石家庄市菜用大豆田节肢动物群落结构及多样性

冉红凡，曹岩坡，巴义彬，田 玉，马爱红，刘文旭，路子云， 李建成，高慧敏*

(1. 河北省农林科学院经济作物研究所，河北省蔬菜工程技术研究中心，石家庄 050051；2. 河北省农林科学院植物保护研究所， 河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心，农业部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室，河北保定 071000； 3. 河北大学博物馆， 河北保定 071000)

菜用大豆又称毛豆，具有较高的营养价值和药用功效。随着市场需求量的增加，栽培面积逐步扩大，目前中国已成为世界上最大的菜用大豆生产国(徐有等，2012)。北方地区20世纪70年代开始引种并成功种植。近年来，随着农业产业结构的调整，种植面积持续增加，但连年种植造成多种害虫发生严重，对菜用大豆生产造成严重威胁(吴梅香，2006)。目前我国关于菜用大豆田节肢动物，尤其是昆虫的研究数据资料较少，并且已有的资料多为针对某一地区、某一种害虫的研究，基础薄弱且不系统(汪文俊，2007；迟家家，2017)。对田间节肢动物群落结构组成及发生动态规律进行研究，有助于了解节肢动物，尤其是害虫的发生规律，从而制定科学有效的害虫防控措施(尹邵忠等，2011；秦胜楠等，2018)。本研究在河北省石家庄市开展了菜用大豆田节肢动物群落结构及多样性的系统调查，试图阐明该地区菜用大豆田的节肢动物群落发生及演变状况，为掌握主要害虫发生动态，分析害虫发生原因及与天敌间的相互关系，制定有针对性的害虫防控策略提供依据。

1 材料与方法

1.1 调查地点和时间

试验在河北省农林科学院经济作物研究所大河试验园区进行(38°05’ N, 114°18′ E)，菜用大豆2018年5月20日播种，10月20日收获。期间肥水常规管理，7月下旬施药1次。试验地面积为375 m2，北边为棚室蔬菜，种植有番茄、黄瓜、叶菜等；南边为陆地韭菜；西边为小麦地，6月份收割后改种玉米；东边为大葱，大葱地再东边为小麦。试验地前茬为芦笋。周边均为小面积地块或棚室，可以代表典型的设施蔬菜地块。

1.2 调查方法

采用马来氏网对田间节肢动物标本取样。将马来氏网安装于通风且阳光充足的大豆地块，拉紧固定绳索，使其各网面展开抻平；中间的黑色阻隔网下部与地面接触，不要留缝隙，以便收集爬行类节肢动物。收集瓶使用95%以上酒精，持有量保持50%以上。每隔15 d换1次收集瓶，将收集瓶中的昆虫标本逐一编号进行分类鉴定及统计。

1.3 数据分析

所得数据采用Excel 2010进行统计分析。

(1)相对丰盛度(Relative abundance)表示节肢动物群落中各科丰盛度与总丰盛度的比值：Pi=Ni/N，其中Ni为第i个科的丰盛度，N为群落内所有科的丰盛度。

(2)群落多样性指数：采用Shannon-Wiener (1963)多样性指数，公式如下：H′=-ΣPilnPi，其中Pi为第i个科的个体占总个体数的比例。

(3)科级丰富度(Family richness)表示节肢动物群落包含的所有科数，用S表示。

(4)群落均匀度：按照Pielou(1975)公式计算：J=H′/Hmax=H′/lnS，其中Hmax为群落的最大多样性指数，即当有S科时，若科数及其种的数量相等，其多样性指数值最大。

(5)群落优势集中指数：以Simpson(1949)集中性指数(C)表示：C=ΣPi2。

2 结果与分析

2.1 石家庄菜用大豆田节肢动物群落结构与组成

马来氏网共诱集到各类节肢动物3纲11目94科255种6 927头，其中唇足纲45头，占总量的0.65%；弹尾纲31头，占总量的0.45%；昆虫纲6 851头，占总量的98.9%(表1)。

在昆虫纲中，半翅目3 361头，占总量的48.52%；双翅目1 066头，占总量的15.39%；鞘翅目793头，占总量的11.45%；缨翅目746头，占总量的10.77%；鳞翅目664头，占总量的9.59%；膜翅目157头，占总量的2.27%；脉翅目46头，占总量的0.66%；直翅目17头，占总量的0.25%；蜻蜓目1头，占总量的0.01%。昆虫纲数量从大到小顺序为：半翅目>双翅目>鞘翅目>缨翅目>鳞翅目>膜翅目>脉翅目>直翅目>蜻蜓目(表2)。

从科级水平上来看，害虫中，以长蝽科数量最多，1 600头；其次为叶蝉科，856头；蓟马科725头；蚜科501头；瘿蚊科500头；夜蛾科和薪甲科，231头；盲蝽科179头；叶甲科140头；菜蛾科134头；螟蛾科104头。

表1 河北省石家庄市菜用大豆田节肢动物群落组成结构

天敌中，以瓢甲科数量最多，207头，其次为蚜蝇科153头；然后是花蝽科87头，蚜茧蜂科51头。

2.2 石家庄菜用大豆田节肢动物主要类群发生动态分析

菜用大豆田中，节肢动物主要类群的发生数量呈现2个高峰期；第1个高峰在6月中下旬-7月初，第2个高峰在8月底-9月初；10月底以后，各类群个体数减少(图1)。

叶蝉科有3个发生高峰，分别为6月底、8月中旬与10月中旬，其中6月底发生量最大，达171头。蚜蝇科6月中旬达到第1个高峰，9月中旬达到第2个高峰，但9月中旬的数量仅为第1个高峰的一半。薪甲科第1个高峰的时间同蚜蝇科，8月中旬为第2个高峰，第1个高峰数量略多于第2个高峰。瓢甲科仅在8月底有1个高峰，蚜科高峰出现于7月中旬。蓟马科有2个明显高峰，分别出现于6月底与10月中旬，其中后者数量最多。夜蛾科仅有1个高峰，出现于9月中旬。土蜂科的高峰不明显，分别出现于8月中旬和9月中旬。

2.3 石家庄菜用大豆田节肢动物群落丰盛度时间动态

菜用大豆生长期内，6月中旬至7月底是丰盛度最高的时期，为1 766～1 836；此前及此后一段时间，丰盛度比较稳定，保持在400～600之间。10月中旬以后，丰盛度迅速下降(图2)。

2.4 石家庄菜用大豆田节肢动物群落结构多样性时间动态

菜用大豆生长期的大部分时间段内，群落多样性指数均在2～3之间；只有6月底较低，为1.5左右；11月中旬收获期，多样性指数迅速下降(图3)。6月底群落结果多样性的降低可能与周边小麦收割改种玉米有关，也可能是由于天气过热导致。

2.5 石家庄大豆田节肢动物群落结构丰富度时间动态

从群落结构丰富度来看(图4)，菜用大豆生长期，群落结构丰富度维持在较高水平，保持在30～40之间，7月中下旬达到最高值，为53；10月中旬以后迅速下降。

图1 河北省石家庄市菜用大豆田主要类群发生动态Fig.1 Population dynamics of main groups in soybean field of Shijiazhuang,Hebei

图2 河北省石家庄市菜用大豆田群落丰盛度(P)时间动态Fig.2 Dynamics of relative abundance insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

图3 河北省石家庄市菜用大豆田群落多样性指数(H′)Fig.3 Dynamics of community diversity index insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

图4 河北省石家庄市大豆田群落结构丰富度(S)时间动态Fig.4 Dynamics of community richness insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

图5 河北省石家庄市大豆田群落均匀度指数(J)Fig.5 Dynamics of community evenness insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

2.6 石家庄菜用大豆田节肢动物群落均匀度时间动态

菜用大豆田昆虫群落均匀度指数除6月底、10月中旬略低以外，其余时间段均在0.6以上，10月中旬以后略有上升(图5)。6月底群落多样性下降，但均匀度也显著降低；说明各种群数量均出现的下降，可能与6月底的天气相关。10月中旬以后的均匀度，上升显著，且一直呈上升趋势。这与后期天气变化和收割导致群落的多样性降低有关。

2.7 石家庄菜用大豆田节肢动物群落优势集中指数时间动态

菜用大豆田群落优势集中指数6月底、11月底最高，分别为0.441和0.537。其他时间段，群落优势集中指数多集中在0.1～0.3之间(图6)。

图6 河北省石家庄市大豆田群落优势集中指数(C)Fig.6 Dynamics of community dominance concentration index insoybean field of Shijiazhuang,Hebei

3 结论与讨论

在菜用大豆的整个生长期内，本研究利用马来氏网调查了菜用大豆田节肢动物类群，共获得节肢动物标本6 927头，分属3纲、11目、95科、255种。昆虫纲中，个体数前5位的目为半翅目、双翅目、鞘翅目、缨翅目、鳞翅目；科级数前5位的目为：鞘翅目、鳞翅目、双翅目、膜翅目、半翅目。危害菜用大豆的主要害虫包括叶蝉科、蓟马科、蚜科、夜蛾科、盲蝽科、菜蛾科、螟蛾科等。主要天敌类群包括瓢虫、蚜蝇、花蝽、蚜茧蜂以及土蜂等。总得来看，大豆田害虫以具有刺吸式口器的半翅目害虫为主，鳞翅目害虫为辅；天敌中以捕食半翅目的瓢虫、蚜蝇、花蝽等为主，以寄生性的蚜茧蜂、土蜂等为辅。

吴梅香(2006)对福建省连江县菜用大豆田采用5点取样法进行了节肢动物群落调查，共调查出节肢动物59科116种。汪文俊等(2007)采取平行跳跃法对安徽省和县菜用大豆田节肢动物群落进行调查，发现节肢动物47科59种。与上述研究相比，本研究所获得的节肢动物群落更加丰富、全面。

有研究表明，菜用大豆的主要害虫与粒用大豆基本一致(吴梅香，2006)。不同地点，大豆田节肢动物种类、数量及主要害虫、天敌都不尽相同，如在山东泰安大豆田，共调查节肢动物2纲10目27科39种；主要害虫有大豆蚜、小绿叶蝉、豆荚螟、烟粉虱等，主要天敌昆虫为微小花蝽、中华通草蛉、异色瓢虫、龟纹瓢虫等(迟家家，2017)。而在长春市大豆田，节肢动物包括220余种，害虫以烟蓟马、大豆蚜、烟粉虱、大青叶蝉、双斑萤叶甲为主，天敌以草间花蛛、异色瓢虫、小花蝽优势度最高(高月波，2006)。另外在哈尔滨以及山东菏泽大豆田，主要优势害虫及天敌种类也存在差异(杨勤民等，2004；侯中一，2007)。而在本研究中，节肢动物种类和个体数量均远远多于上述籽用大豆田的研究。这可能是由于采集方法不同造成的差异，也可能是由于周围地块的多样化造成的节肢动物多样性增加。

本研究中大豆田主要害虫为叶蝉、蚜虫、蓟马及部分半翅目刺吸式口器害虫，主要天敌为瓢虫、食蚜蝇。与其他地区发生主要类群略有差异，这可能是由于地区差异造成的。石家庄大豆田主要害虫的发生高峰在6月底7月初和8月底9月初，这两个时期应加强对害虫的防控；天敌昆虫发生较多的时期则应尽量少用化学农药。6月到10月底为大豆生长期，节肢动物群落多样性指数、丰富度和均匀度指数维持在较高水平，而优势集中指数较低。收获后的11月，田间为休耕期，多样性指数较低，而优势集中指数较高。节肢动物群落发生与周围环境、耕作制度、用药情况、气候条件等有密切关系。总之，石家庄地区菜用大豆田节肢动物多样性指数较高，种群结构较为稳定。本研究为了解石家庄菜用大豆田节肢动物群落结构特点及制定有效的害虫防治策略提供理论依据。