双斑长跗萤叶甲玉米田间成虫数量估计的抽样方法研究

张 聪， 郭井菲， 王振营， 何康来， 白树雄

（中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193）

双斑长跗萤叶甲［Monolepta hieroglyphica（Motschulsky）］，属鞘翅目叶甲科。取食玉米、谷子、高粱、棉花、向日葵、豆类、十字花科蔬菜等数十种作物，为多食性害虫［1－3］。双斑长跗萤叶甲成虫沿玉米叶片叶脉取食叶肉，留下表皮，形成条状透明区，严重时叶片形成大面积枯斑，影响光合作用；玉米吐丝以后则聚集取食雄穗、花丝和幼嫩籽粒，影响授粉和灌浆，雌穗成粒数减少，使玉米严重减产［4－5］。该害虫近年来在玉米上的危害逐年加重，已经成为北方玉米产区的重要害虫［4，6－7］。由于目前对双斑长跗萤叶甲发生规律、防治技术等研究较少，对该虫的调查尚没有统一的抽样方法，难以进行发生量的预报。为了提高田间虫量调查的准确性，本试验对该害虫成虫在玉米心叶期、吐丝期和乳熟期的种群数量和取样方法进行了研究。

1 研究方法

1.1 调查方法

2011年7 月－10月在山西省晋中市榆次区的永安生态园进行调查。选择7块地，在心叶期、吐丝期和乳熟期分别调查一次，每块田采用逐行逐株取样法调查1 500株，根据其所在的位置，将各株成虫数量记录到坐标纸上，然后制成田间实际分布图。

1.2 不同抽样方法的比较

在心叶期、抽雄吐丝期和乳熟期的田间分布图上分别按照五点法、双对角线、Z字形、棋盘格式和平行线法等5种抽样方法进行抽样，分别取5、9、10、14、9个样点，每样点取20株玉米进行调查，各个抽样方法的具体样点布局见图1。利用Excel软件计算出对照（逐行逐株取样法）的虫口密度m及各个抽样方法所得的虫口密度（mi）、误差率D［8］和代表性误差SR［9］。有关不同抽样方法与对照抽样之间的差异（或估计吻合性）分析，采用t测验方法进行检验；综合考虑各抽样方法估值的可靠性、代表性误差、误差率和工作量大小，确定合适的抽样方法。其中误差率D和代表性误差SR的计算公式如下：

式中mi为各抽样方法得到的虫口密度，m为对照的虫口密度，S2为各抽样方法的样本方差，n为各抽样方法的抽样株数。

图1 五种抽样方法各个样点的具体布局Fig.1 Patterns of five sampling methods

2 结果与分析

2.1 不同抽样方法虫口密度与对照的比较

在玉米的心叶期、抽雄吐丝期和乳熟期，以逐行逐株调查法的成虫密度作为对照，分别用独立样本t测验对五点法、双对角线、Z字形、棋盘式和平行线抽样方法的成虫密度与对照成虫密度进行显著性检验，其结果见表1、表2和表3。

从表1可知，在玉米心叶期，采用五点抽样法时，在7块田中有3块田的虫口密度与对照间差异显著，吻合率为57.14%；双对角线抽样法的虫口密度与对照比较，有4块田差异显著，吻合率为42.86%；Z字形抽样法有2块田与对照间差异显著，吻合率为71.43%；棋盘式抽样法仅有1块田与对照间差异显著，吻合率为85.71%；平行线法的所有田块均与对照有显著差异，吻合率为0.00%。在玉米心叶期应用棋盘式抽样法进行成虫虫口密度估值的可靠性最高，其次为Z字形、五点法、双对角线，平行线法可靠性最差。

表1 心叶期不同抽样方法与对照之间双斑长跗萤叶甲成虫密度估值的显著性检验Table 1 Significance test of the estimated population density of M.hieroglyphica adults at whorl stage between different sampling methods and the control

从表2可知，在玉米吐丝期，用五点法和棋盘式抽样，在7块田中仅有1块田的虫口密度与对照有显著性差异，吻合率为85.71%；双对角线法有3块田的虫口密度与对照差异显著，吻合率为57.14%；而Z字形抽样法7块田的虫口密度与对照均无显著差异，吻合率为100.00%；平行线抽样法有5块田的虫口密度差异显著，吻合率仅为28.57%。由此可见，在玉米抽雄吐丝期，Z字形抽样法对田间成虫数量的估计可靠性最高，五点法和棋盘式次之，双对角线法再次之，平行线法可靠性最差。

从表3可知，在玉米乳熟期，用五点法和Z字形抽样，在7块田中仅有1块田与对照有显著差异，吻合率为85.71%；双对角线和棋盘式抽样法的7块田的虫口密度与对照均无显著差异，吻合率为100.00%；平行线法的3块田的虫口密度与对照有显著差异，吻合率为57.14%。在玉米乳熟期，应用双对角线和棋盘式抽样法对田间成虫数量估计时可靠性最高，其次为五点法和Z字形抽样法，平行线法可靠性最差。

表2 抽雄吐丝期不同抽样方法与对照之间双斑长跗萤叶甲成虫密度估值的显著性检验Table 2 Significance test of the estimated population density of M.hieroglyphica adults at silking stage between different sampling methods and the control

表3 乳熟期不同抽样方法与对照之间双斑长跗萤叶甲成虫密度估值的显著性检验Table 3 Significance test of the estimated population density of M.hieroglyphica adults at milk stage between different sampling methods and the control

2.2 不同抽样方法的代表性比较

在玉米心叶期、吐丝期和乳熟期的空间分布图式上采用五种不同的抽样方法进行取样，计算各抽样方法的虫口密度mi和误差率D，计算结果见表4、表5、表6。平均误差率越小，说明该抽样方法的代表性越好［10］。

在玉米心叶期虫口密度较小，五点法、双对角线、Z字形、棋盘式和平行线法的平均误差率在7.48%～18.99%之间，其中，棋盘式的平均误差率最小，代表性最好；平行线的平均误差率最大，代表性最差（表4）。

表4 在玉米心叶期不同抽样方法的虫口密度mi和误差率D Table 4 Population density miand error rate Dfor different sampling methods at whorl stage

在玉米吐丝期，五点法、双对角线、平行线法的平均误差率介于11.22%～17.39%之间；而Z字形和棋盘式的误差率都小于10%，代表性较好，双对角线的误差率最大，代表性较差（表5）。

表5 在玉米抽雄吐丝期不同抽样方法的虫口密度mi和误差率Table 5 Population density miand error rate Dfor different sampling methods at silking stage

在玉米乳熟期，五点法、双对角线、Z字形、棋盘式、平行线法的平均误差率在7.99%～14.96%之间；双对角线和棋盘式的平均误差率小于10%，代表性较好。五点法和平行线法的误差率较大，代表性不如其他抽样方法（表6）。

2.3 代表性误差的比较

代表性误差（SR值）越小，说明该抽样方法的抽样误差越小，越是适合［9］。

表6 在玉米乳熟期不同抽样方法的虫口密度mi和误差率Table 6 Population density miand error rate Dfor different sampling methods at milk stage

在玉米心叶期，五点法的平均代表性误差为0.132 4，双对角线法的平均代表性误差为0.087 3，Z字形的平均代表性误差为0.107 9，棋盘式的平均代表性误差为0.082 1，平行线法的平均代表性误差为0.082 6。在五种抽样方法中棋盘式的抽样误差最小，五点法的抽样误差最大（表7）。

表7 心叶期几种抽样方法对双斑长跗萤叶甲成虫密度估计的代表性误差Table 7 Representative error of different sampling methods for the estimated population density of M.hieroglyphicaadults at whorl stage

在玉米吐丝期，五点法的平均代表性误差为0.251 6，双对角线的平均代表性误差为0.170 8，Z字形的平均代表性误差为0.179 1，棋盘式的平均代表性误差为0.149 5，平行线法的平均代表性误差为0.152 0。在五种抽样方法中棋盘式的抽样误差最小，五点法的抽样误差最大（表8）。

表8 吐丝期几种抽样方法对双斑长跗萤叶甲成虫密度估计的代表性误差Table 8 Representative error of different sampling methods for the estimated population density of M.hieroglyphicaadults at silking stage

在玉米乳熟期，五点法的平均代表性误差为0.188 6，双对角线为0.139 2，Z字形为0.132 4，棋盘式为0.109 9，平行线法为0.118 0。在五种抽样方法中，棋盘式的抽样误差最小，五点法的抽样误差最大（表9）。

表9 乳熟期几种抽样方法对双斑长跗萤叶甲成虫数量估计的代表性误差Table 9 Representative error of different sampling methods for the estimated population density of M.hieroglyphicaadults at milk stage

3 小结与讨论

在玉米心叶期以棋盘式进行抽样的平均误差率和代表性误差最小、估值吻合度最高，是最可靠的抽样方法，适用于对大面积玉米田的双斑长跗萤叶甲成虫种群密度的估值调查，唯一的不足就是取样点数较多，工作量较大；Z字形的估值吻合度仅次于棋盘式，而且取样点数比棋盘式少，不过平均误差率和代表性误差较大，如果对田间调查的误差要求不高，也可以考虑使用Z字形抽样法；五点法的估值吻合度低于棋盘式和Z字形抽样法，而且代表性误差最大，如果田间调查量大的话，不宜采用五点抽样法；平行线法的误差率最大，估值吻合度为0，可靠性最差，不能用于玉米心叶期成虫的抽样调查。

在玉米吐丝期以Z字形进行抽样的估值吻合度达到100%，平均误差率也较低，而且抽样点数比棋盘式少，是较适宜的抽样方法；棋盘式进行抽样的平均误差率和代表性误差最小，估值吻合度达到85.71%，也是比较可靠的抽样方法；五点法抽样的估值吻合度也达到85.71%，误差率比双对角线和平行线法低，虽然代表性误差最大，但取样点数也是这几种抽样方法中最少的，所需的工作量最小；平行线法的估值吻合度很低，平均误差率也是最大的，在玉米吐丝期也不能使用平行线法进行调查。

在玉米乳熟期以双对角线估值吻合度为100%，平均误差率最小，工作量比棋盘式的要小，是可靠的抽样技术；棋盘式抽样法的估计吻合度也达到100%，不过平均误差率比双对角线大，而且取样点数也比双对角线多，所以在玉米乳熟期进行抽样调查时优先使用双对角线法；五点法和Z字形抽样法的估值吻合度较高，达到85.71%，不过平均误差率和代表性误差较高。平行线法的代表性误差较小，但估值吻合度低，平均误差率最大，不适用于该时期的抽样调查。

综上，在玉米心叶期、吐丝期和乳熟期，棋盘式抽样方法最适合对玉米田双斑长跗萤叶甲成虫的种群密度进行估值调查；Z字形和双对角线抽样法也是比较可靠的抽样方法。这三种抽样方法均适应于较大面积玉米田双斑长跗萤叶甲成虫的调查取样。与棋盘式等抽样方法相比，五点法的工作量较小，如果仅仅需要了解田间双斑长跗萤叶甲成虫的发生发展趋势或小面积的调查取样，也可以采用此抽样方法。

双斑长跗萤叶甲成虫在玉米心叶期、吐丝期和乳熟期均属于聚集分布；在允许误差一定的情况下，双斑长跗萤叶甲成虫虫口密度越大，所需的抽样数越少（另文发表）。种群的空间分布型聚集程度越高，抽样误差越大，抽样误差可以通过增加抽样的样本数量来减小［11］。在玉米田调查双斑长跗萤叶甲种群密度时，棋盘式抽样法是最可靠的抽样方法。而双斑长跗萤叶甲成虫发生高峰期，也可考虑采用五点抽样法进行调查，但每个样点需要适当增加抽样株数，且样点为长条形，尽量减少抽样误差。调查害虫时的抽样方法要适合于该害虫在田间的分布特点，与人力、物力和时间等条件相适应，综合考虑各方面因素，在保证精准度的条件下选择较方便易行的抽样方法，减少不必要的消耗。在实际的田间调查中，根据实际情况确定使用何种抽样方法，以达到准确、简便、经济的效果。

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