山西晉南小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量與環(huán)境因子的關(guān)系

史高川, 董晉明, 張衛(wèi)民, 劉中芳, 石躍進(jìn), 楊蘇龍,陸俊姣, 席凱鵬, 耿 鵬, 王 波

(1. 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所, 運城 044000；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,太原 030031；3.山西省運城鹽湖區(qū)農(nóng)業(yè)委員會,運城 044000；4.山西省臨猗縣經(jīng)管中心,運城 044000)

山西晉南小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量與環(huán)境因子的關(guān)系

史高川1, 董晉明2*, 張衛(wèi)民1, 劉中芳2, 石躍進(jìn)1, 楊蘇龍1,陸俊姣2, 席凱鵬1, 耿 鵬3, 王 波4

(1. 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所, 運城 044000；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,太原 030031；3.山西省運城鹽湖區(qū)農(nóng)業(yè)委員會,運城 044000；4.山西省臨猗縣經(jīng)管中心,運城 044000)

為了解掌握山西晉南各地小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量與海拔、氣溫、降雨等環(huán)境因子的關(guān)系,2015年進(jìn)行了不同環(huán)境條件下小地老虎越冬代成蟲性誘劑誘蟲試驗。結(jié)果表明:低海拔地區(qū)的成蟲比高海拔地區(qū)始見期早,且發(fā)生量大；成蟲始見期溫度為5～6℃,活動的高峰期溫度為11～19℃,終末期溫度為25～28℃,低于5℃或者高于28℃成蟲基本不活動或零星活動；在成蟲主要集中活動的11～19℃范圍內(nèi),不同區(qū)域成蟲活動與溫度變化差異顯著,溫度高時活動明顯加劇,溫度低時活動減弱；成蟲的發(fā)生量隨降雨量增加呈遞減規(guī)律;從降雨前1日到降雨當(dāng)日再到雨后1日也整體呈遞減規(guī)律,但中雨前后3日,發(fā)生規(guī)律有所不同,呈“V”字形趨勢；其中,小雨(或陣雨)當(dāng)日及前1日、中雨前1日的平均單日誘蟲量均大于無雨日的誘蟲量。

小地老虎； 越冬代成蟲； 發(fā)生量； 環(huán)境因子； 晉南

小地老虎Agrotisipsilon(Hufnagel)屬鱗翅目、夜蛾科,俗稱土蠶、地剪,切根蟲等,是一種世界性的遷飛雜食性農(nóng)業(yè)害蟲[1]。該蟲每隔幾年大發(fā)生1次,以第一代幼蟲數(shù)量最多,危害最大[2],可為害多種農(nóng)作物幼苗,造成缺苗斷壟,甚至毀種。日本學(xué)者布施寬認(rèn)為,該蟲從中國大陸北緯30°以南遠(yuǎn)距離遷飛而來[3-4]。日本學(xué)者杉木渥、小林尚認(rèn)為,該蟲具備了克服地面大氣邊界層氣流的能力,可主動起飛進(jìn)入水平運行的氣流層中降落[5]。我國小地老虎科研協(xié)作組利用標(biāo)記回收的方法明確了小地老虎水平遷飛距離能達(dá)到1 818 km,其越冬代的遷飛路線為由南向北[6],從而證實小地老虎是一種遠(yuǎn)距離遷飛害蟲[7]。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所賈佩華認(rèn)為該蟲在我國北緯33°以北不能越冬,北緯25°以南夏季有絕跡現(xiàn)象[7]。小地老虎是山西省常發(fā)地下害蟲[8],也是棉田重要的地下害蟲之一[9],大暴發(fā)時造成棉田缺苗、斷壟,對棉花產(chǎn)量造成嚴(yán)重?fù)p失[10-12]。山西晉南位于北緯35°,為小地老虎非越冬區(qū),當(dāng)?shù)卦蕉上x皆從南方遠(yuǎn)距離遷飛而來。20世紀(jì)國內(nèi)外專家學(xué)者對其遠(yuǎn)距離遷飛路線研究較多[13-16],對其遷飛發(fā)生量隨海拔及降雨等環(huán)境因子的影響研究較少。因此,探明當(dāng)?shù)匦〉乩匣⒃蕉上x的發(fā)生量與環(huán)境因子的關(guān)系,開展其遷飛危害的成災(zāi)規(guī)律研究,可為準(zhǔn)確預(yù)測預(yù)報,控制其猖獗為害,減少農(nóng)作物損失,提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點：山西省萬榮縣光華鄉(xiāng)大興村黃河灘涂(東經(jīng)110°83′，北緯35°42′，海拔350 m)，屬于黃河沖擊形成的古河道河床，緊鄰黃河，地勢低洼,土壤屬濕潤的沙土地,周邊主要作物有小麥、玉米、棉花、桃樹；夏縣裴介鎮(zhèn)牛家洼村(東經(jīng)111°22′，北緯35°12′，海拔600 m)，屬于典型黃土高原丘陵地貌，溝壑縱橫，土壤屬較濕潤的壤土地,周邊主要作物為小麥、玉米、棉花、桃樹；平陸縣洪池鄉(xiāng)洪池村(東經(jīng)111°20′，北緯34°12′，海拔950 m)，屬于中條山南麓半坡,山峰環(huán)繞,梯田,土壤屬干燥的沙壤土地,周邊主要作物為小麥、玉米、棉花、果樹。

1.2 試驗材料

小地老虎性誘芯顏色為藍(lán)色,材質(zhì)為橡膠,形狀為內(nèi)鑲式杯狀、杯底座外鑲長方體立柱,杯口內(nèi)徑0.6 cm、外徑1.0 cm、杯高0.9 cm；杯底座為長方體立柱,長×寬×高0.4 cm×0.3 cm×0.6 cm,由中國科學(xué)院動物研究所提供,制作成水盆型誘捕器使用。誘捕器選用外徑25 cm、內(nèi)徑23 cm、深8 cm的硬質(zhì)再生藍(lán)色塑料盆,在盆沿下1 cm處對稱鉆兩個排水孔。將一細(xì)鐵絲(直徑18 mm)自孔中穿過性誘芯橡膠塞的小頭,將橡膠塞固定在盆中間。將三根竹竿(或木棒)捆成支架,誘盆放在支架上面,盆內(nèi)注清水至排水孔,加一勺洗衣粉(濃度約0.3%),攪勻。調(diào)節(jié)鐵絲高度,使誘芯底部高出水面0.5～1.0 cm。誘盆懸掛高度高于作物10～20 cm。性誘芯每30 d更換1次。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計

2015年3月1日至5月30日,在試驗地點選擇棉花田設(shè)置小地老虎性誘捕器,進(jìn)行越冬代成蟲發(fā)生動態(tài)調(diào)查。根據(jù)誘芯的使用范圍,每3個誘芯可覆蓋0.07 hm2；每塊棉田設(shè)置6個誘芯,誘芯之間相距50 m以上,每塊棉田面積不小于0.33 hm2；每個試驗地點設(shè)3個重復(fù)共18個誘芯,每個重復(fù)間距200 m以上。

1.3.2 調(diào)查方法

每日上午10:00調(diào)查記錄前1日誘捕器的誘蛾量,并撈出小地老虎成蟲,及時調(diào)整盆口鐵絲或加洗衣粉水(大雨過后補加洗衣粉),保持誘芯底部高出水面0.5～1.0 cm。同時記載觀察期間的溫度(溫度表人工記錄)、降雨(當(dāng)?shù)乜h氣象局提供)情況。

2 結(jié)果分析

2.1 不同地點越冬代小地老虎消長規(guī)律

小地老虎越冬代成蟲在不同地點發(fā)生消長規(guī)律基本一致(圖1)。始見期、高峰期、終末期主要發(fā)生在3月中上旬到5月中下旬。3個地點越冬代成蟲始見期最早為3月9日,高峰期主要集中在3月31日到4月15日,終末期最晚為5月31日,共計74 d；3個點的發(fā)生高峰期基本重合。

2.2 小地老虎越冬代成蟲始見期與海拔的關(guān)系

試驗結(jié)果表明,小地老虎越冬代成蟲始見期隨著海拔升高而推遲,在低海拔的大興村比中海拔的牛家洼村提早3 d,中海拔的牛家洼村比高海拔的洪池村提早3 d,低海拔的大興村比高海拔的洪池村提早6 d(表1)。

圖1 2015年晉南棉田小地老虎越冬代成蟲發(fā)生消長動態(tài)Fig.1 Occurrence dynamics of the overwintering generation of Agrotis ipsilon in southern Shanxi in 2015

試驗結(jié)果還表明,低海拔地區(qū)比高海拔地區(qū)小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量大(表1)。3個試驗點總計誘蟲量3 209頭。低海拔的大興村是高海拔的洪池村誘蟲量的3.5倍,是中海拔的牛家洼村誘蟲量的2.3倍；中海拔的牛家洼村是高海拔的洪池村誘蟲量的1.5倍。3個試驗地點的誘蟲數(shù)量從低海拔到高海拔占誘蟲總量比例分別為58%、25%和17%。

表1 不同海拔地區(qū)小地老虎越冬代成蟲始見期和成蟲發(fā)生量(2015年)

Table 1 First appearance period and the occurring quantity of the overwintering generation ofAgrotisipsilonat
different altitudes in Shanxi Province

試驗點Sites海拔/mAltitude成蟲始見期/月-日Firstappearanceperiod誘蟲總量/頭Totalnumberofadults萬榮縣大興村DaxingVillage,WanrongCounty35003-091861夏縣牛家洼村NiujiawaVillage,XiaCounty60003-11816平陸縣洪池村HongchiVillage,PingluCounty95003-14532

2.3 越冬代小地老虎成蟲遷飛與氣溫的關(guān)系

試驗結(jié)果表明,小地老虎越冬代成蟲的活動與溫度變化關(guān)系顯著。3個試驗點越冬代成蟲始見蛾期溫度均為5～6℃,活動的高峰期溫度為11～19℃,終末期溫度為25～28℃,低于5℃或者高于28℃成蟲基本不活動或零星活動(表2)。3個試驗點氣溫為5～6℃時分別誘到1頭,低于5℃沒有誘到；氣溫在11～19℃時誘捕蟲量最大,3個試驗點高峰期總計達(dá)到772頭；氣溫25～28℃時3個點分別誘到1頭。

試驗結(jié)果還表明,在成蟲高峰期適宜溫度11～19℃范圍內(nèi),成蟲活動隨溫度的升高明顯加劇,反之則減弱(表2)。3個試驗點4次高峰期共誘蟲772頭。其中高峰期萬榮縣大興村早8:00平均氣溫17.0℃、前1日晚22:00平均氣溫18.0℃,早晚平均氣溫17.5℃,誘蟲量為414頭。高峰期夏縣牛家洼村早8:00平均氣溫15.5℃、前1日晚22:00平均氣溫16.0℃,早晚平均氣溫15.8℃,誘蟲量為252頭。高峰期洪池村早8:00平均氣溫13.5℃、前1日晚22:00平均氣溫13.5℃,早晚平均氣溫13.5℃,誘蟲量為106頭。大興村比牛家洼村早晚平均氣溫高1.2℃,多誘蟲162頭；牛家洼比洪池村早晚平均氣溫高2.3℃,多誘蟲146頭；大興村比洪池村早晚平均氣溫高3.5℃,多誘蟲308頭。3個試驗點早晚平均氣溫依次分別為17.5℃、15.8℃、13.5℃,誘蟲量占誘蟲總量的比例依次為53.6%、32.6%、13.7%。

2.4 小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量與降雨的關(guān)系

運用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,F=178.92,df=1,P=0.000(P<0.01), 表明不同降雨量下小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量差異顯著。試驗結(jié)果(表3)表明,小地老虎越冬代發(fā)生量隨降雨量增加呈遞減趨勢,但小雨(或陣雨)當(dāng)日和前1日、中雨前1日的平均誘蟲數(shù)量均大于無雨日的單日誘蟲量。3個試驗地點在小地老虎成蟲發(fā)生期內(nèi)無雨日有156 d,占86.6%;小雨、陣雨日14 d,占7.8%；中雨日10 d,占5.6%；大雨日、暴雨日均為0 d。3個試驗地點總共誘蟲3 209頭,無雨日誘蟲2 707頭(平均為17.4頭/d),小雨、陣雨日誘蟲429頭(平均為30.6頭/d),中雨日誘蟲73頭(平均為7.3頭/d)；無雨日、小雨/陣雨日、中雨日誘蟲量占總誘蟲數(shù)量的比例依次為84.3%、13.4%、2.3%。

小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量在降雨前后3日也呈遞減規(guī)律。3個試驗地點降雨前后3日合計誘蟲總量為1 668頭,其中降雨前1日為783頭,當(dāng)日為502頭,后1日為383頭,降雨前后3日,單日誘蟲量占3日誘蟲總量的比例依次為46.9%、30.1%、23.0%。

表2 小地老虎越冬代成蟲主要發(fā)生期與氣溫的關(guān)系(2015年)

Table 2 Relationship between the occurrence period ofAgrotisipsilonand the temperature (2015)

試驗點Site遷入主要時期Mainoccurrenceperiod日期/月-日Date8:00氣溫/℃Temperatureat8:00前1日22:00氣溫/℃Temperatureat22:00onthepreviousday誘蟲量/頭Numberofadults萬榮縣大興村DaxingVillage,WanrongCounty成蟲始見期Firstappearanceperiod03-09551第1次高峰Thefirstpeak03-311719149第2次高峰Thesecondpeak04-041519119第3次高峰Thethirdpeak04-08171690第4次高峰Thefourthpeak04-15191856成蟲終末期Endstage05-2426281夏縣牛家洼村NiujiawaVillage,XiaCounty成蟲始見期Firstappearanceperiod03-11561第1次高峰Thefirstpeak03-31141633第2次高峰Thesecondpeak04-05151763第3次高峰Thethirdpeak04-091515105第4次高峰Thefourthpeak04-15181651成蟲終末期Endstage05-2425271平陸縣洪池村HongchiVillage,PingluCounty成蟲始見期Firstappearanceperiod03-14551第1次高峰Thefirstpeak03-31131529第2次高峰Thesecondpeak04-03111226第3次高峰Thethirdpeak04-09141316第4次高峰Thefourthpeak04-15161435成蟲終末期Endstage05-2625261

表3 小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量與降雨的關(guān)系(2015年)1)

Table 3 Relationship between the occurrence quantity ofAgrotisipsilonand the rainfall (2015)

試驗點Site日期/月-日Date降雨情況Rainfall誘蟲量/頭 Numberofadultscaptured下雨前1日Thedaybeforetherain下雨當(dāng)日Therainningday雨后1日Thedayaftertherain萬榮縣大興村DaxingVillage,WanrongCounty03-31+761495204-01++149523404-06+89677804-12+90903704-18+2015704-19++1573305-01++1871005-10+122夏縣牛家洼村NiujiawaVillage,XiaCounty03-31+2333604-01++336504-06++6301104-12+650504-18+2881504-19+8151305-01++011105-10+400平陸洪池村HongchiVillage,PingluCounty03-31+1929004-01++2901304-06++1201204-12+10121704-18+131004-19++101205-01++80705-10+983

1) 表中數(shù)據(jù)+表示小雨、陣雨;++表示中雨。 In the table, the symbol “+”represent light rain or showery rain,“++"represent moderate rain.

小地老虎越冬代成蟲發(fā)生量在不同降雨量的前后3日差異顯著(表3)。小雨、陣雨前后3日,越冬代成蟲的發(fā)生量呈遞減趨勢；中雨前后3日,越冬代成蟲的發(fā)生量呈“V”字形趨勢。3個試驗點降雨日前后3日合計誘蟲總量為1 668頭。小雨、陣雨前后3日合計誘蟲1 119頭,分別為降雨前1日455頭(平均32.5頭/d)、降雨當(dāng)日429頭(平均30.6頭/d)、降雨后1日235頭(平均16.8頭/d),小雨、陣雨前后3日,單日誘蟲量占3日誘蟲總量的比例依次為27.2.%、25.7%、14.1%。中雨前后3日誘蟲549頭,分別為前1日328頭(平均32.8頭/d)、當(dāng)日73頭(平均7.3頭/d)、后1日148頭(平均14.8頭/d),中雨前后3日,單日誘蟲量占3日誘蟲總量的比例依次為19.6%、4.4%、8.9%。

3 結(jié)論與討論

3.1 小地老虎是一種遠(yuǎn)距離遷飛害蟲

小地老虎在我國北緯33°以北不能越冬[6-7]。本試驗地位于北緯35°,為小地老虎非越冬區(qū),越冬代成蟲從南方遠(yuǎn)距離遷飛而來[8]。對不同海拔的誘蟲量差異、始見期溫度、降雨與誘蟲量關(guān)系等的研究表明,春季(包括夏初)誘集到的小地老虎成蟲具有外地遷入的特征,進(jìn)一步證實了本地區(qū)是小地老虎越冬代成蟲主要遷入地之一。根據(jù)賈佩華等[7,15]的研究,成蟲具有明顯的日飛翔活動節(jié)律,在遷飛的過程中可能是夜間遷飛白晝棲息。再根據(jù)楊振東等[17]的研究,成蟲活動時間主要集中在晚22:00至次日早8:00。因此,監(jiān)測這一時段的氣溫是研究小地老虎越冬代成蟲遷入時期的關(guān)鍵。

3.2 小地老虎越冬代成蟲始見期和成蟲量隨著海拔升高而推遲和減少

本研究在晉南的觀測結(jié)果與楊振東等[17]在甘肅省的研究結(jié)論是一致的。與曠昌熾等[18]得出的小地老虎成蟲活動受地形直接影響的結(jié)果也是一致的。

本研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)卦蕉上x活動始見期溫度為5～6℃,活動高峰期溫度為11～19℃,終末期溫度為25～28℃,低于5℃或者高于28℃成蟲基本不活動或零星活動。在成蟲高峰期，適宜溫度11～19℃范圍內(nèi),成蟲活動隨溫度的升高明顯加劇,反之則減弱。這與賈佩華等[15]的研究結(jié)論,日均溫5℃及10℃可作為越冬代遷入蛾始見期與始盛期的溫度指標(biāo)，當(dāng)日均溫達(dá)到10℃和18℃以上時遷飛進(jìn)入始盛期和高峰期是一致的。這也與徐培楨等[19]得出的小地老虎成蟲遷飛的種群動態(tài)與海拔、溫度、降雨等氣象因子有較大的關(guān)系,尤其與溫度關(guān)系最為密切的結(jié)論基本一致。

3.3 越冬代成蟲的發(fā)生與降雨量增加呈遞減規(guī)律

越冬代成蟲的發(fā)生量從降雨前1日到降雨當(dāng)日再到雨后1日整體上也呈遞減規(guī)律。其中,小雨(或陣雨)當(dāng)日和前1日、中雨前1日的平均誘蟲數(shù)量均大于不降雨的單日誘蟲量,但中雨前后3日的發(fā)生規(guī)律有所不同，呈“V”字形趨勢,降雨當(dāng)日平均誘蟲數(shù)量較少,這與徐培楨等[19]報道的,以降雨日誘蛾量最多,不盡一致。另外,本研究由于氣象因素,沒有出現(xiàn)大雨的天氣情況,我們推測大雨應(yīng)與中雨發(fā)生的情況一致,呈“V”字形趨勢,此推測有待進(jìn)一步證實。

3.4 越冬代成蟲遷飛的種群動態(tài)是多因子影響的結(jié)果

除了受海拔、溫度、降雨等氣象條件的影響外,小地老虎越冬代成蟲遷飛還與高空氣流的流動及蟲體內(nèi)脂肪含量高低等因子有關(guān)。遷飛成蟲在降雨前1天大量降落,主要是下沉氣流所致。降雨來臨前,氣壓下降,氣流下沉,可能影響該蟲繼續(xù)遷飛,高空氣流下沉可能攜帶一部分蛾群隨氣流的下降被迫提前降落。另外,遷飛過程中的小地老虎體內(nèi)脂肪含量高低決定了其能量的大小,尤其產(chǎn)卵繁殖期的雌蛾,卵巢發(fā)育及長距離遷飛加快了體內(nèi)脂肪的消耗,能量減少,可能迫不得已而降落；這可能就是非雨日能誘集到越冬代成蟲的主要原因。

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(責(zé)任編輯:楊明麗)

Relationships between the occurrence quantity of the overwintering generation ofAgrotisipsilonmoth and environmental factors in southern Shanxi Province

Shi Gaochuan1, Dong Jinming2, Zhang Weimin1, Liu Zhongfang2, Shi Yuejin1,
Yang Sulong1, Lu Junjiao2, Xi Kaipeng1, Geng Peng3, Wang Bo4

(1.CottonResearchInstitute,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Yuncheng044000,China; 2.PlantProtectionInstitute,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Taiyuan030031,China; 3.YunchengYanhuAgriculturalCommittee,Yuncheng044000,China; 4.ShanxiLinyiCenterofEconomicManagement,Yuncheng044000,China)

The experiments were conducted to study the relationships between the occurrence quantity of the overwintering generation ofAgrotisipsilonand the environmental factors. Sex attractant was used to evaluate the effects of environmental factors on occurrence and overwintering ofA.ipsilonin three sites in southern Shanxi Province. The result showed that the initial appearance period and the occurrence quantity were earlier and lager at lower altitudes than higher altitudes. The minimum, optimal, and maximum growth temperature were 5-6℃, 11-19℃,and 25-28℃ forA.ipsilonmoth, respectively. When the temperature was lower than 5℃or higher than 28℃, the adults were not active or sporadically active. At 11-19℃, the higher the temperature was, the more active the adults were. The number ofA.ipsilonmoth was sharply changed at the day before the raining day, raining day, and the next day. Therefore, the occurrence quantity ofA.ipsilonmoth was closely related to altitude, temperature, rainfall, and other environmental factors.

Agrotisipsilon; overwintering generation of adult; occurrence quantity; environmental factor; southern Shanxi

2016-04-15

2016-05-31

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-18-29)；公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201003025)；山西省科技攻關(guān)項目(20140311004-2)

S433.5

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.02.032

* 通信作者 E-mail:dongjinming59@163.com