海南草地贪夜蛾高空诱虫灯诱虫动态监测与分析
2022-04-05唐继洪卢辉吕宝乾
唐继洪 卢辉 吕宝乾
摘要草地贪夜蛾是2019年入侵海南的重大农业迁飞性害虫,严重威胁海南的粮食和南繁种业安全,为摸清其在海南的发生危害规律,在海南海口、儋州和三亚开展了草地贪夜蛾高空诱虫灯监测。结果显示: 2019年 8月 1 日至2021年 5月 31 日监测期间(儋州监测起始时间为2019年 10月 1 日),海口草地贪夜蛾诱虫数量峰期在2020年 3—10月,儋州峰期在2019年 10月至2020年 2月及2020年 4—10月,三亚峰期在2020年 4—12月;总诱虫数量分别为532、 205和 139头,其中雌雄性比分别为2.83∶1、0.75∶1和 3.28∶1。三地的草地贪夜蛾诱虫数量均与日均气温呈极显著相关关系,表明日均气温是三地草地贪夜蛾诱虫数量变动的主要影响因子。本研究结果基于有限的监测数据之上,具有一定的局限性,因此,需要在海南开展草地贪夜蛾的长期监测工作,弄清其发生危害规律,为海南的农业及南繁种业安全提供保障。
关键词相关性;草地贪夜蛾;性比;气象因子
中图分类号 S433.4 文獻标识码 A DOI:10.12008/j.issn.1009-2196.2022.01.010
Dynamic Monitoring and Analysis ofSpodopterafrugiperda Trapped by Searchlight in Hainan
TANG Jihong1,2 LU Hui1,2 LÜ Baoqian1,2
(1. Sanya Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Hainan Key Laboratory for Biosafety Monitoringand Molecular Breeding in the Nanfan Area, Sanya, Hainan 572025,China;2. Environment and Plant Protection Institute, ChineseAcademy of Tropical Agricultural Sciences/ Ministry ofAgriculture and Rural Affairs Key Laboratory of Integrated PestManagement ofTropical Crops, Haikou, Hainan 571101, China)
Abstract Fall armyworm [Spodopterafrugiperda (J.E.Smmith)] is a major agricultural migratory pest that invaded Hainan in 2019, seriously threatening the safety of food and the seed industry in the Nanfan area (the area for off-season propagation and breeding in south China) in Hainan. In order to find out the regularity of its occurrence and damage to crops in Hainan, moni- toring of S.frugiperda was carried out in Haikou, Danzhou and Sanya by using searchlight traps. The results showed that dur- ing the period from August 1, 2019 to May 31, 2021(the monitoring started in Danzhou on October 1, 2019), the peak number of the fall armyworms trapped fell in March to October 2020 in Haikou, in October 2019 to February 2020 and April to Octo- ber 2020 in Danzhou and in April to December 2020 in Sanya. The catches of fall armyworms in Haikou, Danzhou and Sanya have a total number of 532, 205, and 139, respectively, and their ratios of female to male are 2.83:1, 0.75:1, and 3.28:1, re- spectively. The number of the fall armyworms trapped in these three locations is highly significantly correlated with the aver- age daily temperature, indicating that the average daily temperature is a major factor that affects the number of the fall army- worms trapped in these three locations. These results are based on limited monitoring data and are of certain limitations. It is necessary to carry out long-term monitoring of fall armyworms in Hainan to clarify its occurrence and damage regularity in order to provide safety guarantee for Hainan's agriculture and the seed industry in the Nanfan area in Hainan.
Keywords correlation; fall armyworm; sex ratio; meteorological factor
草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda( J. E. Smith )属鳞翅目夜蛾科灰翅夜蛾属,是源自美洲热带和亚热带区域的一种迁飞性重大农业害虫[1-2],从 2016年开始经3 年时间入侵了非洲、亚洲50多个国家和地区[3],2019年 1月在我国云南省江城县玉米地中首次发现草地贪夜蛾幼虫入侵[4],而后迅速扩散到全国26个省(自治区、直辖市)[5],在多地对多种作物产生危害,威胁我国粮食生产安全[6]。2019年 4月底,在海南海口首次发现草地贪夜蛾入侵,而后全省18 个市县均有发现危害。海南是草地贪夜蛾的周年繁殖区,全年均可发生危害[7]。海南的三亚、陵水、乐东等地有我国重要的南繁育种基地。据调查,草地贪夜蛾已在三地大量南繁玉米育种基地发生危害,影响我国南繁種业安全[8]。
目前国内外针对草地贪夜蛾的监测方法主要有灯光诱集、性信息素诱集和大田调查等,而灯光诱集方法主要采用高空诱虫灯或地面虫情测报灯等设备[9]。高空诱虫灯是近年来监测迁飞性害虫较为有效的监测工具,已多次为全国黏虫、草地螟等多种害虫的预测预报提供虫情预测依据[10],并在草地贪夜蛾入侵我国后第一时间诱集到了入侵的成虫。相比于性信息素,其作用的范围更大,时效性强,还能监测到迁飞过境的草地贪夜蛾;而相比于大田调查耗费的人力较少,具有较大的优势。海南是我国大陆草地贪夜蛾重要的虫源地之一,在海南开展草地贪夜蛾的高空诱虫灯监测,能够准确掌握草地贪夜蛾的种群变化情况,为海南本地,特别是南繁区草地贪夜蛾的防控提供指导,同时也可为我国大陆草地贪夜蛾的预测预报提供虫情信息。本文对2019年 8月至2021年 5 月海南多地草地贪夜蛾的高空诱虫灯监测情况进行总结和分析。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 监测工具监测工具为高空诱虫灯(以下简称高空灯),该装置由 GT 75型探照灯(上海亚明公司生产)自制大型白铁皮漏斗和支架制作而成,光源为 ZJD 1000 W 的金属卤化物,波长380~680 nm ,发出的光柱可对500 m 高度以内的空中迁飞虫群产生明显的诱集作用[11]。探照灯下方集虫漏斗连接专用尼龙纱布集虫袋,用于收集诱集到的昆虫。
1.1.2 监测地点监测地点为海南省三亚市吉阳区(109°34′54″E 18°0′0″N )、儋州市那大镇(109°30′0″E 19°0′0″N )和海口市龙华区( 110°20′6″E 19°0′0″N )。
1.2 方法
1.2.1 监测及诱集方法高空灯的开关由定时器自动控制,冬季(12月至次年2 月)每晚19点开灯,次日5 点关灯,一共监测10 h;其他季节每晚20点开灯,次日6 点关灯,一共监测10 h。三亚和海口的监测时间为2019年 8月至2021年5月,儋州的监测时间为2019年 10月至2021年5月。每日10点以前,将集虫袋换下,取回实验室,放置于–80℃冰箱约1 h;待诱集到的昆虫全部被冻死之后取出,找出其中诱集到的草地贪夜蛾雌雄虫,统计记录雌雄虫数量、诱集时间、诱集地点等相关信息。最后将诱集到的草地贪夜蛾成虫装入冻存管,做好标记后放置于-80℃冰箱中长期保存。
1.2.2 数据处理将草地贪夜蛾诱虫数量按照诱集时间在 Origin 2019中进行折线图绘制,并通过所得图形分析数量变化规律。利用 SAS V9.4软件对诱虫数据及其对应的气象因子(日均气温,降雨量,相对湿度)进行相关分析,找出影响诱虫量变化的主要因素。其中所用气象数据下载于国家气象科学数据中心(http://data.cma.cn/)。
2 结果与分析
2.1 海口高空灯下草地贪夜蛾诱虫数量动态分析
由图1 可知,2019年 8月 1 日至2021年 5 月31 日期间,诱虫数量峰期主要集中在2020年 3—10月,其他时间诱虫数量较少,且较为分散,未形成明显的峰期。单晚最高诱虫数量出现在2020年 4月 24 日,为 24头。整个监测期内诱集到总计532头草地贪夜蛾,其中雌蛾393头,雄蛾139头,雌雄性比约为2.83∶1,诱集到的雌蛾数量明显多于雄蛾数量。
2.2 儋州高空灯下草地贪夜蛾诱虫数量动态分析
由图2 可知,2019年 10月 1 日至2021年 5月 31 日期间,诱虫数量峰期主要集中在2019年 10月至2020年 2月,以及2020年 4—10月,其他时间诱虫数量较少,且较为分散,未形成明显的峰期。单晚最高诱虫数量出现在2020年 7月15 日,为 9头。整个监测期内诱集到总计205头草地贪夜蛾,其中雌蛾88头,雄蛾117头,雌雄性比约为0.75∶1,诱集到的雌蛾数量明显少于雄蛾数量。
2.3 三亚高空灯下草地贪夜蛾诱虫数量动态分析
由图3 可知,2019年 8月 1 日至2021年 5 月31 日期间,诱虫数量峰期主要集中在2020年 4—12月,其他时间诱虫数量较少,且较为分散,未形成明显的峰期。单晚最高诱虫数量出现在2020年 9月 27 日,为 6头。整个监测期内诱集到总计137头草地贪夜蛾,其中雌蛾105头,雄蛾32头,雌雄性比约为3.28∶1,诱集到的雌蛾数量明显多于雄蛾数量。
2.4 高空灯下草地贪夜蛾诱虫数量与气象因子相关性分析
由表1 可知,海口、儋州和三亚三地高空诱虫灯下草地贪夜蛾诱集数量均与日平均气温存在极显著的正相关关系,仅海口诱虫数量与降水量存在显著正相关,三地诱虫数量与相对湿度均无显著相关性。由此可见,日平均气温是影响海口、儋州和三亚高空灯下草地贪夜蛾诱集数量的主要气象因子。
3 讨论与结论
本研究选取海南海口、儋州及三亚3 个地点,这 3个点正好位于海南的最南、最北及中间,具有较强的代表性。2020年草地贪夜蛾诱虫量,最南端的三亚主要集中在4—12月份,中部的儋州主要集中在4—10月份,而最北边的海口则集中在3—10月份;因此2020年 4—10月份3 地的诱虫量都相对较多,而同时4—10月也是海南光热条件及雨水最为充沛的时期[12]。昆虫的飞行(迁飞)活动受温度的影响较大,草地螟[13]、粘虫[14]、稻飞虱[15]等多种农业害虫只有在环境温度大于起飞临界温度时才会开始飞行(迁飞)活动,在一定范围内,随着温度升高飞行(迁飞)活动增强。海南4—10月温度较高,草地贪夜蛾的飞行(迁飞)活动可能相对活跃,从而诱集到的草地贪夜蛾较多。本研究3 个地点的日均气温与草地贪夜蛾诱虫数量均存在极显著正相关关系,而降水量、相对湿度等其他气象因子则无类似关系。玉米是目前我国发生的草地贪夜蛾最喜食的寄主作物,而海南玉米种植面积较大的季节在冬季,包括南繁玉米育种制种以及鲜食玉米[8,16-17]。4月开始,玉米的种植面积大幅减少,缺少适宜寄主的草地贪夜蛾可能大量迁往内地,这也会增加高空诱虫灯下草地贪夜蛾诱集数量。
本研究中海口和三亚均监测670 d,儋州监测 533 d,而总诱虫量分别为532头、137头和205 头,平均每晚的诱虫量均不足1头;姜玉英等[18]2019 年在广西、湖南、湖北、河南、陕西、山西、宁夏、天津8 省区的14个点进行观测;草地贪夜蛾总诱虫量12042头,总观测时间1 706 d,日均诱虫量 7.06 头;日均诱虫量最高在湖南武冈,为 33.16 头,远远高于本研究中所获得的诱虫量;而河南镇平、陕西兴平、山西万荣、宁夏彭阳、天津津南等地的草地贪夜蛾日均诱虫量也不足1 头,与本研究相当。本研究中三地最高单晚诱虫量为27 头,湖北、湖南、广西等内地省区多地2019年单晚最高诱虫量动辄几百上千[19],相差较大;而山西、陕西和宁夏等北方省区,2019年草地贪夜蛾的单晚最高诱虫量均在50头以内,与本研究结果相当[18]。
雌雄性比是迁飞害虫迁飞性虫群重要的生物学指标,对迁飞害虫的种群增长有重要影响,合理的雌雄性比,对于迁飞害虫迁入新的生境后,迅速扩大种群,成功定殖有重要意义。灯诱试验中不同种类的昆虫,其雌雄虫上灯比例不尽相同[20],因此本研究用高空诱虫灯诱集到的雌雄虫比例可能与其真实的雌雄比例存在一定的偏差,需要进一步的实验验证。而就本研究得到的结果,在海口和三亚,诱集到的草地贪夜蛾雌虫明显多于雄虫,而在儋州雌虫略少于雄虫。从国内多地草地贪夜蛾的高空诱虫灯诱集情况来看,雄虫多的情况要占多数。有研究表明,迁飞害虫的迁出区和迁入区雌雄性比存在偏差,海南是草地贪夜蛾的周年繁殖区[7],是内地草地贪夜蛾虫源地之一,因此迁出区与内地迁入区雌雄性比也有所差异[21]。儋州诱集到的草地贪夜蛾雌雄性比与海口和三亚不同,而与迁入区内地大多数省份情况类似;儋州也是海南草地贪夜蛾的一个迁入地,在
春夏季,海南南部的草地贪夜蛾北迁,其中可能有一部分降落到了儋州,同时在秋季草地贪夜蛾回迁时,又有部分海南北部的草地贪夜蛾降落到了儋州;再者,隔海相望的越南的部分虫源也可能在一定条件下迁入儋州。
本研究中由于监测时间较短,完整的监测年份仅有2020年,加之草地贪夜蛾入侵海南省并定殖的时间较短,在本省的发生、危害及迁飞的规律性还没完全定型和呈现,所得出的结论可能存在片面性。因此,需要长期对该虫进行监测和研究,摸清其发生危害的规律,为保障海南粮食及南繁种业安全提供支撑。
参考文献
[1] Luginbill P. The fall army worm[M]. Washington D C: USDepartmentofAgriculture, 1928, 34:2-7.
[2] Smith J E, Abbot J. The natural history of the rarer Lepidop-terous insects of Georgia, including their systematic charac- ters, the particulars of their several metamorphoses, and the plants on which they feed. Collected from the observations of Mr. John Abbot, many years resident in that country.Volume 2[M]. London: Missouri Botanical Garden Press, 1797:191-192.
[3] 王磊, 陳科伟, 陆永跃. 我国草地贪夜蛾入侵扩张动态与发生趋势预测[J]. 环境昆虫学报, 2019, 41(4):683-694.
[4] 杨学礼, 刘永昌, 罗茗钟, 等. 云南省江城县首次发现迁入我国西南地区的草地贪夜蛾[J]. 云南农业, 2019(1):72.
[5] 姜玉英, 刘杰, 谢茂昌, 等. 2019 年我国草地贪夜蛾扩散为害规律观测[J]. 植物保护, 2019, 45(6):10-19.
[6] 吴孔明. 中国草地贪夜蛾的防控策略[J]. 植物保护, 2020,46(2):1-5.
[7] 谢殿杰, 唐继洪, 张蕾, 等. 我国草地贪夜蛾年发生世代区划分[J]. 植物保护, 2021, 47(1):61-67+116.
[8] 卢辉, 唐继洪, 吕宝乾, 等. 海南冬季玉米种植区草地贪夜蛾种群动态调查[J]. 热带作物学报, 2021, 42(6): 1764-1769.
[9] 刘杰, 姜玉英, 刘万才, 等. 草地贪夜蛾测报调查技术初探[J]. 中国植保导刊, 2019, 39(4):44-47.
[10] 姜玉英, 刘杰, 曾娟. 我国粘虫周年区域动态规律的监测[J]. 应用昆虫学报, 2018, 55(5):778-793.
[11] FengHongqiang, Wu Kongming, Cheng Dengfa, et al. Radarobservations of the autumn migration of the beet armyworm Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae) and other moths in northern China[J]. Bulletin of Entomological Re--54-search, 2003, 93(2):115-124.
[12] 张明洁, 李文韬, 张京红, 等. 1961—2011 年海南岛农业气候资源变化及影响研究[J]. 中国农学通报, 2014, 30(32):232-241.
[13] 陈瑞鹿, 暴祥致, 王素云, 等. 草地螟迁飞活动的雷达观测[J]. 植物保护学报, 1992(2):171-174.
[14] 张志涛, 李光博. 粘虫飞翔生物学特性初步研究[J]. 植物保护学报, 1985(2):93-100.
[15] 侯婷婷, 霍治国, 李世奎, 等. 影响稻飞虱迁飞规律的气象环境成因[J]. 自然灾害学报, 2003(3):142-148.
[16] 张云慧, 张智, 刘杰, 等. 草地贪夜蛾对田间禾本科杂草的产卵和取食选择性[J]. 植物保护 , 2021, 47(1):117-122+147.
[17] 李定银, 郅军锐, 张涛, 等. 草地贪夜蛾对4 种寄主植物的偏好性[J]. 植物保护, 2019, 45(6):50-54.
[18] 姜玉英, 刘杰, 杨俊杰, 等. 2019 年草地贪夜蛾灯诱监测应用效果[J]. 植物保护, 2020, 46(3):118-122+156.
[19] 杨俊杰, 郭子平, 罗汉钢, 等. 2019 年湖北省草地贪夜蛾发生为害规律和监测技术探索[J]. 植物保护, 2020, 46(3):247-253.
[20] Kiss M, Nowinszky L, Puskás J. Examination of femaleproportion of light trapped turnip moth (Scotia segetum Schiff.)[J]. Acta Phytopathologica et EntomologicaHunga- rica, 2002, 37(1-3):251-256.
[21] Katarzyna WJ, Małgorzata E C, Frédéric J, et al. Differentialtiming and latitudinal variation in sex ratio of Aquatic War- blers during the autumn migration[J]. The Science ofNature, 2017, 104(11-12):101.
(責任编辑林海妹)