亚洲玉米螟为害对玉米产量的影响与防治指标研究

李妍颖 李梅梅 杨琪 陈丽慧 李伯辽 房爱省 何柯杭 董继广 赵玉婉 于志浩 郝引川 仵均祥

摘要

為明确玉米螟为害对玉米造成的经济损失，制定合理的防治指标，及时进行科学防治， 2018年和2019年调查了田间自然条件下玉米螟在不同品种上发生为害情况，对虫口密度与产量损失率的关系进行了统计分析。结果表明，2018年玉米螟发生为害程度明显重于2019年;雌穗受害程度明显高于茎秆。虫口密度在0～4头/株范围内与单穗重呈负相关，与产量损失率呈正相关。回归分析表明，2018年玉米螟虫口密度（X）与供试品种产量损失率（Z）之间关系为：Z郑单958=1.367X 1.539，R2=0.978 0;Z陕单609=2.059X 2.317， R2=0.926 2;Z陕单650=2.139X 1.495， R2=0.955 9;Z新单47=1.908X 1.97， R2=0.978 9;Z泽玉8911=1.309X 1.147， R2=0.989 8。2019年玉米螟虫口密度（X）与供试品种产量损失率（Z）之间的关系为：Z郑单958=1.241 3X 1.094 2， R2=0.954 1;Z陕单609=1.867 7X 1.766 4，R2=0.981 4;Z陕单650=1.603 5X 1.692 0， R2=0.970 1。根据2018年和2019年两年5个品种8组调查数据分析，结合当地玉米螟防治实际费用，确定玉米螟防治指标为3.15头/株，或315头/百株，这一研究结果可为基于农药减施增效的玉米螟科学防治提供理论依据。

  关键词

玉米螟;虫口密度;产量损失率;防治指标

中图分类号：

S435.132

文献标识码：A

DOI：10.16688/j.zwbh.2020592

Effects of Ostrinia furnacalis （Guenée） on maize yield and treatment threshold

LI Yanying，LI Meimei，YANG Qi，CHEN Lihui，LI Boliao，FANG Aisheng，HE Kehang，

DONG Jiguang，ZHAO Yuwan，YU Zhihao，HAO Yinchuan*，WU Junxiang*

（College of Plant Protection， Northwest A & F University， Yangling712100， China）

Abstract

In order to determine the economic loss of maize caused by Ostrinia furnacalis （Guenée）， and reasonably determine the control indexes and make timely and scientific control of the corn borer. The occurrence and damage of corn borer on different maize varieties were investigated in the field in 2018 and 2019. Meanwhile， the statistical relationships between population densities and yield loss rates were analyzed. The results showed that the degree of occurrence and damage of O.furnacalis （Guenée） was more serious in 2018 than in 2019， and the damage degree of maize ears was more severe than that of stalk. With increasing insect population densities from zero to four individuals per plant， the population density was negatively correlated with single spike weight， but positively correlated with the yield loss rate. Regression analysis shows that the relationship between corn borer population density （X） and yield loss rate （Z） of tested varieties in 2018 was ZZD958=1.367X 1.539， R2=0.978 0; ZSD609=2.059X 2.317， R2=0.926 2; ZSD650=2.139X 1.495， R2=0.955 9; ZXD47=1.908X 1.97， R2=0.978 9; ZZY8911=1.309X 1.147， R2=0.989 8; while the relationship in 2019 was ZZD958=1.241 3X 1.094 2， R2=0.954 1; ZSD609=1.867 7X 1.766 4， R2=0.981 4; ZSD650=1.603 5X 1.692 0， R2=0.970 1. According to the data analysis of eight groups of five maize varieties investigated in two years， combined with the actual control cost of local corn borers， the treatment threshold of the corn borer was 3.15 individuals per plant or 315 individuals per 100 plants. The results provided a theoretical basis for scientifically managing and controlling the corn borer in compliance with the principle of reducing pesticide use and increasing efficiency.

Key words

Ostrinia furnacalis;population density;yield loss rate;treatment threshold

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenée）俗称玉米钻心虫、蛀茎虫、箭杆虫[1]，是我国玉米生产中歷史性、灾害性的害虫[2]。近年来在我国许多地方玉米螟为害加重[3]，如辽宁省灯塔地区玉米螟为害造成玉米减产严重的可达15%以上[4]，陕西关中地区玉米螟百株虫量达174.7头[5]。同时，在玉米螟的防治实践中，只单方面考虑玉米螟对玉米的为害，忽视了玉米对玉米螟为害的抵抗能力、忍耐能力和自身调节补偿能力，造成了多施药、重复施药，导致生产成本提高，环境污染和生态失衡加剧，因此，制定科学的防治指标对防治决策有重要意义。关于玉米螟为害损失与防治指标的研究，20世纪中后期曾有较多的报道[6 12]。近年来的工作则明显较少，仅偶见报道[13 14]。鉴于此，本试验在大田条件下，通过调查田间自然发生的玉米螟为害情况，构建玉米螟虫口密度与单穗重、产量损失率的数学模型，确定玉米螟防治指标，为基于农药减量使用的害虫综合治理工作提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

供试虫源为田间自然发生虫源。试验地点为位于陕西省杨陵区武功县武功镇凉马村的国家玉米产业技术体系玉米品种试验地 （34°21′N，108°02′E） ，海拔552 m。试验地地势平坦，土壤肥力中等，排灌条件良好。

供试玉米品种为‘陕单609’‘陕单650’‘新单47’‘泽玉8911’‘郑单958’，均由西北农林科技大学农学院国家玉米产业技术体系种植管理。每个品种种植面积667 m2，品种之间 随机排列。种植方式为条播，宽窄行种植，宽行行距70 cm，窄行行距50 cm， 株距25 cm，密度4 500株/667 m2。2018年和2019年玉米播种时间均为6月初，玉米长势良好，整齐一致，在玉米生长期间不使用任何药剂防治，其他田间管理同大田。

1.2试验方法

1.2.1玉米螟发生为害情况调查

玉米蜡熟期按品种分别调查玉米螟幼虫对茎秆和雌穗的为害情况。采取五点取样，每点两行，每行顺行调查30株，每个品种调查300株。记载调查茎秆和雌穗上的虫孔数和幼虫数。根据常识认定：茎秆上的虫孔数与茎秆内的幼虫数一致;但若发现雌穗明显被害但剥开苞叶后幼虫已逃逸时，则标记为1头幼虫，明显看到有2头幼虫或在雌穗有2处部位被害时，则记为2头幼虫。计算茎秆、雌穗、整株被害率和百秆虫量、百穗虫量、百株虫量。

1.2.2考种及产量损失测定

玉米成熟后采收前，根据玉米螟整体发生情况，每个品种按以下8个指标随机采集未受害株和受害株的玉米雌穗，分别装袋带回室内晾干，脱粒后用JMB20002型电子天平称重。

空白对照：穗0秆0，全株无虫，未受害;穗0秆1（X1）：穗部未受害，秆上有1头虫为害;穗1秆0（X2）：穗部有1头幼虫为害，茎秆上无虫眼;

穗1秆1（X3）：穗部有1头幼虫为害，茎秆上有1个虫眼;穗1秆2（X4）：穗部有1头幼虫为害，茎秆上有2个虫眼;穗2秆0（X5）：穗部有2头幼虫为害，茎秆上无虫眼;

穗2秆1（X6）：穗部有2头幼虫为害，茎秆上有1个虫眼;穗2秆2（X7）：穗部有2头幼虫为害，茎秆上有2个虫眼。

每处理3次重复，每个重复取20个雌穗，每个品种共采480个雌穗。确定虫口密度与产量损失率之间的关系时，将各处理的总虫量相加，转换为单株虫口密度，依次为：0、1、2、3、4头/株。茎秆与雌穗上的幼虫数记载方法同1.2.1。

1.3数据处理

数据经Excel整理后采用SPSS软件进行单因素方差分析，利用Duncan氏新复极差法进行多重比较。通过主成分分析法确定影响玉米产量的主要因素[15]。

1.3.1发生为害参数计算

分别计算出茎秆、雌穗、整株被害率和百秆、百穗、百株虫量，计算公式如下：

茎秆被害率=被害茎秆数/调查株数×100%;

百秆虫量=被害茎秆幼虫数/调查株数×100;

雌穗被害率=被害雌穗数/调查雌穗数×100%;

百穗虫量=被害雌穗幼虫数/调查雌穗数×100;

被害株率=被害株数/调查株数×100%;

百株虫量=百秆虫量+百穗虫量。

1.3.2玉米产量损失率计算

产量损失率=（对照组单穗重-处理组单穗重）/对照组单穗重×100%。

1.3.3经济允许损失水平（EIL）计算

EIL= C×100 P×Y×EC

式中，C为防治成本（元/667m2），P为玉米单价（元/kg），Y为玉米产量（kg/667m2），EC为防治效果（%）。

2结果与分析

2.1玉米螟发生为害情况调查

2.1.1 2018年和2019年玉米螟发生为害程度比较

从表1中可以看出，2018年玉米螟发生为害程度明显重于2019年。2018年5个供试玉米品种的平均整株被害率达82.33%。其中品种‘泽玉8911’整株被害率仅为69.33%，显著低于其他4 个玉米品种（P<0.05）， 其他4个玉米品种整株被害株率高达83%以上。5个供试玉米品种的平均百株虫量为155.73头，其中品种‘泽玉8911’百株虫量为115头，显著低于其他4个玉米品种（P<0.05）， 其他4个玉米品种百株虫量达152头以上。

2019年5个供试玉米品种的平均整株被害率仅仅为15.9%，其中品种‘新单47’和‘泽玉8911’整株被害率仅为10%左右，整株被害率最高的品种为‘陕单650’，其被害率也仅为22.50%。5个供试玉米品种的平均百株虫量为19头，百株虫量最多的品种是‘陕单650’，为28.50头。

2.1.2不同部位受害程度比較

茎秆和雌穗比较，玉米螟更喜欢为害雌穗，不论是从被害率（F2018=1.975，P=0.00;F2019=9.044，P=0.02），还是从单位虫量（F2018=3.498，P=0.00;F2019=4.787，P=0.01）来看，雌穗受害程度均远远高于茎秆，2018年和2019年的结果相同。2018年5个供试玉米品种的平均茎秆被害率为29.13%，百秆虫量为39.20头，5个玉米品种茎秆被害率和百秆虫量无显著差异（P>0.05）。5个供试玉米品种的平均雌穗被害率达78.07%，百穗虫量116.53头（表1）。

2019年5个供试玉米品种的平均茎秆被害率为2.81%，百秆虫量为3.25头。5个供试玉米品种的平均雌穗被害率达14.37%，百穗虫量16头。

2.2利用主成分分析法确定影响玉米产量损失的主要因素

对各处理的产量损失率进行主成分分析，首先对7个指标的相关性进行分析，以确定指标是否适合进行因子分析。相关系数矩阵如表2所示，可以看出，7个指标适宜进行因子分析。在所有主成分构成中，得到两个特征值大于1的主成分MF1和MF2（表3），由于第一主成分（MF1）的方差贡献率高达56.47%，说明MF1最能说明总体信息，因此，选取第一主成分进行分析。由表4可知，X6在MF1上有较高的载荷，说明MF1主要反映了X6的信息，且MF1与X6呈正相关，因此，在雌穗和茎秆同时受害的情况下，雌穗对产量损失率有直接影响且影响较大。

2.3虫口密度与产量损失之间的关系

2.3.1虫口密度与单穗重之间的关系

统计和回归分析结果表明，2018年供试玉米品种的虫口密度（X）与单穗重（Y）之间存在如下线性回归关系（图1）：Y郑单958= 1.839 9X+134.73，R2=0.978 2;Y陕单609= 2.663 9X+129.73，R2= 0.926 3;Y陕单650= 2.576 1X+119.59，R2=0.956 0;  Y新单47= 2.317X+158.04，R2=0.978 8;Y泽玉8911=  1.423 3X+108.56，R2=0.989 6。2019年供试玉米品种的虫口密度（X）与单穗重（Y）之间存在如下线性回归关系（图2）：Y郑单958= 1.414 3X+111.55，R2=0.950 4;Y陕单609= 2.133 6X+114，R2=0.981 2;Y陕单650= 1.555 8X+97.384，R2=0.970 7。

由图1和图2可以看出，随着虫口密度在0～ 4头/株逐渐增加，单穗重逐渐降低，‘陕单609’单株每增加1头幼虫，单穗重减少的量最多，达2.663  9 g， ‘陕单650’次之，平均减少2.576 1 g，‘新单47’单穗重平均减少2.317 g，‘郑单958’单穗重平均减少1.839 9 g，‘泽玉8911’的单穗重减少量最少，为1.423 3 g。通过新复极差法进行显著性检验，当虫口密度为4头/株时的‘郑单958’‘陕单650’‘陕单609’‘新单47’的单穗重显著低于虫口密度为1头/株的单穗重（P<0.05）;‘泽玉8911’不同虫口密度间单穗重差异不显著（P>0.05）（图1）。

与2018年结果相似，2019年随着单株每增加1头幼虫， ‘陕单609’单穗重的减少量最多，为2.133 6 g ，‘陕单650’次之，平均减少1.555 8 g，‘郑单958’单穗重平均减少1.414 3 g。显著性检验结果表明，‘陕单609’和‘陕单650’的虫口密度对单穗重有显著影响（P<0.05），虫口密度为4头/株时，单穗重均最小;‘郑单958’不同虫口密度间单穗重差异不显著（P>0.05）（图2）。

2.3.2虫口密度与产量损失率之间的关系

拟合分析表明，2018年供试玉米品种的玉米螟幼虫虫口密度（X）与产量损失率（Z）之间存在如下回归关系：Z郑单958=1.367X 1.539， R2=0.978 0;Z陕单609=2.059X 2.317，R2=0.926 2;Z陕单650=2.139X 1.495，R2=0.955 9;Z新单47=1.908X 1.97，R2=0.978 9;Z泽玉8911=1.309X 1.147，R2=0.989 8。2019年供试玉米品种的玉米螟幼虫虫口密度（X）与产量损失率（Z）之间存在如下回归关系：Z郑单958=1.241 3X 1.094 2，R2=0.954 1;Z陕单609=1.867 7X 1.766 4，R2=0.981 4;Z陕单650=1.603 5X 1.692 0，R2=0.970 1。

由此可见，虫口密度与产量损失率呈正相关（图1～2），随着虫口密度在0～4头/株逐渐增加，产量损失率逐渐增高。其中2018年供试玉米品种的实际产量损失率在1%～8%，‘陕单609’和‘陕单650’实际产量损失率最高，均达到8%，‘新单47’次之，‘郑单958’和‘泽玉8911’实际产量损失率稍低，在1%～5%。2019年供试玉米品种的实际产量损失率在1%～7%，当虫口密度达4头/株时，‘陕单609’实际产量损失率最高，为7.38%。

综上所述，玉米螟虫口密度与单穗重呈负相关，与产量损失率呈正相关，随虫口密度的增加，单穗重逐渐减少，产量损失率逐渐上升。随着虫口密度在0～4头/株逐渐增加，每增加1头幼虫，‘陕单609’单穗重减少最多，平均减少2.398 8 g。当虫口密度达4头/株时，‘陕单609’单穗重最少，实际产量损失率最高，‘泽玉8911’单穗重最高，实际产量损失率最低。

2.4防治指标的确定

根据当地农业生产实际，多方调查确认，目前玉米田玉米螟的药剂防治仍以采用背负式喷雾器喷施杀虫剂为主要措施，平均防治费用（包括药剂、机械损耗、人力成本等）约为35元/667 m2，防治效果约为95%，玉米价格约2元/kg。据此计算所得经济允许损失水平（EIL），再将此值代入虫口密度与产量损失率模拟关系式中，最终得出供试玉米品种的防治指标。综合2018年和2019年5个供试品种8组调查数据的分析结果，玉米田玉米螟防治指标为3.15头/株，或315头/百株（表5）。

3结论与讨论

于2018年和2019年对5个供试品种8组调查数据的分析结果表明，不同年度之间玉米螟的发生为害程度差异很大，2018年明显重于2019年。造成这一现象的主要原因与玉米生长发育过程中是否喷药有密切的关系。2018年玉米整个生长发育过程中未喷洒过任何农药。但2019年由于草地贪夜蛾的迁入，当地政府为了有效控制草地贪夜蛾的为害，在玉米生长的喇叭口期至灌浆期，短期内先后统一组织进行了3次喷药防治，极大地压低了玉米螟的虫口基数，造成了玉米螟发生为害程度显著下降的现象。

比较玉米植株不同部位受害程度，雌穗受害率和百穗虫量显著大于茎秆被害率和百秆虫量;茎秆、雌穗同时受害时，雌穗受害对产量损失率的影响更大。这与笔者以前报道的玉米螟更倾向于为害玉米雌穗，茎秆受害率远小于雌穗的结果完全一致[16]。因此，进行玉米螟防治工作时，可将防治重点放至雌穗上，以保证玉米产量的更大收成。虫口密度与单穗重呈负相关，与产量损失率呈正相关，随着虫口密度在0～4头/株逐渐增加，单穗重逐渐降低，产量损失率逐渐上升。这一结果在不同年度和5个不同品种之间有一定的差异，但总体趋势是一致的。关于他们之间的关系模型，周淑香等[13]报道产量损失率可以用对数模型进行预测;李研学等[12]指出产量损失率可用直线模型预测;李帅强等[17]研究发现产量损失率可以用二次曲线、直线、对数以及幂函数模型进行预测，但以直线模型拟合效果最好。本研究中，采用线性回归拟合效果最好，进而构建了虫口密度与产量损失率模型，并根据两年5个供试品种8组调查数据的分析，得出玉米田玉米螟防治指标为3.15头/株，或315头/百株。但必须强调的是，天敌对玉米螟的发生为害程度及产卵损失可能也存在一定影响，因此这一结果可能会因地区、年度、品种、气候条件、天敌等的变化而有所变化[18 21]。

参考文献

[1]仵均祥. 农业昆虫学（北方本 植物保护专业用）[M]. 3版. 北京： 中国农业出版社， 2016.

[2]中国农业百科全书编辑委员会. 中国农业百科全书·昆虫卷[M]. 北京： 中国农业出版社， 1990.

[3]张婷， 许叁卫， 李翠芳， 等. 瑞丽市夏季玉米高产高效栽培技术[J]. 云南农业科技， 2020（1）： 36-38.

[4]赵宏玉. 灯塔地区玉米螟为害玉米的调查分析及防治措施[J]. 现代农业科技， 2019（3）： 99 100.

[5]赵士文， 陈秀琳， 陈丽慧， 等. 陕西省关中夏玉米后期钻蛀性害虫的发生及不同玉米品种的抗虫性调查[J].植物保护， 2017， 43（5）： 164-168.

[6]DEAY H O， PATCH L H， SNELLING R O. Loss in yield of dent corn infested with the August generation of the European corn borer [J]. Journal of Economic Entomology， 1949， 42（1）： 81- 87.

[7]吴维钧， 蔡宁华. 穗期玉米螟为害对夏玉米产量损失影响初报[J]. 植物保护学报， 1963， 2（2）： 135-139.

[8]邱式邦， 周大荣， 董慧芳， 等. 玉米不同生育期遭受螟害对产量损失的影响[J]. 植物保护学报， 1964， 3（3）： 307- 312.

[9]忻亦芬， 彭元发， 李鈞. 沈阳地区玉米螟危害对产量损失研究初报[J]. 辽宁农业科学， 1964（3）： 41-45.

[10] 陆锡康， 姚瑞新， 夏佩金. 春玉米一代玉米螟综防技术及其应用[J]. 植物保护， 1987， 13（5）： 8 -10.

[11] 杨樟法， 吕仲贤， 王桂跃， 等. 玉米螟为害玉米的产量损失估计及单株允许残留虫量[J]. 植物保护学报， 1994， 21（4）： 333 -337.

[12] 李研学， 谢俊英， 马兆东. 朝阳地区玉米螟为害损失调查及防治指标研究和探讨[J]. 植保技术与推广， 1997， 17（6）： 3- 5.

[13] 周淑香， 鲁新， 王振营， 等. 二代玉米螟为害玉米产量损失研究[J]. 应用昆虫学报， 2014， 51（3）： 676- 679.

[14] 张宏波， 田春晖， 杨雪清， 等. 东北地区亚洲玉米螟危害损失测定模型研究[J]. 玉米科學， 2018， 26（4）： 144- 149.

[15] 林文磊， 吕美琴， 李明松， 等. 39份春大豆种质资源的主成分分析及其聚类分析[J]. 福建农业学报， 2018， 33（10）： 1016 -1022.

[16] 李妍颖， 何柯杭， 房爱省， 等. 不同玉米品种对玉米主要病虫害的抗性及大喇叭口期喷药对大斑病的田间防效[J]. 西北农业学报， 2019， 28（8）： 1344- 1350.

[17] 李帅强， 张统书， 刘宁， 等. 辽宁省二代亚洲玉米螟为害防治的经济阈值[J]. 生态学杂志， 2017， 36（1）： 104 -109.

[18] 李潮海， 苏新宏， 谢瑞芝， 等. 超高产栽培条件下夏玉米产量与气候生态条件关系研究[J]. 中国农业科学， 2001， 34（3）： 311- 316.

[19]  刘志娟， 杨晓光， 王文峰， 等. 全球气候变暖对中国种植制度可能影响 Ⅰ. 未来气候变暖对东北三省春玉米种植北界的可能影响的分析[J]. 中国农业科学， 2010， 43（11）： 2280 -2291.

[20] ROSENZWEIG C， IGLESIAS A， YANG X B， et al. Climate change and extreme weather events： Implications for food production， plant diseases， and pests [J]. Global Change & Human Health， 2001（2）： 90 -104.

[21] 刘亚臣， 丛斌， 韩冰， 等. 辽宁省春玉米主要病虫为害损失之研究[J]. 中国农学通报， 2006， 22（6）： 297- 300.

收稿日期：2020 -11 -09修订日期：2020- 12- 28

基金项目：

国家重点研发计划（2017YFD0201807）

* 通信作者

Email：郝引川 h.ychuan@163.com;仵均祥junxw@nwsuaf.edu.cn