椰心叶甲幼虫空间分布及其抽样技术研究

梁俊杰,武海卫,黄焕华*,李奕震,范军祥,黄咏槐

(1.广东省林业科学研究院,广州 510520;2.华南农业大学林学院,广州 510260)

椰心叶甲 Brontispa longissima(Gestro),属鞘翅目 Coleoptera,铁甲科 Hispidae,潜甲亚科 Anisoderinae,Cryptonychini族害虫(万方浩等,2005),是棕榈科的重要害虫,也是国家林业局 2004年公布的 19种林业检疫性有害生物之一。

由于椰心叶甲具有传播蔓延速度快、繁殖力强、寄主范围广、取食部位隐蔽,危害严重等特点。目前,国内外在其生物学特性(方剑锋等,2004)、物理防治(陈义群等,2004)、化学防治(陈义群等,2004)、生物防治(吕宝乾等,2005)等方面都进行了广泛的研究。

据笔者调查,对于椰心叶甲的防治,早期采用悬挂药包的方法防治,在应急防治中发挥了作用,但由于药包的药效与降水相关,人工在高大的林木悬挂药包还存在安全隐患,实际成本也较高。目前,对于成片棕榈科林分,利用椰心叶甲啮小蜂 Tetrastichus brontispae Fer.、椰甲截脉姬小蜂 Asecodes hispinarum Boucek可基本控制椰心叶甲的危害;对于零散(如行道树、园林绿化、林缘)的棕榈科植物,需要探索有效的、新的防治方法。掌握椰心叶甲的空间分布型,了解棕榈科植物叶片的受害状与虫口密度的关系,对于提高该虫调查效率,掌握发生发展趋势,指导棕榈科植物的防治工作具有重要作用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

在海南省海口市和广东省徐闻县,选择林木生长相对较为一致的行道椰子树设立 10块标准地,椰子树平均树高 4 m,平均胸径 30 cm。海口市位于海南岛北部,北濒琼州海峡。属于热带海洋气候,年平均气温 23.8℃,年平均降水量 1664 mm。徐闻县位于广东省雷州半岛南端,属热带季风气候,年平均气温 23.3℃,年平均降水量 1364 mm。

1.2 研究方法

1.2.1 叶片受害程度的划分方法

以椰子树心叶的失绿率来划分受害程度,0～30%为轻度,31% ～70%为中度,71% ～100%为重度。

1.2.2 虫口密度调查方法

在每块标准地内,随机选取 30棵椰子树进行调查。以椰子树树干中心为圆心,从最接近圆心、叶龄最低的一片叶作为第一片心叶,以稍偏离圆心、叶龄比第一片心叶稍大的叶片作为第二片心叶;调查时先记录受害症状,再把每叶分上、下两个部位来统计幼虫的数量,最后分析其空间分布型及受害症状与虫口密度的相关性。

1.2.3 空间分布型测定方法(丁岩钦,1980)

空间分布型测定分别采用如下指标和计算公

式,公式中,S2表示方差,m表示均数(头 /株)。

1.2.4 聚集因子分析

应用 Blackkith(1961)的种群聚集均数(λ)检验椰心叶甲的聚集原因：λr,其中r为自由度等于2K时的 X20.05的值,m表示均数(头 /株)。

回归模型 Iwao模型：m*=α+βm

Taylor冥法则 ：lgs2=lgα+βlgm

1.2.5 椰子树嫩叶叶片受害斑与虫口密度相关性调查

本文将椰子树嫩叶叶片受害斑定义为受椰心叶甲危害后在未展开的心叶表皮形成的狭长褐色条斑。在全部 10个标准地中随机选取 60个受害斑,量取并记录每个受害斑的长度、最大宽度和椰心叶甲幼虫的数量。利用多因子及平方项回归和逐步回归分别分析嫩叶受害斑的长(x1)、宽(x2)、面积(x3)与幼虫虫口密度的相关性。

2 结果与分析

2.1 聚集度测定

椰心叶甲幼虫空间分布有关参数计算结果见表 1。从表 1可以看出,C＞1、K＞0、Ca＞0、I＞1、m*/m＞1。可判断椰心叶甲幼虫在林间分布为聚集分布,这也正与该虫成虫喜欢聚集在刚抽出的嫩芽、嫩叶上产卵的习性相符;另外,由于椰心叶甲的背光习性,其幼虫会主动往阴暗的叶隙中聚集,并随着心叶的伸展抽出,向心叶的基部转移。

表 1 椰心叶甲幼虫空间分布Table1 SpatialdistributionofBrontispalongissima(Gestro)larvae

2.2 聚集原因分析

2.2.1 Iwao的 m*-m回归模型

回归分析结果表明,椰心叶甲幼虫的平均拥挤度 m*=0.15968+1.74310m(R=0.91),可见,椰心叶甲幼虫的平均拥挤度与幼虫的平均密度线性关系显著。由 a=0.15968＞0,表明个体间相互吸引,分布的基本成分是个体群;b=1.74310＞1可知种群呈聚集分布。

2.2.2 基于聚集均数 λ与均数 m的聚集机制分析

基于表 1的数据,建立了聚集均数 λ与均数 m的回归方程 λ=-0.1746+0.7784m,r=0.9578,F=88.8865,Pr=0.0001。由此可知,聚集均数 λ随虫口密度的增高而增大,当平均虫口在0.2243头 /株以下时,λ＜2,说明此时幼虫的聚集系由某些环境因素作用所致;高于此密度时,λ≥2,此时幼虫的聚集除与环境因素有关外,也与幼虫的聚集行为有关。也就是说,平均每株 0.2243头幼虫是聚集机制发生变化的临界数值。

2.3 Taylor的幂法则

依 Taylor的幂法则得,lgS2=0.41865+1.53624*lgm,R=0.9323,方差 S2和平均密度 m线性关系显著。因 α=0.41865＞0、β=1.53624＞1,所以椰心叶甲幼虫在所调查的密度下均是聚集分布,其聚集度随种群密度升高而增加。

2.4 最适抽样数分析

按 Iwao的 m*-m回归式确定理论抽样数公式如下：

式中 a=0.15968,b=1.74310为聚集度参数值;t为一定概率保证下的正态离差值,林间调查一般取 1;D为允许误差,取 0.05或 0.1;m为平均虫口密度,当 D=0.05时最适抽样公式为：N=463.872/m+297.240,当 D=0.1时最适抽样公式为 N=115.968/m+74.310。不同虫口密度抽样数见表 2。

表 2 椰心叶甲不同幼虫密度下的最佳抽样数Table2 Theoptimumsamplingunderdifferentlarvaedensities

2.5 幼虫在心叶的分布规律

方差分析及多重比较表明(表 3～4),林间椰心叶甲在心叶不同部位的幼虫虫口密度有极显著差异。这是由于椰心叶甲的背光性及其取食方式引起的,首先椰子树心叶的上部在整株树的顶端,光照较多,而且其生长使心叶上部最先展开,叶片间不再紧密,留有阴暗避光处,而且在心叶下部未展开前,心叶上部就被椰心叶甲幼虫取食完,之后幼虫开始向心叶基部转移,取食新抽出的叶部;林间椰心叶甲在不同心叶的幼虫虫口密度有极显著差异。多重比较结果说明椰心叶甲多活动在叶片紧密度最高、叶龄最低、最接近树干中心的第一片心叶。第二片心叶由于展开程度比较大,基本都暴露在阳光下,而且由于叶龄较大,叶片组织老化,或者在其未展开前就被危害过,所以椰心叶甲基本都转移到其基部或者新抽出的第一片心叶取食;不同心叶的不同部位幼虫虫口密度有显著差异。这说明椰心叶甲多活动在第一片心叶的下部(基部)。

表 3 不同心叶内椰心叶甲幼虫数量 Duncan's多重比较Table3 Multiplecomparisonsonthelarvaenumberindifferentcentralleaves

表 4 不同心叶的不同部位椰心叶甲幼虫数量 Duncan's多重比较Table3 Multiplecomparisonsonthelarvaenumberindifferentpartofdifferentcentralleaves

2.6 椰心叶甲单株发生量估计

回归分析表明(方程 1和方程 2),两个估测模型均可用于估测整株树幼虫数量的发生量。比较而言,方程 1的相关系数更高(R1=0.9222＞R2=0.7578),所以可通过公式 y=5.7041+1.2647x(y代表整株树幼虫数量,x代表第一片心叶幼虫)推算整株的幼虫虫口密度。

方程 1：y=5.7041+1.2647x1(y代表整株树幼虫数量,x代表第一片心叶幼虫);R1=0.9222,F1=1694.3029,Pr1=0.01。

方程 2：y=10.8057+1.7533x2(y代表整株树幼虫数量,x代表第二片心叶幼虫);R2=0.7578,F2=402.0137,Pr2=0.01。

表 5 椰子树嫩叶受害斑与虫口密度关系的预测模型Table5 Predictionmodelontherelationshipbetweendamagespotandpopulationdensity

2.7 受害斑与虫口密度相关分析

采用多因子及平方项回归和逐步回归分析的方法均表明,椰子树的心叶受害斑的长(x1)、宽(x2)、长与宽交互作用(x3=x1x2)与椰心叶甲的幼虫虫口密度(y)成正相关,可选择这两种分析方法中相关系数及显著系数最优的方程即,y=11.8117-2.6855x2+0.1033x3(R=0.8130,Pr=0.0001)作为椰子树心叶受害斑与椰心叶甲虫口数量趋势预测模型。

3 结论与讨论

3.1 明确了椰心叶甲幼虫的空间分布型

椰心叶甲幼虫、蛹、成虫在行道椰子树上的空间格局均为聚集分布,这与陈攀(2007)在椰子树片林中的调查结果一致。以往针对椰心叶甲为害的调查,陈攀(2007)等通常是用刀把心叶整片砍下,再统计其虫口,但由于椰心叶甲幼虫、蛹、成虫都具有假死性(覃伟权等,2006;李德伟等,2008),会使部分椰心叶甲受到惊吓而从叶隙中掉落,造成调查数据的不准确;并且即便椰子树比较矮,工作量依然非常大。而笔者调查时,采用人工上树的方法,用手轻轻撑开椰子树小叶来统计椰心叶甲的虫口数量,既简便又准确,也不会对影响植株的生长和行道树景观。

3.2 确定了有代表性抽样叶片

行道椰子树上的椰心叶甲各虫态的虫口密度在同一树冠不同心叶或同一心叶不同部位上的分布差异显著,并且第一片心叶上幼虫虫口密度与整株幼虫虫口数量显著相关,而陈攀(2007)在椰子树片林中的调查结果表明,各地块均以第 2片叶虫口数量与整株虫口数量回归达到显著或极显著。但本文的第一片心叶与整株虫口回归方程的相关系数均大于 0.92,比陈攀(2007)的回归方程的相关系数大,根据本方法建立的预测模型更优。这可能有两方面原因：一是调查生境的差异,即成片的椰子林与行道椰子树的差异;二是调查时间的差异,椰子树的第一片,第二片心叶在不同时间抽出程度不同,从而影响了椰心叶甲的聚集。

3.3 建立了用受害斑推算椰心叶甲虫口密度的模型

首次定义了反映椰心叶甲危害棕榈科植物程度的受害斑,并通过研究了寄主受害斑的大小与幼虫密度之间的关系,明确了受害斑的长、宽、长与宽交互作用三个因子与椰心叶甲虫口密度成正相关,利用受害斑与幼虫虫口数量对应的回归方程可推算出未展开的嫩叶中的幼虫虫口数量,为早诊断、早防治提供依据。根据这一特性,可研发出专用的监测防治仪,通过观察棕榈科植物未展开心叶的受害斑就能确定是否有椰心叶甲危害,是否需要施药,并可对心叶直接施药,实现早期快速诊断、早防治。

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