乔折艳，杨晓平，董秀娟，杨雪琳，刘小侠*，胡红菊,3*

（1.湖北省农业科学院果树茶叶研究所，武汉 430064；2.中国农业大学植物保护学院，北京 100193；3.湖北洪山实验室，武汉 430070）

梨瘿蚊Dasineura pyri(Bouche)，又名梨卷叶瘿蚊，属双翅目Diptera，瘿蚊科Cecidomyiida，俗称梨芽蛆、梨叶蛆、梨红沙虫[1]。梨瘿蚊的寄主仅有梨[2]，其主要以幼虫刺吸梨树嫩梢上新生的嫩叶汁液进行为害，幼叶被害后逐渐卷曲、皱缩成卷筒状，背面则凸起许多小疙瘩，伴随失绿、黄色斑点的出现，为害严重的叶片逐渐枯死脱落，间接影响了梨树光合作用，从而对梨树的发育造成影响[3,4]。梨瘿蚊最早在欧洲被发现，之后传到了北美和新西兰[5]。该虫最早在我国发现于安徽省[6]，自20世纪80年代以来，由于农业产业结构调整，梨树栽培面积逐渐扩大，该虫的发生范围也逐渐扩大，我国多个省份均有对该虫的报导[7-11]。

梨瘿蚊是我国南方地区梨树上的一种重要害虫，其成虫产卵量较大，幼虫在田间呈聚集分布，主要依靠潜藏在幼嫩卷叶内刺吸汁液为害，杀虫剂难以触及虫体导致防治难度较大[12]。龟纹瓢虫是广食性的捕食天敌，本文旨在通过拟合HollingⅡ型捕食功能反应，明确不同虫态的龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的捕食效能，从而为利用龟纹瓢虫控制梨瘿蚊提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试梨瘿蚊4龄老熟幼虫采自“国家果树种质武昌砂梨圃”（湖北省武汉市江夏区金水闸，地处30°29′ N，114°15′ E；海拔约36 m）；龟纹瓢虫采购自北京阔野田园生物技术有限公司（购买虫态为卵卡）；所用培养皿规格为90 mm×20 mm（直径×高度）。

1.2 试验方法

将采购到的龟纹瓢虫卵卡置于实验室内光照培养箱（EYELAFLI-2000H），在温度（25±1）℃，光周期16L:8D，相对湿度（60±5）%的条件下进行培养，待其孵化后用人工饲养的豌豆蚜Acyrthosiphon pisum饲喂进行扩繁，待建立一定种群后，选择龄期一致的1～4龄龟纹瓢虫幼虫以及24 h内羽化的成虫作为供试虫源进行试验；供试梨二叉蚜Schizaphis piricola采集自梨树上带有其若虫的卷叶置于泡沫箱内，同时采集适量新鲜叶片放入，然后用保鲜膜密封箱口，并用昆虫针扎若干小孔以保证透气性，定时更换新鲜叶片并收集合适大小的若虫用于试验；所用豌豆蚜于大棚温室内盆栽种植的豌豆苗进行饲养扩繁，作为饲料供龟纹瓢虫食用。

1.2.1 龟纹瓢虫对梨瘿蚊的捕食功能反应 将挑选出的1～4龄龟纹瓢虫幼虫及成虫分别以1头/皿的密度单独置于培养皿中，1～4龄龟纹瓢虫幼虫饥饿处理12 h，龟纹瓢虫成虫饥饿处理24 h，而后将采集到的梨瘿蚊4龄老熟幼虫根据试验设计用软细毛笔分别放入上述培养皿内，然后用保鲜膜密封，并在其表面用小号昆虫针扎若干小孔以保证皿内的透气性。

龟纹瓢虫1～4龄幼虫及成虫供试梨瘿蚊密度梯度：1龄和2龄为10、20、30、40、50、60头/皿；3龄和4龄为30、60、90、120、150、180头/皿；成虫为40、80、120、160、200、240头/皿。24 h后统计每个培养皿中剩下完整虫体的梨瘿蚊幼虫数量，计算各龄期龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的捕食量。每试验处理共设置5个重复。

1.2.2 龟纹瓢虫自身密度的干扰反应 选取羽化24 h内的龟纹瓢虫成虫，用豌豆蚜充分饲喂后饥饿24 h，分别设置1、2、3、4、5头/皿5个处理，再将 150头梨瘿蚊4龄幼虫投入各个培养皿。每个处理重复5次。24 h后统计每个培养皿中剩余完整梨瘿蚊幼虫的数量，拟合干扰反应模型[13,14]。

1.2.3 龟纹瓢虫对猎物的捕食偏好 将60头猎物和1头经过饥饿处理24 h的龟纹瓢虫成虫置于培养皿中，猎物设置3个密度处理，每处理梨瘿蚊数∶梨二叉蚜数分别为40∶20、30∶30、20∶40。每个处理设置3个重复。24 h后观察并统计梨瘿蚊幼虫和梨二叉蚜在每个培养皿中的剩余量，计算梨瘿蚊幼虫和梨二叉蚜的被捕食量。根据公式计算食物选择性指数D，D＝Np1N2/(Np2N1)[15]，式中Np1和Np2分别代表梨瘿蚊幼虫和梨二叉蚜的被捕食量，N1和N2分别为梨瘿蚊幼虫和梨二叉蚜的初始密度。

1.3 数据统计与分析

1.3.1 Holling 型圆盘方程 各龄期龟纹瓢虫对不同密度梨瘿蚊的捕食量关系采用Holling型圆盘方程Na＝aTtN/(1＋aThN)进行模拟[16]，分析猎物密度（N）、相应密度下捕食者捕食猎物的数量（Na）、瞬时攻击率（a）、试验持续时间（Tt）以及捕食者每捕食1头猎物所消耗的时间Th[17]，用a/Th来评价龟纹瓢虫对梨瘿蚊的控制作用[18]。采用倒数法处理模型方程：1/Na＝1/aTtN＋Th/Tt，未知参数值用最小二乘法求出[19]。

1.3.2 自身密度干扰反应模型 Watt模型：A＝aP-b，其中，A为竞争条件下的平均捕食量，a为常数，P为天敌昆虫密度，b为竞争参数。将反应模型线性化处理：lgA＝lga―blgP，求出参数a、b[20,21]。

1.3.3 龟纹瓢虫各虫态对梨瘿蚊寻找效应模型 采用寻找效应模型：S＝a/(1＋aThN)，分析寻找效应（S）、瞬时攻击率（a）、取食时间（Th）以及猎物密度（N）之间的关系[22]。

1.3.4 Cain指数模型 D＝Np1N2/(Np2N1)，式中D为食物选择性指数，Np1、Np2分别代表2种猎物（猎物1、猎物2）的被捕食量，N1、N2为两种供试猎物的初始密度[23]。

1.3.5 数据统计与分析 用Excel 2016、Spss 23.0、Prism 8.0等软件对试验数据进行处理、分析和作图。

2 结果与分析

2.1 龟纹瓢虫各虫态在不同猎物密度下的捕食量

在不同猎物密度设置下，不同龄期龟纹瓢虫对猎物的捕食量随猎物密度的增加而升高（图 1）。对不同龄期的龟纹瓢虫幼虫来讲，龄期越大的相应捕食量也越大，龟纹瓢虫成虫的捕食量最大，其日捕食量最大值可达42.4头，其次分别是4龄、3龄和2龄幼虫，日捕食量分别是31.2、20.2和11.2头，1龄幼虫捕食量最小，其日捕食量最大值为3.6头（表1）。

图1 不同虫态龟纹瓢虫对梨瘿蚊4龄幼虫的捕食功能反应曲线Fig.1 Predation functional response curves of P.japonica at different stages to the 4th instar nymphs of D.pyri

表1 不同虫态龟纹瓢虫在不同猎物密度下的日捕食量及方差分析Table 1 Analysis of variance and number of predation amount consumed by P.japonica at different stages under different prey densities

经圆盘方程模型拟合得到不同虫态的龟纹瓢虫对梨瘿蚊4龄幼虫的捕食功能方程。不同龄期的龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的控害能力和日最大捕食量均随龄期的增加而增大，处理时间随龟纹瓢虫龄期的增大而逐渐减少。1～4龄幼虫及成虫24 h内的控害能力分别为1.84、7.28、10.88、23.85和39.63头，日最大捕食量分别为9.58、17.42、44.96、51.71和100.56头，瞬时攻击率分别为0.196、0.418、0.242、0.461和0.394，处理一头猎物所用的时间分别为0.114、0.057、0.022、0.019和0.010 h。龟纹瓢虫成虫对梨瘿蚊4龄幼虫的瞬时攻击率、处理时间、控害能力和日最大捕食量分别为0.394、0.010、39.63和100.56，其中瞬时攻击率、控害效能和日最大捕食量3个功能反应参数均大于1～4龄幼虫，且处理时间最小，这代表成虫态龟纹瓢虫进食梨瘿蚊所用的时间最少，说明龟纹瓢虫成虫能够对梨瘿蚊幼虫发挥较好的控害作用（表2）。

表2 不同虫态龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的捕食功能反应方程Table 2 Predation functional response model of P.japonica at different stages to the nymphs of D.pyri

2.2 龟纹瓢虫各虫态对梨瘿蚊的搜寻效应

不同虫态龟纹瓢虫对梨瘿蚊4龄幼虫的搜寻效应均随梨瘿蚊幼虫密度的增加而呈下降趋势，这表明随着猎物密度的增加，龟纹瓢虫搜寻猎物所花费的时间在逐渐减少（图2）。

图2 不同虫态龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的搜寻效应Fig.2 Searching efficiency of P.japonica at different stages to the nymphs of D.pyri

2.3 自身密度干扰对捕食量的影响

在相同梨瘿蚊4龄幼虫密度下，龟纹瓢虫成虫自身密度对捕食量具有一定的影响，随天敌数量的增加，总捕食量呈现增加趋势，但其增加速率在逐渐减缓，用Watt模型进行拟合，得到方程A＝44.5P-0.075，表明捕食量A与天敌数量呈负相关关系。该拟合公式的相关系数R＝0.882，说明该数学模型能较好地描述龟纹瓢虫成虫自身密度对捕食功能反应的影响。随着龟纹瓢虫自身密度的增加，对梨瘿蚊幼虫总的捕食量在增加，但单头龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的平均捕食数量在逐渐下降，表明龟纹瓢虫自身密度对捕食梨瘿蚊幼虫有一定干扰作用（表3）。

表3 不同龟纹瓢虫成虫密度下其对自身的干扰反应参数Table 3 Intraspecific interference parameters of P.japonica adult at different densities of P.japonica

2.4 龟纹瓢虫成虫对梨瘿蚊幼虫和梨二叉蚜若虫的捕食偏好

当猎物密度分别为40头梨瘿蚊4龄幼虫和20头梨二叉蚜无翅若虫、30头梨瘿蚊4龄幼虫和30头梨二叉蚜无翅若虫、20头梨瘿蚊4龄幼虫和40头梨二叉蚜无翅若虫时，后2种猎物密度设置中龟纹瓢虫成虫对梨二叉蚜的捕食量均大于梨瘿蚊4龄幼虫，且随着梨二叉蚜比例的增加，Cain指数也随之增加，分别为0.54、0.68、1.06，表明龟纹瓢虫成虫对梨二叉蚜有一定捕食性偏好（表4）。

表4 龟纹瓢虫成虫对梨瘿蚊4龄幼虫和梨二叉蚜若虫的捕食偏好性Table 4 Predation preferences of P.japonica adults to the 4th instar nymphs of D.pyri and S.piricola nymph

3 讨论

捕食功能反应研究是用来量化捕食性天敌对害虫控制作用的一种重要方法，利用天敌昆虫防控害虫的相关研究非常多[24]，通过捕食功能反应可以确定捕食者对猎物种群的调控作用，并预测利用捕食者进行生物防治的有效性[25]。随着人们对绿色防控概念认识的加深，挖掘利用天敌昆虫来对害虫进行防控逐渐在生产实践中得到越来越多的应用。本试验通过龟纹瓢虫对梨瘿蚊捕食功能反应的研究，旨在为果园合理应用天敌龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的防控技术提供理论依据。

本研究结果表明，龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫具有一定的捕食作用，且其对梨二叉蚜具有一定捕食偏好性。据Holling II型功能反应拟合结果而言，龟纹瓢虫3龄、4龄幼虫和成虫较1龄、2龄幼虫的拟合程度更高，前者拟合功能反应的R2均在70%以上，3龄幼虫为73.4%，4龄幼虫和成虫分别为86.0%和80.6%，而1龄和2龄幼虫R2分别为55.7%、59.0%，其结果的差异可能是由多种因素造成的，如捕食者和猎物的体形大小、捕食者和猎物的适宜性、环境条件和地理条件等[26-29]。该试验为室内条件下进行，捕食者与猎物均处在一个密闭且狭小的空间，它们的生长发育条件以及两者之间的捕食关系均较自然界有很大差别[30]。室内饲养观察发现，连续用豌豆蚜较用梨瘿蚊幼虫饲喂的龟纹瓢虫生长发育要好，如发育较快、体形较大等，这可能与龟纹瓢虫有一定程度的食物专化性原因有关，已有研究表明不同的蚜虫对龟纹瓢虫的生长发育有显著影响[31,32]，这也许是在龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫的捕食功能反应拟合Holling II型模型时，其3龄、4龄幼虫和成虫较1龄、2龄幼虫拟合程度更高的原因所在。2021年田间调查结果显示，梨瘿蚊幼虫发生高峰在5月上旬左右，梨二叉蚜发生高峰则在3月下旬至4月中下旬之间，两者的发生高峰期有一定错开，导致龟纹瓢虫食物源减少，因而转食梨瘿蚊幼虫，这可能是导致梨瘿蚊幼虫与梨二叉蚜若虫两种害虫共存时，龟纹瓢虫偏食梨二叉蚜的原因所在。我们的研究结果显示，龟纹瓢虫对梨瘿蚊幼虫与梨二叉蚜均具一定的捕食作用，因此在梨瘿蚊与梨二叉蚜发生高峰期间，通过合理增加天敌龟纹瓢虫的数量，能够对果园害虫的增殖起到一定的抑制作用。