2種移栽方式下稻水象甲幼蟲的空間分布型及抽樣技術(shù)研究

張燕杏， 王凱學(xué)， 石橋德， 陸　溫

(1 廣西大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004； 2 廣西壯族自治區(qū)植保總站，廣西 南寧 530022；3 廣西壯族自治區(qū)全州縣農(nóng)業(yè)局，廣西 全州 541500)

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2種移栽方式下稻水象甲幼蟲的空間分布型及抽樣技術(shù)研究

張燕杏1， 王凱學(xué)2， 石橋德3， 陸溫1

(1 廣西大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004； 2 廣西壯族自治區(qū)植?？傉荆瑥V西 南寧 530022；3 廣西壯族自治區(qū)全州縣農(nóng)業(yè)局，廣西 全州 541500)

摘要：【目的】明確在廣西地區(qū)稻水象甲Lissorhoptrusoryzophilus幼蟲在拋秧與插秧2種移栽方式下的空間分布型及適宜的抽樣技術(shù)，為稻水象甲蟲情調(diào)查和綜合防治提供理論依據(jù)?！痉椒ā坷镁奂戎笜?biāo)法、Taylor冪法則和Iwao回歸法對(duì)拋秧田和插秧田稻水象甲幼蟲的空間分布型進(jìn)行測(cè)定，并比較五點(diǎn)法、平行線法、雙對(duì)角線法、棋盤法和Z字形法抽樣技術(shù)?！窘Y(jié)果】 2種移栽方式稻田中稻水象甲幼蟲均呈密度依賴性的負(fù)二項(xiàng)分布，基本成分為個(gè)體群，個(gè)體間相互吸引，栽培方式的改變不影響稻水象甲幼蟲空間分布型的性質(zhì)。建立的基于Iwao的拋秧田和插秧田稻水象甲幼蟲的田間理論抽樣數(shù)公式分別為N=t2(2.256/m+0.240)/D2和N=t2(4.878/m+0.126)/D2。拋秧和插秧移栽方式下水稻田稻水象甲幼蟲田間調(diào)查的變異系數(shù)均以雙對(duì)角線取樣法最小，分別為63.048 8%和84.796 0%。【結(jié)論】稻水象甲幼蟲在拋秧和插秧田中呈負(fù)二項(xiàng)聚集分布，且為環(huán)境因素及稻水象甲幼蟲自身特性共同引起；2種移栽方式均以雙對(duì)角線抽樣法為最適宜的抽樣方式。

關(guān)鍵詞：稻水象甲； 拋秧； 插秧； 空間分布型； 抽樣技術(shù)

稻水象甲LissorhoptrusoryzophilusKuschel是全球百種最具威脅性的有害入侵生物之一[1]。截止到2011年，該蟲在我國(guó)已蔓延至21個(gè)省、自治區(qū)、直轄市[2]，嚴(yán)重影響了我國(guó)的水稻生產(chǎn)安全。廣西于2013年在全州縣發(fā)現(xiàn)稻水象甲的嚴(yán)重危害，對(duì)全區(qū)的水稻生產(chǎn)造成極大的威脅。

空間分布是昆蟲種群的重要生態(tài)學(xué)特性之一[3]。目前已有一些稻水象甲空分布型及抽樣技術(shù)研究的報(bào)道，涉及我國(guó)河北、遼寧、浙江、福建、江西、貴州等地，包括成蟲、蛹、幼蟲、卵等的分布情況[3-8]。鮮見不同移栽方式下的稻水象甲幼蟲田間分布規(guī)律的研究。水稻移栽方式主要有拋秧和人工插秧2種。與人工插秧相比，拋秧秧苗活蔸快，沒有明顯的返青期；分蘗發(fā)生早、節(jié)位低、數(shù)量多；根系發(fā)達(dá)入土淺[9]，秧田操作簡(jiǎn)單方便、省時(shí)、省工、省力、高產(chǎn)、高效等。本試驗(yàn)于2014年通過取樣調(diào)查研究具有明顯種植優(yōu)勢(shì)的拋秧與傳統(tǒng)的人工插秧對(duì)稻水象甲幼蟲田間空間分布的影響及其抽樣技術(shù)，以期為稻水象甲的蟲情調(diào)查、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和綜合防治提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在廣西桂林市全州縣稻水象甲嚴(yán)重發(fā)生的全州鎮(zhèn)。全州縣位于廣西自治區(qū)東北部，東經(jīng)111°45′、北緯25°56′，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)性氣候，全年無霜期298 d，平均氣溫17.7 ℃，平均降雨量 1 492.2 mm，雨季集中在4—8月，年平均相對(duì)濕度78%，年平均日照1 488.7 h。

1.2方法

拋秧是先把露白的種子播于塑料秧盤中進(jìn)行育秧，秧齡達(dá)15～20 d后，將其拋向大田；插秧為農(nóng)民廣泛采用的傳統(tǒng)插秧方法，秧齡30～40 d。拋秧一般在4月下旬，插秧在5月上中旬。

1.2.1取樣方法于2014年5月中下旬，早稻田幼蟲量達(dá)高峰期時(shí)進(jìn)行取樣調(diào)查。在拋秧田與插秧田各選取長(zhǎng)勢(shì)一致的5塊未防治的田塊，平均面積約為3 000 m2。采用平行線取樣法，每塊田均分為11等分，即11行11列，行列交匯處取1叢水稻，共121叢，按取樣位置編號(hào)并繪制田間實(shí)際分布坐標(biāo)圖[10]。調(diào)查時(shí)將每叢水稻連根帶泥挖起，并裝入樣品袋內(nèi)，用40～60目紗網(wǎng)對(duì)所取樣品反復(fù)沖洗，水中放少量鹽，幼蟲漂浮于水面上，統(tǒng)計(jì)幼蟲數(shù)量，并按編號(hào)記錄。

1.2.2空間分布型測(cè)定統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算稻水象甲幼蟲平均密度值(m)、方差(S2)、平均擁擠度(m*)。采用聚集度指標(biāo)法計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)(C)、聚集度指數(shù)(m/m*)、負(fù)二項(xiàng)分布k值，并分析稻水象甲幼蟲的空間分布型；以Iwao線性回歸模型m*=α+βm和Taylor冪指數(shù)法則lgS2=lga+blgm分析稻水象甲幼蟲的分布格局及內(nèi)部結(jié)構(gòu)；用種群聚集均數(shù)()分析聚集原因[11-13]。

1.3抽樣技術(shù)

將調(diào)查結(jié)果繪制成坐標(biāo)圖，分別采用棋盤式、平行線式、雙對(duì)角線式、五點(diǎn)取樣式和Z字形取樣式抽取同樣的樣本數(shù)進(jìn)行調(diào)查。采用平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤與變異系數(shù)比較抽樣方法的準(zhǔn)確度[14]：標(biāo)準(zhǔn)誤越小，說明該抽樣方法與田間實(shí)際情況越接近；變異系數(shù)越小，說明該抽樣方法的結(jié)果變異程度越小，有代表性。

理論抽樣模型[15]：在拋秧與插秧兩者的m*-m回歸方程前提下，根據(jù)Iwao提出的理論抽樣原理確定最適理論抽樣數(shù):

N=(t/D)2[(α+1)/m+β-1],

式中，t為95%置信度下的正態(tài)離差值，D為允許誤差值，m為稻水象甲幼蟲的平均密度，α、β為m*-m回歸模型中的常數(shù)值。

1.4統(tǒng)計(jì)分析

所獲數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 20.0進(jìn)行處理，用鄧肯氏多重比較法(DMRT)進(jìn)行差異顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1拋秧和插秧移栽方式下稻水象甲幼蟲的空間分布型

2.1.1聚集度指標(biāo)測(cè)定法通過調(diào)查數(shù)據(jù)的聚集強(qiáng)度分析，將稻水象甲幼蟲的分布聚集度指標(biāo)列于表1。各調(diào)查田塊的聚集指標(biāo)：擴(kuò)散系數(shù)(C)與聚集度指數(shù)(m/m*)均大于1，負(fù)二項(xiàng)分布k值均大于0，說明所調(diào)查的拋秧田和插秧田中稻水象甲幼蟲均呈聚集分布格局，且聚集強(qiáng)度隨蟲口密度上升而增加。

Waters(1959)認(rèn)為k值與蟲口密度無關(guān)，k值越小，種群的聚集度越大，k值趨于+∞時(shí)(>8)，則接近Poisson分布。表1中，拋秧與插秧2種移栽方式下的k值為1.393 6～3.359 5，因此，拋秧與插秧田稻水象甲幼蟲的分布型均不符合Poisson分布，且前者的聚集強(qiáng)度比后者小。

表1　稻水象甲幼蟲空間分布型的聚集度指標(biāo)

1)表中數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤，同列數(shù)據(jù)后凡是有一個(gè)相同小寫字母者表示差異不顯著(P>0.05, Duncan’s法)。

2.1.2Iwao 回歸模型法根據(jù)Iwaom*-m線性回歸關(guān)系m*=α+βm，得拋秧田的回歸方程m*=1.256+1.240m(R=0.983 9**),插秧田的回歸方程m*=3.878+1.126m(R=0.987 9**)。截距α分別為1.256與3.878，均大于0，可認(rèn)為2種移栽方式下稻水象甲幼蟲在田間的分布為個(gè)體群；斜率值β分別為1.240與1.126，均大于1，表明其均呈聚集分布。

2.1.3Taylor冪法則根據(jù)Taylor冪指數(shù)法則，以lgS2和lgm進(jìn)行線性回歸lgS2=lga+blgm，得拋秧田幼蟲的回歸方程lgS2=0.252+1.407 lgm(R=0.960 7**)，插秧田的回歸方程lgS2=0.507+1.277 lgm(R=0.947 7**)。兩者的a分別為0.252與0.507，均大于0；b分別為1.407與1.277，均大于1?？烧J(rèn)為拋秧與插秧田中稻水象甲幼蟲在任何密度下均呈聚集分布，聚集強(qiáng)度與密度呈正相關(guān)。

2.1.4聚集原因分析根據(jù)Taylor冪指數(shù)法則測(cè)定結(jié)果可知，拋秧與插秧2種移栽方式下稻水象甲幼蟲在田間均呈聚集分布，聚集的原因因密度不同而異。根據(jù)Blackith種群聚集均數(shù)=mγ/2k檢驗(yàn)[3]，其中γ為自由度等于2k時(shí)的分布函數(shù)值，k為負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)值。當(dāng)≥2時(shí)，聚集原因是由昆蟲行為或環(huán)境因素引起；當(dāng)<2時(shí)，聚集原因可能是環(huán)境作用引起。根據(jù)表1中拋秧田與插秧田稻水象甲幼蟲平均密度m與聚集均數(shù)，求得兩者的線性回歸方程分別為：1=0.921m1-0.398(R=0.996 5**)(拋秧田);2=0.957m2-1.216(R=0.998 0**)(插秧田)。當(dāng)拋秧田單位樣方內(nèi)的幼蟲數(shù)小于2.60頭(1<2)，插秧田單位樣方幼蟲數(shù)小于3.36頭(2<2)時(shí)，說明在幼蟲密度較低的條件下，稻水象甲幼蟲在水稻田的聚集原因與田塊的環(huán)境有關(guān)；當(dāng)拋秧田與插秧田的單位樣方幼蟲密度分別大于2.60、3.36頭時(shí)，即≥2，稻水象甲幼蟲的聚集原因可能與該田塊的環(huán)境因素以及昆蟲本身聚集習(xí)性共同影響有關(guān)。本試驗(yàn)所調(diào)查的拋秧田與插秧田，其聚集均數(shù)均大于2，因此，聚集原因?yàn)榈舅蠹子紫x本身特性及環(huán)境因素共同引起。

2.22種移栽方式下幼蟲的抽樣調(diào)查技術(shù)

2.2.1抽樣方法比較將調(diào)查結(jié)果繪制成坐標(biāo)圖，分別采用五點(diǎn)法、平行線式、雙對(duì)角線式、棋盤法和Z字形取樣法抽取同樣的樣本數(shù)比較各方法的平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤及變異系數(shù)，結(jié)果見表2。對(duì)5種調(diào)查方法測(cè)定結(jié)果用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果表明五點(diǎn)法、平行線式、雙對(duì)角線式、棋盤法和Z字形取樣法下,拋秧和插秧2種移栽方式下稻水象甲幼蟲的田間調(diào)查蟲口密度差異不顯著，接近田間實(shí)際情況(全查法)，田間調(diào)查時(shí)可采用其中任何一種調(diào)查方法。在田間稻水象甲幼蟲系統(tǒng)調(diào)查中，無論是拋秧田還是插秧田，變異系數(shù)均以雙對(duì)角線法最小，分別為63.048 8%和84.796 0%，綜合考慮田間調(diào)查的操作性以及5種抽樣方法中的平均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤和變異系數(shù)，均以雙對(duì)角線取樣法為最佳取樣方式。

表2　稻水象甲幼蟲不同調(diào)查取樣方式的準(zhǔn)確度比較1)

1)同列數(shù)據(jù)后凡具有1個(gè)相同字母者表示差異不顯著(P>0.05, Duncan′s法)。

2.2.2理論抽樣模型由于Iwao回歸模型中的平均擁擠度m*與平均蟲口密度m之間的線性關(guān)系顯著，將系數(shù)α、β代入模型，得稻水象甲幼蟲在拋秧田中的最適理論抽樣公式為：N=t2(2.256/m+0.240)/D2；插秧田為：N=t2(4.878/m+0.126)/D2。取置信度為95%時(shí)的t分布值1.96，假設(shè)允許誤差D分別為0.1、0.2、0.3，田間理論抽樣數(shù)隨稻水象甲幼蟲密度的不同而改變(表3)。允許誤差值一定的情況下，所需抽樣數(shù)隨幼蟲平均密度增大而減少。

表3　稻水象甲幼蟲不同密度條件下的理論抽樣數(shù)

3討論與結(jié)論

種群的空間分布結(jié)構(gòu)是昆蟲種群的主要特征之一，對(duì)了解昆蟲種群的擴(kuò)散、種群管理及持續(xù)控制具有一定的實(shí)際意義[3]。本試驗(yàn)分別對(duì)拋秧田和插秧田稻水象甲幼蟲進(jìn)行了5次抽樣調(diào)查，4種聚集指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果表明，稻水象甲幼蟲在拋秧與插秧田中的分布型均為聚集分布，且不受移栽方式的影響，聚集的程度均與密度呈正相關(guān)，這與我國(guó)東北地區(qū)的遼寧[4]、西南地區(qū)的貴州[10]稻水象甲幼蟲田間分布格局是一致的，原因可能是地理環(huán)境的差異對(duì)其空間分布的影響不大。拋秧田中幼蟲的聚集強(qiáng)度比插秧田小，原因可能是秧田揭膜后，拋秧田秧苗的煉秧時(shí)間比插秧田短，僅2～3 d，4月中下旬拋秧田開始移栽；而5月上旬插秧田才陸陸續(xù)續(xù)移栽，此時(shí)正值越冬成蟲往大田遷移的高峰期，由于稻水象甲成蟲有趨嫩習(xí)性，插秧田植株比拋秧田植株幼嫩而對(duì)稻水象甲成蟲的吸引力更強(qiáng)，致使田間稻水象甲卵和幼蟲均多于拋秧田，對(duì)幼蟲的空間分布影響較大。此外，拋秧比插秧提前10～15 d，此期間拋秧田與插秧田的環(huán)境也略有不同。

m*-m線性關(guān)系表明，2種移栽方式下稻水象甲幼蟲在田間分布為個(gè)體群；斜率值β分別為1.240和1.126，均大于1，表明其均呈聚集分布。聚集原因分析表明，無論是拋秧田還是插秧田，其聚集均數(shù)均大于2，因此，稻水象甲幼蟲聚集的原因是由環(huán)境因素及稻水象甲幼蟲自身特性共同引起。

樣方的大小及田間抽樣數(shù)對(duì)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果影響顯著。本試驗(yàn)利用五點(diǎn)法、平行線式、雙對(duì)角線式、棋盤法和Z字形取樣法對(duì)調(diào)查坐標(biāo)圖進(jìn)行抽樣，結(jié)果表明各抽樣結(jié)果與實(shí)際平均密度差異不顯著，拋秧和插秧水稻田中，利用雙對(duì)角線法抽樣所得的變異系數(shù)均最小，分別為63.048 8%和84.796 0%，綜合考慮田間調(diào)查的操作性以及5種抽樣方法的標(biāo)準(zhǔn)誤和變異系數(shù)，均以雙對(duì)角線抽樣法為最適宜的調(diào)查方法。拋秧田理論抽樣模型為N=t2(2.256/m+0.240)/D2;插秧田為N=t2(4.878/m+0.126)/D2。理論抽樣數(shù)隨抽樣允許誤差與田間幼蟲密度的增大而減小。

廣西稻水象甲入侵時(shí)間比較短，種群尚未穩(wěn)定，可能在一定程度上影響了幼蟲的空間分布格局。稻水象甲營(yíng)孤雌生殖，對(duì)水稻的危害非常大。本研究明確了稻水象甲幼蟲在田間(拋秧與插秧田)的分布規(guī)律，可為稻水象甲蟲情調(diào)查、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和綜合防治提供指導(dǎo)。

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【責(zé)任編輯霍歡】

Spatial distribution patterns and sampling techniques ofLissorhoptrus

oryzophiluslarvae under two transplanting methods

ZHANG Yanxing1, WANG Kaixue2, SHI Qiaode3, LU Wen1

(1 College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530004, China;

2 Plant Protection Station of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530022, China;

3 Agriculture Bureau of Quanzhou County in Guangxi Zhuang Autonomous Region, Quanzhou 541500, China)

Abstract：【Objective】To study spatial distribution patterns and sampling techniques for the larvae of rice water weevil,Lissorhoptrusoryzophilus, under seedling throwing transplanting and conventional seedling transplanting in Guangxi, and to provide a theoretical basis for insect survey and integrated control of rice water weevil. 【Method】 The spatial distribution patterns of rice water weevil larvae were investigated by aggregation indices, Taylor’s power principle and Iwao’s regression methods. Different sampling techniques including five-point, linear parallel, double diagonal, checkerboard and zigzag sampling were compared. 【Result】The larvae of rice water weevil had an aggregated spatial pattern and fitted to negative binomial distribution with density dependence under two transplanting methods. The basic components of the distribution were colonies of individuals attracting each other. Different cultivation methods did not change the distribution patterns. The formula of field theoretical sampling based on Iwao’s regression wasN=t2(2.256/m+0.240)/D2under seedling throwing transplanting, andN=t2(4.878/m+0.126)/D2under conventional seedling transplanting. The coefficients of variation of rice water weevil larvae in rice field under both seedling throwing transplanting and conventional seedling transplanting were the lowest using double diagonal sampling,which were 63.048 8% and 84.796 0% respectively. 【Conclusion】 Rice water weevil larvae show an aggregated distribution pattern due to their own characteristics as well as environmental factors. The double diagonal sampling was the optimum method to investigate rice water weevil larvae in paddy field under both transplanting methods.

Key words：Lissorhoptrusoryzophilus; rice seedling throwing transplanting method; conventional rice seedling transplanting method; spatial distribution pattern; sampling technique

中圖分類號(hào)：S435

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-411X(2016)01-0058-05

基金項(xiàng)目：廣西農(nóng)業(yè)重點(diǎn)科技計(jì)劃項(xiàng)目(201509)

作者簡(jiǎn)介：張燕杏(1988—)，女，碩士研究生，E-mail：825753646@qq.com；通信作者：陸溫(1962—)，男，教授，博士，E-mail：luwenlwen@163.com

收稿日期：2015-02-04優(yōu)先出版時(shí)間：2015-12-07

優(yōu)先出版網(wǎng)址：http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1110.s.20151207.1132.022.html

張燕杏， 王凱學(xué)， 石橋德，等.2種移栽方式下稻水象甲幼蟲的空間分布型及抽樣技術(shù)研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016,37(1):58-62.