华北大黑鳃金龟成虫周年发生动态及影响因素分析

梁 超, 郭 巍,2*, 陆秀君*, 李瑞军,于浩海, 王 伟, 赵 丹, 徐大庆

(1.河北农业大学植物保护学院, 保定 071001; 2. 北京农学院植物科学技术学院,北京 102206; 3. 河北农业大学生命科学学院, 保定 071001)



华北大黑鳃金龟成虫周年发生动态及影响因素分析

梁 超1, 郭 巍1,2*, 陆秀君1*, 李瑞军1,于浩海1, 王 伟1, 赵 丹1, 徐大庆3

(1.河北农业大学植物保护学院, 保定 071001; 2. 北京农学院植物科学技术学院,北京 102206; 3. 河北农业大学生命科学学院, 保定 071001)

华北大黑鳃金龟[Holotrichiaoblita(Faldermann)]是一种为害多种作物的重要地下害虫,为了解其近年的发生动态以便针对性防治,于2010-2013年对其成虫出土规律进行了周年系统研究,并对其发生期和发生量影响因素进行了初步分析。结果表明,2010-2013年华北大黑鳃金龟的出土盛期仍在5月份,与文献相比总体一致,但出土期略滞后并且时间有所延长;而2013年始发期明显晚于其他年份,对其气象因素分析发现,2013年春季干旱,首次降雨在5月26日,明显晚于其他年份,其始发期也较其他年份偏晚,说明土壤湿度可能影响成虫出土始期。出土盛期成虫出土量与气象因素的灰色关联度分析表明,成虫日出土量与平均相对湿度关联最密切,其次是日均温和降雨量。研究结果为华北大黑鳃金龟的预测预报以及针对性防治提供了基础。

华北大黑鳃金龟; 气象因子; 发生规律; 灰色关联度分析

华北大黑鳃金龟[Holotrichiaoblita(Faldermann)]属鞘翅目鳃金龟科,是一种分布较广,为害严重的杂食性农业害虫,成虫可在地上取食作物、果树、林木的叶片等;幼虫通称蛴螬,为害植物根部及根茎、块茎、块根、荚果等,是花生等油料作物的重要地下害虫[1-2]。顾耘等经杂交试验和RAPD研究后认为该种与东北大黑鳃金龟(HolotrichiadiomphaliaB ates)为同一物种,笔者仍沿用H.oblita这一学名[3]。近年来,由于耕作制度改革,作物布局调整,栽培技术发生变化,复种指数提高,大面积秸秆还田和施用未腐熟的有机肥,加之适宜的气候条件和缺乏高效的防治技术,使蛴螬的为害逐年加重[4-7]。对草坪害虫种类及为害调查表明,华北大黑鳃金龟已经成为其为害期最长、为害最重的种类[8]。因此,该虫的科学防控已经成为生产上害虫防治的重要任务之一。科学、高效防控方案的制订,需建立在掌握害虫周年发生规律的基础上,因此明确其发生规律的演替变化十分必要。本研究于2010-2013年对华北大黑鳃金龟成虫出土状况进行了系统调查,结合其成虫发生期的气象条件,分析其出土时间、出土量与日均温、平均相对湿度及降雨量等的关系,以期了解华北大黑鳃金龟成虫出土规律是否发生了变化,同时也为进一步准确预测预报华北大黑鳃金龟发生情况,科学防控提供依据。

1 材料与方法

1.1 试虫的采集

华北大黑鳃金龟成虫采自河北省保定市河北农大教学实验园和军校广场。河北农大教学实验园种植有花生、大豆,棉花、小麦、玉米,各种林木和草坪等,军校广场内有大量林木、草坪等植被。本试验于2010至2013年每年的3月20日至7月15日进行,4年期间对固定的3.5 hm2土地进行调查,种植作物固定,采取平行取样法,在被调查区域每隔4 m为一个调查点,每调查点宽4 m,长400 m(由于人工草坪形状不同每调查点长度略有不同)。由本实验室14人于每晚19：00-22：00之间用户外强光充电矿灯照射进行人工徒手捕捉,捕捉后将成虫装入网兜带回实验室进行饲养并统计数量。

1.2 方法

1.2.1 华北大黑鳃金龟成虫在冀中地区的出土规律调查

逐日记录华北大黑鳃金龟成虫出土数量。采用“日报”原则,对华北大黑鳃金龟的捕捉记录精确到头/d,采用Excel统计其出土规律,根据其发生数量推测其发生始期、始盛期、盛期、盛末期和末期的发生时间,在逐年比对基础上,与资料进行比较,分析其出土规律及其变化。

1.2.2 气象因子对华北大黑鳃金龟成虫发生的影响

本次试验的气象因子数据由保定市气象局提供。本研究对2010-2013年华北大黑鳃金龟的发生情况与气象因子进行了逐年分析,选择2012年数据对日均温、平均相对湿度和降雨量与发生期、发生量的关系进行了分析。对2010-2013年华北大黑鳃金龟成虫发生数量与气候因素的关系采用灰色关联度分析 (grey relational analysis),关联度表示对2个系统或2个因素之间关联性大小的量度。关联系数Loi(k)可由下式计算:

其中,Δoi(k)表示k时刻两比较序列的绝对差,Δmin和Δmax表示所有比较序列各个时刻绝对差中的最小值和最大值,ρ为分辨系数,数据分析采用数理统计软件DPS 7.05完成。在进行关联度分析时,综合2010-2013年的数据,对盛发期与各个气象因子进行关联计算,分析气象因子对华北大黑鳃金龟出土的影响。

2 结果与分析

2.1 华北大黑鳃金龟成虫在冀中地区的出土规律

2010年至2013年华北大黑鳃金龟成虫在保定的累计出土数量统计结果见图1,出土百分率(%)=∑日出土量/全年总出土量×100。由图1可以发现,华北大黑鳃金龟成虫出土期在4月中旬至6月下旬,出土高峰在5月上旬至6月上旬,对其始盛期、盛期和盛末期时间分析表明,年度间略有不同。2010-2012年始盛期为5月2-3日,盛期为5月13-14日,盛末期为5月23-25日,而2013年始盛期为5月9日,盛期为5月22日,盛末期为6月4日。华北大黑鳃金龟成虫的出土与降雨有关,通过比对分析当年的气象资料得出2013年在5月26日才出现第一次降雨可能是导致华北大黑鳃金龟成虫出土期延迟的原因。文献表明,华北地区华北大黑鳃金龟成虫于1991年4月中、下旬进入出土盛期,4月下旬至5月上旬达到出土高峰[10]。2002年成虫4月中旬开始出土,盛发期在5月上、中旬[11]。2010-2013年表现为4月中、下旬开始出土,盛发期在几乎整个5月份。华北大黑鳃金龟的出土盛期与资料比较有所延后并且时间有所延长。说明华北大黑鳃金龟成虫出土规律发生了一定变化。

图1 2010-2013年华北大黑鳃金龟出土百分率Fig.1 Percentage of the unearthed Holotrichia oblita in 2010-2013

2.2 气象因子对华北大黑鳃金龟成虫出土的影响

2.2.1 日均温对华北大黑鳃金龟出土的影响

如图2所示,2012年4月26日气温达到19 ℃,在4月29日出现第一次出土高峰,之后的日均温平缓,气温没有明显变化,出土量逐渐增加,华北大黑鳃金龟隔日出土习性明显,在5月18日日均温达到25 ℃这一峰值,5月19日华北大黑鳃金龟出土量达到一年的最高峰892头。在出土盛期,当日均温达到峰值后的1～3 d会出现出土高峰,在没有降雨的影响下,隔日出土规律发生明显,在5月中旬达到一年中的出土高峰,5月下旬进入盛末期,6月份出土量开始大量减少。

2.2.2 平均相对湿度对华北大黑鳃金龟出土的影响

平均相对湿度对华北大黑鳃金龟成虫出土的影响分析结果见图3。如图3所示,在5月1日平均相

对湿度达到70%,华北大黑鳃金龟的出土量达到594头的出土高峰,之后5月5-8日的平均相对湿度相对较低，在36%～53%之间,华北大黑鳃金龟的出土量也有所降低,在489头以下。5月10-13日平均相对湿度上升至69%以上,华北大黑鳃金龟的出土量也开始回升,最多达到683头,之后平均相对湿度再次下降,华北大黑鳃金龟的出土量也随之下降。5月18日平均相对湿度开始回升,在5月19日达到60%,华北大黑鳃金龟的出土量也达到了892头的全年最大值,之后华北大黑鳃金龟便进入了出土盛末期,出土量几乎不再受到平均相对湿度的影响,开始逐渐减少。以上数据说明华北大黑鳃金龟成虫出土盛期日出土量与当日的平均相对湿度有关,当平均相对湿度在60%～70%时利于其出土,而当平均相对湿度低于55%时其出土量降低。

图2 日均温对华北大黑鳃金龟出土的影响(保定，2012)Fig.2 Effects of the daily mean temperature on the unearthed H. oblita (Baoding, 2012)

图3 平均相对湿度对华北大黑鳃金龟出土的影响(保定，2012)Fig.3 Effects of the average relative humidity on the unearthed H. oblita (Baoding, 2012)

2.2.3 降雨量对华北大黑鳃金龟成虫出土的影响

如图4所示,在4月21日出现第一次降雨,降雨量为7.3 mm,华北大黑鳃金龟开始出土,4月24日降雨40.1 mm,华北大黑鳃金龟开始大量出土。5月12日降雨4.6 mm,5月13日的出土量达到683头的出土高峰。当进入到发生末期时几乎不再受到降雨的影响。

图4 降雨量对华北大黑鳃金龟出土的影响(保定，2012)Fig.4 Effects of rainfall on the unearthed H.oblita (Baoding, 2012)

2.3 气象因子与华北大黑鳃金龟出土量的关联度分析

选择华北大黑鳃金龟成虫出土盛期,即5月份的气象因子与其出土量进行分析,结果如表1所示,2010-2012年三年成虫日出土量与各气象因子有一定关系。在华北大黑鳃金龟出土盛期金龟子成虫的发生量与气象因子关联度最大的是平均相对湿度,其次是日均温和降雨量。在2013年中,直到5月26日才出现首次降雨,所以平均相对湿度几乎没有到达60%以上,平均相对湿度和降雨量对华北大黑鳃金龟出土量影响的相关性也就相对较低,日均温与金龟子发生的关联度上升到了第一位。

表1 华北大黑鳃金龟发生量与气候因子的关联度

3 结论与讨论

本研究对华北大黑鳃金龟成虫出土情况进行了连续4年的调查分析,与文献比较发现,华北大黑鳃金龟近年发生规律与文献报道总体一致,发生盛期仍在5月份,但表现出出土始期略滞后,出土期时间有所延长的特点,个别年份可能因降雨及气温的影响,出现出土期延迟的现象(如2013年)。气象因子对华北大黑鳃金龟成虫出土的影响分析表明,平均相对湿度对华北大黑鳃金龟的出土影响最大,其次是日均温和降雨量。在进入出土盛期后,平均相对湿度大于60%时华北大黑鳃金龟出土量相对较大,当日均温出现峰值后的1～3 d,华北大黑鳃金龟会表现出大量出土,出现降雨后的1～3 d华北大黑鳃金龟的出土量会相对增加。2013年直到5月26日才出现了第一次降雨,这对平均相对湿度造成了影响。在平均相对湿度较高的条件下,华北大黑鳃金龟的出土量保持相对较高,但是纵观整个发生盛期,日均温对出土量的影响上升到了第一位。所以华北大黑鳃金龟的具体发生情况还是要综合当时的日均温、平均相对湿度和降雨量因素的影响来进行研究。

利用灰色系统分析法[12]可以通过分析小样本信息的特征,来分析影响昆虫发生的因素,可以充分利用现有的信息更好地反映昆虫发生与其他影响因子之间的关系。对于灰色关联分析分辨系数ρ可取值为(0～+∞),当ρ≤0.052 63时,较容易观察关联度的分辨率的变化,故通常应取值ρ=0.05,以提高灰色关联分析的分辨率[13],为预测预报和有目的防治华北大黑鳃金龟提供理论依据。

[1] 罗益镇,崔景岳. 土壤昆虫学[M].第1版. 北京:中国农业出版社,1995:31-33.

[2] 王丙丽,王洪亮.花生田蛴螬的成灾原因及综合治理[J].河南农业科学,2006(7):66-68.

[3] 顾耘,王思芳,张迎春.东北与华北大黑鳃金龟分类地位的研究[J].昆虫分类学报,2002,24(3):180-186.

[4] 王秀利. 花生田蛴螬的发生规律发生原因及防治对策[J].安徽农业科学,2004,32(2):287.

[5] 高先涛. 嘉祥县细胸金针虫、华北大黑鳃金龟重发生原因分析及综防措施[J].中国农技推广,2009,25(10):42-43.

[6] 刘珍. 花生田蛴螬暴发原因分析及防治对策探讨[J].中国植保导刊,2003,23(7):7-9.

[7] 宋江春,王建玉,杨廷勤,等. 南阳夏花生蛴螬发生规律及防治技术[J].农业科技通讯,2009(12):179-180.

[8] 秦雪峰,吕文彦,杜开书,等. 草坪蛴螬种群调查及综合治理研究[J].河南农业科学,2007(2):56-57.

[9] Li Xingquan,Chen Chuan,Wen Yaodong,et al. Effects of climate factors on the occurrence of scarab [J].Plant Diseases and Pests, 2010,1(4):22-24.

[10]伍椿年,樊继贵. 华北大黑鳃金龟的发生和测报[J].病虫测报,1991(1):11-12.

[11]仵均祥. 农业昆虫学北方本[M].北京：中国农业出版社,2002:49-50.

[12]唐启义,冯明光. DPS数据处理系统——实验设计、统计分析与模型优化[M].北京:科学出版社,2006:907-914.

[13]申卯兴,薛西锋,张小水. 灰色关联分析中分辨系数的选取[J].空军工程大学学报(自然科学版), 2003,4(1):68-70.

(责任编辑：王 音)

The annual occurrence dynamics and its influencing factors ofHolotrichiaoblita(Faldermann) adults

Liang Chao1, Guo Wei1,2, Lu Xiujun1, Li Ruijun1, Yu Haohai1, Wang Wei1, Zhao Dan1, Xu Daqing3

(1. College of Plant Protection, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China; 2. Plant Science and Technology College, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China; 3. College of Life Sciences, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China)

Holotrichiaoblita(Faldermann) is one of the most destructive agricultural pests in China. In order to reveal the annual occurrence dynamics of and analyze the effects of environmental factors on emergence of overwintering adults, a continuous survey was carried out from 2010 to 2013. The results showed that the peak emergence period still appeared in May from 2010 to 2013,which was approximately consistent with the previous data except for slightly later and longer emergence. However, the preliminary emergence period of 2013 happened later than other years due to the delayed first spring rain, which indicated that the preliminary emergence period ofH.oblitaadults was influenced by soil moisture. Grey relational analysis showed the average humidity became the critical environmental factor on the emerged adults amount at the peak emergence period,especially temperature and rainfall. Our study would lay a firm foundation for the forecast and control ofH.oblita.

Holotrichiaoblita; climate factors; annual occurrence; grey relational analysis

2014-04-02

2014-07-21

国家现代农业产业技术体系项目(CARS-14)；国家重点基础研究发展计划(“973”计划)(2009CB118902)；国家自然科学基金(30971910)

S 433.8

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.033

* 通信作者 E-mail:guowei@hebau.edu.cn