新疆荒漠绿洲稻区稻水象甲幼虫、蛹的空间分布型及抽样技术

王小武，丁新华，吐尔逊，付开赟，何 江，李广阔，高海峰，白微微，郭文超(. 新疆农业科学院 植物保护研究所/农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，乌鲁木齐 83009；. 新疆农业科学院 微生物应用研究所，乌鲁木齐 83009)

新疆荒漠绿洲稻区稻水象甲幼虫、蛹的空间分布型及抽样技术

王小武1，2，丁新华1，吐尔逊1，付开赟1，何 江1，李广阔1，高海峰1，白微微1，郭文超2
(1. 新疆农业科学院 植物保护研究所/农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，乌鲁木齐 830091；2. 新疆农业科学院 微生物应用研究所，乌鲁木齐 830091)

稻水象甲；荒漠绿洲；空间分布型；t检验；抽样技术

稻水象甲(LissorhoptrusoryzophilusKuschel)属鞘翅目象甲科，是中国水稻入侵害虫[1]。其主要分布于南美洲[2-3]、北美洲[3-4]、欧洲[3，5]及亚洲[3，6]。在中国，1988年于河北省唐海县首次发现该虫[7]，截至目前，疫区已扩散至华北、华中、华东、华南、西北、西南、东北等19个省(自治区，直辖市)463个县(市或地区)[4，8-9]，并呈进一步向其他省份蔓延扩散趋势。

稻水象甲的空间分布格局是该种群的重要特性之一 ，是由种群遗传特性和生态环境因子协同进化所致[10-11]，研究稻水象甲的空间格局，将有助于了解其生物生态特性，揭示其种群猖獗的原因，并对其预测预报及综合治理具有重要意义[10-12]。此外，在开展稻水象甲危害损失、消长动态及其流行的主导环境因子研究时，均需要通过抽样来评估总体，而空间格局信息则是抽样的基础，其不仅有利于抽样方案的确定或改进，还将有助于最佳统计处理方法的提出[13]。

目前，针对稻水象甲各个虫态的空间分布型及抽样技术已有大量报道，涉及中国东北、华东、华北、西南、西北[14-25]等地区，但有关新疆荒漠绿洲稻区这一特殊生态环境下稻水象甲幼虫、蛹的空间分布型及抽样技术的研究还未见报道，且空间分布格局常因研究地昆虫种类、寄主组成、作物栽培方式、作物受害程度、土壤、地形和气候等因素的差异而有所不同[22，26]。在此背景下，通过开展新疆荒漠绿洲稻区稻水象甲幼虫、蛹的空间分布型及抽样技术研究，有助于提出改进适宜本地生产实际的，简便快捷、可操作性强的最佳田间抽样方法，并为新疆该重大外来有害生物的科学监测、预报和综合防控提供指导。

1 材料与方法

1.1 调查方法

于2015年7月中旬第1代幼虫及化蛹高峰期在新疆伊犁州察布查尔锡伯自治县良繁场2连有机水稻示范田(E 81°12′07″，N 43°49′11″)进行调查。选取长势一致、有代表性的水稻秧田8块，试验田彼此相邻，各项田间管理措施保持一致。幼虫试验每7 d 调查1次，共计调查5次；蛹每7 d 调查1次，共调查7次。每块试验田以整株秧苗为抽样单元，采用平行取样法，分为8行3列，行列距均为25 m，行列交汇处取一穴水稻，逐一统计并记录每株幼虫和蛹的数量。

1.2 空间分布型测定

1.3 抽样技术

1.3.2 序贯抽样模型 Iwaom*-m关系的序贯抽样模型：

1.3.3U检验 选有代表性的稻田1块进行系统调查，记录每穴幼虫和蛹的数量，将调查结果绘制成坐标图，在平面分布图上分别用大五点法、平行线法、棋盘法、“Z”字形和双对角线法进行抽样[22，30]，应用U测验[29-30]比较不同抽样方法的准确程度，以此为依据确定最佳抽样方法。

1.4 数据统计分析

采用SPSS 17.0对数据进行方差分析(ANOVA)，采用LSD进行5%水平上的显著性分析，并用Microsoft Excel 2007软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 空间分布型

2.1.1 聚集度指标分析 经扩散系数t检验(表1)稻水象甲幼虫、蛹均为聚集分布，与其他各指标检验结果相互印证(表2)。从丛生指数I、平均拥挤度m*、聚集度指数C、Cassie指标CA、负二项分布k值及扩散指数IQ等指标可知，稻水象甲聚集强度存有差异(表2)且蛹的聚集程度高于幼虫的聚集强度。

由表2知，聚集度指数m*/m和k值对稻水象甲排序结果相同，而丛生指数I、平均拥挤度m*指数、Cassie指标CA及扩散指数IQ的稻水象甲排序与其不同。故对上述各个指数进行相关分析(表3)，结果表明，丛生指数I、平均拥挤度m*指数、Cassie指标CA及扩散指数IQ之间呈极显著正相关(P<0.01)，表明其表征的生态学意义相同，可用丛生指数I代替平均拥挤度m*指数、Cassie指标CA及扩散指数IQ进行种群格局判断[31]。而k与丛生指数I、聚集度指数m*/m、扩散指数IQ及Cassie指标CA呈负相关(P<0.05)，其中k与聚集度指数m*/m和Cassie指标CA之间呈极显著负相关(P<0.01)，表明聚集强度k与其他指数存有差异。

2.1.2 线性m*-m回归方程检验 稻水象甲幼虫、蛹的m*-m回归方程依次为m*=1.580 6m-0.521 3 (R2=0.858 7)和m*=1.781 8m+0.310 1 (R2=0.733 8)，线性回归关系均显著(P<0.05)(图1)。幼虫：α= -0.521 3<0、β=1.580 6>1，表明该虫态下稻水象甲为聚集分布，但个体间相互排斥；蛹：α=0.310 1>0、β=1.781 8>1，表明该虫态下稻水象甲为聚集分布，田间分布的基本成分是个体群，且个体间相互吸引。

表1 稻水象甲幼虫、蛹空间格局类型t检验(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 1 Spatial patterns of larvae and pupae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel type t-test (Qapqal county, Yili river valley in Xinjiang, 2015)

表2 稻水象甲幼虫、蛹空间分布型的聚集强度分析(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 2 Aggregation indices of larvae and pupae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel(Qapqal county, Yili river valley in Xinjiang，2015)

注：数据为“平均数±标准误”。数据后不同字母表示经LSD检验差异显著(P<0.05)。下表同。

Note： Data in the table are “mean±SE”. Data followed by different letters are significant difference atP<0.05 level by LSD tests.The same below.

表3 稻水象甲格局指数间的相关系数(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 3 Correlation coefficients among pattern of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel(Qapqal county， Yili river valley in Xinjiang，2015)

注：*表示在0.05水平(单侧)上显著相关，**表示在0.01水平(单侧)上显著相关。

Note:*.Correlation is significant correlation at 0.05 level (1-tailed). **. Correlation is significant at 0.01 level (1-tailed).

图1 稻水象甲幼虫、蛹的空间格局(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Fig.1 Spatial patterns of larvae and pupae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel(Qapqal county， Yili river valley in Xinjiang，2015)

2.1.3 Taylor幂法则 通过拟合得稻水象甲幼虫和蛹的S2-mTaylor幂法则方程依次为：幼虫lgS2=0.031 4+1.618 5*lgm(R2=0.861 4)，蛹lgS2=0.203 7+1.952 3*lgm(R2=0.844 7)，式中lga均>0，b均>1；表明2种虫态下稻水象甲均呈现密度依赖性的聚集分布，即m与聚集度呈显著正相关(图2)。

2.1.4 聚集原因分析 由表4可得，试验中稻水象甲幼虫、蛹所取的8组样本的λ值均>2，表明稻水象甲幼虫、蛹的聚集原因是由其本身的聚集行为与环境共同影响所致。

图2 稻水象甲幼虫、蛹方差S2对数与均值对数的回归曲线(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Fig.2 Regression curve of larvae and pupae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel between logarithm value of variance and mean (Qapqal county，Yili river valley in Xinjiang，2015)

2.2 稻水象甲田间抽样技术

2.2.1 理论抽样数模型 田间调查时，抽样样本数决定抽样精度，故需确定最适抽样数[32]，将m*-m回归方程中的α、β值带入到最适理论抽样数模型中，得稻水象甲幼虫、蛹的最适理论抽样公式依次为

N=t2(0.478 7/m+0.580 6)/D2=(0.478 7/m+0.580 6)(1.96/D)2

N=t2(1.310 1/m+0.781 8)/D2=(1.310 1/m+0.781 8)(1.96/D)2

当t=1.96时，可求得稻水象甲幼虫和蛹在不同密度(m)下的理论抽样数，允许误差(D)为0.1、0.2和0.3时，可得稻水象甲幼虫、蛹在不同密度下的理论抽样数。从表5可知，在同一允许误差值下，随着幼虫、蛹密度的增大，所需抽样数逐渐减少；密度相同时，随着允许误差的增大，所需抽样数依次减少。

表4 稻水象甲幼虫、蛹聚集原因分析(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 4 Aggregation values of larvae and pupae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel(Qapqal county，Yili river valley in Xinjiang，2015)

表5 稻水象甲幼虫和蛹在田间不同发生密度下的理论抽样数(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 5 The theoretical sampling numbers of the larvae and pupaeof Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel(Qapqal county， Yili river valley in Xinjiang，2015)

2.2.3U检验 由表9可见，在稻水象甲幼虫、蛹的各主要田间抽样方法中，其U值均<1.96，因此本研究中所涉及的各抽样方法均可靠。此外，上述两种虫态的田间最适抽样方法为：幼虫采用“Z”字形取样法(0.140)，其余依次是棋盘式法(0.663)、双对角线法(0.775)、平行线法(0.841)和大5点取样法(0.893)。蛹则采用大5点取样法(0.177)，其余依次是棋盘式法(0.328)、“Z”字形取样法(0.563)、双对角线法(1.016)和平行线法(1.076)。

表6 稻水象甲幼虫序贯抽样列表(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 6 Index list for sequential sampling of larvae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel(Qapqal county， Yili river valley in Xinjiang，2015)

表7 不同防治指标下稻水象甲蛹序贯抽样模型 (新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 7 Sequential sampling model of pupae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel of different control indexes(Qapqal county， Yili river valley in Xinjiang，2015)

表8 稻水象甲蛹序贯抽样检索表(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 8 Index list for sequential sampling of pupae of Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel(Qapqal county， Yili river valley in Xinjiang，2015)

表9 稻水象甲几种常用抽样方法U检验(新疆伊犁河谷，察布查尔县，2015)Table 9 Results of several sampling methods on Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel by U-test(Qapqal county，Yili river valley in Xinjiang，2015)

3 讨 论

本研究表明，荒漠绿洲稻区稻水象甲幼虫在稻田呈现密度依赖性的聚集分布，其田间分布的基本成分是个体群且聚集原因是由环境因素引起，与田春晖等[14]、颜仁贤[15]、峗薇等[22]、张燕杏等[25]的研究结果一致。此外，稻水象甲蛹于田间也呈密度依赖性的聚集分布，而参数I、m*、m*/m、CA及IQ越大、k越小则表明稻水象甲的聚集强度越大[31]，荒漠绿洲稻区蛹状态下，上述各参数均大于幼虫，k值均小于幼虫虫态下的参数值，因此该生境下蛹的聚集程度高于幼虫的聚集强度，又因α>0、β>1，故其为普通的聚集负二项分布，分布的基本成分是个体群并且聚集原因也是由环境因素引起。调查发现，稻水象甲幼虫大多分布在水稻根际3～6 cm[15，18]，较成虫其再次扩散能力有限，故其聚集的原因取决于卵的分布型，而卵的空间格局显然与稻水象甲成虫聚集有关；这主要是由于成虫受水稻栽培措施、移栽期[34-35]长势等影响，趋向早栽、返青快的秧苗产卵所致[20，36]，此外，还发现稻水象甲老熟幼虫化蛹后，直接附着于水稻根部直到羽化，期间再无再次扩散能力，且稻田深水区其分布数量明显多于浅水区，而幼虫较蛹其可随流水进行再次扩散，因而其聚集程度弱于蛹。

此外，通过U检测，比较大5点法、平行线法、棋盘式法、“Z”字形法和双对角线法等田间常用抽样方法，确定新疆荒漠绿洲稻区稻水象甲幼虫和蛹最适田间抽样。本研究表明，幼虫最佳调查法是 “Z”字形法，蛹则为大5点法。而峗薇等[22]认为旱育秧稻田稻水象甲幼虫最适宜的抽样方法为平行线法，两段式育秧稻田则为棋盘式法，造成上述差异的原因与调查地昆虫种类、寄主组成、作物栽培方式、作物受害程度、土壤、地形和气候等因素的差异有关[22,26]，但关于造成此差异的机理还需进一步研究。

4 结 论

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[36] 王 刚.新疆伊犁河谷稻水象甲种群扩张及迁飞影响因子研究[D].新疆石河子：石河子大学,2014.

WANG G.The Study on the population expansion and migration influencing factors of rice water weevil:LissorhoptrusoryzophilusKuschel in Ili-valley of Xinjiang [D].Shihezi Xinjiang:Shihezi University,2014(in Chinese with English abstract).

SpatialDistributionPatternandSamplingTechniqueforLarvaeandPupaofRiceWaterWeevilinEcologicalRegionsofOasisinXinjiang

WANG Xiaowu1，2，DING Xinhua1， Tursun1， FU Kaiyun1， HE Jiang1，LI Guangkuo1, GAO Haifeng1, BAI Weiwei1and GUO Wenchao2
(1.Plant Protection Research Institute, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi 830091, China; 2.Institute of Microorganism Application in Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830091,China)

LissorhoptrusoryzophilusKuschel；Desert oasis；Spatial distribution patterns；t-text；Sampling technique

2016-12-09

2017-01-02

The National Key Research Project(No.2016YFC1202100);Key Research Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region(No.2016B01007-2);Construction Project of Innovation Environment(Talent & Base)Xinjiang Uygur Autonomous Region(No.2017D01B29).

WANG Xiaowu，male，marsteral student. Research area：agricultural insect and pest control. E-mail：wxw303528@163.com

S815.3

A

1004-1389(2017)09-1385-10

(责任编辑：郭柏寿Responsibleeditor:GUOBaishou)

日期：2017-09-12

网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20170912.1740.030.html

2016-12-09

2017-01-02

国家重点研发计划(2016YFC1202100)；新疆维尔区自治区重点研发计划(2016B01007-2)；新疆维吾尔自治区创新环境(人才、基地)建设专项-自然科学基金(2017D01B29)。

王小武，男，硕士研究生，研究方向为农业昆虫与害虫防治。E-mail：wxw303528@163.com

郭文超，男，研究员，博士生导师，研究方向为害虫生物防治和农业外来入侵生物防控。E-mail：gwc1966@163.com

CorrespondingauthorGUO Wenchao，male，research fellow，doctoral supervisor . Research area：agricultural invasive pests biological control and biological control.E-mail：gwc1966@163.com