广西玉米主要种植区草地贪夜蛾发生及为害情况调查
2021-08-02覃武覃江梅韦敏学韦丽龙于永浩蔡晓燕陈红松
覃武 覃江梅 韦敏学 韦丽龙 于永浩 蔡晓燕 陈红松
摘要:【目的】明確草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)在广西玉米主要种植区的种群动态及发生为害规律,为草地贪夜蛾周年繁殖区和其他玉米主产区草地贪夜蛾的预测预报和精准防控提供科学依据。【方法】2020年在广西崇左市、南宁市和河池市选择7个固定调查监测点,采用对角线五点取样法,在玉米生长期每隔7 d调查草地贪夜蛾幼虫数量及对玉米植株的为害特征,计算植株受害率和百株虫量;在7个调查监测点各放置2组桶型诱捕器和诱芯,每隔7 d调查记录1次诱虫情况,统计成虫数量。【结果】各调查点草地贪夜蛾幼虫发生量春秋季各有1次高峰,春秋季百株虫量最高值分别为35.00头和64.67头,秋季虫量明显高于春季。幼虫发生动态呈区域性差异,崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区幼虫发生期较短且集中,3个点春季百株虫量和峰值均较高。玉米各生育期均受幼虫为害,苗期以低龄幼虫为主,开花期和成熟期以5~6龄幼虫为主,其他生育期可见各龄期幼虫,世代重叠明显。各调查点春季草地贪夜蛾成虫数量总体上呈抛物线增加趋势,春季每诱虫桶最高虫量为25.33头;秋季虫量呈波浪状,约21 d出现一次峰值,每诱虫桶最高虫量为34.67头;秋季成虫数量总体上高于春季。【结论】草地贪夜蛾在广西全年均可发生,年发生代数在 7代及以上,秋季虫量明显高于春季,发生程度随温度升高而加重。幼虫发生期和虫量存在区域差异,幼虫可为害各生育期玉米。草地贪夜蛾严重为害玉米生长,应进一步加强监测预报,根据区域气候和玉米长势,强化低龄幼虫和成虫高峰期的防控力度,以降低草地贪夜蛾造成的危害。
关键词: 草地贪夜蛾;种群动态;为害;玉米;广西
中图分类号: S433.4 文献标志码: A 文章编号:2095-1191(2021)03-0603-08
Investigation on the occurrence and damage of Spodoptera frugiperda in the main maize production areas of Guangxi
QIN Wu1, QIN Jiang-mei1, WEI Min-xue2, WEI Li-long2, YU Yong-hao1,
CAI Xiao-yan1, CHEN Hong-song1*
(1Institute of Plant Protection, Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Guangxi Key Laboratory of Biology for Crop Diseases and Insect Pests, Nanning 530007, China; 2Dahua Agricultural Mechanization Technology Extension Station
in Dahua County, Hechi, Guangxi 530800, China)
Abstract:【Objective】In order to provide scientific reference for forecast and precision control of fall armyworm, Spodoptera frugiperda in its year-round breeding area and other main maize production regions of China, the population dynamics and damage of fall armyworm in the main maize-growing areas of Guangxi were investigated. 【Method】Seven fixed monitoring and investigation points were selected in Chongzuo, Nanning and Hechi in 2020. The number of fall armyworm larvae and its damage characteristics to maize were investigated every 7 d during corn growing season by the dia-gonal five-point sampling method, the damage rate of plants and the number of larvae per 100 plants were calculated. Every two barrel-shaped traps with sex-induced cores were placed in the seven fixed monitoring and investigation points respectively, then the trapping situation was investigated and recorded every 7 d, the number of fall armyworm adults was counted. 【Result】The occurrence of fall armyworm larvae in each investigation point peaked once in spring and autumn respectively. The highest number of larvae per 100 plants in spring and autumn were 35.00 and 64.67 respectively. The number of larvae in autumn was higher than that in spring. The occurrence dynamics of larvae differed from region to region, the larval emergence period in Fusui of Chongzuo, Jiangnan District and Wuming District of Nanning was short and concentrated, the number of larvae per 100 plants and the peak value of the three points were higher. Fall armyworm larvae could damage all growth stages of maize. The seedling stage was damaged mainly by young larvae, while the flowering and maturity stages were damaged mainly by 5th-6th instar larvae. Various instar larvae damaged other maize growth periods with overlapped generations. The number of fall armyworm adults in spring showed a parabolic increase trend in each investigation point with a maximum value of 25.33 adults per barrel-shaped trap. The number of adults in autumn fluctuated with a small peak every 21 d, and the maximum value was 34.67 adults per barrel-shaped trap. The number of adults in autumn was generally higher than that in spring. 【Conclusion】Fall armyworm can occur throughout the year in Guangxi with no less than seven generations per year. The number of fall armyworm in autumn is obviously higher than that in spring, and the degree of occurrence increases with temperature. Region-specific differences are observed in the occurrence period and number of larvae. Maize can be damaged by fall armyworm larvae at different growth stages. Fall armyworm seriously damages the growth of maize, so the monitoring and forecasting should be strengthened. The prevention and control of young larvae and adults in peak period should be strengthened according to the growth of maize and the regional climate to effectively reduce the damage caused by fall armyworm.
Key words: Spodoptera frugiperda; population dynamics; damage; maize; Guangxi
Foundation item: National Key Research and Development Program of China(2019YFD0300105); Basic Scienti-fic Research Project of Guangxi Academy of Agricultural Sciences(Guinongke 2020YM91); System Research Project of Guangxi Key Laboratory of Biology for Crop Diseases and Insect Pests (2020ST04, 2020ST08)
0 引言
【研究意义】草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)隶属鳞翅目(Lepidopteera)夜蛾科(Noctuidae),是一种极具破坏力的农作物害虫。寄主范围广、繁殖能力强、迁飞速度快、环境适应能力强等特点,使草地贪夜蛾得以大面积扩散为害(Jacobs et al.,2018;江幸福等,2019;吴秋琳等,2019a;石旺鹏,2020)。2018年5月草地贪夜蛾入侵亚洲,2019年1月经缅甸传入我国(吴秋琳等,2019b),至2019年10月已扩散至我国26个省(区、市)(姜玉英等,2019)。草地贪夜蛾在我国危害玉米、高粱和甘蔗等禾本科作物,面积达106.5万ha(姜玉英等,2019),严重威胁我国粮食安全。2019年3月中旬广西首次发现草地贪夜蛾成虫入侵,4月下旬扩散至14个市60多个县(区、市),2019年共在100个县(区、市)发生,在各类作物上累计发生面积14.3万ha,其中玉米发生面积占98.6%,最高百株虫量212~420头,局部田块虫株率达100% (广西壮族自治区植保站,2020)。草地贪夜蛾在广西可周年繁殖,既是境外虫源的迁入区,又是我国中南部省份的虫源迁出区(吴秋琳等,2019a),因此,掌握广西草地贪夜蛾的发生为害规律对该害虫的监测预警和全国系统性防控具有重要意义。【前人研究进展】目前已有针对广西草地贪夜蛾周年发生规律的报道。黄芊等(2020)在室内用有效积温法预测草地贪夜蛾在广西的年理论发生世代为7~11代,代数多且全年均可发生;姜玉英等(2020)利用高空测报灯观测发现,广西宜州2019年6月下旬灯下开始见蛾,6—11月各月均有蛾峰,6和10月诱蛾量最多,分别为132和130头;刘暮莲等(2020)利用高空灯诱捕调查发现,广西合浦县2019年10—12月草地贪夜蛾成虫数量大,高峰期集中于10月下旬—11月上旬;唐雪凤(2020)利用性诱剂监测发现岑溪市草地贪夜蛾周年均可发生,春季主要为本地虫源,7—8月由于台风频繁,外地虫源迁入与本地虫源混合发生,夏秋糯玉米受草地贪夜蛾为害严重;韦艳丽(2020)调查发现广西大化县玉米2019年4月开始遭受草地贪夜蛾为害,当年秋播玉米受害严重,受害株率达100%,翌年春季受害玉米面积达4.33 ha;谢钊尔(2020)调查发现,广西灵川县2019年4月始见草地贪夜蛾幼虫,5月末达高峰,秋季8月中旬和9月中旬各有1个高峰,成虫高峰期出现在9月末,但持续至11月仍可诱捕到成虫。【本研究切入点】玉米是广西主要粮食作物之一(时成俏,2019),草地贪夜蛾入侵严重影响广西玉米产业(姜玉英等,2019),甚至威胁其他粮食和经济作物的生产安全。广西地处热带亚热带季风气候区,温暖湿润、植被多样性丰富,草地贪夜蛾可在广西周年繁殖、长期危害。但目前关于广西草地贪夜蛾周年发生规律的报道涉及范围较窄、内容零散、系统性较差,急需开展系统性调查研究。【拟解决的关键问题】2020年2—12月,采用定点调查和性诱剂监测方法对广西几个玉米主要种植区草地贪夜蛾的发生和为害情况进行调查和监测,旨在明确广西玉米种植区草地贪夜蛾的种群动态及发生为害规律,以期为草地贪夜蛾周年繁殖区和其他玉米主产区草地贪夜蛾的预测预報和精准防控提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 调查地点 选取广西玉米常年种植区7个点:崇左市扶绥县广西大学牧草场渠黎镇基地、南宁市江南区广西农业科学院明阳基地、南宁市武鸣区广西农业科学院里建基地、南宁市马山县古零镇乔老村伏接屯和古统屯、河池市大化县大化镇沙瓜屯和巴雷屯(表1)。调查田块选择在常年大片玉米种植区域中央地带,玉米长势好且2019年草地贪夜蛾发生较重的代表性田块。
1. 1. 2 玉米品种及种植期 玉米品种:桂糯525、桂甜171、桂单162、正大808、正大811和正大818。7个调查点玉米均为春秋两季种植,各调查点玉米种植品种、播种期、收获期及玉米地附近种植作物信息见表2。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 草地贪夜蛾幼虫种群动态及为害情况调查
在7个调查点均采用对角线五点取样法,每点调查100株玉米,每7 d调查1次,调查时间为2020年2月7日—11月20日(春玉米出苗至秋玉米收获)。记录玉米的生育期,每株查看心叶、叶基部和叶片正背两面、花蕊、花丝、雄穗、雌穗等部位受害情况;记录植株上幼虫数量,计算受害率(%)和百株虫量(头)。
1. 2. 2 草地贪夜蛾成虫种群动态监测 在7个调查点选用杭州前景生物技术有限公司生产的草地贪夜蛾诱捕器和诱芯,每点放置2组,每组由3个桶型诱捕器和诱芯组成。放置方法:3个桶型诱捕器呈三角形放置,每个诱捕器距离50 m以上,组间相距500 m以上。放置高度:桶型诱捕器在玉米苗期时比植株高20 cm,根据苗的生长高度适时调整,成株时诱捕器高度则固定在距地面1.5 m。每7 d调查记录1次,将诱集到的昆虫单桶装袋,带回实验室分类鉴定,每桶分开计数。调查时间从2020年2月14日开始,至2020年12月25日结束。诱芯每月更换1次。
1. 3 统计分析
所有数据运用Office 365进行整理,计算玉米植株受害率,受害率(%)=有虫株数/调查株数×100。使用SPSS 22.0对玉米植株上草地贪夜蛾幼虫虫量及每诱虫桶成数数量进行统计分析,幼虫和成虫种群动态数据为平均值±标准误,差异显著性采用Duncans新复极差法进行多重比较(P<0.05)。
2 结果与分析
2. 1 草地贪夜蛾幼虫种群动态
总体上,2—11月,7个调查点草地贪夜蛾幼虫发生量呈明显双峰状(春秋季各1个峰值),第1个峰值出现在4月中下旬,第2个峰值出现在8—9月中上旬,秋季虫量明显高于春季(图1)。春季,同一时间(2月21日、2月28日、3月6日和6月19日除外)不同调查点幼虫数量差异显著(P<0.05,下同);相较于马山县和大化县的4个调查点,崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区3个调查点的幼虫发生期较短且集中、百株虫量和峰值均更高;崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区调查点从小苗4~5叶期开始发现有草地贪夜蛾幼虫为害,3月幼虫数量呈增加趋势,在4月24日玉米大喇叭口期达到峰值,百株虫量分别达32.33、31.67和35.00头,之后种群数量持续下降。秋季,7个调查点草地贪夜蛾幼虫的百株虫量均较大,8月7日之后,同一时间不同调查点的虫量差异显著(11月6、13和20日各调查点虫量均为0),但各点峰值的虫量接近,百株虫量为55.00~65.00头;相较于马山县和大化县的4个调查点,崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区3个调查点的幼虫发生期较短且集中;崇左市扶绥县峰值在9月4日,百株虫量为55.00头,南宁市江南区和武鸣区峰值均在9月11日,百株虫量分别为64.67和63.00头;马山县伏接屯和古统屯、大化县沙瓜屯和巴雷屯4个调查点的峰值均在8月14日,百株虫量分别为59.33、57.00、61.33和55.00头。
2. 2 草地贪夜蛾为害情况
草地贪夜蛾幼虫在玉米苗期、小喇叭口期、大喇叭口期、抽雄期、开花期及成熟期均可为害,受害部位为嫩叶、心叶、雄穗、雌穗和果穗等(表3)。在小喇叭口期~抽雄期,秋季草地贪夜蛾为害明显较春季严重。
春季,大喇叭口期草地贪夜蛾为害程度和虫口密度均最高,玉米平均受害株率为23.65%,百株虫量为22.78头;普通玉米成熟期草地贪夜蛾为害程度和虫口密度均最低,平均受害株率为4.86%,百株虫量为5.20头。抽雄前,主要受害部位为嫩叶和心叶;抽雄后,草地贪夜蛾幼虫主要取食雄穗、雌穗和果穗。苗期以1~2龄幼虫为主(71.23%),小喇叭口期3~4龄幼虫占优势(56.21%),大喇叭口期和抽雄期以3~4龄(47.62%和42.36%)和5~6龄(48.01%和55.62%)幼虫为主,开花期和成熟期5~6龄老熟幼虫占优势[61.21%和59.64%(鲜食玉米)/58.67%(普通玉米)]。
秋季,小喇叭口期草地贪夜蛾为害程度和虫口密度均最高,平均受害株率为50.53%,百株虫量为58.15头;普通玉米成熟期草地贪夜蛾为害程度和虫口密度均最低,平均受害株率为4.56%,百株虫量为4.56头。抽雄前,主要受害部位为嫩叶和心叶;抽雄后,草地贪夜蛾幼虫主要取食雄穗、雌穗和果穗。苗期以1~2龄(46.66%)和3~4龄(53.34%)幼虫为主,小喇叭口期3~4龄幼虫占优势(53.78%),大喇叭口期和抽雄期以3~4龄(43.31%和43.22%)和5~6龄(49.85%和55.66%)幼虫为主,开花期5~6龄老熟幼虫占优势(58.33%),鲜食玉米成熟期以3~4龄(44.67%)和5~6龄(54.21%)幼虫为主,普通玉米成熟期以3~4龄(40.00%)和5~6龄(60.00%)幼虫为主(表3)。
2. 3 草地贪夜蛾成虫种群动态
多数调查点在调查期间均可见草地贪夜蛾成虫,除2月21日、2月28日、3月6日、3月20日、3月27日、4月3日、5月1日、7月10日、7月17日、10月23日和12月25日外,同一时间不同调查点虫量存在显著差异,秋季虫量总体上高于春季(图2)。2月14日—7月31日,7个调查点草地贪夜蛾成虫数量总体上呈抛物线状增加趋势,6月5日武鸣区里建基地虫量最大(25.33头/诱虫桶),3月下旬—6月中旬虫量较多;8月7日—12月25日,各调查点草地贪夜蛾成虫数量变化动态呈规则波浪状,出现多个小峰,10月16日武鸣区里建基地虫量最大(34.67头/诱虫桶)。自3月13日开始,崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区3个调查点草地贪夜蛾成虫数量约21 d出现一个小峰值,马山县和大化县的4个调查点在4月24日之后呈现相同趋势,总体上春季有1个明显的峰值,秋季有6个明显峰值,年发生代数均在7代及以上。
3 讨论
广西是全国鲜食和青贮玉米主要种植区之一,玉米在广西是仅次于水稻的第二大粮食作物,常年播种面积为55万~58万ha,主要分布于百色、河池、南宁、崇左和来宾5个市(时成俏,2019),玉米的大面積种植为草地贪夜蛾种群暴发提供了条件。草地贪夜蛾于2019年3月入侵广西,当年年底已扩散至14个设区市100个县(区、市),遍布广西玉米主要产区(广西壮族自治区植保站,2020),成为玉米产业最重要的害虫,严重威胁广西玉米生产安全。本研究发现广西草地贪夜蛾发生区域性差异明显,整体上崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区3个调查点草地贪夜蛾幼虫的发生量明显高于其他4个调查点,虫期较短且集中,峰值也出现得早。温度是影响草地贪夜蛾发生和分布的重要因素,草地贪夜蛾可在12.6 ℃等温线以南地区周年繁殖,在其他地区季节性发生(谢殿杰等,2020),最适发育温度为26~30 ℃(Plessis et al.,2020)。崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区位于北回归线以南,按照草地贪夜蛾年世代发生区划分属于周年繁殖区(谢殿杰等,2020),这些地区月平均气温在12 ℃以上,草地贪夜蛾可持续繁殖,虫口基数大,因此草地贪夜蛾幼虫发生量大;而南宁市马山县和河池市大化县的4个调查点位于北回归线以北,最冷月月均气温在10 ℃以下,草地贪夜蛾不能在当地越冬,属于季节发生区,种群基数小,因此发生量明显较低,发生期也相对较晚。在同一省份中草地贪夜蛾发生区域性差异明显的还有云南省、广东省和海南省(卢辉等,2020;齐国君等,2020;刘晓飞等,2021)。
草地贪夜蛾在广西玉米主要种植区全年发生动态呈较大的双峰状,春、秋季各1个高峰,峰值出现在4和8月,与春玉米喇叭口期和秋玉米苗期相吻合,极利于草地贪夜蛾的为害与繁殖。秋季广西草地贪夜蛾幼虫发生量明显高于春季,根据发生程度分级指标(何沐阳等,2019),春季草地贪夜蛾发生程度为轻度,秋季发生程度为中度偏重。秋季发生量高于春季可能与回迁虫量增加和田间气温较高有关。秋季草地贪夜蛾本地虫源经过春夏季的繁殖积累,种群数量得以不断增大,北方秋季气温较低,虫源回迁以及广西玉米正处于受害窗口期,使得草地贪夜蛾的虫口基数大幅增加。另一方面,秋季高温少雨的气候条件更适合草地贪夜蛾繁殖(韩海亮等,2020),且草地贪夜蛾的发育历期在适宜温度范围内随温度升高而缩短,世代数增加(鲁智慧等,2019),因此广西秋季草地贪夜蛾发生为害程度更为严重。
本研究草地贪夜蛾春季成虫种群数量总体呈抛物线趋势,与卢辉等(2020)春季在海南省获得2个诱虫峰值(4月底和5月底)存在差异,可能与海南省春季气温较高及境外虫源迁入有关。自3月13日开始,崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区草地贪夜蛾成虫数量约每21 d出现一个小峰值,马山县和大化县4月24日之后呈现类似趋势,这一规律与室内饲养的草地贪夜蛾发育历期相近,由此推断草地贪夜蛾在广西南宁市马山县和河池市大化县年发生代数为7代及以上,崇左市扶绥县、南宁市江南区和武鸣区年发生代数为9代及以上,与黄芊等(2020)运用有效积温法预测广西草地贪夜蛾年发生世代数一致,但与谢殿杰等(2020)预测南宁市草地贪夜蛾最高年发生世代数为8.7代存在一定差异,可能是由于试验设置的温湿度、光照、食物、数据采集和分析方法不同所致。本研究所获得的数据为田间实际监测所得,更能客观反映当地草地贪夜蛾的实际发生情况。玉米出苗前及收获后,各监测点仍能诱捕到草地贪夜蛾成虫,说明调查点附近存在虫源,周边种植的水稻、甘蔗和香蕉等作物为草地贪夜蛾已报道寄主(姜玉英等,2019;李傲梅等,2020),周边杂草也可能存在草地贪夜蛾的寄主(张云慧等,2021),这些寄主为草地贪夜蛾周年繁殖提供了充足的食物。广西气候温暖湿润、植被多样性丰富,玉米种植间隔期草地贪夜蛾的中间过渡寄主较多,因此为更有效控制草地貪夜蛾,需加强其他植物上草地贪夜蛾的种群监测。
从草地贪夜蛾对不同生育期玉米的为害情况看,无论春季还是秋季,草地贪夜蛾可为害各生育期玉米,其中春季大喇叭口期和秋季小喇叭口期玉米受害最严重。研究表明,草地贪夜蛾有明显的趋嫩性(韩海亮等,2020),取食玉米心叶、雌穗和花丝等幼嫩组织,幼虫存活率更高、繁殖力更强,更适合其生长发育及营养积累(唐庆峰等,2020)。玉米幼苗期受草地贪夜蛾为害,严重时会造成缺苗,或导致后期发育不良,产量降低。在湖北省荆门市,受草地贪夜蛾为害,夏玉米株高、果穗长度和重量均不同程度地受到影响,产量明显降低(杨俊杰等,2020)。从幼虫虫龄在玉米各生育期的分布来看,为害苗期玉米的草地贪夜蛾以低龄幼虫为主,开花期和成熟期以5~6龄幼虫为主,小喇叭口期、大喇叭口期和抽雄期各龄期幼虫均有分布,世代重叠且高龄幼虫钻蛀为害。因此,根据紧抓草地贪夜蛾成虫迁入早期、幼虫发生早期或高峰期的防控策略(王磊和陆永跃,2020),应着重在玉米苗期进行防控。
本研究对崇左市、南宁市和河池市7个点进行玉米生育期全年监测和调查,但调查的区域仍有限,仅反映了广西部分地区草地贪夜蛾的发生情况,今后还需进行更大范围监测调查。入侵我国的草地贪夜蛾为玉米型(Zhang et al.,2020),田间主要取食玉米(姜玉英等,2019),但在广西也发现该虫为害甘蔗、水稻、冬粉薯和穇子(黄芊,2019;宋修鹏,2019;何在林等,2020;周上朝等,2020),是否为害其他作物尚需进一步调查。广西西南部与云南接壤,南部与越南有很长的边境线,特殊的气候环境和地理位置为草地贪夜蛾的域外入侵、周年繁殖和向北迁移扩散为害提供了有利条件,因此仍需加强广西草地贪夜蛾的监测预警和防控,以降低本地经济损失和减少北迁虫源基数。
4 结论
草地贪夜蛾在广西全年均可发生,幼虫数量在春秋季各有1次高峰,成虫数量在春季有1次高峰、秋季有6次高峰,秋季虫量明显高于春季,年发生代数在7代及以上,发生程度随温度升高而加重。幼虫发生动态存在区域性差异,崇左市和南宁市幼虫发生期较短且集中,春季百株虫量和峰值均较高。幼虫可为害各生育期玉米,苗期以低龄幼虫为主,开花后以5~6龄高龄幼虫为主。应加强田间监测预报,根据区域气候差异、玉米长势和草地贪夜蛾种群动态,在低龄幼虫和成虫高峰期强化防控力度,切实控制草地贪夜蛾种群数量,以减轻危害。
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(责任编辑 麻小燕)