作物布局对玉米螟种群发生与危害的影响

王小武，丁新华，付开赟，刘芳慧，张惠菊，吐尔逊，郭文超

(1.新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物重点实验室，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业科学院植物保护研究所，乌鲁木齐 830091；3.伊吾县农业农村局，农产品质量检测中心，新疆哈密 839300；4.乌鲁木齐海关，乌鲁木齐 830091)

0 引 言

【研究意义】玉米螟Ostriniafurnacalis是玉米上的主要害虫[1-2]，随着玉米种植面积的扩大、耕作栽培模式的改变,气温逐年上升等因素的影响，玉米螟危害日趋严重[2-4]。针对玉米螟的防控，开展了化学防治、生物防治(释放赤眼蜂、应用斯氏线虫和白僵菌、麦蛾柔茧蜂)、利用抗螟品种、植物诱集、人工去雄、诱捕器诱集以及玉米秸秆粉碎还田等研究[2-3]，对玉米螟的防控起到了一定作用，但因其防治成本、防治时机和操作要求高等因素影响。目前，对玉米螟的防治以化学防治为主。然而随着对化学杀虫剂引发的食品安全、用药安全以及环境污染等问题意识的增强，寻找简单、便捷、安全、有效的防治措施已成为玉米螟防治工作所面临的首要任务[4]。研究玉米螟发生与作物布局的关系，对生存防控玉米螟有重要意义。【前人研究进展】不同作物布局影响昆虫的分布与多样性[5-7]，较单一作物种植，合理的作物布局(间作、套作、邻作)能减缓“天敌-害虫跟随现象”的时滞效应[8]，对害虫种群的发展具有较好的抑制作用，从而减轻作物受害程度[9-11]。关于玉米与其他作物合理布局控制玉米螟的相关研究已有大量报道，包括玉米与菜田套作[12]、玉米与甘蔗[1]、豆类作物(绿豆和菜豆)[13-14]、花生、甘薯[13]、禾本科作物(高粱和谷子)[15]、茄科作物(红薯和辣椒)[16]间作以及玉米与核桃[17]大蒜[18]等作物套作。【本研究切入点】玉米螟的发生与危害受作物种类[19-22]、分布地区[23-24]、种植方式[25]等因素的差异而有所不同。有关新疆地区玉米与其他作物不同布局对玉米螟发生为害的影响尚未见报道。【拟解决的关键问题】棉花(Tr1)、玉米+甜瓜(Tr2)、玉米+小麦(Tr3)等3种不同邻作模式下玉米螟种群动态与危害。分析玉米、棉花、甜瓜和小麦种植比例与玉米螟发生量的关系，以及玉米、棉花、甜瓜和小麦3种不同种植模式与玉米螟田间发生量的关系，为玉米螟的生态防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

在新疆喀什地区疏勒县巴合齐乡、塔孜洪乡、英尔力克乡新疆南部春播玉米种植区，选择玉米+棉花邻作(Tr1) 、玉米+西瓜邻作(Tr2)和玉米+小麦邻作(Tr3)的正播玉米田进行试验。其中，巴合齐乡有较大面积的棉花、玉米、小麦种植，棉花面积略大；塔孜洪乡、英尔力克乡3 种作物种植面积均在 0.47 ×104hm2以下，除棉花外，塔孜洪乡玉米面积略大，英尔力克乡小麦面积略大，不同试验点中心田块距离村庄(虫源地)基本相同，以减少试验点距离差异之间因玉米螟迁飞产生的相互干扰。

玉米品种为新玉29号(春播玉米)；小麦品种为新冬2号；甜瓜品种为新密11号；棉花品种为新陆早48号。

诱捕器装置及诱芯为亚洲玉米螟性诱剂诱芯，北京中捷四方生物科技有限公司。

2016～2018年针对不同种植结构格局，跟踪玉米田玉米螟发生及为害动态。

1.2 方 法

1.2.1 喀什地区疏勒县玉米螟田间种群时空动态

玉米螟在新疆喀什地区1年发生3代(有世代重叠现象)，以老熟幼虫在玉米秸秆中越冬，第2年初春老熟幼虫羽化为成虫，称为越冬代成虫，随后越冬代成虫产1代卵， 8月上中旬为1代成虫高峰期：1代成虫产2 代卵，9月上旬为2代成虫高峰期； 随后2 代成虫越冬代产卵孵化，10 月上旬以老熟幼虫开始越冬。图1

图1 玉米螟种群数量(成蛾)田间时空动态(引自刘芳惠，2016)Fig.1 Temporal and spatial dynamics of the number of Ostrinia furnacalis moth population (cited Liu Fang hui, 2016)

1.2.2 诱捕器安置

诱捕器安置方法参考刘芳惠[3]，①“诱盆+诱芯”装置，诱盆(盆口直径：30 cm，深度：6 cm)口用铁丝穿过盆两侧作为悬挂诱芯的支撑且盆内盛2/3体积的0.2%洗衣粉水，诱芯悬挂于离中央诱盆水面3 cm左右的铁丝上并固定；②将①装置于高1.5 m的三角架上；诱盆水每5 d补给1次，诱芯每25 d更换1次。每天上午收集并统计诱盆中所诱集到的玉米螟成蛾数量。

1.2.3 作物布局对玉米螟发生动态影响

玉米毗邻棉花田、玉米毗邻小麦田以及玉米毗邻甜瓜田中，分别在玉米种植区放置诱捕器，每块田诱捕器两两之间相距 30 m 左右，成虫种群调查采用诱捕器诱查，从4月下旬开始至9月下旬结束，每日记录诱蛾量，幼虫调查采用大田普查，选择具有代表性的玉米田 8～10 块，采用“Z”形抽样调查法，每点取20株玉米。以诱捕器诱到成蛾作为羽化成虫田间种群动态的指标，以落卵量作为第1代玉米螟田间种群动态的指标。

1.2.4 作物布局与玉米螟田间发生危害的关系

玉米毗邻棉花田、玉米毗邻小麦田以及玉米毗邻甜瓜田中，分别在玉米种植区放置性诱捕器，每块田诱捕器两两之间相距 30 m 左右，从4月下旬开始至9月下旬结束，每日记录诱蛾量，并做好记录；于1 代幼虫发生初期，每7 d调查1次并统计玉米植株上的幼虫虫量、玉米蛀秆率、危害株数，折算玉米百株虫量和被害株率；在玉米生育期以 5 点取样法(每点取20 株玉米)检查玉米茎秆和果穗上的蛀孔数，并解剖统计活虫数。以玉米蛀秆率、玉米茎秆和果穗上蛀孔数、活虫数评价玉米螟为害情况，如遇雨天顺延。

1.3 数据处理

试验数据使用 Microsoft Excel 2010作图，采用SPSS20.0统计软件Tukey 检验法进行显著检验 。

2 结果与分析

2.1 作物布局对玉米螟种群发生动态的影响

研究表明,从全世代看，玉米+棉花(Tr1)邻作田成蛾量显著高于玉米+甜瓜(Tr2)和玉米+小麦(Tr3)邻作田，其中，越冬代蛾量Tr1邻作与Tr3邻作田差异不显著，1 代和2 代蛾量，Tr1邻作田亦显著高于Tr2和Tr3邻作田(P< 0.005)，Tr2和Tr3邻作田全世代差异均不显著(P> 0.005)。表1

表1 不同邻作模式田间成蛾发生量比较(新疆，喀什，2016年)Table 1 Comparison of field moths in different adjacent cropping patterns (Kashi, Xinjiang，2016)

玉米与棉花、西瓜和小麦3种作物邻作对玉米螟落卵量(百株)、幼虫数量(百株)和蛹量(百株)影响差异显著(P< 0.005)。其中，Tr1邻作田玉米螟落卵量(百株)、幼虫数量(百株)和蛹量显著高于Tr2和Tr3邻作田，而Tr2和Tr3邻作田，玉米螟落卵量(百株)、幼虫数量(百株)和蛹量(百株)差异不显著(P> 0.005)，但在发生数量方面，Tr2邻作高于Tr3邻作。

对于田间落卵量发生动态而言，5月24日～6月24日为1代玉米螟(越冬代)落卵期，落卵峰值为6月8日，7月14～8月4日为2代玉米螟落卵期，落卵峰值为7月19～28日。对于田间幼虫数量发生动态而言， 6月15日～8月4日为1代、2代幼虫世代重叠期，此期正值春播玉米生长大喇叭口后期，也是幼虫蛀干危害期。对于田间蛹量发生动态而言，1代玉米螟蛹始见6月24日，7月14日是Tr1邻作和Tr3邻作田玉米螟成蛹盛期，Tr2邻作田为7月19日。图2

注：a、b、c依次为不同邻作模式玉米螟落卵量、幼虫及蛹发生动态Note: a, b and c are the dynamics of the number of eggs, larvae and pupa in different neighboring models图2 不同邻作模式玉米螟落卵量、幼虫及蛹发生动态(新疆，喀什，2016年)Fig. 2 Dynamics of egg mass, larvae and pupa in different orbital models (Kashi, Xinjiang，2016)

2.2 作物布局对玉米螟为害的影响

玉米螟主要在玉米生长中后期进行危害，不同邻作模式下玉米螟蛀秆率差异显著(P< 0.005)，蛀秆率均值为18.03% ，其中Tr1邻作田蛀秆率显著高于Tr2和Tr3邻作田(P< 0.005)。在玉米茎秆蛀孔数方面：Tr1邻作田总蛀孔数显著高于Tr2和Tr3邻作田(P< 0.005)，Tr1邻作与Tr2邻作模式下茎秆蛀孔差异不显著(P>0.005)，但果穗蛀孔数差异显著(P< 0.005)；在玉米螟活虫数方面：Tr1、Tr2、Tr3 3种邻作模式下茎秆活虫数、总活虫数差异显著(P< 0.005)；其中，Tr1邻作模式茎秆活虫数、总活虫数均最高，依次为9.32±2.38 、16.69±3.18；Tr3邻作最低，分别是4.13±1.34 、9.15±2.08。 表2

表2 不同邻作模式玉米植株危害情况(新疆，喀什，2016年)Table 2 Survey of maize plant damage in different neighborhood patterns (Kashi, Xinjiang，2016)

3 讨 论

3.1 作物布局与玉米螟种群发生动态的关系

农田景观格局中不同作物布局/组合种植，不仅是通过影响害虫对寄主的产卵选择性/幼虫取食选择性而影响其种群数量，还是调节天敌群落结构从而达到生物控制有害物种的目的[14，26-27]。何康来等[28]认为， 作物(玉米)挥发物是影响玉米螟产卵选择性的重要因素；蒋兴川等[20]研究发现，虽然玉米、甘蔗气味对玉米螟落卵量无显著影响，但初孵幼虫对甘蔗气味表现出很强的“逃逸行为”；陈斌等[1]研究发现，较单一种植玉米田，玉米+甘蔗间作可明显降低玉米螟落卵量、蛀孔密度和百秆虫量；此外，陈斌[1]、周大荣等[29,30]研究还发现，较单一种植玉米田，间作玉米田对寄生蜂、赤眼蜂的种群更具诱集作用；田耀加等[14]研究表明，在玉米各个生育期内，玉米与绿豆、菜豆、甘薯和花生间作模式下,玉米螟落卵量与单一种植玉米无显著差异，但在玉米收获期，单一种植生境玉米螟为害率高于间作生境；鲁新等[25]研究发现，玉米与向日葵间作对玉米螟具有驱避作用；吕仲贤等[31]研究发现，较玉米而言，玉米螟初孵幼虫更偏好取食棉花。研究发现，喀什地区第1代(越冬代)成虫羽化后更偏好于向玉米-棉花(Tr1)邻作田迁移且1 代和2代成虫也更喜欢玉米周围有棉花种植的田，5月24日～6月24日为1代玉米螟(越冬代)落卵期，6月15日～8月4日为1代、2代卵、幼虫和蛹的世代重叠期，此期正值春播玉米生长大喇叭口期，也是幼虫蛀干危害期。

研究中，较玉米+甜瓜(Tr2)和玉米+小麦(Tr3)邻作田，1代成虫更偏好于玉米+棉花(Tr1)邻作的玉米田块且差异显著(P< 0.005)，而玉米+甜瓜(Tr2)、玉米+小麦(Tr3)邻作的田块偏好性差异不显著(P>0.005)，但玉米+甜瓜(Tr2)邻作模式下玉米螟发生量高于玉米+小麦(Tr3)邻作，这可能与1代成虫羽化后需要棉花、哈密瓜花蜜作为补充营养所致，调查发现，巴合齐乡、塔孜洪乡、英尔力克乡作物种植均以棉花+玉米邻作为主，种植面积占作物总种植面积的72.88%；较其他作物而言，棉花种植面积最大，花期相对最长，哈密瓜种植面积低于棉花，花期相对较短，上述2种作物的花期与1代玉米螟羽化期(羽化期为8月中上旬与棉花和甜瓜花期)重叠，且其均可为玉米螟成虫提供食源，也印证了鳞翅目昆虫羽化后需要取食富含碳水化合物的蜜源植物以补充营养，促进性细胞的发育成熟且卵巢发育程度与成虫取食的营养质量呈正相关[32-33]。也初步印证了该研究的结果，而对于蜜源植物邻作模式下，玉米螟成虫可能具有补充营养习性的印证试验，有待进一步深入研究。

3.2 作物布局对玉米螟发生为害的影响

研究调查发现，Tr1邻作模式下蛀秆率、蛀孔数及活虫数均高于Tr2和Tr3邻作生境，造成这一差异的原因可能由天敌种类、数量所致[1，24-25]。有关玉米与棉花、甜瓜和小麦邻作模式下对天敌物种多样性及优势种分布的影响，以及不同虫态下玉米螟与邻作模式下的天敌亚种间的互作，还有待深入探讨。

4 结 论

作物布局对玉米螟的发生与危害均有一定的影响，较玉米+甜瓜(Tr2)和玉米+小麦(Tr3)邻作模式，玉米+棉花(Tr1)邻作模式下，玉米螟的发生量包括越冬代、1代和2代成蛾种群、百株落卵量、幼虫量和蛹量均最高，且玉米+棉花(Tr1)邻作模式下，玉米螟的发生与危害最重，而玉米+小麦(Tr3)邻作模式最轻，玉米螟蛀秆率从大到小排序为玉米+棉花邻作(Tr1)>玉米+哈密瓜邻作(Tr2)>玉米+小麦邻作(Tr3)。