农业昆虫的基本知识之昆虫与环境的关系PPT课件

植物保护技术第一章农业昆虫的基本知识第三节昆虫与环境的关系专门研究昆虫与周围环境关系的科学，称昆虫生态学。它是害虫测报、防治和益虫利用的理论基础。每一种生物都有相当数量的个体，同种的个体在生活环境内，组成一个相对独立的生殖繁衍单位，称“种群”。在生态环境中，各生物群落间相互联系的总体，构成“生物群落”。种群、生物群落与环境组成一个相互关联的体系，称“生态系”。生态系分为农田生态系、果园生态系、茶园生态系等。其中农业生态系是指人类农业活动条件下形成的生态系。昆虫是参与生态系中的成员。生态系统中诸因素的变化，常导致昆虫群落组分和种群数量的变动。反之，昆虫种群和群落的改变，也影响生态系统。因此，研究农田、果园、茶园生态系统的构成和动态，对控制害虫数量和增加天敌种群数量，减少农药施用和污染，提高害虫种群的管理水平，具有重要意义。生态因子错综复杂，并综合作用影响昆虫种群的兴衰，其中以气象因素、土壤因素、生物因素影响最大。（一）气象因素１、温度对昆虫的影响昆虫是变温动物，它们的体温随周围环境温度的变化而变化，所以其活动、分布、生长发育、繁殖受温度的直接影响和支配。⑴昆虫对温度的反应昆虫的生活直接受温度的影响，环境温度高发育快，环境温度低发育慢。昆虫对环境温度的要求是有一定范围的，温带地区的昆虫一般要求的范围是在８－40℃之间，称之为有效温度区。当然还有最适合昆虫生长发育的温度，一般在22－30℃之间；如果温度太低就停止发育，过低就会死亡；反之，如果温度太高就会使其发育速度放慢，过高则引起死亡。使昆虫开始生长发育的温度，称为发育起点。一般而言，温度直接影响昆虫的生长发育、繁殖、寿命、活动及分布，从而影响昆虫的发生期、发生量及其地理上的分布。应当指出，不同种类的昆虫对环境温度的反应是不同的，例如稻纵卷叶螟卵期的适宜温度为22－28℃，而粘虫却在19－22℃较适宜。所以对任何一种害虫都应研究和了解其对环境温度的反应，才能较好地搞好测报和抓住防治适期。温带和寒带地区昆虫的越冬虫态，往往抗寒力强，能够经受严寒的袭击，是因为冬季来临前进行了越冬准备，减少体内水份，增加碳水化合物与脂肪的积累；但是，秋末气温骤降，昆虫常因准备未绪，抗寒力弱而大量死亡。春季骤寒昆虫已解除越冬虫态，避寒能力差，也易死亡。在有效温度范围内，昆虫的生长发育速度，常随温度的升高而加快。实验测得，昆虫完成一定的发育阶段（世代或虫期等），所需天数与该天数内温度的乘积，理论上是一个常数。用表示：K=NT，其中K表示常数，N表示发育天数，Ｔ表示平均温度。又因为昆虫的发育起点，不是从０度开始，因此昆虫的发育温度应减去发育起点“T0”。⑵有效积温定律（有效积温法则）有效积温公式是：K——常量；N——发育天数（d）；T——平均温度℃；——发育起点温度。这公式说明了昆虫的发育速度与温度之间的一定关系，称为有效积温定律（有效积温法则）。法则应用的几个方面发育速率（V）：昆虫完成某一个发育阶段所需时间的倒数。V=1/N一、推算昆虫发育起点温度和有效积温数值：发育起点T0可以由实验求得：将一种昆虫或某一虫期置于两种不同温度条件下饲养，观察其发育所需时间，设两个温度分别为T1和T2，完成发育所需时间为N1和N2，根据K=N（T-T0），产生联立式：第1种温度条件下：K=N1（T1-T0）………………………………………①第2种温度条件下：K=N2（T2-T0）………………………………………②因为①=②=K，得N1（T1-T0）=N2（T2-T0），即将计算所得C值代入原式即可求得K。槐尺蠖的卵在27.2℃条件下，经4.5天孵出幼虫，19℃条件下，经8天孵出幼虫，则代入积温公式，得槐尺蠖卵期发育起点温度：℃将计算出的发育起点温度代入19℃条件下积温公式中，则得槐尺蠖卵期的有效积温：K=8×（19-8.5）=84（日度）二、估测某昆虫在某一地区可能发生的世代数己测知槐尺蠖完成1个世代的有效积温为458日度（K），某年4-8月（槐尺蠖活动期）在北京高于9.5℃（槐尺蠖各虫态发育起点温度的平均值）的有效积温总和为1873日度（K1），即可推算出该虫在北京每年发生的世代数：每年发生4代三、预测害虫发生期知道了一种害虫或1个有效积温与发育起点温度后，便可根据公式进行预测。己知槐尺蠖卵的发育起点温度为8.5℃，卵期有效积温为84日度，卵产下时的日平均温度为20℃，若天气情况无异常变化。预测7天后槐尺蠖的卵就会孵出幼虫。四、控制昆虫发育进度人工繁殖利用寄生蜂防治害虫，按释放日期的需要，可根据公式计算出室内饲养寄生蜂所需要的温度，通过调节温度来控制寄生蜂的发育速率，在合适的日期释放出去。利用松毛虫赤眼蜂防治落叶松毛虫，赤眼蜂的发育起点温度为10.34℃，有效积温为161.36日度，根据放蜂时间，要求12天内释放，应在何种温度才能按时出蜂？℃即在23.8的温度条件下经过12天即可出蜂释放。代入公式，即五、预测害虫在地理上分布的北限如果当地全年的有效积温总和不能满足某种昆虫完成世代所需有效积温，此地就不能发生这种昆虫。应当指出，有效积温定律的应用有一定的局限性，主要表现为：①对于滞育现象的昆虫不适合；②昆虫栖息地的小气候总是与气象站得到的资料有差别；③昆虫的生长发育不仅受温度的影响，还受到湿度、食物等因素的综合影响。课堂练习：1、已知小地老虎(一种害虫)卵的发育起点温度为11.6℃，卵期的有效积温为46.64日度，5月8日为产卵高峰期，其后的平均气温为20℃，请问何日为卵孵化高峰期?2、若小麦黏虫的防治适期为三龄幼虫，已知二龄幼虫的发育起点温度为8℃，有效积温为76日度，当时的平均气温为20℃，则幼虫从二龄发育到三龄所需天数为（）A6-7天B4-5天C3-4天D7-8天3、黏虫的发育起点温度是10度，完成一代需要的有效积温是700度，杭州地区的全年有效积温总合是3600度，现在的平均气温是25度，请预测杭州今年黏虫发生几代？现在完成一代所需要的时间？有效积温定律的应用可有下列几个方面：①预测害虫发生期；②预测某一地区，某种昆虫可能发生的代数；③预测昆虫的地理分布；④控制昆虫的发育进度。应当指出，有效积温定律的应用有一定的局限性，主要表现为：①对于滞育现象的昆虫不适合；②昆虫栖息地的小气候总是与气象站得到的资料有差别；③昆虫的生长发育不仅受温度的影响，还受到湿度、食物等因素的综合影响。２、湿度对昆虫的影响湿度事实上是水的问题。水是虫体的组成成份和生命活动的重要物质与媒介。不同的昆虫或同种昆虫的不同发育阶段，对水的要求不同，水分过高或过低都能直接或间接影响昆虫正常生命活动直到死亡。昆虫对湿度的要求有一定范围，它对昆虫的发育速度、繁殖力和成活率有明显影响。因而在自然条件下湿度主要影响害虫的发生量。不少农业昆虫如稻纵卷叶螟、小地老虎和盲蝽象等要求高湿条件，湿度越大，产卵愈多，卵的孵化率也显著增高。但有些害虫如蚜虫和螨类等，在低湿条件下发育生殖较为适宜，尤其因干旱作物缺水的情况下，由于汁液浓度增高而提高了营养价值，从而更有利于繁殖，所以在干旱所份易造成猖獗发生。３、温湿度的综合影响温度与湿度这对因子总是同时存在，互相影响并综合作用于昆虫的，对一种昆虫来说，适宜的湿度范围常因温度的变化而变化，反之适宜温度范围也会因湿度的变化而变化，只有在温湿度都适宜条件下，才真正有利于害虫的发生和发育。４、光因素主要影响昆虫的活动规律与行为，起信号作用。光是以波长表示，不同波长显示出不同的颜色。人类可见光，波长在770－400nm（１nm＝10-9m），而昆虫可见光波长在700－253nm，许多昆虫对紫外光表现正趋性，广泛应用的黑光灯，是短光波，波长在360nm左右，昆虫对不同光的颜色，有明显的分辨能力。蜜蜂能区分红、黄、绿、紫四种颜色，蚜虫对黄色反应敏感。因此不同颜色的光，自然成为不同种类昆虫产卵、觅食、寻找栖息场所等生命活动的信息。光的强度对昆虫的活动与行为影响十分明显，菜白蝶在强光下飞翔，地老虎和吸果夜蛾等喜在夜间活动，一些钻蛀性昆虫，习惯于弱光。昼夜交替时间在１年中周期性的变化，称为光周期。它是时间与季节变化最明显的标志。不同的昆虫，对光周期的变化，有不同的反应。棉蚜在长日照条件下大量产生无翅蚜，在秋末短光照条件下，则产生有性雌蚜与有性雄蚜交配产卵越冬。桃小食心虫，在不足13小时的光照下，则不论何种温度，幼虫几乎全部滞育。凡使昆虫种群50％的个体步入滞育的光照时间，称为临界光周期。不同的昆虫，临界光周期不同。一般北半球纬度越高的地区的地理种群，临界光照点越高，滞育的时间就早。５、风直接影响昆虫的地理分布与垂直分布，又影响大气温度与湿度，间接影响昆虫的生长发育，对迁飞与扩散尤为明显。如粘虫等借大气环流远距离迁飞，小龄幼虫与红蜘蛛等借风扩散与转移。但大风，尤其暴风雨，常给弱小昆虫或初龄幼虫（若虫）以致命打击。昆虫栖息地的小气候，也不容忽视，大气候虽不适于某种害虫的大发生，但由于栽培条件、肥水管理、植被状况的影响，适于某种害虫发生为害的小环境（田间气候），也会出现局部严重发生。如粘虫、韭蛆等。土壤是昆虫的一个特殊生态环境，对昆虫的影响主要表现在以下几方面：１、土壤温度不同的昆虫可以在不同的土壤深度找到所需温度，加上土壤本身的保护作用，土壤成了昆虫越冬和越夏的良好场所。随着季节的更替和土壤温度的变化，土壤中生活的昆虫，如蛴螬、蝼蛄等地下害虫常作上下垂直移动。如生长季节到土表下为害，严冬季节可潜入土壤深处越冬等。２、土壤湿度土壤空隙中的湿度，除表层外，一般处在饱和的状态。昆虫的卵、蛹及休眠状态的幼虫等，多以土壤作栖息地。在土壤中生活的昆虫，对土壤湿度的变化有一定适应能力。如小地老虎幼虫及细胸金针虫喜欢在含水量高的低洼地活动，而沟金针虫喜欢在较干旱的平原旱地活动。３、土壤理化性质如土壤酸碱度及含盐量，对上栖昆虫或半上栖昆虫的活动与分布有很大影响。如金针虫喜欢在酸性土壤中生活；在施用大量充分腐熟的有机肥的土壤中，易引诱种蝇、金龟子成虫产卵。土壤结构对土栖昆虫也有影响。如黄守瓜幼虫在粘土中化蛹及蛹羽化率均比砂土地高。（二）土壤因素（三）生物因素１、食物对昆虫的影响昆虫食料的种类和数量可直接影响到它的生长、发育、繁殖及分布。例如二化螟取食茭白比取食水稻长得好。棉铃虫取食棉铃长得最好。单食性昆虫的生存决定于食物种类。同一种植物，由于不同生育期营养条件不同，对昆虫也有明显影响。例如，稻苞虫幼虫取食分蘖、圆杆期的水稻成活率为32.4％，而取食孕穗期的水稻成活率仅为3.3％。由此可见，食物的种类和成份，直接影响昆虫的发育速度、成活率、生殖力等。当寄主植物营养条件恶化之后，不但造成大量害虫死亡，而且使许多害虫变形，迁移和进入休眠。２、食物链自然界同一区域内生活着各种生物，构成一个生物群落。凡是未经过人们开垦而自然形成的，称原始生物群落，反之称次生生物群落。两种群落各有特点。前者生物种类多，但优势种不很明显，后者种类少但优势种明显。在一块棉田里，除棉花外，还有各种杂草及以棉花为食料的害虫，又有以害虫为食料的天敌，这种动物与植物，害虫与益虫之间取食与被取食的关系，把多种生物联系在一起，恰如一条链条，一环扣一环，称为食物链。它通常开始于植物而终止于猛禽或猛兽。在一个链条中，各称生物都占有一定的比重，相互制约和依存，达到生物间的相对平衡即生态平衡，其中任何一环的变动（减少或增加），都会影响整个食物链。如棉田蚜虫大发生后，便会有瓢虫大发生，瓢虫消灭了蚜虫，棉田便恢复平衡。反之滥用农药，大量杀伤瓢虫，棉蚜又会猖獗为害。了解当地食物链的特点及内在联系，选择最佳的综合治理措施，确保有益生物兴旺，达到控制或减轻害虫发生和为害的目的。Foodchain:是指各生物之间通过取食与被取食所形成的彼此相连的关系。实例：水稻-二化螟-稻螟赤眼蜂        水稻-褐飞虱-蜘蛛-青蛙-蛇-……链节数最少是3个，最多可达5-6个。Foodweb:是指由许多彼此有共同食物节点的食物链所组成的食物网络。食物网是物质循环与能量流动的方式。理想的食物网应该是一封闭的环状。３、植物的抗虫性昆虫可以取食植物，植物对昆虫的取食也会产生抵抗性，甚至有的植物还可“取食”昆虫。植物对昆虫取食为害所产生的抗性反应，称植物的抗虫性，植物抗虫性可表现为排趋性、抗生性和耐害性。排趋性（不选择性）是由于植物的形态、组织上的特点和生理生化上的特性，或体内的某些特殊物质的存在，阻碍昆虫对植物的选择，或由于植物物候期与害虫的危害期不吻合，使局部或全部避免于害。抗生性是指植物体内某些有毒物质，害虫取食后，引起生理失调甚至死亡，或植物受害后，产生一些特殊反应（如极强愈合能力）阻止害虫危害。耐害性是指植物受害后，由于本身的强大补偿能力，使产量减少很小。利用植物的抗虫性来选育种植抗虫高产作物品种在农业害虫防治上具有重要意义。４、天敌的影响在自然界，昆虫本身是食物链的一个环节，一方面它吃其它生物，另一方面它又被某些生物所“吃”，昆虫在自然界的生物性敌害叫昆虫的天敌。在害虫天敌中，昆虫应用最早，种类最多。⑴捕食性天敌捕食性天敌种类很多，最常见的如螳螂、蜻蜓、草蛉、虎甲、步甲、瓢甲、食虫虻、食蚜蝇等。这些益虫在自然界中帮助人们消灭大量害虫，许多在生物防治中已发挥了巨大的作用。如澳洲瓢虫、大红瓢虫、异色瓢虫。⑵寄生性天敌寄生性昆虫在一个寄主体内完成个体发育，如赤眼蜂产卵于玉米螟卵内，就在寄主卵内完成卵、幼虫、蛹的发育，最后羽化为蜂，飞出寄主。寄生性天敌昆虫种类多，其中膜翅目、双翅目的昆虫利用价值最大。根据寄生和取食方式分内寄生与外寄生两类。凡是寄生在寄主的卵、幼虫、蛹和成虫内的称内寄生，反之称外寄生。而⑶致病微生物昆虫生长发育过程中，常因致病微生物的侵染而生病死亡，因此利用天敌微生物治虫，应用越来越广泛。①细菌已发现昆虫感染的病原细菌近100种,分属于芽孢杆菌、肠杆菌、假单孢杆菌等。目前研究和应用较多的为芽孢杆菌，如苏云金杆菌和日本金龟甲芽孢杆菌等。我国生产应用的青虫菌、杀螟杆菌、红铃虫杆菌等都属苏云金杆菌的变种。昆虫感染细菌病害之后的显著特征是行动迟缓，食欲减退，死后身体软化变色，带粘性、发臭。②真菌种类多，约500余种,分属于鞭毛菌、子囊菌、担子菌及半知菌类。其中重要的有虫霉菌、白僵菌、绿僵菌等。一般真菌侵染昆虫后，以分生孢子在虫体表面萌发，形成附着孢而侵入，以菌丝体在血腔中增殖，最后穿出体壁，放出孢子。虫生真菌的寄生范围很广，可侵染半翅目、同翅目、鳞翅目和鞘翅目等许多昆虫。不少真菌的分生孢子寿命很长，可制成菌粉长期保存，便于工业生产和田间使用。染病死虫身体变硬，体表有白色、绿色、黄色等不同色泽的霉状物。③病毒可引起多种昆虫的病毒性病害。常见的有细胞核多角体病毒、细胞质多角体病毒、颗粒体病毒等。以细胞核多角体病毒感染昆虫最多，如粘虫、棉铃虫、斜纹夜蛾、菜青虫等。死前１－２天可见表皮变黑，有黄色发亮斑点，有些可通过产卵传至下一代。在自然状态下，病毒主要通过带毒食物或排泄物或借媒介传播而感染。感病后表现食欲减退，腹足紧抓树梢下垂而死，皮破流出大量病毒液体，但无臭味。用病毒防治害虫，用量少，效果好，且持久，但繁殖受限，必须活体培养。因此在防治上受到限制。④线虫线虫在防治上的应用，近年来渐渐受到重视。⑷蜘蛛及其它食虫动物鸟类的应用，早就为人们所见。尤其蜘蛛的应用，在生物防治中越来越受到人们的重视。