有机覆盖物提升马铃薯田地表捕食性天敌数量

《Biological Control》：Organic mulching boosts ground-dwelling predators in potato fields

　　

地表广谱捕食性天敌，如步甲科（Coleoptera: Carabidae）和蜘蛛（Araneae），在自然害虫控制中发挥核心作用，但受到集约化农业的威胁。有机覆盖——一种增加作物内栖息地多样性的措施——因其在支持有益节肢动物及提供农艺效益方面的潜力而被提出。为评估其有效性，在德国马铃薯田进行了三项大规模、重复的大田试验，比较了黑麦草/紫花苜蓿（triticale/vetch）、大麦秸秆（barley straw）和青贮草（grass silage）覆盖物与未覆盖对照的效果。研究人员在生长季利用陷阱捕虫器（pitfall traps）采集节肢动物以评估覆盖效应，并在其后测试潜在的遗留效应（carry-over effects）。此外，通过设置清除覆盖物的陷阱来评估捕获效率的潜在偏差。利用广义线性混合模型（generalized linear mixed models）、多样性指数、排序分析（ordination）和指示物种分析（indicator species analysis）分析了物种特异性响应和群落组成。在所有试验中，共收集到11,504头成体步甲（40个分类单元）和2,399只蜘蛛（38个分类单元）。覆盖处理——特别是黑麦草/紫花苜蓿——增加了多种步甲（Bembidion lampros, Bembidion quadrimaculatum, Poecilus cupreus）和林尼菲科蜘蛛（linyphiid spiders, Erigone atra, Erigone dentipalpis）的丰度。覆盖还改变了整体群落结构，但对多样性指数的影响不一致。这些益处主要局限于马铃薯生长季，无证据表明其对次年有遗留效应。结果强调了有机覆盖作为增强马铃薯农业生态系统生物防治（biological control）的有力工具。

该论文题为《有机覆盖物提升马铃薯田地表捕食性天敌数量》，发表于《Biological Control》期刊。研究针对集约化农业中地表广谱捕食性天敌（如步甲科和蜘蛛）受威胁的现状，探讨了有机覆盖作为一种增加栖息地多样性的农艺措施，对马铃薯田节肢动物群落的影响及其潜在机制。

研究人员在德国哥廷根附近的三个商业化有机马铃薯田开展了三项大田试验（2021年两项，2022年一项）。试验采用随机完全区组设计，设置未覆盖对照、黑麦草/紫花苜蓿覆盖、大麦秸秆覆盖和青贮草覆盖处理。每个样地面积约500 m2。通过在马铃薯垄上布置陷阱捕虫器（pitfall traps）采集地表节肢动物，采样期覆盖生长季高峰及收获前后。同时，设置了移除周围覆盖物的陷阱以校正捕获效率偏差。数据分析采用了广义线性混合模型分析丰度差异，利用非度量多维标度（NMDS）和置换多元方差分析（PERMANOVA）评估群落结构变化，并通过指示物种分析确定特定物种与处理的关联。

研究结果显示，在物种响应方面，黑麦草/紫花苜蓿覆盖显著增加了关键步甲物种（Poecilus cupreus, Bembidion lampros, Bembidion quadrimaculatum）和林尼菲科蜘蛛（Erigone atra, Erigone dentipalpis）的丰度，其效应在2021年的试验中尤为明显，而大麦秸秆和青贮草的效果相对较弱或不稳定。在群落结构方面，覆盖处理显著改变了步甲和蜘蛛的群落组成，但香农多样性指数（Shannon diversity）和物种丰富度的响应在不同年份和试验中表现不一。关于遗留效应，次年七月对后续作物的采样表明，前一年度的覆盖处理对步甲群落丰度和组成无显著影响。此外，通过比较有覆盖和无覆盖环境的陷阱捕获量，证实覆盖物本身并未系统性地造成捕获偏差。

讨论部分指出，有机覆盖主要通过三种机制驱动上述效应：一是增加生境复杂度，为林尼菲科蜘蛛提供结网支撑；二是改善微气候，缓冲土壤温湿度极端变化，利于喜湿的春季繁殖步甲；三是通过促进凋落物食物网，增加弹尾目（Collembola）等替代猎物，维持捕食者种群。研究强调，尽管覆盖能有效提升生长季内的天敌数量并可能通过上行效应抑制害虫（如科罗拉多马铃薯甲虫和蚜虫），但这种栖息地改良效果是暂时性的，受马铃薯收获时的土壤扰动及天敌越冬迁移行为限制。因此，在马铃薯栽培中，有机覆盖应被视为一种需要每年实施的主动管理措施，而非一劳永逸的长期生境改善手段。