亞洲玉米螟為害對玉米產(chǎn)量的影響與防治指標(biāo)研究

李妍穎 李梅梅 楊琪 陳麗慧 李伯遼 房愛省 何柯杭 董繼廣 趙玉婉 于志浩 郝引川 仵均祥

摘要

為明確玉米螟為害對玉米造成的經(jīng)濟(jì)損失，制定合理的防治指標(biāo)，及時(shí)進(jìn)行科學(xué)防治， 2018年和2019年調(diào)查了田間自然條件下玉米螟在不同品種上發(fā)生為害情況，對蟲口密度與產(chǎn)量損失率的關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，2018年玉米螟發(fā)生為害程度明顯重于2019年;雌穗受害程度明顯高于莖稈。蟲口密度在0～4頭/株范圍內(nèi)與單穗重呈負(fù)相關(guān)，與產(chǎn)量損失率呈正相關(guān)。回歸分析表明，2018年玉米螟蟲口密度（X）與供試品種產(chǎn)量損失率（Z）之間關(guān)系為：Z鄭單958=1.367X 1.539，R2=0.978 0;Z陜單609=2.059X 2.317， R2=0.926 2;Z陜單650=2.139X 1.495， R2=0.955 9;Z新單47=1.908X 1.97， R2=0.978 9;Z澤玉8911=1.309X 1.147， R2=0.989 8。2019年玉米螟蟲口密度（X）與供試品種產(chǎn)量損失率（Z）之間的關(guān)系為：Z鄭單958=1.241 3X 1.094 2， R2=0.954 1;Z陜單609=1.867 7X 1.766 4，R2=0.981 4;Z陜單650=1.603 5X 1.692 0， R2=0.970 1。根據(jù)2018年和2019年兩年5個(gè)品種8組調(diào)查數(shù)據(jù)分析，結(jié)合當(dāng)?shù)赜衩酌乐螌?shí)際費(fèi)用，確定玉米螟防治指標(biāo)為3.15頭/株，或315頭/百株，這一研究結(jié)果可為基于農(nóng)藥減施增效的玉米螟科學(xué)防治提供理論依據(jù)。

??關(guān)鍵詞

玉米螟;蟲口密度;產(chǎn)量損失率;防治指標(biāo)

中圖分類號(hào)：

S435.132

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.16688/j.zwbh.2020592

Effects of Ostrinia furnacalis （Guenée） on maize yield and treatment threshold

LI Yanying，LI Meimei，YANG Qi，CHEN Lihui，LI Boliao，F(xiàn)ANG Aisheng，HE Kehang，

DONG Jiguang，ZHAO Yuwan，YU Zhihao，HAO Yinchuan*，WU Junxiang*

（College of Plant Protection， Northwest A & F University， Yangling712100， China）

Abstract

In order to determine the economic loss of maize caused by Ostrinia furnacalis （Guenée）， and reasonably determine the control indexes and make timely and scientific control of the corn borer. The occurrence and damage of corn borer on different maize varieties were investigated in the field in 2018 and 2019. Meanwhile， the statistical relationships between population densities and yield loss rates were analyzed. The results showed that the degree of occurrence and damage of O.furnacalis （Guenée） was more serious in 2018 than in 2019， and the damage degree of maize ears was more severe than that of stalk. With increasing insect population densities from zero to four individuals per plant， the population density was negatively correlated with single spike weight， but positively correlated with the yield loss rate. Regression analysis shows that the relationship between corn borer population density （X） and yield loss rate （Z） of tested varieties in 2018 was ZZD958=1.367X 1.539， R2=0.978 0; ZSD609=2.059X 2.317， R2=0.926 2; ZSD650=2.139X 1.495， R2=0.955 9; ZXD47=1.908X 1.97， R2=0.978 9; ZZY8911=1.309X 1.147， R2=0.989 8; while the relationship in 2019 was ZZD958=1.241 3X 1.094 2， R2=0.954 1; ZSD609=1.867 7X 1.766 4， R2=0.981 4; ZSD650=1.603 5X 1.692 0， R2=0.970 1. According to the data analysis of eight groups of five maize varieties investigated in two years， combined with the actual control cost of local corn borers， the treatment threshold of the corn borer was 3.15 individuals per plant or 315 individuals per 100 plants. The results provided a theoretical basis for scientifically managing and controlling the corn borer in compliance with the principle of reducing pesticide use and increasing efficiency.

Key words

Ostrinia furnacalis;population density;yield loss rate;treatment threshold

亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenée）俗稱玉米鉆心蟲、蛀莖蟲、箭桿蟲[1]，是我國玉米生產(chǎn)中歷史性、災(zāi)害性的害蟲[2]。近年來在我國許多地方玉米螟為害加重[3]，如遼寧省燈塔地區(qū)玉米螟為害造成玉米減產(chǎn)嚴(yán)重的可達(dá)15%以上[4]，陜西關(guān)中地區(qū)玉米螟百株蟲量達(dá)174.7頭[5]。同時(shí)，在玉米螟的防治實(shí)踐中，只單方面考慮玉米螟對玉米的為害，忽視了玉米對玉米螟為害的抵抗能力、忍耐能力和自身調(diào)節(jié)補(bǔ)償能力，造成了多施藥、重復(fù)施藥，導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高，環(huán)境污染和生態(tài)失衡加劇，因此，制定科學(xué)的防治指標(biāo)對防治決策有重要意義。關(guān)于玉米螟為害損失與防治指標(biāo)的研究，20世紀(jì)中后期曾有較多的報(bào)道[6 12]。近年來的工作則明顯較少，僅偶見報(bào)道[13 14]。鑒于此，本試驗(yàn)在大田條件下，通過調(diào)查田間自然發(fā)生的玉米螟為害情況，構(gòu)建玉米螟蟲口密度與單穗重、產(chǎn)量損失率的數(shù)學(xué)模型，確定玉米螟防治指標(biāo)，為基于農(nóng)藥減量使用的害蟲綜合治理工作提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試蟲源為田間自然發(fā)生蟲源。試驗(yàn)地點(diǎn)為位于陜西省楊陵區(qū)武功縣武功鎮(zhèn)涼馬村的國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系玉米品種試驗(yàn)地 （34°21′N，108°02′E） ，海拔552 m。試驗(yàn)地地勢平坦，土壤肥力中等，排灌條件良好。

供試玉米品種為‘陜單609’‘陜單650’‘新單47’‘澤玉8911’‘鄭單958’，均由西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系種植管理。每個(gè)品種種植面積667 m2，品種之間 隨機(jī)排列。種植方式為條播，寬窄行種植，寬行行距70 cm，窄行行距50 cm， 株距25 cm，密度4 500株/667 m2。2018年和2019年玉米播種時(shí)間均為6月初，玉米長勢良好，整齊一致，在玉米生長期間不使用任何藥劑防治，其他田間管理同大田。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1玉米螟發(fā)生為害情況調(diào)查

玉米蠟熟期按品種分別調(diào)查玉米螟幼蟲對莖稈和雌穗的為害情況。采取五點(diǎn)取樣，每點(diǎn)兩行，每行順行調(diào)查30株，每個(gè)品種調(diào)查300株。記載調(diào)查莖稈和雌穗上的蟲孔數(shù)和幼蟲數(shù)。根據(jù)常識(shí)認(rèn)定：莖稈上的蟲孔數(shù)與莖稈內(nèi)的幼蟲數(shù)一致;但若發(fā)現(xiàn)雌穗明顯被害但剝開苞葉后幼蟲已逃逸時(shí)，則標(biāo)記為1頭幼蟲，明顯看到有2頭幼蟲或在雌穗有2處部位被害時(shí)，則記為2頭幼蟲。計(jì)算莖稈、雌穗、整株被害率和百稈蟲量、百穗蟲量、百株蟲量。

1.2.2考種及產(chǎn)量損失測定

玉米成熟后采收前，根據(jù)玉米螟整體發(fā)生情況，每個(gè)品種按以下8個(gè)指標(biāo)隨機(jī)采集未受害株和受害株的玉米雌穗，分別裝袋帶回室內(nèi)晾干，脫粒后用JMB20002型電子天平稱重。

空白對照：穗0稈0，全株無蟲，未受害;穗0稈1（X1）：穗部未受害，稈上有1頭蟲為害;穗1稈0（X2）：穗部有1頭幼蟲為害，莖稈上無蟲眼;

穗1稈1（X3）：穗部有1頭幼蟲為害，莖稈上有1個(gè)蟲眼;穗1稈2（X4）：穗部有1頭幼蟲為害，莖稈上有2個(gè)蟲眼;穗2稈0（X5）：穗部有2頭幼蟲為害，莖稈上無蟲眼;

穗2稈1（X6）：穗部有2頭幼蟲為害，莖稈上有1個(gè)蟲眼;穗2稈2（X7）：穗部有2頭幼蟲為害，莖稈上有2個(gè)蟲眼。

每處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)取20個(gè)雌穗，每個(gè)品種共采480個(gè)雌穗。確定蟲口密度與產(chǎn)量損失率之間的關(guān)系時(shí)，將各處理的總蟲量相加，轉(zhuǎn)換為單株蟲口密度，依次為：0、1、2、3、4頭/株。莖稈與雌穗上的幼蟲數(shù)記載方法同1.2.1。

1.3數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel整理后采用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析，利用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。通過主成分分析法確定影響玉米產(chǎn)量的主要因素[15]。

1.3.1發(fā)生為害參數(shù)計(jì)算

分別計(jì)算出莖稈、雌穗、整株被害率和百稈、百穗、百株蟲量，計(jì)算公式如下：

莖稈被害率=被害莖稈數(shù)/調(diào)查株數(shù)×100%;

百稈蟲量=被害莖稈幼蟲數(shù)/調(diào)查株數(shù)×100;

雌穗被害率=被害雌穗數(shù)/調(diào)查雌穗數(shù)×100%;

百穗蟲量=被害雌穗幼蟲數(shù)/調(diào)查雌穗數(shù)×100;

被害株率=被害株數(shù)/調(diào)查株數(shù)×100%;

百株蟲量=百稈蟲量+百穗蟲量。

1.3.2玉米產(chǎn)量損失率計(jì)算

產(chǎn)量損失率=（對照組單穗重-處理組單穗重）/對照組單穗重×100%。

1.3.3經(jīng)濟(jì)允許損失水平（EIL）計(jì)算

EIL= C×100 P×Y×EC

式中，C為防治成本（元/667m2），P為玉米單價(jià)（元/kg），Y為玉米產(chǎn)量（kg/667m2），EC為防治效果（%）。

2結(jié)果與分析

2.1玉米螟發(fā)生為害情況調(diào)查

2.1.1 2018年和2019年玉米螟發(fā)生為害程度比較

從表1中可以看出，2018年玉米螟發(fā)生為害程度明顯重于2019年。2018年5個(gè)供試玉米品種的平均整株被害率達(dá)82.33%。其中品種‘澤玉8911’整株被害率僅為69.33%，顯著低于其他4 個(gè)玉米品種（P<0.05）， 其他4個(gè)玉米品種整株被害株率高達(dá)83%以上。5個(gè)供試玉米品種的平均百株蟲量為155.73頭，其中品種‘澤玉8911’百株蟲量為115頭，顯著低于其他4個(gè)玉米品種（P<0.05）， 其他4個(gè)玉米品種百株蟲量達(dá)152頭以上。

2019年5個(gè)供試玉米品種的平均整株被害率僅僅為15.9%，其中品種‘新單47’和‘澤玉8911’整株被害率僅為10%左右，整株被害率最高的品種為‘陜單650’，其被害率也僅為22.50%。5個(gè)供試玉米品種的平均百株蟲量為19頭，百株蟲量最多的品種是‘陜單650’，為28.50頭。

2.1.2不同部位受害程度比較

莖稈和雌穗比較，玉米螟更喜歡為害雌穗，不論是從被害率（F2018=1.975，P=0.00;F2019=9.044，P=0.02），還是從單位蟲量（F2018=3.498，P=0.00;F2019=4.787，P=0.01）來看，雌穗受害程度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于莖稈，2018年和2019年的結(jié)果相同。2018年5個(gè)供試玉米品種的平均莖稈被害率為29.13%，百稈蟲量為39.20頭，5個(gè)玉米品種莖稈被害率和百稈蟲量無顯著差異（P>0.05）。5個(gè)供試玉米品種的平均雌穗被害率達(dá)78.07%，百穗蟲量116.53頭（表1）。

2019年5個(gè)供試玉米品種的平均莖稈被害率為2.81%，百稈蟲量為3.25頭。5個(gè)供試玉米品種的平均雌穗被害率達(dá)14.37%，百穗蟲量16頭。

2.2利用主成分分析法確定影響玉米產(chǎn)量損失的主要因素

對各處理的產(chǎn)量損失率進(jìn)行主成分分析，首先對7個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析，以確定指標(biāo)是否適合進(jìn)行因子分析。相關(guān)系數(shù)矩陣如表2所示，可以看出，7個(gè)指標(biāo)適宜進(jìn)行因子分析。在所有主成分構(gòu)成中，得到兩個(gè)特征值大于1的主成分MF1和MF2（表3），由于第一主成分（MF1）的方差貢獻(xiàn)率高達(dá)56.47%，說明MF1最能說明總體信息，因此，選取第一主成分進(jìn)行分析。由表4可知，X6在MF1上有較高的載荷，說明MF1主要反映了X6的信息，且MF1與X6呈正相關(guān)，因此，在雌穗和莖稈同時(shí)受害的情況下，雌穗對產(chǎn)量損失率有直接影響且影響較大。

2.3蟲口密度與產(chǎn)量損失之間的關(guān)系

2.3.1蟲口密度與單穗重之間的關(guān)系

統(tǒng)計(jì)和回歸分析結(jié)果表明，2018年供試玉米品種的蟲口密度（X）與單穗重（Y）之間存在如下線性回歸關(guān)系（圖1）：Y鄭單958= 1.839 9X+134.73，R2=0.978 2;Y陜單609= 2.663 9X+129.73，R2= 0.926 3;Y陜單650= 2.576 1X+119.59，R2=0.956 0;? Y新單47= 2.317X+158.04，R2=0.978 8;Y澤玉8911=? 1.423 3X+108.56，R2=0.989 6。2019年供試玉米品種的蟲口密度（X）與單穗重（Y）之間存在如下線性回歸關(guān)系（圖2）：Y鄭單958= 1.414 3X+111.55，R2=0.950 4;Y陜單609= 2.133 6X+114，R2=0.981 2;Y陜單650= 1.555 8X+97.384，R2=0.970 7。

由圖1和圖2可以看出，隨著蟲口密度在0～ 4頭/株逐漸增加，單穗重逐漸降低，‘陜單609’單株每增加1頭幼蟲，單穗重減少的量最多，達(dá)2.663? 9 g， ‘陜單650’次之，平均減少2.576 1 g，‘新單47’單穗重平均減少2.317 g，‘鄭單958’單穗重平均減少1.839 9 g，‘澤玉8911’的單穗重減少量最少，為1.423 3 g。通過新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，當(dāng)蟲口密度為4頭/株時(shí)的‘鄭單958’‘陜單650’‘陜單609’‘新單47’的單穗重顯著低于蟲口密度為1頭/株的單穗重（P<0.05）;‘澤玉8911’不同蟲口密度間單穗重差異不顯著（P>0.05）（圖1）。

與2018年結(jié)果相似，2019年隨著單株每增加1頭幼蟲， ‘陜單609’單穗重的減少量最多，為2.133 6 g ，‘陜單650’次之，平均減少1.555 8 g，‘鄭單958’單穗重平均減少1.414 3 g。顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，‘陜單609’和‘陜單650’的蟲口密度對單穗重有顯著影響（P<0.05），蟲口密度為4頭/株時(shí)，單穗重均最小;‘鄭單958’不同蟲口密度間單穗重差異不顯著（P>0.05）（圖2）。

2.3.2蟲口密度與產(chǎn)量損失率之間的關(guān)系

擬合分析表明，2018年供試玉米品種的玉米螟幼蟲蟲口密度（X）與產(chǎn)量損失率（Z）之間存在如下回歸關(guān)系：Z鄭單958=1.367X 1.539， R2=0.978 0;Z陜單609=2.059X 2.317，R2=0.926 2;Z陜單650=2.139X 1.495，R2=0.955 9;Z新單47=1.908X 1.97，R2=0.978 9;Z澤玉8911=1.309X 1.147，R2=0.989 8。2019年供試玉米品種的玉米螟幼蟲蟲口密度（X）與產(chǎn)量損失率（Z）之間存在如下回歸關(guān)系：Z鄭單958=1.241 3X 1.094 2，R2=0.954 1;Z陜單609=1.867 7X 1.766 4，R2=0.981 4;Z陜單650=1.603 5X 1.692 0，R2=0.970 1。

由此可見，蟲口密度與產(chǎn)量損失率呈正相關(guān)（圖1～2），隨著蟲口密度在0～4頭/株逐漸增加，產(chǎn)量損失率逐漸增高。其中2018年供試玉米品種的實(shí)際產(chǎn)量損失率在1%～8%，‘陜單609’和‘陜單650’實(shí)際產(chǎn)量損失率最高，均達(dá)到8%，‘新單47’次之，‘鄭單958’和‘澤玉8911’實(shí)際產(chǎn)量損失率稍低，在1%～5%。2019年供試玉米品種的實(shí)際產(chǎn)量損失率在1%～7%，當(dāng)蟲口密度達(dá)4頭/株時(shí)，‘陜單609’實(shí)際產(chǎn)量損失率最高，為7.38%。

綜上所述，玉米螟蟲口密度與單穗重呈負(fù)相關(guān)，與產(chǎn)量損失率呈正相關(guān)，隨蟲口密度的增加，單穗重逐漸減少，產(chǎn)量損失率逐漸上升。隨著蟲口密度在0～4頭/株逐漸增加，每增加1頭幼蟲，‘陜單609’單穗重減少最多，平均減少2.398 8 g。當(dāng)蟲口密度達(dá)4頭/株時(shí)，‘陜單609’單穗重最少，實(shí)際產(chǎn)量損失率最高，‘澤玉8911’單穗重最高，實(shí)際產(chǎn)量損失率最低。

2.4防治指標(biāo)的確定

根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，多方調(diào)查確認(rèn)，目前玉米田玉米螟的藥劑防治仍以采用背負(fù)式噴霧器噴施殺蟲劑為主要措施，平均防治費(fèi)用（包括藥劑、機(jī)械損耗、人力成本等）約為35元/667 m2，防治效果約為95%，玉米價(jià)格約2元/kg。據(jù)此計(jì)算所得經(jīng)濟(jì)允許損失水平（EIL），再將此值代入蟲口密度與產(chǎn)量損失率模擬關(guān)系式中，最終得出供試玉米品種的防治指標(biāo)。綜合2018年和2019年5個(gè)供試品種8組調(diào)查數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，玉米田玉米螟防治指標(biāo)為3.15頭/株，或315頭/百株（表5）。

3結(jié)論與討論

于2018年和2019年對5個(gè)供試品種8組調(diào)查數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明，不同年度之間玉米螟的發(fā)生為害程度差異很大，2018年明顯重于2019年。造成這一現(xiàn)象的主要原因與玉米生長發(fā)育過程中是否噴藥有密切的關(guān)系。2018年玉米整個(gè)生長發(fā)育過程中未噴灑過任何農(nóng)藥。但2019年由于草地貪夜蛾的遷入，當(dāng)?shù)卣疄榱擞行Э刂撇莸刎澮苟甑臑楹?，在玉米生長的喇叭口期至灌漿期，短期內(nèi)先后統(tǒng)一組織進(jìn)行了3次噴藥防治，極大地壓低了玉米螟的蟲口基數(shù)，造成了玉米螟發(fā)生為害程度顯著下降的現(xiàn)象。

比較玉米植株不同部位受害程度，雌穗受害率和百穗蟲量顯著大于莖稈被害率和百稈蟲量;莖稈、雌穗同時(shí)受害時(shí)，雌穗受害對產(chǎn)量損失率的影響更大。這與筆者以前報(bào)道的玉米螟更傾向于為害玉米雌穗，莖稈受害率遠(yuǎn)小于雌穗的結(jié)果完全一致[16]。因此，進(jìn)行玉米螟防治工作時(shí)，可將防治重點(diǎn)放至雌穗上，以保證玉米產(chǎn)量的更大收成。蟲口密度與單穗重呈負(fù)相關(guān)，與產(chǎn)量損失率呈正相關(guān)，隨著蟲口密度在0～4頭/株逐漸增加，單穗重逐漸降低，產(chǎn)量損失率逐漸上升。這一結(jié)果在不同年度和5個(gè)不同品種之間有一定的差異，但總體趨勢是一致的。關(guān)于他們之間的關(guān)系模型，周淑香等[13]報(bào)道產(chǎn)量損失率可以用對數(shù)模型進(jìn)行預(yù)測;李研學(xué)等[12]指出產(chǎn)量損失率可用直線模型預(yù)測;李帥強(qiáng)等[17]研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量損失率可以用二次曲線、直線、對數(shù)以及冪函數(shù)模型進(jìn)行預(yù)測，但以直線模型擬合效果最好。本研究中，采用線性回歸擬合效果最好，進(jìn)而構(gòu)建了蟲口密度與產(chǎn)量損失率模型，并根據(jù)兩年5個(gè)供試品種8組調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，得出玉米田玉米螟防治指標(biāo)為3.15頭/株，或315頭/百株。但必須強(qiáng)調(diào)的是，天敵對玉米螟的發(fā)生為害程度及產(chǎn)卵損失可能也存在一定影響，因此這一結(jié)果可能會(huì)因地區(qū)、年度、品種、氣候條件、天敵等的變化而有所變化[18 21]。

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收稿日期：2020 -11 -09修訂日期：2020- 12- 28

基金項(xiàng)目：

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2017YFD0201807）

* 通信作者

Email：郝引川 h.ychuan@163.com;仵均祥junxw@nwsuaf.edu.cn