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为解决高位隧道树莓生产中蜘蛛螨(如 Tetranychus mcdanieli)危害问题,研究人员开展植绥螨(Neoseiulus fallacis、N. californicus、Phytoseiulus persimilis)释放效果及种群模型研究。发现当前释放策略控效不及杀螨剂,人工喷雾未显著提升效果,模型显示温度是关键因素,为生物防治提供参考。
树莓高位隧道生产中的叶螨防控困境与生物防治探索及种群模型构建
在现代农业生产中,高位隧道栽培技术因能实现树莓的反季节供应、提升果实品质和产量,在加拿大等地区日益受到青睐。然而,这一封闭环境也为害虫提供了理想的繁殖场所,蜘蛛螨(如麦克丹尼尔叶螨 Tetranychus mcdanieli)成为突出问题。这类害虫通过取食叶片破坏光合作用,严重时可导致次年产量下降 25%。高位隧道内的高温环境(平均气温比露天高 3°C,最高温高 8°C)更显著加速了叶螨的发育和爆发,而加拿大登记的杀螨剂有限,且叶螨易对化学药剂产生抗药性,使得生物防治成为重要研究方向。
在此背景下,加拿大魁北克的研究人员针对高位隧道树莓种植中的叶螨防控展开研究,相关成果发表在《Biological Control》。研究旨在评估植绥螨(Phytoseiidae)释放的控螨效果,探索有效的生物防治策略,并构建叶螨种群动态模型以揭示关键影响因素。
研究技术方法
研究主要采用了田间实验和种群模型构建两类关键技术。田间实验设置多组处理,包括释放本地捕食螨 Neoseiulus fallacis 与 Phytoseiulus persimilis 组合、引入捕食螨 N. californicus 与 P. persimilis 组合,以及杀螨剂氯芬嗪(clofentezine)对照,同时在部分实验中添加人工喷雾以调节湿度。通过每周采集叶片样本,统计叶螨和捕食螨的数量。此外,基于温度对叶螨发育、繁殖和存活的影响数据,构建了 Visual Basic 程序驱动的种群动态模型,并利用田间数据进行校准和敏感性分析。
研究结果
3.1 田间实验效果
- 实验 1(捕食螨组合与杀螨剂对比):杀螨剂处理能有效抑制叶螨数量增长,而两种捕食螨组合处理的叶螨数量随时间显著增加。尽管释放了四次捕食螨,但捕食螨种群建立缓慢,最终控效不及杀螨剂。分析认为,低温(5 月夜间接近冰点)和低相对湿度(平均 61.7%)不利于捕食螨繁殖,而叶螨对干燥环境耐受性更强。此外,本地杂食性捕食螨 Amblyseius andersoni 的存在可能通过种间竞争抑制引入捕食螨的定殖。
- 实验 2(人工喷雾对 P. persimilis 的影响):人工喷雾增加湿度未能显著提升 P. persimilis 的控螨效果,可能与喷雾导致的湿度波动或直接冲刷作用有关,且叶螨的聚集性分布导致样本间密度差异较大,掩盖了潜在效果。
3.2 种群模型构建与分析
模型以小时冠层温度为驱动变量,模拟叶螨的发育、繁殖和死亡过程。校准后的模型能较好拟合田间数据,揭示温度是叶螨种群动态的关键因素:温度升高可加速发育速率,而捕食螨的活动温度阈值(如 N. fallacis 为 10-32°C)限制了其控螨效果。敏感性分析显示,初始成虫密度、温度依赖的繁殖力和发育速率对叶螨爆发时间和规模影响显著,而捕食螨活动的低温阈值每降低 2°C,叶螨最终密度可下降 47%。
研究结论与意义
本研究表明,在高位隧道树莓生产中,当前的捕食螨释放策略(如低释放率、不适宜的温湿度条件)难以有效控制叶螨,而杀螨剂仍是短期高效手段。人工喷雾调节湿度的效果有限,需进一步优化喷雾系统和时机。种群模型为预测叶螨爆发和评估不同管理措施提供了工具,证实温度是调控的核心参数,未来可通过精准调控隧道内微气候(如早期增湿、优化通风)或提高捕食螨释放密度(参考 1:5-1:10 的捕食者 - 猎物比)增强生物防治效果。此外,本地捕食螨 A. andersoni 的生态作用需进一步研究,以避免其对引入天敌的干扰。该研究为解决高位隧道作物的害虫管理难题提供了理论依据和实践指导,推动了生物防治技术与模型驱动策略的结合应用。