安徽宿州地区蛴螬时空发生特点
2013-09-11洪楠楠赵中华孙长海王备新
闫 乾, 洪楠楠, 赵中华, 周 峰, 孙长海, 王备新*
(1.南京农业大学植物保护学院,南京 210095;2.全国农业技术推广服务中心,北京 100125)
蛴螬,是为害我国大豆、花生、马铃薯、蔬菜及草坪地下部分的最主要的一类地下害虫[1]。在一些发生严重地区,由于蛴螬为害造成的作物减产可达70%~80%,乃至颗粒无收[2-3]。
20世纪90年代,为了应对蛴螬等地下害虫的危害,进行了全国性的调查与防治研究。提出了以成虫防治为重点,结合幼虫的防控措施,取得了显著效果[4-5]。
但是,近年来随着我国农业生产制度的转变,即更复杂的混合种植制度、经济作物的大量种植、植保防治重点的转移、免耕还田的广泛推广以及大面积的农田林网化,使得蛴螬的发生呈现抬头趋势[6]。此外,农村经济发展造成的环境变化,对于天敌昆虫的保护不够,以及高效剧毒农药的禁用,也在一定程度上加重了蛴螬的危害。而由于蛴螬为害的隐蔽性,使得农户无法直观的确定其危害,导致防治重视程度不足,无法及时、有效进行针对防治。
在上述因素的共同作用下,蛴螬田间发生的新特点与发生规律,近年来研究报道相对较少。因此,开展蛴螬田间发生调查,明确蛴螬发生种类、发生特点和发生规律的变化,对于摸清蛴螬的田间空间分布、发生规律,制定蛴螬发生预测与防控方案具有重要的意义。
本研究旨在明确宿州地区农田蛴螬种类组成结构,以及不同土质下蛴螬发生特点与发生规律,为蛴螬防控方案制定提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区域和调查时间
调查在安徽省宿州市萧县地区进行。萧县是农业大县,地处我国中部黄淮海平原,耕地面积10万hm2,农产品种类丰富,是国家商品粮、优质棉与优质水果生产基地。农田大部分为旱作,以小麦-大豆/玉米轮作为主,是安徽省小麦、大豆主产区之一。该地每年6月中下旬播种大豆,10月上中旬收获;于10月中下旬种植小麦,至次年6月上中旬成熟收割。
萧县地区土壤组成多样,具3种不同的土质,砂土(黄河古道潮土)、砂壤土(两合土,偏沙性)以及黏土(山淤土)。砂土分布在萧县北部黄河古道一带,砂壤土分布于萧县圣泉乡中部及南部绝大部分平原地区,而萧县县城附近为平原丘陵地形,土壤多为黏土。
根据当地农业栽培制度与蛴螬历史发生状况,选取岗子村、柴庄村、圣泉村三地进行蛴螬虫情调查,调查时间为2011年8月(大豆生长盛期)、2011年10月(小麦秋播前)、2012年3月(小麦返青期),具体调查地点信息如表1。
表1 调查时间与地点Table 1 Survey time and locations
1.2 调查方法
通过问询与实地观察,根据土质、地势、茬口、农作方式、周边环境等因素综合考虑,于3村分别选取1块具有代表性的蛴螬多发农田,面积1334~3335m2,进行定点调查。调查采用十点随机挖土法,每点1m×1m×0.4m[7]。将挖出土壤打细过筛,仔细挑拣出土中的蛴螬,每点挖查时前后检查3遍(过筛,筛下土壤,还土)。挑出蛴螬用开水浸泡10~20s,使用85%乙醇保存,带回实验室逐头鉴定并制作标本保存。
1.3 数据分析
试验数据使用Excel 2010整理,将调查数据按土质、采样时间分组后进行比对。运用SPSS 20.0进行单因素方差分析,分别分析土质、时间对蛴螬发生数量的影响;使用Primer 6.0对数据进行NMDS(non-metric multi-dimensional scaling,非度量多维尺度分析)与 ANOSIM(analysis of similarities,相似性检验)分析,通过二维尺度空间排序与种群相似性检验来验证不同土质与时间下农田蛴螬种群组成是否存在显著差异[8-9]。
2 结果与分析
2.1 宿州地区金龟子群落组成及发生量
70个样方共获得蛴螬772头。调查结果表明,宿州地区农田分布金龟子群落3科14种,包括鳃金龟科、丽金龟科和花金龟科。其中优势种为暗黑齿爪鳃金龟(Holotrichia parallela Motschulsky),于8月、10月调查中分别占总虫量的75.4%与79.3%;小阔胫玛绒金龟[Maladera ovatula(Fairmaire)]在8月调查中大量发生,达到总虫数的17.0%;至10月,农田金龟子种类数与发生量均出现下降,但中华弧丽金龟[Popillia quadriguttata(Fabricius)]所占比例上升,数量比例从8月的0.2%上升至10月的15.8%。此外,华北大黑鳃金龟[H.oblita(Faldermann)]、铜绿异丽金龟(Anomala corpulenta Motschulsky)等我国主要农业金龟子害虫种类于萧县也有发生,具体数据见表2。
表2 安徽省萧县农田金龟子群落组成Table 2 The scarab community of farmland at Xiao County,Anhui Province
2.2 蛴螬发生的时间与空间特点
2.2.1 土质对蛴螬发生的影响
2.2.1.1 土质对蛴螬发生数量的影响
2011年8月调查结果显示,萧县地区3种土质间蛴螬发生量呈显著差异(图1)。其中,砂土蛴螬发生量(30.7头/m2)显著高于砂壤土(21.4头/m2,P=0.018)和黏土(3.9头/m2,P=0.000),砂壤土蛴螬发生量与黏土之间也存在显著差异(P=0.000)。
图1 不同土壤类型区蛴螬虫量对比Fig.1 The amount of grubs in different types of soils
2.2.1.2 土质对蛴螬发生种类的影响
ANOSIM 结果(Global R=0.401,P=0.001)显示,2011年8月调查中3种土质蛴螬群落组成之间差异显著,两两间也均有显著差异(表3)。使用NMDS分析后发现,不同土质群落组成间存在差异,可在二维尺度空间排序图上明显区分(stress=0.12)(图2)。
表3 不同土质间ANOSIM分析结果Table 3 The results of ANOSIM analysis of three soil types
图2 不同土质蛴螬群落BC相似性的非度量多维尺度排序Fig.2 The 2-dimensional NMDS ordinal configuration of three soil types
2.2.2 蛴螬发生的时间变化
2.2.2.1 蛴螬发生数量的时间变化
岗子村与柴庄村2011至2012年间3次调查结果显示,不同时间下蛴螬田间平均发生量存在显著差异,并于2011年8月至2012年3月间呈现出明显的递减趋势(图3 田间最大发生量出现在2011年8月(岗子村30.7头/m2,柴庄村21.7头/m2),10月虫量发生下降(岗子村11.2头/m2,柴庄村8.7头/m2),2012年3月调查中并未发现小麦蛴螬虫情。
图3 不同采样时间蛴螬虫量对比Fig.3 The amounts of grubs in different months
2.2.2.2 蛴螬发生种类的时间变化
ANOSIM 结果(Global R=0.451,P=0.001)显示,不同时间下农田蛴螬群落组成具有显著差异;NMDS分析后发现,不同时间下蛴螬群落组成存在差异,可在二维尺度空间排序图上明显区分(stress=0.13)(图4)。
图4 不同采样时间蛴螬群落BC相似性的非度量多维尺度排序Fig.4 The 2-dimensional NMDS ordinal configuration covering three months
3 讨论
宿州市萧县地区农田共有蛴螬3科14种,其中优势种类为暗黑齿爪鳃金龟与小阔胫玛绒金龟两种。与前人研究结果相比[6,10-11],暗黑齿爪鳃金龟仍保持农田蛴螬主要优势种地位,但次要优势种类发生了变化,由铜绿丽金龟与大黑鳃金龟转变为小阔胫玛绒金龟。而目前对于小阔胫玛绒金龟幼虫农田发生情况、发生规律与生活习性的报道较少,其危害性尚有待评估。研究还进一步明确了农田蛴螬发生特点与土壤类型和时间的联系。
3.1 土壤类型对蛴螬发生的影响
萧县地区砂土中蛴螬平均发生量最大,砂壤土次之,黏土发生量最少。这个结论与此前报道相符,说明土壤类型确实是决定蛴螬发生量的关键环境因子[12]。通常认为砂土与砂壤土湿度适中,利于卵的孵化与低龄幼虫的生存[13];土质比较松散、沙粒居多、黏粒较少,利于蛴螬在土壤中的活动[14]。
此前关于环境因子对蛴螬发生影响的研究多集中在数量差异方面[15]。本研究所使用的NMDS与ANOSIM分析方法,可定量化描述环境因子对蛴螬种群组成差异的影响。结果表明,即使调查区域相近,农业措施相同,蛴螬群落组成也会因土壤环境不同而存在显著差异(Global R=0.401,P=0.001)。三种土壤中,砂土具蛴螬3种(307头)、砂壤土8种(214头),黏土发生6种(40头)。砂土中蛴螬发生种类相对单一,发生量大;黏土中蛴螬种类较多,但虫情较轻;而砂壤土蛴螬种群具有高发生量、多种类并发的特点。
作者认为,环境因子对蛴螬群落组成的巨大影响可能导致临近区域种类调查结果的显著差异。因此,为了得到更可靠的结论,在选取调查区域时需事先根据资料与实地情况进行农田类型划分,审慎考虑各种环境因子可能造成的影响。而深入了解环境因子与蛴螬群落组成的内在联系,可能是降低调查工作量、提高结论准确度的新型潜在途径。
3.2 蛴螬群落的时间变化规律
结果显示,宿州地区田间蛴螬发生盛期多出现于8月附近,在10月与次年3月调查中出现发生种类与发生数量的降低,不同时期田间蛴螬发生数量与种群组成(Global R=0.451,P=0.001)差异显著。
其中,关于农田蛴螬种群8月至10月间的数量降低此前多有报道。刘小阳等发现,宿州地区花生田蛴螬盛发期在7月上旬至8月下旬,其田间调查最大虫量出现在7月20日,达35头;至10月18日最后一次调查中仅发现21头,且蛴螬发现深度多从浅层(0~10cm)转移至中层(11~20cm)与深层(21~30cm)[16]。臧东初等认为,黄泛区大豆田蛴螬为害盛期为8月下旬前后,对大豆造成的产量损失达40%以上[2]。这种数量降低可能是由于8月时农户多不对大豆田进行蛴螬防治,田间发生近于自然状态;而到了10月,此时农田蛴螬多位于土壤表层,大豆的收割、小麦播种前的翻耕等农业措施均可能对其造成有效杀伤,从而减少了农田蛴螬的发生。
历史上萧县地区小麦田是有蛴螬为害的,而在此次3月份农田调查中,出现了蛴螬发生数量与种类下降至0的现象。作者认为,可能包括以下几方面原因:首先由于蛴螬自身生活史发生了变化。以暗黑齿爪鳃金龟为例,文献记载,其在苏、鲁、豫、皖、冀等地多于10月下旬地温降至10℃时潜入深层土壤越冬,深度范围15~40cm,多在20~40cm深度[17]。此次调查结果表示,宿州地区蛴螬的下潜越冬深度可能发生了变化,超出了挖土调查深度(40cm)。其次,在于农业与化学防控措施的施用。日前小麦在播种时(10月中下旬)多进行拌种,部分地区还辅以毒饵、毒土的撒放,这些防治措施亦可能导致3月份调查中农田越冬蛴螬的消失。最后,由于该地农田蛴螬越冬虫口密度较低,使用与发生盛期相同的十点调查法可能无法满足统计需求,需要加大调查面积或者增加调查点数来进行弥补。但是,此次调查中虫量与种类的下降是否确实与上述原因存在因果关系,或者还有其他因素,尚需要进一步的后续研究来证实。
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