《Heliyon》:Impact of agricultural practices on the population dynamics of African weaver ant Oecophylla longinoda Latreille in cashew agroecosystems in Tanzania
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树栖蚂蚁在维持农业生态系统稳定性中发挥关键作用,有助于害虫调控并作为环境健康指标。理解农业实践对非洲织叶蚁(AWA)种群的影响对于优化其有益效应至关重要。然而,这些实践与腰果果园中AWA丰度之间的相关性仍知之甚少。本研究旨在探讨杂草管理和修剪实践对腰果果园中A
树栖蚂蚁在维持农业生态系统稳定性中发挥关键作用,有助于害虫调控并作为环境健康指标。理解农业实践对非洲织叶蚁(AWA)种群的影响对于优化其有益效应至关重要。然而,这些实践与腰果果园中AWA丰度之间的相关性仍知之甚少。本研究旨在探讨杂草管理和修剪实践对腰果果园中AWA种群的影响。实验在坦桑尼亚两个地点(Chambezi和Mwanambaya)的腰果田中进行,为期两年,采用随机完全区组设计。设置三种处理:未除草地块作为对照(T1)、除草地块(T2)、修剪地块(T3)。基于每棵树AWA蚁道百分比和巢穴数量,在腰果旺季和淡季监测AWA丰度。结果表明,AWA丰度在腰果淡季普遍最低。然而,在旺季,未除草和除草地块中AWA丰度显著变化,但修剪地块除外。例如,在Chambezi,未除草地块的AWA蚁道最高(62.5%),其次是除草地块(55.2%),而修剪树木最低(33.5%)。同样,在Chambezi,未除草地块每棵树平均叶巢数最高(17.2),其次是除草地块(15.3),而修剪地块最低(7.3)。两个评估参数中观察到的AWA丰度差异突显了农艺实践的显著影响。这些发现表明,采用非传统除草技术可能增强腰果农业生态系统中的生物多样性。此类策略对于支持有益昆虫种群和促进农业可持续性至关重要。
**研究背景与问题**
腰果(
Anacardium occidentale L.)是坦桑尼亚重要的经济作物,为超过667,437户小农户提供生计,并贡献该国10%–15%的外汇收入。然而,腰果种植面临虫害(如
Pseudotheraptus wayi、
Helopeltis spp.)的严重威胁。非洲织叶蚁(AWA,
Oecophylla longinoda Latreille)作为高效的生物防治剂,通过捕食和领地行为控制害虫,并在腰果中使产量平均提升55.8%。但不同农业实践(如杂草管理和修剪)如何影响AWA种群动态尚不清楚。现有研究多聚焦于AWA的益处,而缺乏对其与农艺措施关联的定量评估。因此,研究人员在坦桑尼亚沿海地区开展田间试验,旨在明确杂草管理和修剪对AWA丰度的影响,为可持续害虫管理提供依据。论文发表在《Heliyon》。
**主要技术方法**
研究采用随机完全区组设计(RCBD),在坦桑尼亚海岸区Bagamoyo(Chambezi村,海拔53.43 m)和Mkuranga(Mwanambaya村,海拔90.53 m)各选两个腰果田。每个田块分为三个区组,每区组5棵树,共45棵树/田。设置三种处理:未除草未修剪对照(T1)、除草未修剪(T2)、除草并修剪(T3)。每年在开花坐果前进行除草和修剪。AWA丰度通过两种方法量化:①目视记录主枝上蚁道百分比(≥10只蚂蚁记1个蚁道,1–10只记0.5个);②使用双筒望远镜计数每棵树的叶巢数。监测持续两年(2022–2023年),在腰果淡季(1–6月)和旺季(7–12月)各连续三个月每月记录。数据经Log(n+1)转换后,使用SAS 9.3进行广义线性模型(GLM)和方差分析(ANOVA),最小显著差异法(LSD)比较处理均值。
**研究结果**
**3.1 主枝上AWA蚁道丰度**
旺季期间,未除草地块(T1)的蚁道水平最高(Chambezi:62.5%;Mwanambaya:65.1%),除草地块(T2)次之(55.2%;58.5%),修剪地块(T3)最低(33.5%;36.9%),处理间差异显著(Chambezi:F
(2,134)=21.33,P<0.0001;Mwanambaya:F
(2,134)=17.06,P<0.0001)。淡季各处理间无显著差异(P>0.05)。处理×月份×采样日的交互作用不显著(P>0.05)。
**3.2 每棵树AWA叶巢数**
旺季期间,未除草地块的叶巢数最高(Chambezi:17.2;Mwanambaya:19.1),除草地块次之(15.3;15.3),修剪地块最低(7.3;9.0),处理间差异显著(Chambezi:F
(2,134)=19.5,P<0.0001;Mwanambaya:F
(2,134)=25.33,P<0.0001)。淡季各处理间无显著差异(P>0.05)。交互作用不显著(P>0.05)。
**讨论与结论**
讨论部分指出,AWA丰度在旺季升高与腰果生殖活动提供的丰富食物资源(花蜜、蜜露)及新鲜叶片(用于巢穴构建)密切相关,这与Olotu (2016)和Assenga (2020)的研究一致。未除草和除草地块因保留或促进替代寄主植物,为AWA提供更多猎物(如刺吸式昆虫),从而支持高种群密度;而修剪减少了树冠覆盖和可用枝条,降低巢穴适宜性和觅食活动,导致AWA丰度下降,这与Peng (2005)和Durot (2023)的发现吻合。研究局限包括仅涉及两个区域、两年周期可能未捕捉长期变化,以及巢穴和蚁道计数反映的是活动模式而非直接测量群体大小。结论部分翻译如下:
研究表明,季节性变化、杂草管理实践和修剪方法显著影响腰果农业生态系统中AWA的种群动态。值得注意的是,经过修剪的腰果果园中AWA丰度降低,表现为叶巢和蚁道数量减少。相反,在腰果旺季,食物资源的丰富度支持稳定的AWA定殖,并提供适合巢穴构建的新鲜枝条和叶片。未来研究应侧重于开发生态模型,以预测不同农业实践如何影响这些有益蚂蚁和刺吸式害虫的种群动态。此类知识将使农民能够就杂草管理和修剪策略做出更明智的决策,最终提高腰果栽培的效率和生产力。