 3 ) 。对 特定生物种群的控制和保护的最佳方法不是直接控制该种群本身，而是改变其所处群落系 统结构( 丁岩钦，1 9 9 4 ) 。应用群落生态学和种群生态学的原理和方法研究农田生物群落 的结构及其多样性，从系统和群落的水平揭示害虫发生及天敌繁衍的生态学机制，有助于 合理制订以利用品种抗性、生境调节和天敌为基础的农业害虫持续控制策略及措施( 尤民 生等，1 9 9 9 ) 。 稻田节肢动物群落是稻田生物群落的重要组成部分。稻田节肢动物群落的研究是水稻 害虫综合治理非常重要的基础性工作( 吴进才等。1 9 9 3 ) 。为探索水稻害虫持续控制的有 效方法和途径，国内外许多学者从不同侧面对稻田节肢动物群落进行了研究，在理论和实 践上都取得了很大进展。在m j t - ，m a h r u b ( 1 9 8 3 ，1 9 9 8 ) 、h e o n g 等( 1 9 9 1 ) 、l e e 等( 1 9 9 3 ) ： b a h i o n ( 1 9 9 4 ) 、s e t t l e 等( 1 9 9 6 ) 、s c h o e n l y ( 1 9 9 6 ) 、p a r k 和l e e 等( 1 9 9 7 ) 、j u s t o 等( 1 9 9 8 ) 人先后在菲律宾、印度尼西亚和韩国等对稻田节肢动物群落的结构及动态开展了研究，分 析了害虫猖獗的原因及天敌对水稻害虫的控制作用，认为稻田天敌种群对害虫具有明显控 制作用，水稻生长早期施用杀虫剂会引起后期害虫的猖獗，并探讨了保护天敌控制作用的 方法和途径。在国内，万方浩和陈常铭( 1 9 8 6 a 、1 9 8 6 b ) 、尤民生等( 1 9 8 5 、1 9 8 9 、1 9 9 0 、 福建农林大学博士学位论文 1 9 9 1 、1 9 9 2 、1 9 9 3 ) 、金翠霞等( 1 9 9 0 ) 、郭玉杰等( 1 9 9 4 ，1 9 9 5 ) 、赵士熙等( 1 9 9 5 ) 、胡 国文等( 1 9 9 6 a 、1 9 9 6 b ) 、俞晓平等( 1 9 9 6 a ) 、吴进才等( 1 9 9 7 ) 、娄永根等( 1 9 9 9 ) 、郝 树广等( 1 9 9 8 ，2 0 0 0 ) 、毛润乾等( 1 9 9 9 、2 0 0 1 ) 、刘雨芳( 2 0 0 0 ) 、郭玉人等( 2 0 0 1 ) 、徐 敦明等( 2 0 0 3 ) ；马克争等( 2 0 0 4 ) 等分别在各地对稻田节肢动物群落及其亚群落的种类 组成、数量结构和季节动态、群落的营养关系和功能、群落的稳定性和多样性等方面进行 了广泛的研究探讨。结果表明：稻田节肢动物物种丰富，食物链和食物网互相交错，营养 关系复杂；稻田中天敌的物种数始终高于植食性猎物的物种数，并且稻田天敌是水稻害虫 ( 猎物) 的重要控制因子，与害虫的种群数量消长具有密切的跟随关系；稻田生境中存在 大量的中性昆虫( 如弹尾虫和摇蚊) 可作为天敌的替代猎物，对稻田天敌种群的维持和发 展有着重要作用；地理位置、气候条件、水稻品种、耕作制度与栽培措施都能影响稻田节 肢动物群落的种类组成、数量结构及季节动态；稻田节肢动物群落多样性是各亚群落多样 性的综合影响结果，分析稳定性时不能只从总群落多样性出发，而应根据各亚群落的多样 性来考察。庄西卿( 1 9 8 5 、1 9 8 9 ) 、罗肖南和卓文禧( 1 9 8 6 a 、1 9 8 6 b ) 、俞晓平等( 1 9 9 6 a 、 1 9 9 6 b 、1 9 9 7 、1 9 9 8 ) 、张古忍等( 1 9 9 6 ) 、古德祥等( 1 9 9 9 ) 、刘雨芳( 2 0 0 0 ) 、张文庆等 ( 2 0 0 0 、2 0 0 1 a 、2 0 0 1 b ) 、李志胜等( 2 0 0 2 、2 0 0 3 、2 0 0 4 ) 、徐敦明等( 2 0 0 4 ) 和尤民生等 ( 2 0 0 4 ) 等分别对稻田周围的非稻田生境中的节肢动物及其与稻田节肢动物的关系进了系 列研究，结果表明：与稻田邻近的非稻田生境中贮存着丰富的天敌资源，是稻田节肢动物 群落天敌亚群落的种库对稻田天敌亚群落的物种丰富度、个体数量及群落的重建和发展 有着积极的影响。化学农药对稻田节肢动物群落的影响方面的研究有较多的报道。已有的 研究表明：杀虫剂一方面大量杀伤害虫，降低害虫优势种群的丰盛度，提高水稻害虫亚群 落的多样性指数和均匀性指数，另一方面也大量杀伤稻田中的天敌，使天敌亚群落的物种 数和个体数量急剧减少，降低天敌的多样性指数和均匀性指数( 金翠霞等，1 9 9 0 ；张古忍 等，1 9 9 5 ；潘群威等，1 9 9 5 ；程家安，1 9 9 5 ；刘向东和张孝羲，1 9 9 9 ；刘雨芳，2 0 0 0 ；) ； 同时，杀虫剂还能降低天敌的捕食或寄生功能( p a r k 和l e e 1 9 9 7 ：a r i s ee ta l ，1 9 9 9 ：吴 进才等，1 9 9 7 ) ，或通过杀伤中性昆虫而影响天敌的个体数量和结构等( c o h e n 等，1 9 9 4 ； 胡国文，1 9 9 6 ：s e t t l ee t a l ，1 9 9 6 ：徐建祥等，2 0 0 0 ) ，严重削弱了天敌对害虫的控制作用。 由于水稻主要害虫多为r - 生态对策种类，其种群恢复能力强，在失去自然天敌的有效控制 的情况下很容易爆发成灾。此外，不少学者还对多种除草剂和杀菌剂对稻飞虱及其捕食性 2 福建农林大学博士学位论文 天敌的影响进行研究( 陈建明等，1 9 9 6 、1 9 9 7 、1 9 9 9 a 、1 9 9 9 b ；徐建祥等，2 0 0 0 ：李国生 等，2 0 0 0 ) 。 现代精细农业中，人们往往为了追求高产而不断增加化学肥料( 主要是氮h e ) 的使用 量。在许多地区的化学肥料使用量已远远超过实际需要量( 吕仲贤，2 0 0 3 ) 。化学肥料的 不合理使用是水稻害虫猖獗的主要诱因之一( j a h ne ta l ，2 0 0 1 ；p r e a pe ta 1 ，2 0 0 1 ) 。化 学肥料( 氮肥) 的过量使用造成水稻植株营养生长过旺，降低了植株抗虫性，为害虫提供 了适宜的营养条件和环境条件有利于水稻害虫种群猖獗为害( 胡建章等，1 9 8 6 ：刘春茂 和吴荣宗，1 9 9 2 ：p a n d a 和k h u s h ，1 9 9 5 ；汤金仪等，1 9 9 6 ；p r e a p “，2 0 0 1 ；吕仲贤， 2 0 0 3 ) 。同时，过剩的化学肥料残留在土壤中。造成水体富营养化、土壤酸化等环境问题 ( 浙江农业大学，1 9 8 7 ；c o n w a y ，1 9 9 7 ) 。 化学肥料很少直接作用于昆虫而是通过改变寄主植物的形态特征、生化特性来改变 昆虫的寄主选择和生态适应性( s c r i b e r ，1 9 8 1 ：a w m a c k 和l e a t h e r ，2 0 0 2 ；t h r o o p 和l e r d a u ， 2 0 0 4 ) ，或通过寄主植物一害虫一天敌三层营养关系来间接地影响天敌的种群动态( w a l d e ， 1 9 9 5 ：h a d d a d ，2 0 0 0 ；a w m a c k 和l e a t h e r ，2 0 0 2 ；吕仲贤，2 0 0 3 ) 。许多研究表明：过量 施用氮肥，水稻叶片生长过旺，偏嫩偏绿，诱集稻纵卷叶螟、二化螟成虫产卵；同时稻株 内的游离氨基酸含量增加，碳氯比下降，既降低了稻株的抗虫性又能加快害虫的生长发 育，提高其存活率和产卵量，导致害虫种群数量迅速增长，并刺激稻飞虱的取食嗜好性和 取食量增加，水稻受害程度加重( 胡建章等1 9 8 6 ；张桂芬等，1 9 8 6 ；刘春茂和吴荣宗， 1 9 9 2 ；t h r o o p 和l e r d a u ，2 0 0 4 ) 。稻田高施氮量常常伴随着高种群数量的稻飞虱、稻螟蛉 n a r a n g aa e n e s c e n s 、稻纵卷叶螟、稻瘿蚊o r s e o i ao r y z a e 等害虫( j a h ne ta 1 ，2 0 0 1 ) 。磷肥 能促进植物根系发展，提高植株对根部害虫的耐害能力( j a h ne la 1 ，2 0 0 1 ) 。钾肥能降低 水稻植株体内的可溶性糖和游离氨基酸的含量，对害虫具有一定的抑制作用( b a s k a r a n 1 9 8 5 ；秦厚国等，1 9 9 1 ) 。硅肥能使水稻植株的叶片、叶鞘、茎和根部细胞硅质化，增加 植株防御病虫害的能力( 浙江农业大学，1 9 8 7 ) 。 化学肥料能对节肢动物群落产生或大或小的影响。氮肥( 尿素) 对蚊类幼虫有严重直 接杀伤力，直接影响中性昆虫类群的结构和动态( 徐建祥等，1 9 9 7 ) 。水稻氮肥广泛使用 能导致蚊子和摇蚊幼虫的种群数量迅速增长( s i m p s o ne ta l ，1 9 9 4 ) 。长期连续使用降低 草地昆虫群落的物种丰富度提高昆虫的丰盛度，导致植物群落和昆虫群落的简单化 福建农林大学博士学位论文 ( h a d d a d ，2 0 0 0 ) 。群落总体物种丰富度和多样性及植食者和捕食者的物种丰富度均与氮 肥施用量成负相关腐食性昆虫的物种丰富度随氮肥施用量增加而提高，寄生性昆虫的物 种丰富度不受影响；植食者和腐食者的丰盛度与氮肥施用量正相关，而寄生性昆虫的丰盛 度与氮肥施用量负相关( h a d d a d ，2 0 0 0 ) 。k i 呔e r 等( 2 0 0 1 ) 研究发现，随着稻田施氮量 的增加，植食者、捕食者和寄生物的丰盛度提高，但叶蝉卵和若虫的被寄生率并没有受到 施氮肥水平的影响。吕仲贤( 2 0 0 3 ) 研究了氮肥对稻田节肢动物群落的影响，结果发现氮 肥施肥量对群落种类组成和物种丰富度没有影响；褐飞虱和捕食性天敌的数量随施肥量增 加而明显提高，但卵寄生蜂的数量却显著下降；过量施用氮肥后褐飞虱的主要天敌趋于向 低氮肥田迁移。 合理施肥有助于减轻水稻害虫的为害。秦厚国等( 1 9 9 1 ) 研究认为氮肥和磷肥对白背 飞虱的发生有推动作用，而农家肥和钾肥对白背飞虱有微弱抑制作用，建议以施农家肥为 主配施少量氮肥。黄志农等( 2 0 0 0 ) 的研究表明；在提高施n 量的同时，相应地提高p 、 k 和s i 肥的用量和比例，能明显地减轻主要稻虫的发生数量和为害程度。据湖北农业科 学院试验，n ：p ：k ( 9 ：2 5 ：4 5 ) 配施区比纯n 区( 9 ) 褐飞虱百丛虫量下降3 2 9 4 9 o ( 程遐年等2 0 0 3 ) 。s e t t l e 等( 1 9 9 6 ) 则指出通过增加稻田的有机质能增大中性昆虫的种 群，明显提高捕食性天敌的丰盛度。 显然，上述研究对施肥与水稻害虫发生的关系，施肥对稻田节肢动物群落的影响进行 了有益的探索，但研究的深度和系统性较为不足仍存在不少问题。比如：各种化学肥料 ( n 、p 、k 、s i ) 的不同施肥水平、不同肥料配合使用对稻田节肢动物群落的影响如何? 其作用机理又是什么? 其次，化学肥料的不合理施用作为导致害虫猖獗为害的直接原因， 在害虫防治中该如何将水稻生产中的综合营养管理( m ) 和害虫综合治理( i p m ) 结合 起来? 这也很少见相关研究报道，值得进一步研究探讨。 近两年来我们在开展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”的研究工作的同时，还开展了“转基因抗虫水稻对稻田节肢动物的影响及生 物安全性评价”、“不同品种( 糯稻和杂交稻) 稻田节肢动物群落结构研究”、“生物农药对 稻田节肢动物群落结构的影响”等研究工作，取得了一定的进展。为探明稻田营养管理对 稻田节肢动物群落的影响，拟定了本文的研究内容和目标。即从群落生态学的角度出发， 系统地研究不同施肥水平稻田内节肢动物群落结构及动态，探讨不同施肥水平下，稻田内 4 福建农林大学博士学位论文 水稻害虫，天敌的相互作用分析施肥影响稻田节肢动物群落及稻田主要害虫发生的机 制，为水稻害虫持续控制提供科学理论依据。 研究的技术路线如图所示： 稻田节肢动物群落结构与多样性 上上上 尘 由 天 虫敌 性 亚 亚昆 群 群 虫 落 落 亚 结群 结构洛 构 结 上 动构 态 与 动 动 i 态 v 1 上 r v 福建农林人学博士学位论文 i 1 试验地自然与社会概况 第一章材料与方法 田间调查在福建省武夷山市星村镇星村村稻田进行。 武夷山市处于福建省北部，属中亚热带地区。全境东西宽7 0 公里，南北长7 2 5 公里。 位于东经1 1 7 0 3 7 2 2 ”1 1 8 0 1 9 1 4 4 ”、北纬2 7 0 2 7 3 1 ”2 8 0 0 4 1 4 9 ”。东连浦城县，南接建阳市， 西i 临光泽县，北与江西省铅山县毗邻。总面积2 7 9 8 平方公里。境内东、西、北部群山环抱， 峰峦叠嶂，中南部较平坦，为山地丘陵区。武夷山的气候属于中亚热带温暖湿润的季风气 候，年平均气温1 7 0 1 8 4 c ，年平均降水量1 6 0 0 3 7 0 0 毫米，年平均日照时数1 9 1 0 2 小 时，年平均有霜日2 6 天，年平均降雪3 - 3 天。 星村镇位于武夷山市境的西南面，地处武夷山国家级风景名胜区和武夷山国家级自然 保护区之内，距市区1 8 公里。星村镇全镇1 5 个行政村、1 个居委会、2 2 2 个自然村、6 1 6 0 户、2 7 2 1 6 人，其中非农业人口4 5 6 7 人。土地面积6 8 6 7 平方公里，其中耕地面积3 9 9 2 0 亩。星村镇是武夷山市的重点产粮区、林业区和茶果区。农作物以水稻、大豆、地瓜、花 生为主。 星村村是星村镇的镇政府所在地，也是武夷山景区“九曲游”的起点。该村的农作物以 茶叶、水稻和蔬菜为主。水稻全部为单季稻。稻田除在种植单季稻外，其他时间休耕。试 验田在星村村九曲码头附近，位于东经1 1 7 。5 5 、北纬2 7 。3 8 的范围内，海拔高度约为2 0 0 米。 1 2 试验设计 1 2 1 供试肥料 复合肥( n ：p ：k 尿素( n 4 6 4 ) 氯化钾( “) 1 6 ：1 6 ：1 6 ) 俄罗斯 加拿大 6 中化国际化肥贸易公司代理进口 福建石化集团三明化工有限责任公司 中化国际化肥贸易公司代理进口 福建农林大学博士学位论文 1 2 2 施肥方案 试验共设8 个不同施肥水平处理，各处理中n 、p 、k 配比见表1 1 。以每公顷施用尿 素1 0 0 公斤为基准施氮肥量( 吕仲贤，2 0 0 3 ) ，以常规稻田施肥氮磷钾配合比例( n ：p ：k = 1 0 ：0 5 ：0 8 ) 为标准施肥配比。设置不同氮、磷、钾施肥水平( 表1 1 ) 。按表1 1 的施 肥方案计算各种肥料的用量，再根据试验田实际面积求得每块稻田各种肥料的施用量。 在连片1 0 0 多亩的稻田中选取8 块相互邻近、面积都在1 0 0 0 平方米以上的稻田作为试 验田。各处理在田间随机排列，不同田块间用田埂分隔，其分布如图1 1 所示。为防止不 同处理田肥料互窜，在试验田周围开挖水沟( 图1 1 ) ，供排灌水用。田问施肥处理于水稻 6 月2 5 日结合中耕进行，参照武夷山地区当地农户单季稻栽培的施肥习惯，在返青期一次 性追肥全部肥料，施肥后田问保水三天。 表1 1 试验田施肥方案 处理施肥水平( n ：p ：k ) 塑婴翌耋塑墼量! ! 塑! ! 尿素复合肥氯化钾 其他稻田 进水沟 其 其 他他 稻 t 1t 7t 8t 5t 2t 3t 4t 6 稻 田田 排水沟 其他稻田 图1 1 试验田和灌溉系统 福建农林大学博士学位论文 1 2 3 水稻栽培管理 由于稻田在前期休耕杂草较多，子5 月3 0 3 1 日对其进行灌水翻耕，在移栽前2 天 再次进行翻耕平整，但没有施基肥和除草剂。2 0 0 4 年6 月1 3 1 5 日进行移栽。水稻品种为 d 优5 2 7 ，移栽时秧龄约为4 0 天。于6 月2 5 日一次性追施全部肥料，并立即进行人工中 耕除草。水稻在7 月2 1 日达分蘖盛期，于7 月2 2 2 8 日进行排水烤田。整个生长季稻田未 使用任何农药。 1 3 节肢动物群落调查方法 用改装的节肢动物吸虫器采样。节肢动物吸虫器的改装方法参考刘雨芳等( 1 9 9 9 ) 。 取样采用对角线五点取样法，每块稻田每次调查5 个样每样方抽吸2 0 丛水稻( 约为1m 2 ) ， 共取1 0 0 丛。取得的样品用8 0 的酒精浸泡，带回室内清理、分类鉴定及统计分析。在水 稻移栽1 周时进行第一次调查，此后每隔半个月调查一次，至收割前结束，共调查7 次。 同时，为克服吸虫器无法采集钻蛀性害虫的缺点，采用平行跳跃取样法在每块田随机连 根拔取水稻1 0 丛，剥查螟虫并带回室内鉴定。 表1 2田间调查时间与水稻对应生育期 调查时间水稻生育期调查时间水稻生育期 6 月13 15 曰移栽8 月5 日孕穗明 6 月2 1 日返青期8 月2 0 日抽穗扬花期 7 月5 日分蘖初期9 月4 日灌桨乳熟期 7 月2 0 日分蘖末期9 月2 0 日黄熟期 1 4 数理处理与分析方法 1 4 1 群落的结构特征和动态分析指标 本文采用物种个体数量c _ ) ，物种丰富度( 即物种数) ( 5 3 b e r g e r - p a r k e r 的优势度指数 ( d ) ，s h a n n o n w i e n e r 的多样性指数( ) ，p i e l o u 的均匀性指数( e ) ，s i m p s o n 的优势集 中性指数( c ) ，b r a y - c u r t i s 距离系数( 口) ，极点排序法和系统聚类分析法来比较分析不同 处理稻田节肢动物群落( 丁岩钦，1 9 9 4 ：庞雄飞和尤民生，1 9 9 6 ：唐启义和冯明光，2 0 0 2 ) 。 ( 1 ) b e r g e r - p a r k e r 的优势度指数( d ) d = n 。 8 福建农林人学博士学位论文 式中：n 为优势种的个体数：n 为群落全部物种的个体数。 ( 2 ) s h a l - l n o n - w i e n e r 的多样性指数( ) - ：一主p 1 n ( p 。) 式中：s 为物种数p ，为第i 个物种个体数( m ) 占群落全部物种的总个体数( n ) 的比例。 ( 3 ) p i e l o u 的均匀性指数( e )e ：二：生 h 。 i n s 式中：h 。为s h a n n o n w i e n e r 信息指数：h = i n s 为h 的最大值。 ( 4 ) s i m p s o n 的优势集中性指数( c ) c = 窆( u ) 2 式中：s 为物种数；m 为第i 个物种个体数；n 为群落全部物种的总个体数。 ( 5 ) b r a y c u r t i s 距离系数( 口) ：8 ( ， ) ：芝i ，。一“i 兰g 。+ x 。) 式中：j 、t 分别表示群落和群落虹i 为群落的第i 个物种，如为第j 个群落第i 个物 种的个体数。 1 4 2 物种优势度等级及类群划分 参照刘雨芳( 2 0 0 0 ) 的