控温条件下Macrolophus caliginosus对Aphis craccivora捕食功能响应:揭示温度与龄期互作驱动的高效生物防治潜力

《Journal of Crop Health》:Predation Response of Macrolophus caliginosus Wagner (Hemiptera: Heteroptera: Miridae) Across Multiple Prey Density Levels of Aphis craccivora Under Fixed Temperature Conditions

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:Journal of Crop Health

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  为破解Aphis craccivora在豆科作物上爆发成灾而缺乏高效天敌的痛点,作者系统评估了Macrolophus caliginosus四龄若虫在20、25、30°C下对5–25头蚜虫密度梯度的捕食功能响应。结果证实1龄若虫在20°C下具最短处理时间(Th=0.301 d)与最高日捕食量(~18.2头),呈典型Type II响应;30°C时4龄若虫捕食量反超,提示高温可补偿老龄低效。研究首次量化温度×龄期×密度三因子耦合效应,为IPM场景释放适期及气候适应策略提供精准参数。

  
在尼罗河三角洲的豆田,Aphis craccivora像一支悄无声息的“绿潮”,短短数日即可让嫩荚干瘪、病毒蔓延。农户惯用化学喷雾,却屡陷抗性上升与残留超标双重困局。放眼全球,蚜虫对豆科作物的年均损失高达15%,而传统广谱杀虫剂正加速淘汰,生物防治缺口亟待填补。谁能在温度飘忽的温室与露地之间,精准咬住蚜虫种群七寸?Macrolophus caliginosus——一种兼食粉虱、叶螨与蚜虫的广蝽类捕食者,因“一瓶多治”潜力被业内寄予厚望,但其对A. craccivora的捕食效率如何随温度与龄期波动,此前数据空白。正是这一知识断层,促使埃及ARC生物防治团队联合柏林洪堡大学展开本次研究,旨在回答:在典型温度场景下,各龄若虫的捕食量与功能响应参数怎样变化?哪一龄期×温度组合最具释放价值?
研究者以实验室纯培养A. craccivora为猎物,设置5、10、15、20、25头·碟五密度梯度,在20、25、30°C恒温箱内对M. caliginosus第一至第四龄若虫进行24 h连续暴露,每日补足猎物,记录完全取食、部分取食及杀而未食个体,采用Holling II圆盘方程Na=αTN/(1+αThN)拟合功能响应,Bootstrap估计α(搜索率)与Th(处理时间),并以双因素ANOVA解析温度与龄期主效应及交互。
关键技术方法
  1. 梯度控温单 predator 暴露系统:恒温箱±0.5°C,每处理5重复,独立Petri碟杜绝互扰。
  2. Direct Consumption Count:24 h内按“完全取食”“<1/3体缺失”“杀未食”三级记录,避免漏算超杀。
  3. Holling II非线性最小二乘回归:R-frair包Bootstrap 1000次,给出α、Th及95% CI。
  4. 双因素及Tukey HSD:Python scipy.statsmodels完成,检验温度×龄期对捕食量、Th、α的显著性。
研究结果
捕食率与消费量
20°C下所有龄级捕食量随蚜密度线性陡升,1龄峰值18.2±0.66头·日,4龄降至12.2±0.24头;25°C时整体斜率趋缓,3龄出现最高9.6±0.24头后回落,提示代谢胁迫;30°C曲线再度抬升,4龄在25头密度下达到16±0.32头,首次反超低龄,显示高温补偿效应。ANOVA显示密度效应在20°C(F=45.75, p=0.006)与30°C(F=10.80, p=0.03)极显著,25°C不显著(F=2.50, p=0.21)。
功能响应参数
1龄若虫20°C Th最短(0.301 d≈7.22 h),α最高(0.144),最大理论日捕食量达3.32头;25°C Th骤增至1.29 d,α跌至0.10;30°C Th回降至0.911 d,α回升至0.18,呈“低-高-中”U形温度轨迹。2龄在25°C Th最短(0.23 d),3龄20°C Th仅0.0166 d(0.40 h)为全组最低,但α下降导致实际捕食量受限。4龄Th在20°C最长(3.086 d≈74 h),30°C骤减至0.287 d(6.89 h),降幅达10倍,证实高温可显著削弱老龄捕食瓶颈。
结论与讨论
研究证实M. caliginosus对A. craccivora呈典型Type II功能响应,温度与龄期存在显著交互:低温(20°C)下早期龄级高效,高温(30°C)下老龄级通过缩短处理时间实现“后发制人”。该发现为田间释放策略提供双重窗口——冷凉季节优先投放1龄若虫,温室高温期则可放宽至4龄,以延长田间持续控蚜时间。论文发表于《Journal of Crop Health》,为豆科作物IPM补充了温度-密度-龄期三维参数表,可直接嵌入天敌工厂生产计划与田间释放模型,助力减少化学杀虫剂用量并延缓抗性演化。
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