似士维螨对西洋参的经济危害水平和经济阈值

赵利敏

(陕西理工大学 生物科学与工程学院，陕西省资源生物重点实验室，陕西汉中 723001)

作为西洋参(PanaxquinquefoliumL.)在中国西北部的主产区，陕西省留坝县自1978年引种这一药用植物[1]，面积由逐步扩大转为相对持平[2]，但近年来有所下降，缘于病虫害问题比较严重[3]。早年记载的病虫种类，如锈腐病、疫病、根腐病、黑斑病、蝼蛄、蛴螬、金针虫、地老虎等[4-5]，在当地仍然发生。近年来还发现一些新害虫在西洋参芦头和根部滋生，主要包括似士维螨(SchwiebeasimilisManson)[6-10]、球囊线蚓(EnchytraeusbulbosusNielsen & Christensen)[3, 11-14]、迟眼蕈蚊(Bradysiasp.)等。新发现的害虫与原有病虫害混合发生，已对当地西洋参种植业造成巨大威胁。

针对西洋参新害虫及其主要病害的发生和治理难题，笔者设计、实施室内与田间试验，提出播种前以农药拌催芽籽并处理土壤的化学防治技术(简称播前化防技术)[3]，应用效果良好。本文旨在估算以播前化防技术防治似士维螨时需要确定的经济危害水平和经济阈值，促使本项经济学研究与生物学研究相结合的测算结果在西洋参种植业发展进程中发挥科学指导作用。

1 材料与方法

根据经济危害水平(economic-injury level, EIL)概念公式[15-18]，实施本项研究前确定下列变量：单位面积上的病虫害治理成本(C)；农产品(这里指西洋参2 a生种苗和4 a生鲜根)市场单价(V)；虫均损失量(b)。另外，为估算西洋参单株虫数，尚需检测其幼苗或植株在参棚内苗畦中的种植密度(planting density,PD)；为估算提前1代施药防治似士维螨的经济阈值(economic threshold,ET)，尚需检测目标螨虫的世代繁殖效率(reproductive efficiency in a generation,REG)。项目组分头开展市场调查、苗情调查和试验研究，逐一搜寻这些变量的分布范围，计算均值，并将各变量均值当作基本参数代入下列应用公式进行计算。

1.1 确定参数C

在陕西省留坝县西洋参种植区治理苗期病虫害，目前以病虫兼治的播前化防技术效果为佳。这种技术的步骤为用质量分数为25%吡虫啉可湿性粉剂和体积分数为2.5%咯菌腈种衣剂混合液拌种(催芽籽)，配以质量分数为5%辛硫磷颗粒剂处理土壤[3]。通过走访当地农药市场和参农，了解近年内农药价格、人工施药费、器械折旧费等，按比例折算西洋参苗期病虫害的施药防治成本。

1.2 确定参数V和PD

查询留坝县西洋参产品交易市场，了解近年2 a生种苗和4 a生鲜根的买卖市价。

深入留坝县西洋参种植区，主要在枣木栏村、闸口石村、营盘村、月九村等调查苗情与病虫害疫情。田间2 a生种苗密度以面积0.1 m2的铁丝方框(边长0.32 m)和随机取样法实测。把测框置于待测参棚内的长条形苗畦中，使对角线与某一幼苗行重合，统计测框内苗数；每块参田(参棚群)内随机取样30～50个。每村如此调查3～5块参田，并将原始数据折算为1 m2实种面积内的幼苗密度。秋末查苗时随机抽取2 a生种苗宿根样本，携回室内称其质量。

田间3 a或4 a生植株的留苗密度以长0.5 m的测杆按随机取样法实测。把测杆放在苗畦地面，贴近待测植株行基部，统计0.5 m行长内的株数；每块参田内随机取样20～40个。每村如此调查3块参田。参考植株行距而将0.5 m行长内的株数折算为1 m2实种面积密度。

1.3 确定参数b和REG

从留坝县西洋参种植区采集遭受病虫危害的西洋参残根，带回汉中室内。从残根上挑取似士维螨活体标本，接种于内含湿沙和西洋参根粉的培养皿中，在21 ℃分离、提纯并继代培养以便建立其室内原种群。从中挑取新近蜕皮且较活跃的雌成螨，用于下列专项试验。旨在测定似士维螨的取食量和繁殖潜势，专项试验采取二因素试验设计[9](论文已单独发表；现仅摘引其最重要的信息)。因素A为雌螨接种量，设7级：每塑环内接种1、2、3、4、5、6或7 ♀。因素B为培养温度，据实际培养过程所测螨虫活动和取食温度范围及田间土温模型[14]而设5级(实测值)：15.6、18.5、21.2、24.5和27.2 ℃。本试验共含35项组合，每项组合重复21次，分别投食(已灭菌的西洋参根粉)4 mg，全面实施。

将同温阶下同级接种量处理的螨虫培养始日至其理论高峰日间的天数定为螨虫安居期D(螨虫聚集取食、繁殖并稳定生活的时期)；将理论高峰日螨虫数记为峰螨数Np(峰期密度)；培养温度t和亲代雌螨接种量N0(初始密度或初螨数)为本试验固有自变量。由Np除以N0算得雌均殖数PCR(仅含幼螨、若螨和成螨数而不含卵数)；由Np除以2W得成虫当量AE[其中W(weight) =幼螨期与若螨期之和在世代期中所占比率，简称权重；由同一温阶下螨虫培养始日至各环幼螨孵化始日计算卵期均值。AE=成虫当量(adult equivalent)，依据亲代雌螨繁殖1代期末时处于不同虫态的子代螨虫发育进度折算而得的即将进入繁殖期的新生成虫数]。以4 mg×3.5=14 mg算式将定量的西洋参根粉转为参根鲜活组织质量，再除以AE即得均食量FA，意指1头似士维螨自卵发育至成螨时需要消耗的西洋参根鲜质量均值[9]。

因越冬代似士维螨种群密度在早春相对较小，且新生代所处生境土温高峰均值为17.8 ℃(闸口石)～ 20.3 ℃(枣木栏)[14]，所以对参数b和REG都以文内表1中与初始1头雌螨和15.6～21.2 ℃对应的PCR、AE和FA值为基础进行估算[9]。

1.4 计算经济危害水平EIL

本文引用由Stern等[15-16]提出并由Pedigo[17]和Higley等[18]发展的经济危害水平概念公式。结合陕西省留坝县西洋参种植实践及苗期病虫害的播前化防技术，选用略去变量K的EIL原式。单位面积统一按实际种植1 m2折算；另将田间幼苗或植株密度设为变量PD并代入原式分母。因此，原式变为如下2个应用公式：用于计算实际种植1 m2面积虫数之EIL值的式①；用于计算西洋参单株虫数之EIL值的式②。

EIL1 m2面积虫数=C1 m2面积防治成本/(V·b)

①

EIL单株虫数=C1 m2面积防治成本/(V·b·PD1 m2面积株数)

②

1.5 计算经济阈值ET

基于式①和式②，分别向其分母代入似士维螨的世代繁殖效率REG[9]，从而构成计算目标螨虫经济阈值ET的应用公式：式③和式④。其结果含义为：提前似士维螨的1个世代，即在播种伊始，采用播前化防技术防治其越冬种群时需要设定的ET值。因仅有雌螨产卵，数值量纲以雌虫当量(adult female equivalent,AFE)表达，分作2种：1 m2面积雌虫数；催芽籽单籽雌虫数。

ET1 m2面积雌虫数=C/(V·b·REG)=EIL1 m2面积虫数/REG

③

ET单籽雌虫数=C/(V·b·PD·REG)=EIL单株虫数/REG

④

2 结果与分析

2.1 参数C的值

西洋参属于喜阴多年生名贵药用植物，人工栽培时需种植在局部遮阳的参棚内。常见参棚横断面为屋脊形[19-20]；催芽籽播于参棚内的苗畦中，幼苗或植株在参棚内的实种面积约占0.6。

播前化防技术的应用成本，包括农药费(80元/667 m2)、人工施药费(40元/667 m2)和器械折旧费(4元/667 m2)，合计124元/667 m2；平摊在参棚内实种面积上的均值为0.31元/m2(= 124元/667 m2/0.6)。将此值定为播前化防技术的成本参数C。

2.2 参数V和PD的值

西洋参催芽籽于头年早春播种，幼苗长至翌年深秋时成为2 a生种苗；田间留苗密度均值为160株/m2，范围130～190株/m2。种苗宿根鲜质量均值可达5.26 g/株，范围4.7～5.82 g/株[21](近年调查结果与此范围近似)。此时至翌春，有些参农将种苗宿根挖出并转大田移栽或卖至外地种植，销售单价1.2元/株。将上述2 a生种苗单价指定为价格参数V1，并将相应的种苗密度均值指定为密度参数PD1。

西洋参3 a或4 a生植株的田间留苗密度均值为90株/m2，范围80～100株/m2。4 a生鲜根在2013-2016年的市场均价约为160 元/kg。将4 a生鲜根单价指定为价格参数V2，并将相应的留苗密度均值指定为密度参数PD2。

2.3 参数b和REG的值

2.4 似士维螨对2 a生种苗和4 a生鲜根的经济危害水平危害水平

正如上述，由1种防治技术×2种农产品单价×2级种植密度形成4种组合。将参数C、V1、V2、b、PD1、PD2代入式①和/或式②，算出似士维螨在4种组合条件下的EIL值(表1)。结果表明，采用播前化防技术时，似士维螨在2 a生种苗上的EIL值为3 314 AE/m2，而在4 a生鲜根上的EIL值为4 726 AE/m2；细化至单株虫数，其EIL值分别为20.7 AE/株和52.5 AE/株(表1列8)。

2.5 似士维螨对2 a生种苗和4 a生鲜根的经济阈值

将参数REG代入式③和式④，算得相应的似士维螨ET值(表1列10)。结果表明，按1 m2实种面积测算，当提前1代应用播前化防技术时，似士维螨在2 a生种苗和4 a生鲜根上的ET值分别为96 AFE/m2和137 AFE/m2；如以催芽籽单籽虫数测算，ET值分别为0.6 AFE/籽和1.5 AFE/籽(表2列10)。表1中ET值比EIL值大幅度降低，缘于似士维螨的REG值较大。

3 讨论与结论

3.1 为似士维螨设定EIL和ET的意义

表1 应用播前化防技术后似士维螨对西洋参2 a生种苗和4 a生鲜根的经济危害水平(EIL)和经济阈值(ET)(以成虫当量AE或雌虫当量AFE计)Table 1 Theoretical estimation of economic-injury levels (EIL) and economic thresholds (ET) of the root mite Schwiebea similis, in terms of adult equivalent (AE) or adult female equivalent (AFE), on 2-year-old seedlings (2YOS) and 4-year-old fresh roots (4YOFR) of American ginseng Panax quinquefolium when applying the chemical control technique before sowing

注：参数(变量均值)来自上述正文指定；括号中的参数不参与本行内EIL值和ET值的计算。

Note： Parameters (means of the variables) come from the designations in the text; those in brackets were not used to calculate both theEILand theETin the same row.

依据来自现场调查和试验研究的7个参数及上述4个应用公式，本文估算了似士维螨在西洋参幼苗、植株、催芽籽上或根际土壤中的EIL和ET。所得EIL值表示能对西洋参幼苗造成经济损害的似士维螨种群最低虫数，而ET值则显示在似士维螨越冬代于田间早春条件下出蛰、繁殖前(即西洋参催芽籽播种前)采用播前化防技术时可供参比的种群密度。文内以1 m2实种面积、单株、单籽上的AE或AFE为量纲进行测算，利于专业人员调查虫情时把握尺度，并将调查结果与量化指标进行比较。

似士维螨经由西洋参催芽籽和土壤传播；切断这2条途径，当然要以种子处理与土壤处理相结合为上策[3]。在西洋参催芽籽播种伊始就以吡虫啉和咯菌腈混合液拌种并将辛硫磷颗粒剂施于苗畦土内，只有这样才能将对症农药施放到位，实现既有效治理苗期病虫害又保护幼苗正常生长之目的。2014年以来的田间小区试验和大田示范验证了这种播前化防技术的优点；良好的治害保苗效果证明理论与实践趋于统一，同时也为EIL和ET的成功应用提供了范例。

3.2 与EIL值对应的时间原点

由上述应用公式可见，似士维螨的EIL值与参数C、V、b、PD密切关联；EIL与C成正比，并与V、b、PD成反比，处于动态平衡。EIL值的应用依赖于田间虫情调查结果；虫情随时间变化，因此，EIL还与其应用时间关联，通常表现为早应用早受益。本文把与似士维螨EIL值对应的时间原点(即EIL值在寄主生长季内的首次应用期)设在当年生幼苗展叶至齐苗期内，因为似士维螨越冬代和子一代如果发生的话，此时已侵入幼苗、聚集危害，致使虫害症状显露出来。田间苗情(包括病情和虫情)调查计划理应于此时启动，且会查有所获。此时的似士维螨种群密度如果已超其EIL值，那就预示经济损害已经形成，势必迅速加重，导致幼苗夭折及更大损失。反之，如果提前变换防治策略，立足播前施药防治，则可避免那些损失。

田间实际观测结果表明，西洋参当年生幼苗展叶期，在留坝县枣木栏村(海拔1 236 m)发生于4月中旬，而在闸口石村(海拔1 722 m)发生于4月末至5月上旬。基于当地参棚内10 cm深处土温模型[14]和幼苗早期发育的生理学时间测定结果[22]，以有效积温法进行测算，当年生幼苗展叶期分别为4月16日(枣木栏)和5月5日(闸口石)。这种理论估算值与实测值吻合的事实，证明所建数学模型都是可靠的。似士维螨的世代发育起点为8.4 ℃，有效积温为184.3 ℃·d(待发表资料)；将此2值纳入当地土温模型[14]并以同法测算，结果为越冬代在当地繁殖的子一代成螨发生期是5月7日(枣木栏)和5月30日(闸口石)。由此可知，似士维螨子一代成虫期比幼苗展叶期晚发生21～25 d，且与田间幼苗的齐苗期吻合。这就是把与似士维螨EIL值对应的时间原点设在幼苗展叶至齐苗期内的客观依据。此期前参棚内无苗或苗未出齐，不便查苗，尚无数据与本文设定的EIL值相比。

3.3 ET值的应用条件

ET值与EIL值在应用时间上存在差异，ET值适合专业人员提前采取行动以防止日益增长的害虫种群达其EIL值[15-18]。鉴于似士维螨种群增长特性，向EIL公式引入其世代繁殖效率REG[9]，于是构成了与提前1代采用播前化防技术相适应的ET值计算公式。

表1表明，似士维螨的ET值为0.6～1.5 AFE/籽(雌雄螨在田间混合发生，可按AFE的1.9倍估算AE)。此值要求专业人员在播种前对所有待播的西洋参催芽籽进行抽样解剖与镜检。如果受检的催芽籽已经遭受螨虫侵袭且雌螨密度超过上述ET值，说明催芽籽已经普遍带虫。这时应从实际出发，不论生产何种农产品，凡是从播种催芽籽起步者都应采纳较低的ET值。鉴于现行ET值很低，建议对发现似士维螨踪迹的所有催芽籽和待播农田(特别是西洋参重茬田)一律应用播前化防技术，全面遏制目标螨虫以及同时发生的其他种传、土传病虫害。

似士维螨喜在西洋参芦头和根部上段蛀食，群集危害。芦头受害的参根往往难以再度发芽、生长；根部受害组织及其周边易被虫粪或其他代谢产物污染，很易遭受病菌侵袭而罹病腐烂；受害的残根即使不被完全消耗却也难以人为利用，潜在损失很大。似士维螨一旦潜入催芽籽、参根并立足于田间，便有机会大量繁衍，待形成较大种群后迅速向其他幼苗和植株蔓延、造成灾祸。这些特点增强了它对西洋参种植业的潜在威胁。为此，建议专业人员和参农保持高度警惕，遵循“治早、治小、治了”的植保原则，早日行动，治害保苗，确保西洋参种植业稳产与丰收。

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