二点委夜蛾为害夏玉米幼苗的防治指标研究

2017-03-20马继芳李秀芹王玉强李丽莉关秀敏李计勋李利平杨利华董立董志平

河北农业科学 2017年5期

马继芳，李秀芹，刘莉，王玉强，李丽莉，关秀敏，李计勋，李利平，杨利华，董立，董志平*

（1.河北省农林科学院谷子研究所，国家谷子改良中心，河北省杂粮重点实验室，河北石家庄 050035；2.河北省植保植检站，河北石家庄 050021；3.邢台市植物保护检疫站，河北邢台 054000；4.山东省农业科学院植物保护研究所，山东济南250100；5.山东省植物保护总站，山东济南 250100；6.邯郸市植保站，河北邯郸 056000；7.永年县植保站，河北永年067150；8.河北省农林科学院粮油作物研究所，河北石家庄 050035）

二点委夜蛾（Athetic lepigone Möschler）是近年来严重为害夏玉米的主要农业害虫，2005年在河北省首次发现[1～3]；2011年在黄淮海夏玉米区暴发为害，发生面积达220万hm2[4，5]，占当地夏玉米播种面积的20%，其中重发面积17.3万hm2，单株虫量多达30头以上，为害率最高超过了90%。2014年该虫再次严重发生[6]，引起了各级领导、科研和推广部门的高度重视。二点委夜蛾为害夏玉米的形式主要有3种：在玉米出苗至2叶期，幼虫咬食玉米嫩茎致幼苗死亡；在玉米3～5叶期，幼虫在地表钻蛀玉米幼苗茎基部，导致整株死亡，为害一棵死一棵[7，8]，是二点委夜蛾为害夏玉米的主要形式，可造成严重的缺苗断垄，甚至毁种；在玉米6叶期及以后，幼虫主要咬食玉米次生根，使幼苗倒伏[9，10]。该虫田间虫量大，常聚集为害，田间分布不均，具有暴发性、毁灭性为害的特点[11～14]。为了科学防治二点委夜蛾，提高用药效果，前人对该虫的防治指标进行了研究。2013年胡英华等[15]采用田间人工接虫的方法，确定二点委夜蛾的防治指标为幼虫0.92头/m2；2015年李丽莉等[16]利用室内花盆接虫试验，确定二点委夜蛾的防治指标为幼虫3头/株。二者的研究结果差别很大，究其原因是二点委夜蛾的生物学特性决定的。一是该虫具有转株为害的特点。马继芳等[17]在温室模拟干旱条件下接虫，调查结果显示，1头幼虫可以转株为害玉米幼苗7～8株。在幼虫为害期，若气温高，田间麦秸、麦粒干硬，麦苗等杂草少，二点委夜蛾幼虫缺少食物，就会寻找玉米幼苗进行钻蛀来补充营养和水分。干燥的生态条件适宜二点委夜蛾幼虫为害玉米幼苗，田间表现为尽管虫量少也可造成严重为害，这可能是胡英华等[15]研究得出二点委夜蛾防治指标虫量较低的原因。二是该虫具有杂食兼腐食性。室内试验结果显示，该虫至少可以取食13个科30多种植物，特别是可以取食枯黄的叶片、潮湿腐败的麦秸和吸水膨胀的麦粒等[7，8，11]。在幼虫为害期，若气温低，田间湿度大，麦秸潮湿腐熟性好且较软化，麦粒多，二点委夜蛾幼虫可以取食田间潮湿的麦秸和麦粒，而不取食玉米苗，该条件下尽管田间虫量大但并不严重为害玉米苗。我们在田间调查中发现，一般被害苗周围有虫3～5头，多者可达20头以上，但是，直接为害玉米苗的虫子只有1～2头，多数幼虫直接取食田间麦秸。陈方[18]对二点委夜蛾二代幼虫的取食情况进行分析后发现，90%以上的幼虫取食C3植物，只有不足4%的虫子取食C4植物。该研究结果与田间的实际调查结果相一致。潮湿的生态条件适合二点委夜蛾幼虫生长发育，但是不适宜幼虫为害玉米，这可能是李丽莉等[16]研究得出二点委夜蛾防治指标虫量较大的原因。以上分析揭示了胡英华等[15]和李丽莉等[16]是在模拟了2种极端情况下得出来差异如此大的防治指标。而田间实际情况复杂多样，田间环境适宜为害玉米至不适宜为害玉米也就是田间麦秸潮湿或腐熟程度的具体表现[19]，是一个麦秸从干燥到潮湿的连续过程，任何人工模拟试验都不能模拟出田间如此复杂的类型。正是因为二点委夜蛾同时具有转株为害和腐食性的特点，决定了该虫的田间虫量大小与为害程度不匹配，常有虫量大但为害轻的情况出现。陈浩等[20]通过田间大量调查统计，证实了虫量与被害率之间无明显的相关性。为此，单用虫量作为二点委夜蛾的防治指标是不够的，还必须要有玉米苗被害率作为为害的标志。基于以上情况，本研究以在河北和山东等二点委夜蛾不同发生区广泛调查得到的大量田间数据为基础，根据该虫在不同条件下为害并兼腐生性的特点，构建适宜为害和不适宜为害2种回归模型，以期确定更加符合田间实际情况的防治指标，为科学防治二点委夜蛾提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 数据来源

2011～2016年每年6月中下旬，在河北和山东省二点委夜蛾为害区进行调查，其中，2011～2013年的数据为田间普查数据，2014～2016年的数据为定点调查数据。田间普查方法：在田间进行五点取样，每样点1 m2（以相邻2行为中心，量取长、宽各1 m，包含最多玉米株数的正方形区域），记录幼虫量、被害株数、被害株状态和总株数（本研究只对被害株状态为死苗的数据进行统计处理，不含倒伏株）。定点调查方法：先在田间麦秸覆盖区域寻找有虫样点，然后以该样点与最近玉米行的交叉点为中心，顺垄向两侧各标记玉米苗25株，之后向四周各外延半个行宽和株距作为标记区域，记录幼虫量和死苗数。每个田块均重复5次取样调查。

1.2 数据分析

对各年度数据均按以下过程进行分类处理：（1）从田间普查和定点调查数据中筛选出虫量＞0的调查数据，统计死苗数，记录为1个数据组；（2）将各年度数据组折算成被害损失率（即死苗率）[13]和百株虫量，并计算二者比值（被害系数）；（3）将被害系数在0.0～1.0之间的数据定义为有效数据；（4）利用Excel软件中的规划求解功能构建被害系数的曲线回归模型，求解回归方程、拟合曲线，找出二点委夜蛾适宜为害与不适宜为害的被害系数拐点；（5）分别利用适宜为害数据组和不适宜为害数据组构建回归模型，求解回归方程，拟合曲线；（6）根据生产情况计算经济允许损失率，确定二点委夜蛾在适宜为害区的防治指标；（7）根据农业部规定的作物减产损失率，将二点委夜蛾适宜的发生程度进行等级划分。

2 结果与分析

2.1 二点委夜蛾百株虫量与被害损失率的相关分析

2011～2016年在河北中南部和山东二点委夜蛾幼虫发生的29个县（市）进行田间实际为害情况调查，共得到有效数据278组（表1），据此绘制了百株虫量与被害损失率的数据分布图（图1）。

表1 调查地点及其有效数据量（组）Table 1 Survey location and the number of valid data

图1 百株虫量与被害损失率的数据分布图Fig.1 The scattergram of larvae quantity per 100 plants and the loss rate

对上述数据进行统计分析，计算被害系数，并对其出现的频次进行曲线拟合（图2），得到一元三次方程 y＝-2 332.903 0x3＋2 143.647 4x2－536.909 9x＋67.377 7（R2=0.960 4）。该频次分布曲线呈现倒“S”型，其中，0为田间有虫量但是没有为害，属于极端不适宜为害；1为百株虫量与被害损失率相等，属于极端适宜为害；随着被害系数增大，田间表现为二点委夜蛾从不适宜为害到适宜为害的过渡。具体体现为：被害系数为0～0.175 5（第1个拐点）时，田间表现为虫量非常大但为害非常轻，属于极端不适宜为害区段；被害系数为0.175 5～0.437 0（第2个拐点）时，田间表现为虫量比较大而为害相对轻，属于不适宜为害区段；被害系数为0.437 0～0.60时，田间表现为虫量低但为害重，属于适宜为害区；被害系数为0.60～1.0时，田间表现为尽管虫量不高但为害特别重，属于极端适宜为害区段。曲线下的面积代表被害系数出现的几率，从整体曲线可以看出，二点委夜蛾不适宜为害出现的几率远远大于适宜为害出现的几率。说明二点委夜蛾并不是为害性非常大的害虫，与田间实际调查情况吻合，其在田间主要营腐生生活。

图2 被害系数的出现频次及拟合曲线Fig.2 The frequency of loss coefficient and the fitting curve

由上述分析可知，在既有虫量又有为害的区段内，即不适宜为害与适宜为害之间，当被害系数为0.437 0时，可得到频次极大值47.420 7。因此，可以将被害系数0.437 0作为二点委夜蛾从不适宜为害到适宜为害的拐点。据此，可得到田间单株被害苗周围的平均虫量为2.288 1头（百株虫量/被害损失率＝1/0.437 0），并根据上述数据将田间为害情况划分为适宜为害区和不适宜为害区2组数据。其中，适宜为害区百株虫量/被害损失率≤2.288 1头，不适宜为害区百株虫量/被害损失率＞2.288 1头，依此分别构建田间百株虫量与被害损失率的曲线回归模型。

用最小二乘法进行二点委夜蛾在田间适宜为害区和不适宜为害区百株虫量与被害损失率的曲线拟合（图3），求解得到非线性回归方程。其中，适宜为害区Yˆ=53.475 8/（0.468 2+e-0.0205x）-36.152 1（R2＝0.952 2），呈指数型曲线，说明虫量与为害损失呈正相关，当虫量很大时为害趋于稳定；不适宜为害区Yˆ=1.054 0/（0.028 8+e-0.0475x）（R2=0.818 2），呈典型的“S”型曲线，说明虫量大时不一定为害重，但是当虫量非常大时必然要为害重。该结果与观测值吻合度高，并与生产实际情况相吻合。

图3 田间适宜为害区和不适宜为害区百株虫量与被害损失率的拟合曲线Fig.3 The fitting curves of larvae quantity per 100 plants and the loss rate in suitable area and unsuitable area

2.2 经济允许损失及二点委夜蛾防治指标的确定

经济允许损失率计算公式为 L=C×H/（Y×P×E） ×100%，其中，C为防治费用（元/hm2），H为经济系数，Y为玉米单产（kg/hm2），P为玉米价格（元/kg），E为防治效果（%）。根据目前生产实际折算，利用毒饵进行应急防治的防治成本为300元/hm2、防治效果为86.52%，二点委夜蛾发生地块一般为小麦产量高、肥力强的地块，玉米产量水平一般为8 250 kg/hm2，按照当前玉米价格2.2元/kg、经济系数为2代入公式，得到经济允许损失率为3.82%。

将经济允许损失率3.82%分别代入到上述适宜为害和不适宜为害区百株虫量与被害损失率的回归方程式，得到适宜为害和不适宜为害区的动态经济阈值（即防治指标），其中，适宜为害区的防治指标为百株虫量6.81头，不适宜为害区的防治指标为百株虫量29.40头。

基于二点委夜蛾幼虫具有聚集性，田间分布不均匀，麦秸围棵的玉米苗附近虫量多、为害重，而没有麦秸的地方基本没有为害[17]，因此，在进行田间调查时要选择麦秸围棵的玉米行。另外，由于小麦收获后，1代成虫在麦茬上覆盖麦秸形成的空隙内集聚产卵，孵化出的幼虫是为害夏玉米的主要虫源[12]，根据卵孵化和幼虫发育历期，10 d后进入3龄，并开始向玉米周围集聚为害。假若田间干旱，1代成虫则在玉米播种并灌水造墒后再聚集其内产卵并孵化，10 d后，幼虫进入3龄，玉米幼苗在3～4叶期，田间条件适宜为害时，幼虫开始为害玉米幼苗，田间可见被害株，应立即进行防治。假若田间条件不适宜为害，虫量大也难见被害株，则不需要防治。综合考虑以上因素，二点委夜蛾为害夏玉米幼苗的防治指标为：小麦收获或玉米播种后10 d开始调查，当百株虫量6头、围棵玉米沿行死苗率达3%时，应立即进行防治。

2.3 二点委夜蛾发生程度的分级标准

参照农业部相关规定，可依照作物减产损失率，将农作物病虫害发生程度划分为5级。将被害损失率带入回归方程可以计算出二点委夜蛾适宜为害地块的百株虫量，根据二点委夜蛾发生为害特点，划分出适宜的发生程度分级标准（表2）。

表2 二点委夜蛾适宜为害地块发生程度的分级标准Table 2 The grading standard of occurrence degree of A.lepigone in suitable area

3 结论与讨论

3.1 二点委夜蛾防治指标的确定

二点委夜蛾自2011年在黄淮海七省（市）暴发为害以来备受重视，制定科学、合理的防治指标是有效防控害虫的基础。本研究基于二点委夜蛾为害夏玉米在3龄期及以上，玉米苗被害严重和高峰期集中在3～5叶期[7]，确定了二点委夜蛾田间调查时间应在小麦收获或玉为播种10 d后开始。若从小麦收获时成虫集聚产卵开始计算，发育较快的幼虫10 d后将进入3龄期，玉米播种后10 d幼苗进入3叶期，此时在田间只能见到3龄及以上龄期的幼虫。沿麦秸覆盖的玉米行顺垄进行调查，若百株虫量达到6头且玉米死苗率达到3%以上，说明该田块的生态条件适宜二点委夜蛾为害，应该立即开始防治。

3.2 二点委夜蛾是否适宜为害与麦秸腐熟程度有关

二点委夜蛾具有腐生性，同时又具有转株为害的特点[8，11]。在为害期，若田间湿润，麦秸比较潮湿、腐熟程度较高，该虫可以取食田间湿软的麦秸、吸胀的麦粒或杂草为生，虽然田间有虫但不一定为害玉米幼苗，表现出不适宜为害的特点；若田间麦秸干燥、腐熟程度较低，该虫则难以取食田间干燥的麦秸和坚硬的麦粒，只能爬行寻找具有较高水分含量的玉米幼苗进行为害，此时尽管田间虫量不多，但是玉米苗被害率高，表现出适宜为害的特点。因此，二点委夜蛾幼虫的防治指标不但要包含田间虫量，还应包含能反映田块是否适宜为害的指标，即被害率。不同年份、不同地区甚至不同地块，如果麦秸腐熟程度不同，即使虫量相同也会出现被害程度不同的现象，表现出二点委夜蛾幼虫数量与玉米被害程度的不匹配，也就是田间生态条件是否适宜二点委夜蛾为害。

3.3 二点委夜蛾田间虫量与调查时间关系密切

根据二点委夜蛾的田间发生规律[10]，小麦收获后成虫会聚集在覆盖麦秸的麦茬间隙内产卵。幼虫3龄前个体小，在杂碎的麦秸和麦糠间难以观察到，3龄后在玉米幼苗周围集聚时才容易看到。为害盛期田间大部分幼虫达到3～4龄，田间可见虫量增加。为害后期大部分幼虫进入5龄期但未化蛹，3～5龄期幼虫同时存在，幼虫数量继续增加。为害严重地块，1株被害苗周围幼虫量可达十几头，垄间麦秸下也有大量幼虫存在，百株虫量可高达500～600头，甚至每平方米也能达到上百头的幼虫。随后老熟幼虫开始化蛹，田间虫量会迅速降低。因此，在进行二点委夜蛾田间调查时，早调查虫量少、晚调查虫量大的现象，实际上是由幼虫龄期决定的，而实际田间虫量变化不大。

3.4 进一步揭示了二点委夜蛾群体大、为害重

多项研究均揭示了二点委夜蛾是当地存在的腐生性昆虫[8，11]。由于小麦秸秆还田、玉米贴茬播种并灌水造墒等耕作措施的大力普及推广，为该虫的积累创造了非常适宜的生态环境，致使该虫大量繁殖、群体数量大，最终严重为害玉米幼苗。对大量田间调查数据的统计分析结果显示，不适宜二点委夜蛾为害区的出现几率远远大于适宜为害区出现的几率。从这些年该虫的发生情况看，多数年份二点委夜蛾成虫数量大，田间也不缺少幼虫，但并不是每年都暴发为害，只是一旦遇到适宜的气侯时才会暴发，因此，做好准确预报及前期防控工作至关重要。

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