山西晋南小地老虎越冬代成虫发生量与环境因子的关系

2017-03-29史高川董晋明张卫民刘中芳石跃进杨苏龙陆俊姣席凯鹏

植物保护 2017年2期

史高川, 董晋明, 张卫民, 刘中芳, 石跃进, 杨苏龙,陆俊姣, 席凯鹏, 耿鹏, 王波

(1. 山西省农业科学院棉花研究所, 运城 044000；2.山西省农业科学院植物保护研究所,太原 030031；3.山西省运城盐湖区农业委员会,运城 044000；4.山西省临猗县经管中心,运城 044000)

史高川1, 董晋明2*, 张卫民1, 刘中芳2, 石跃进1, 杨苏龙1,陆俊姣2, 席凯鹏1, 耿鹏3, 王波4

为了解掌握山西晋南各地小地老虎越冬代成虫发生量与海拔、气温、降雨等环境因子的关系,2015年进行了不同环境条件下小地老虎越冬代成虫性诱剂诱虫试验。结果表明:低海拔地区的成虫比高海拔地区始见期早,且发生量大；成虫始见期温度为5～6℃,活动的高峰期温度为11～19℃,终末期温度为25～28℃,低于5℃或者高于28℃成虫基本不活动或零星活动；在成虫主要集中活动的11～19℃范围内,不同区域成虫活动与温度变化差异显著,温度高时活动明显加剧,温度低时活动减弱；成虫的发生量随降雨量增加呈递减规律;从降雨前1日到降雨当日再到雨后1日也整体呈递减规律,但中雨前后3日,发生规律有所不同,呈“V”字形趋势；其中,小雨(或阵雨)当日及前1日、中雨前1日的平均单日诱虫量均大于无雨日的诱虫量。

小地老虎；越冬代成虫；发生量；环境因子；晋南

小地老虎Agrotisipsilon(Hufnagel)属鳞翅目、夜蛾科,俗称土蚕、地剪,切根虫等,是一种世界性的迁飞杂食性农业害虫[1]。该虫每隔几年大发生1次,以第一代幼虫数量最多,危害最大[2],可为害多种农作物幼苗,造成缺苗断垄,甚至毁种。日本学者布施宽认为,该虫从中国大陆北纬30°以南远距离迁飞而来[3-4]。日本学者杉木渥、小林尚认为,该虫具备了克服地面大气边界层气流的能力,可主动起飞进入水平运行的气流层中降落[5]。我国小地老虎科研协作组利用标记回收的方法明确了小地老虎水平迁飞距离能达到1 818 km,其越冬代的迁飞路线为由南向北[6],从而证实小地老虎是一种远距离迁飞害虫[7]。中国农业科学院植物保护研究所贾佩华认为该虫在我国北纬33°以北不能越冬,北纬25°以南夏季有绝迹现象[7]。小地老虎是山西省常发地下害虫[8],也是棉田重要的地下害虫之一[9],大暴发时造成棉田缺苗、断垄,对棉花产量造成严重损失[10-12]。山西晋南位于北纬35°,为小地老虎非越冬区,当地越冬代成虫皆从南方远距离迁飞而来。20世纪国内外专家学者对其远距离迁飞路线研究较多[13-16],对其迁飞发生量随海拔及降雨等环境因子的影响研究较少。因此,探明当地小地老虎越冬代成虫的发生量与环境因子的关系,开展其迁飞危害的成灾规律研究,可为准确预测预报,控制其猖獗为害,减少农作物损失,提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点：山西省万荣县光华乡大兴村黄河滩涂(东经110°83′，北纬35°42′，海拔350 m)，属于黄河冲击形成的古河道河床，紧邻黄河，地势低洼,土壤属湿润的沙土地,周边主要作物有小麦、玉米、棉花、桃树；夏县裴介镇牛家洼村(东经111°22′，北纬35°12′，海拔600 m)，属于典型黄土高原丘陵地貌，沟壑纵横，土壤属较湿润的壤土地,周边主要作物为小麦、玉米、棉花、桃树；平陆县洪池乡洪池村(东经111°20′，北纬34°12′，海拔950 m)，属于中条山南麓半坡,山峰环绕,梯田,土壤属干燥的沙壤土地,周边主要作物为小麦、玉米、棉花、果树。

1.2 试验材料

小地老虎性诱芯颜色为蓝色,材质为橡胶,形状为内镶式杯状、杯底座外镶长方体立柱,杯口内径0.6 cm、外径1.0 cm、杯高0.9 cm；杯底座为长方体立柱,长×宽×高0.4 cm×0.3 cm×0.6 cm,由中国科学院动物研究所提供,制作成水盆型诱捕器使用。诱捕器选用外径25 cm、内径23 cm、深8 cm的硬质再生蓝色塑料盆,在盆沿下1 cm处对称钻两个排水孔。将一细铁丝(直径18 mm)自孔中穿过性诱芯橡胶塞的小头,将橡胶塞固定在盆中间。将三根竹竿(或木棒)捆成支架,诱盆放在支架上面,盆内注清水至排水孔,加一勺洗衣粉(浓度约0.3%),搅匀。调节铁丝高度,使诱芯底部高出水面0.5～1.0 cm。诱盆悬挂高度高于作物10～20 cm。性诱芯每30 d更换1次。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计

2015年3月1日至5月30日,在试验地点选择棉花田设置小地老虎性诱捕器,进行越冬代成虫发生动态调查。根据诱芯的使用范围,每3个诱芯可覆盖0.07 hm2；每块棉田设置6个诱芯,诱芯之间相距50 m以上,每块棉田面积不小于0.33 hm2；每个试验地点设3个重复共18个诱芯,每个重复间距200 m以上。

1.3.2 调查方法

每日上午10:00调查记录前1日诱捕器的诱蛾量,并捞出小地老虎成虫,及时调整盆口铁丝或加洗衣粉水(大雨过后补加洗衣粉),保持诱芯底部高出水面0.5～1.0 cm。同时记载观察期间的温度(温度表人工记录)、降雨(当地县气象局提供)情况。

2 结果分析

2.1 不同地点越冬代小地老虎消长规律

小地老虎越冬代成虫在不同地点发生消长规律基本一致(图1)。始见期、高峰期、终末期主要发生在3月中上旬到5月中下旬。3个地点越冬代成虫始见期最早为3月9日,高峰期主要集中在3月31日到4月15日,终末期最晚为5月31日,共计74 d；3个点的发生高峰期基本重合。

2.2 小地老虎越冬代成虫始见期与海拔的关系

试验结果表明,小地老虎越冬代成虫始见期随着海拔升高而推迟,在低海拔的大兴村比中海拔的牛家洼村提早3 d,中海拔的牛家洼村比高海拔的洪池村提早3 d,低海拔的大兴村比高海拔的洪池村提早6 d(表1)。

图1 2015年晋南棉田小地老虎越冬代成虫发生消长动态Fig.1 Occurrence dynamics of the overwintering generation of Agrotis ipsilon in southern Shanxi in 2015

试验结果还表明,低海拔地区比高海拔地区小地老虎越冬代成虫发生量大(表1)。3个试验点总计诱虫量3 209头。低海拔的大兴村是高海拔的洪池村诱虫量的3.5倍,是中海拔的牛家洼村诱虫量的2.3倍；中海拔的牛家洼村是高海拔的洪池村诱虫量的1.5倍。3个试验地点的诱虫数量从低海拔到高海拔占诱虫总量比例分别为58%、25%和17%。

表1 不同海拔地区小地老虎越冬代成虫始见期和成虫发生量(2015年)

Table 1 First appearance period and the occurring quantity of the overwintering generation ofAgrotisipsilonat
different altitudes in Shanxi Province

试验点Sites海拔/mAltitude成虫始见期/月-日Firstappearanceperiod诱虫总量/头Totalnumberofadults万荣县大兴村DaxingVillage,WanrongCounty35003-091861夏县牛家洼村NiujiawaVillage,XiaCounty60003-11816平陆县洪池村HongchiVillage,PingluCounty95003-14532

2.3 越冬代小地老虎成虫迁飞与气温的关系

试验结果表明,小地老虎越冬代成虫的活动与温度变化关系显著。3个试验点越冬代成虫始见蛾期温度均为5～6℃,活动的高峰期温度为11～19℃,终末期温度为25～28℃,低于5℃或者高于28℃成虫基本不活动或零星活动(表2)。3个试验点气温为5～6℃时分别诱到1头,低于5℃没有诱到；气温在11～19℃时诱捕虫量最大,3个试验点高峰期总计达到772头；气温25～28℃时3个点分别诱到1头。

试验结果还表明,在成虫高峰期适宜温度11～19℃范围内,成虫活动随温度的升高明显加剧,反之则减弱(表2)。3个试验点4次高峰期共诱虫772头。其中高峰期万荣县大兴村早8:00平均气温17.0℃、前1日晚22:00平均气温18.0℃,早晚平均气温17.5℃,诱虫量为414头。高峰期夏县牛家洼村早8:00平均气温15.5℃、前1日晚22:00平均气温16.0℃,早晚平均气温15.8℃,诱虫量为252头。高峰期洪池村早8:00平均气温13.5℃、前1日晚22:00平均气温13.5℃,早晚平均气温13.5℃,诱虫量为106头。大兴村比牛家洼村早晚平均气温高1.2℃,多诱虫162头；牛家洼比洪池村早晚平均气温高2.3℃,多诱虫146头；大兴村比洪池村早晚平均气温高3.5℃,多诱虫308头。3个试验点早晚平均气温依次分别为17.5℃、15.8℃、13.5℃,诱虫量占诱虫总量的比例依次为53.6%、32.6%、13.7%。

2.4 小地老虎越冬代成虫发生量与降雨的关系

运用SPSS 19.0软件对数据进行分析,F=178.92,df=1,P=0.000(P<0.01), 表明不同降雨量下小地老虎越冬代成虫发生量差异显著。试验结果(表3)表明,小地老虎越冬代发生量随降雨量增加呈递减趋势,但小雨(或阵雨)当日和前1日、中雨前1日的平均诱虫数量均大于无雨日的单日诱虫量。3个试验地点在小地老虎成虫发生期内无雨日有156 d,占86.6%;小雨、阵雨日14 d,占7.8%；中雨日10 d,占5.6%；大雨日、暴雨日均为0 d。3个试验地点总共诱虫3 209头,无雨日诱虫2 707头(平均为17.4头/d),小雨、阵雨日诱虫429头(平均为30.6头/d),中雨日诱虫73头(平均为7.3头/d)；无雨日、小雨/阵雨日、中雨日诱虫量占总诱虫数量的比例依次为84.3%、13.4%、2.3%。

小地老虎越冬代成虫发生量在降雨前后3日也呈递减规律。3个试验地点降雨前后3日合计诱虫总量为1 668头,其中降雨前1日为783头,当日为502头,后1日为383头,降雨前后3日,单日诱虫量占3日诱虫总量的比例依次为46.9%、30.1%、23.0%。

表2 小地老虎越冬代成虫主要发生期与气温的关系(2015年)

Table 2 Relationship between the occurrence period ofAgrotisipsilonand the temperature (2015)

试验点Site迁入主要时期Mainoccurrenceperiod日期/月-日Date8:00气温/℃Temperatureat8:00前1日22:00气温/℃Temperatureat22:00onthepreviousday诱虫量/头Numberofadults万荣县大兴村DaxingVillage,WanrongCounty成虫始见期Firstappearanceperiod03-09551第1次高峰Thefirstpeak03-311719149第2次高峰Thesecondpeak04-041519119第3次高峰Thethirdpeak04-08171690第4次高峰Thefourthpeak04-15191856成虫终末期Endstage05-2426281夏县牛家洼村NiujiawaVillage,XiaCounty成虫始见期Firstappearanceperiod03-11561第1次高峰Thefirstpeak03-31141633第2次高峰Thesecondpeak04-05151763第3次高峰Thethirdpeak04-091515105第4次高峰Thefourthpeak04-15181651成虫终末期Endstage05-2425271平陆县洪池村HongchiVillage,PingluCounty成虫始见期Firstappearanceperiod03-14551第1次高峰Thefirstpeak03-31131529第2次高峰Thesecondpeak04-03111226第3次高峰Thethirdpeak04-09141316第4次高峰Thefourthpeak04-15161435成虫终末期Endstage05-2625261

表3 小地老虎越冬代成虫发生量与降雨的关系(2015年)1)

Table 3 Relationship between the occurrence quantity ofAgrotisipsilonand the rainfall (2015)

试验点Site日期/月-日Date降雨情况Rainfall诱虫量/头 Numberofadultscaptured下雨前1日Thedaybeforetherain下雨当日Therainningday雨后1日Thedayaftertherain万荣县大兴村DaxingVillage,WanrongCounty03-31+761495204-01++149523404-06+89677804-12+90903704-18+2015704-19++1573305-01++1871005-10+122夏县牛家洼村NiujiawaVillage,XiaCounty03-31+2333604-01++336504-06++6301104-12+650504-18+2881504-19+8151305-01++011105-10+400平陆洪池村HongchiVillage,PingluCounty03-31+1929004-01++2901304-06++1201204-12+10121704-18+131004-19++101205-01++80705-10+983

1) 表中数据+表示小雨、阵雨;++表示中雨。 In the table, the symbol “+”represent light rain or showery rain,“++"represent moderate rain.

小地老虎越冬代成虫发生量在不同降雨量的前后3日差异显著(表3)。小雨、阵雨前后3日,越冬代成虫的发生量呈递减趋势；中雨前后3日,越冬代成虫的发生量呈“V”字形趋势。3个试验点降雨日前后3日合计诱虫总量为1 668头。小雨、阵雨前后3日合计诱虫1 119头,分别为降雨前1日455头(平均32.5头/d)、降雨当日429头(平均30.6头/d)、降雨后1日235头(平均16.8头/d),小雨、阵雨前后3日,单日诱虫量占3日诱虫总量的比例依次为27.2.%、25.7%、14.1%。中雨前后3日诱虫549头,分别为前1日328头(平均32.8头/d)、当日73头(平均7.3头/d)、后1日148头(平均14.8头/d),中雨前后3日,单日诱虫量占3日诱虫总量的比例依次为19.6%、4.4%、8.9%。

3 结论与讨论

3.1 小地老虎是一种远距离迁飞害虫

小地老虎在我国北纬33°以北不能越冬[6-7]。本试验地位于北纬35°,为小地老虎非越冬区,越冬代成虫从南方远距离迁飞而来[8]。对不同海拔的诱虫量差异、始见期温度、降雨与诱虫量关系等的研究表明,春季(包括夏初)诱集到的小地老虎成虫具有外地迁入的特征,进一步证实了本地区是小地老虎越冬代成虫主要迁入地之一。根据贾佩华等[7,15]的研究,成虫具有明显的日飞翔活动节律,在迁飞的过程中可能是夜间迁飞白昼栖息。再根据杨振东等[17]的研究,成虫活动时间主要集中在晚22:00至次日早8:00。因此,监测这一时段的气温是研究小地老虎越冬代成虫迁入时期的关键。

3.2 小地老虎越冬代成虫始见期和成虫量随着海拔升高而推迟和减少

本研究在晋南的观测结果与杨振东等[17]在甘肃省的研究结论是一致的。与旷昌炽等[18]得出的小地老虎成虫活动受地形直接影响的结果也是一致的。

本研究发现,当地越冬代成虫活动始见期温度为5～6℃,活动高峰期温度为11～19℃,终末期温度为25～28℃,低于5℃或者高于28℃成虫基本不活动或零星活动。在成虫高峰期，适宜温度11～19℃范围内,成虫活动随温度的升高明显加剧,反之则减弱。这与贾佩华等[15]的研究结论,日均温5℃及10℃可作为越冬代迁入蛾始见期与始盛期的温度指标，当日均温达到10℃和18℃以上时迁飞进入始盛期和高峰期是一致的。这也与徐培桢等[19]得出的小地老虎成虫迁飞的种群动态与海拔、温度、降雨等气象因子有较大的关系,尤其与温度关系最为密切的结论基本一致。

3.3 越冬代成虫的发生与降雨量增加呈递减规律

越冬代成虫的发生量从降雨前1日到降雨当日再到雨后1日整体上也呈递减规律。其中,小雨(或阵雨)当日和前1日、中雨前1日的平均诱虫数量均大于不降雨的单日诱虫量,但中雨前后3日的发生规律有所不同，呈“V”字形趋势,降雨当日平均诱虫数量较少,这与徐培桢等[19]报道的,以降雨日诱蛾量最多,不尽一致。另外,本研究由于气象因素,没有出现大雨的天气情况,我们推测大雨应与中雨发生的情况一致,呈“V”字形趋势,此推测有待进一步证实。

3.4 越冬代成虫迁飞的种群动态是多因子影响的结果

除了受海拔、温度、降雨等气象条件的影响外,小地老虎越冬代成虫迁飞还与高空气流的流动及虫体内脂肪含量高低等因子有关。迁飞成虫在降雨前1天大量降落,主要是下沉气流所致。降雨来临前,气压下降,气流下沉,可能影响该虫继续迁飞,高空气流下沉可能携带一部分蛾群随气流的下降被迫提前降落。另外,迁飞过程中的小地老虎体内脂肪含量高低决定了其能量的大小,尤其产卵繁殖期的雌蛾,卵巢发育及长距离迁飞加快了体内脂肪的消耗,能量减少,可能迫不得已而降落；这可能就是非雨日能诱集到越冬代成虫的主要原因。

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(责任编辑:杨明丽)

Relationships between the occurrence quantity of the overwintering generation ofAgrotisipsilonmoth and environmental factors in southern Shanxi Province

Shi Gaochuan1, Dong Jinming2, Zhang Weimin1, Liu Zhongfang2, Shi Yuejin1,
Yang Sulong1, Lu Junjiao2, Xi Kaipeng1, Geng Peng3, Wang Bo4

(1.CottonResearchInstitute,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Yuncheng044000,China; 2.PlantProtectionInstitute,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Taiyuan030031,China; 3.YunchengYanhuAgriculturalCommittee,Yuncheng044000,China; 4.ShanxiLinyiCenterofEconomicManagement,Yuncheng044000,China)

The experiments were conducted to study the relationships between the occurrence quantity of the overwintering generation ofAgrotisipsilonand the environmental factors. Sex attractant was used to evaluate the effects of environmental factors on occurrence and overwintering ofA.ipsilonin three sites in southern Shanxi Province. The result showed that the initial appearance period and the occurrence quantity were earlier and lager at lower altitudes than higher altitudes. The minimum, optimal, and maximum growth temperature were 5-6℃, 11-19℃,and 25-28℃ forA.ipsilonmoth, respectively. When the temperature was lower than 5℃or higher than 28℃, the adults were not active or sporadically active. At 11-19℃, the higher the temperature was, the more active the adults were. The number ofA.ipsilonmoth was sharply changed at the day before the raining day, raining day, and the next day. Therefore, the occurrence quantity ofA.ipsilonmoth was closely related to altitude, temperature, rainfall, and other environmental factors.

Agrotisipsilon; overwintering generation of adult; occurrence quantity; environmental factor; southern Shanxi

2016-04-15

2016-05-31

国家现代农业产业技术体系(CARS-18-29)；公益性行业(农业)科研专项(201003025)；山西省科技攻关项目(20140311004-2)

S433.5

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.02.032

* 通信作者 E-mail:dongjinming59@163.com