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莲草直胸跳甲越冬繁育要点,虫源释放区域在释放前一个月和释放后,又名水花生叶甲,每个里面都挤满了水花生,气候变化如何影响外来生物入侵是目前生态学研究的一个热点问题,从群落水平探讨生物因子和气候变暖如何共同调控外来生物入侵,而这种昆虫也会攻击一种本地的植物莲子草(,)是一种有效的能够防治入侵植物空心莲子草(,防治水花生,②水稻田中的陆生型水花生

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节本增效指标:经匡算,该技术每亩节本增效85元,累计推广面积180万亩,可节本增效15300万元,经济效益、生态效益和社会效益显著。

原产于南美洲的水花生传入中国,造成局部水域的水体交换受阻、水质恶化、水体缺氧、鱼蟹大面积死亡,造成巨额经济损失。但人工打捞、机械粉碎等物理防治手段成本高,而且加剧了水花生蔓延;化学防治则会将其他水生植物一并杀死,还会带来农药次生污染。原农业部和原湖北省农业厅最终确定采用生物防治手段,引进专食水花生的水花生叶甲。

空心莲子草(Alternantheraphiloxeroides)是我国目前危害最为严重的入侵物种之一。为控制该草,我国于1986年从美国引进天敌昆虫莲草直胸跳甲(Agasicle
hygrophila
)开展生物防治。该天敌昆虫在我国不仅危害空心莲子草,也取食本土植物莲子草(Alternnathera
sessilis
)。中国科学院武汉植物园入侵植物生物学课题组前期研究发现,气候变暖将促进空心莲子草和莲草直胸跳甲向高纬度扩散,提高莲草直胸跳甲在其目前分布北界越冬能力及其生物防治效率(Global
Change Biology
,
2013,19:2339-2347)。而另一方面,气候变暖将改变动植物物候/生活史,加剧生防天敌对本地植物莲子草的危害的非靶标效应(Ecology
Letters
, 2015,
18:48-56)。然而,气候变暖下生防天敌将如何影响本地与入侵植物竞争关系及其群落变化目前尚不清楚。

近年来,生物防治的非靶标作用逐渐引起人们的关注。莲草直胸跳甲(Agasicles
hygrophila
)是一种有效的能够防治入侵植物空心莲子草(Alternanthera
philoxeroides
)的天敌昆虫,而这种昆虫也会攻击一种本地的植物莲子草(Alternanthera
sessilis
)。温度是限制莲草直胸跳甲种群分布及越冬的重要因子,可以影响昆虫的非靶标作用。研究由于气候的改变对非靶标作用昆虫种群的动态变化可以为生物防治的风险评估提供更准确的依据。

生物防治。在每年4~5月份,最低气温回升到10℃以上时,每667米2释放约200头莲草直胸跳甲成虫,防治水花生。

2、增产增效目标

外来物种水花生入侵,300万亩水陆域拉响警报

论文链接

研究工作得到了国家重点研发项目的资助,研究成果以Population dynamics and
overwintering of a biological control beetle, Agasicles hygrophila, on a
nontarget plant Alternanthera sessilis, along a latitudinal
gradient
为题,发表在Journal of Pest Science上。

化学防治。①水域每667米2可选用10%草甘膦水剂800~1000毫升,或41%农达水剂300~400毫升,兑水30千克喷细雾,使药液黏附在水花生茎叶上。②水稻田中的陆生型水花生,可在稻移栽成活返青后至拔节前,每667米2使用水花生净30毫升,兑水10千克进行叶面喷雾。

空心莲子草(又名水花生)被农业部列为外来入侵生物重点防治对象。莲草直胸跳甲(简称天敌)是空心莲子草的专食性生防天敌,通过取食空心莲子草叶片来遏制其生长。

樊丹介绍,水花生叶甲原产南美洲,属亚热带物种,引进中国后一直在海南、广西等南方地区培育。湖北地处中部,冬季气温低,大部分叶甲的虫卵及幼虫都难以正常越冬,导致来年天敌虫源基数大幅降低。

增温(Warming: ambient vs. warm)和天敌昆虫(Beetle: con vs.
herb)对入侵与本土植物竞争关系的调控及机制(结构方程模型,
b)。图a中不同字母表示处理间差异显著(P“0.05)。

论文链接

金莎国际娱城网络平台 1水花生是农林渔业生产中的恶性杂草,是国家环保总局、中国科学院2003年1月制订的第一批外来入侵物种的16种物种之一。又名空心莲子草、喜旱莲子草、野花生、空心苋等,苋科多年生草本植物。原产南美洲,20世纪30年代作为马饲料由日本引入。水生型堵塞航道,影响水上交通和淡水养殖,传播寄生虫病,滋生蚊蝇;陆生型可危害水稻、小麦、玉米、甘薯、莴苣等多种作物,降低产量。

1、技术要点

“2015年,我们这个基地投入运营,不到一年时间,水花生就被控制住了,节约成本100多万元。”洪湖市水花生叶甲越冬繁育基地工作人员盛传征说。樊丹介绍,从2012年至2015年,全省采取生物防治水花生,防治面积达173.8万亩。

该项研究是在研究员丁建清指导下,由副研究员卢新民等完成的。研究得到了国家自然科学基金(31100302,
31370547, 31570540 &
31400369)和中国科学院武汉植物园创新项目(Y455437H05)的资助。

中国科学院武汉植物园博士王燕在研究员丁建清的指导下,在三个不同的纬度气候样地中,对空心莲子草和莲子草的物候与生长,以及跳甲在两种植物群落中的种群动态进行了持续性的跟踪调查。研究人员在开封发现了一年生莲子草的幼苗,武汉和桂林则同时具有一年生和多年生的莲子草幼苗,然而在冬季仅在桂林发现存活的莲子草个体。桂林的跳甲种群能够持续的维持种群并成功在莲子草上越冬,而在其他的两个样点,虽然跳甲在生长季内可以在莲子草上维持种群,却不能成功越冬。这些结果表明,在不同的纬度气候带环境下,温度的差异可以直接的或间接的影响跳甲非靶标作用。因此,探讨由于气候差异导致的植物-昆虫互作关系的变化,对于指导预测生物防治潜在的非靶标作用具有重要的理论意义和实践价值。

防治方法:

莲草直胸跳甲越冬繁育要点:在湖北莲草直胸跳甲不能自然越冬,为保证生物防治的可持续性,而采取的人为繁殖和保种技术。(1)种源繁育:莲草直胸跳甲在湖北地区不能自然越冬,在冬季需要人工大棚繁育和保种,以保证生物防治的连续性。越冬繁育保种时间是每年11月至次年3月。(2)田间释放:4月下旬至7月下旬,采集后的虫源于12小时内尽快释放到田间。虫源田间释放时,应拉开距离、均匀的布设多个点,以利虫源繁殖后迅速扩散,同时宜选择堰塘、沟渠等水生环境为释放中心点,促进虫源迅速扩繁。防治陆生型空心莲子草,根据发生情况每亩释放虫量:250头~300头。防治水生型空心莲子草,根据发生情况每亩释放虫量:150头~200头。(3)人工助迁:虫源释放2个月后,空心莲子草若被取食严重、植株开始枯黄时,则应实施人工助迁,即将虫源采集后投放到它处空心莲子草生长区域。(4)释放管理:虫源释放区域在释放前一个月和释放后,一是禁止施用杀虫剂,以防杀死莲草直胸跳甲,二是禁止施用除草剂,以防杀死空心莲子草而导致虫源无食料。同时虫源释放后,释放区域内禁止放养鸡、鸭等家禽,以防家禽取食莲草直胸跳甲。

2009年,洪湖暴发水花生应急事件,水花生疯长形成了几百个大小“岛屿”,最大面积约有1万亩,总面积超过3万亩。所到之处,水域原生植物无法生长,水生蔬菜如莲藕、竹叶菜等受灾严重,湖泊沼泽化和富营养化加剧。在水花生板结区,船只无法航行,有的渔民要绕道10余里。

气候变化如何影响外来生物入侵是目前生态学研究的一个热点问题。现有的研究多数局限于探讨气候变化对外来物种扩散、分布、适合度等的直接影响,往往忽视了生物因子在外来物种扩散、群落组成等生态学过程中的重要作用。因此,为提高预测气候变暖下外来生物入侵的能力,亟待开展野外调查与实验研究,从群落水平探讨生物因子和气候变暖如何共同调控外来生物入侵。

物理防治。在种群密度较小或新发现的入侵地手工拔除并挖除土中的根茎,集中后晒干或烧毁。水中则依靠人工打捞。

推广目标及面积:四湖流域、梁子湖区域、长江故道等水花生泛滥成灾区域开展推广。累计核心防治面积41万亩,累计辐射推广面积达180万亩

不过,她并没有就此感到轻松,“现在全省水花生入侵基本控制住了,但是近两年来,另一种外来入侵生物——水葫芦已经逐渐成为最大的隐患。”湖北农业部门也引进了水葫芦的天敌——水葫芦象甲,目前已经在全省建了5个象甲越冬繁育基地。

该研究表明:植食性昆虫对外来植物入侵响应气候变暖及其群落组成变化具重要调控作用,因而预测气候变化下外来植物入侵风险需充分考察生物因子的作用。

科学防治,探索建立长效机制

最近,课题组开展了纬度梯度调查(21°N~30.5°N)和田间模拟增温实验,探讨气候变暖下生防天敌对空心莲子草和莲子草竞争关系的调控作用。野外调查发现:25.8°N以南地区,莲子草为多年生植物;26.5°N以北地区莲子草为一年生植物且空心莲子草在混发群落中占据优势地位。21°N~30.5°N区域均有生防天敌发生。田间模拟增温使得莲子草生活史由一年生变化为多年生,同时相对提高了生防天敌对空心莲子草的抑制能力,因此直接和间接地增强了本地植物莲子草的竞争能力。其结果是,当生防天敌发生时,气候变暖可使原来入侵种空心莲子草占优势的群落变化为本地种莲子草占优势的群落。研究结果以Warming
benefits a native species competing with an invasive congener in the
presence of a biocontrol beetle
为题在线发表于New Phytologist(DOI:
10.1111/nph.13976)。