《The Journal of Basic and Applied Zoology》:Crop phenology shapes foraging behaviour of the lesser bandicoot rat Bandicota bengalensis in irrigated rice
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**背景**:板齿鼠(*Bandicota bengalensis*)是南亚灌溉稻田生态系统中的主要啮齿动物害虫,造成显著产量损失。然而,对其在作物不同发育阶段觅食行为的连续田间量化研究仍然缺乏。本研究使用太阳能供电的红外相机系统,在自然田间条件下考察了活动模
**背景**:板齿鼠(*Bandicota bengalensis*)是南亚灌溉稻田生态系统中的主要啮齿动物害虫,造成显著产量损失。然而,对其在作物不同发育阶段觅食行为的连续田间量化研究仍然缺乏。本研究使用太阳能供电的红外相机系统,在自然田间条件下考察了活动模式与水稻物候的关系。
**结果**:对分布在三块稻田中的6个活跃洞穴在卡里夫(Kharif)季(6–11月季风种植期)进行相机监测,共获得1512相机小时观测(每洞穴252小时)。傍晚和清晨时段合计占记录活动事件的78.2%。活动周期(完整的洞穴出口至回归序列)从营养期(移栽后30天,DAT)的10.71±1.32次/12小时显著下降至收获前(110 DAT)的3.99±0.85次(F(2,10)=28.47,p<0.001),而每周期觅食持续时间则从1.38±0.42分钟增加四倍至5.52±2.61分钟(F(2,10)=12.31,p=0.002)。探索时间也随生育期显著增加(F(2,10)=8.47,p=0.005)。距监测洞穴的平均最大记录位移为9.70±1.21米。辅助洞穴挖掘表明繁殖可能与作物成熟同步。
**结论**:*B. bengalensis*表现出明显的物候依赖性觅食行为变化,其特征是随着作物资源成熟,活动频率降低、觅食持续时间增加。这些行为模式确定了可供检验的物候知情管理时间窗口,但确认处理效果和适当的处理半径需要多田块、多季节的试验。
**研究背景、问题与研究意义**
板齿鼠(*Bandicota bengalensis*)是南亚灌溉稻田生态系统中危害最严重的啮齿动物之一,在印度安得拉邦每年因鼠害造成5%–15%的作物损失,相当于每公顷5000–18000卢比的经济损失。该物种繁殖力强,每年产3–4胎,每胎4–10只幼崽,繁殖活动通常在稻谷籽粒营养品质最高的繁殖期达到高峰。其构建复杂的多腔洞穴系统以躲避天敌和人为干预,具有夜行性、独居性和对新异物体及毒饵的强烈回避行为(新恐怖症),导致管理十分困难。作物危害随生长阶段变化,营养期分散,成熟期则日益集中于洞穴入口附近;45°斜切分蘖是鼠类取食的典型诊断特征。然而,现有关于*B. bengalensis*行为的知识大多来自实验室或半控制条件,可能无法真实反映田间状况。太阳能供电的红外相机系统可在自然环境下进行连续、非侵入式监测,为直接联系行为生态学与作物物候提供了有力工具。基于最优觅食理论(optimal foraging theory),研究人员假设*B. bengalensis*会随作物资源梯度发生觅食策略转变:早期资源分散且质量低时,表现为频繁、短暂觅食;后期高能量籽粒可用时,转变为较少但持续时间更长的觅食行为,活动逐渐围绕洞穴局部集中,繁殖也可能与籽粒高峰同步。为检验这些预测,研究人员于2023年卡里夫(Kharif)季(6–11月西南季风稻作季)在自然田间条件下部署太阳能相机系统,量化营养期、繁殖期和收获前三个生育阶段的活动周期、探索与觅食时间、最大位移及危害模式,从而提供物候相关觅食动态的田间证据,并识别可供检验的物候知情管理窗口。
**研究开展内容与结论**
研究人员在印度安得拉邦ANGRAU马鲁特鲁区域农业研究站(Regional Agricultural Research Station, RARS)选取三块稻田(总监测面积约2.5公顷)的6个活跃洞穴,每个洞穴安装一台太阳能供电的4G红外子弹相机,在整个作物生长期连续监测,共获得1512相机小时影像(每洞穴252小时)。结果表明,*B. bengalensis*的活动呈明显双峰分布,傍晚(17:00–22:00)和清晨(03:00–05:00)合计占78.2%;活动周期数从营养期的10.71次/12小时降至收获前的3.99次/12小时,总体下降63%,而每周期觅食时间从1.38分钟增至5.52分钟,探索时间也从0.50分钟增至2.24分钟;平均最大记录位移为9.70米。辅助洞穴挖掘发现收获前洞穴内含哺乳期雌鼠及幼崽,提示繁殖与作物成熟可能相关。这些结果支持水稻物候驱动觅食行为变化的假说,表明物候信息可用于设计针对性的鼠害管理策略,但实际处理效果和处理半径仍需多田块、多季节试验验证。
**关键技术方法**
研究地点为印度安得拉邦马鲁特鲁RARS,2023年Kharif季(6–11月)。选取三块稻田田埂上的6个活跃*B. bengalensis*洞穴(每块2个),每洞穴安装一台太阳能4G红外子弹相机(1080p,IP66),自16:00至06:00连续记录,提取17:00–05:00核心活动窗口进行分析。视频由研究人员和受训助理逐帧判读,记录每次洞穴出口至回归的完整活动周期,包括出口时间、探索时间(洞口0–1米内搜寻嗅探)、觅食时间(外出取食)和进入时间,并计算周期总时长。GPS记录活动与危害位置,1平方米样方统计分蘖危害率;另对每生育期3–4个非监测洞穴进行辅助挖掘以评估繁殖状态。统计分析采用重复测量方差分析(repeated-measures ANOVA)及Bonferroni校正,显著性水平p<0.05。
**研究结果**
**昼夜活动模式**:*B. bengalensis*的活动事件呈双峰分布,傍晚时段(17:00–22:00)占42.1%,清晨时段(03:00–05:00)占36.1%,合计78.2%;午夜时段(22:00–03:00)仅占21.8%。由于观测时段长度不相等,百分比描述事件在各时钟区间的分布而非标准化活动率。研究期间虽偶尔记录到洞穴附近的蛇类活动,但未量化捕食者丰度和捕食风险,因此不能确立捕食回避为该模式的因果解释。
**不同生育期的活动周期**:重复测量ANOVA表明,每12小时平均活动周期数随生育期显著下降(F(2,10)=28.47,p<0.001,偏η2=0.85)。从营养期10.71±1.32次,降至繁殖期6.71±1.07次,再降至收获前3.99±0.85次,总体减少63%;所有成对比较均显著。周期频率降低的同时,单个周期持续时间相应增加,反映觅食策略由频繁短暂外出转变为较少但持续时间更长的外出。
**探索与觅食时间**:探索时间从营养期0.50±0.21分钟增加至繁殖期1.49±0.35分钟和收获前2.24±0.44分钟(F(2,10)=8.47,p=0.005)。每周期觅食时间从营养期1.38±0.42分钟增至繁殖期4.68±1.58分钟和收获前5.52±2.61分钟(F(2,10)=12.31,p=0.002)。事后检验显示营养期至繁殖期和营养期至收获前差异显著,而繁殖期与收获前差异不显著,说明延长觅食的模式在籽粒发育期间已经建立,并持续至生理成熟期。
**觅食位移与危害模式**:六个监测洞穴的平均最大记录位移为9.70±1.21米(范围8.10–11.80米),该值为从各洞穴到最远活动/危害点的线性距离,不是家域面积估计。危害斑块内平均40.20%±5.31%的分蘖具有典型鼠害特征(45°斜切、齿痕和新鲜外观)。活动位置与危害斑块的空间重合度为87.5%±4.2%,该一致性属描述性对应而非独立验证。危害格局随作物成熟从营养期的分散斑块转变为收获前每洞穴2.50±0.65个集中斑块。
**洞穴占用与繁殖物候**:辅助挖掘的洞穴中,营养期和繁殖期的全部7个洞穴均为独居个体且无幼崽;收获前挖掘的4个洞穴则全部含有哺乳期雌鼠及4–8只幼崽。这提示繁殖活动可能与作物成熟存在关联,但相机监测个体未被捕获或鉴定性别,因此无法直接确认因果关系。
**讨论总结与结论翻译**
讨论部分指出,观察到的觅食行为转变——营养期频繁短途出行(10.71次周期,每次1.38分钟)和收获前较少但更长的出行(3.99次周期,每次5.52分钟)——与最优觅食理论预测一致,即动物在资源斑块环境中平衡能量获取与捕食风险,作物物候充当时间资源梯度。类似物候相关觅食转变也见于菲律宾灌溉稻田的*Rattus argentiventer*和非洲农业系统中的*Mastomys natalensis*,提示该现象可能在农业啮齿动物中具有普遍性,但需比较研究支持。收获前延长觅食可能与哺乳期能量需求增加有关,但未捕获监测个体,性别和母性相关解释仅为假设。平均最大位移约10米表明活动以洞穴为中心,但不能据此推断真实家域或季节性迁移。在管理方面,营养期活动频繁但觅食短,可评估针对活跃洞穴及周边栖息地的干预;繁殖期和收获前活动集中于洞穴附近,可考虑洞穴聚焦管理(如熏蒸、洞穴处理),但必须通过实验验证功效、非靶标效应和动物福利等。研究局限包括单季节、三田块、6个洞穴,田块内洞穴可能共享局部环境,样本量小导致效应量不稳定,捕食风险未量化,监测个体未性别鉴定等。结论翻译为:*B. bengalensis*表现出明显的物候依赖性觅食行为,其特征是活动频率与持续时间之间的权衡。活动集中在傍晚和清晨,午夜时段相对减少。随着作物成熟,觅食转向较少但更长的外出,活动更集中于洞穴周围。辅助洞穴观察提示繁殖与作物成熟可能相关,但未能直接关联到相机监测个体。平均最大记录位移9.70±1.21米提供了观察活动空间尺度的初步指示,但不代表真实家域。总体结果支持水稻物候影响觅食行为的假说,并为检验物候知情鼠害管理策略提供了基础。潜在管理窗口应在推荐具体防控方案前进行实验评估,更广泛的热带农业生态系统推广仍需多季节、多地点研究。