山东省不同稻区稻纵卷叶螟和稻螟虫的种群动态差异
2022-10-21王鹏贺培从魏立兴高发瑞娄金华黄信诚杜中民褚栋
王鹏,贺培从,魏立兴,高发瑞,娄金华,黄信诚,杜中民,褚栋
(1.青岛农业大学植物医学学院/山东省植物病虫害综合防控重点实验室,山东 青岛 266109;2.东营市农业科学研究院,山东 东营 257091;3.济宁市农业科学研究院,山东 济宁 272031;4.山东润农种业科技有限公司,山东 济宁 272300)
在山东省水稻常发性害虫中,以稻纵卷叶螟[Cnaphalocrocis medinalis(Guenee)]、二 化 螟[Chilo suppressalis(Walker)]和大螟[Sesamia inferens(Walker)][1]等为代表的鳞翅目害虫在生产上造成的损失极为严重[2,3]。稻纵卷叶螟以3、4代数量最多,为害性最严重[4],该虫在水稻心叶、叶鞘内或叶表面剥食叶肉,在稻株上、中部呈现管状虫苞,严重影响水稻株高和抽穗,造成千粒重降低,空秕率增高,导致严重减产。二化螟和大螟等稻螟虫在山东省一年发生3~4代,以幼虫在稻根中越冬,对连作晚稻威胁极大;该类害虫常群集为害,在水稻苗期造成枯心,孕穗期造成枯孕穗,抽穗期造成白穗[5,6]。
2020年山东省水稻种植面积约11.25×104hm2,主要分布在鲁南、鲁西南和沿黄等低洼易涝或盐碱地区,包括济宁滨湖稻区、临沂库灌稻区、东营沿黄稻区等,青岛沿海地区亦有一定规模种植[7,8]。各稻区因其生态条件和种植制度存在一定差异,其主要病害和虫害的种类和发生程度亦存在差异。例如,山东省西部气温高于东部,温度会显著影响稻纵卷叶螟对寄主的选择性和适应性[9,10];山东省夏季多雨区位于鲁南、鲁中东部和半岛地区,降水亦对害虫的传入产生重要影响。山东省稻纵卷叶螟为外来虫源,其发生情况与降雨等气象条件密切相关,较多雨水对该虫的迁入、转移和繁殖十分有利[11,12]。农田生物多样性亦能显著影响害虫种群的数量和动态变化,特别是天敌生物的丰富度对于作物害虫种群数量的控制具有重要意义[13]。此外,各稻区在种植制度上亦有差别,东营稻区多为单季稻,而济宁稻区多为稻麦两熟,这给能在山东越冬的灰飞虱等害虫提供了中间寄主,极大地增加了其爆发和传播植物病害的可能性[14]。迄今为止,各稻区的优势害虫(尤其鳞翅目害虫)尚不十分清楚。
根据查蛾量、预测发生期,进而制定相应的防控方案,对控制水稻害虫的发生为害具有重要意义。通过采用专用性诱剂制成的诱芯,用诱捕器诱集,在监测和预测其发生趋势的同时,亦可以在一定程度上对其进行防治[15,16]。
本研究通过性诱剂方法,在山东省不同稻区进行田间诱虫试验,详细调查稻纵卷叶螟和稻螟虫在各稻区的种群发生情况,以期为水稻害虫发生规律的研究及其防治策略的制定提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
4种供试诱芯分别来自宁波纽康生物技术有限公司(简称纽康生物)、河南省济源白云实业有限公司(简称科云生物)、北京中捷四方生物科技股份有限公司(简称中捷四方)和泉州市绿普森生物科技有限公司(简称绿普森生物),包括大螟、二化螟和稻纵卷叶螟3种诱芯。诱捕器为宁波纽康生物技术有限公司生产的桶式诱捕器。
1.2 试验方法
2021年7月底至9月初,分别在东营垦利、济宁嘉祥和青岛蓝村3地的水稻田进行试验,每个公司的每种诱芯设置5个重复。各诱捕器间隔100 m,随机排列[17,18]。根据水稻生长情况,及时调整诱捕器的高度:秧苗期,稻纵卷叶螟诱捕器的放置高度为50 cm,大螟、二化螟诱捕器在拔节前应高于冠层10~20 cm;成株期,各诱捕器的底端接近水稻冠层[19]。30 d后,对各诱捕器中的诱虫进行收集和统计。
1.3 数据分析
诱虫数量通过SPSS 21.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),利用最小显著性差异(LSD)法进行多重比较(P<0.05)。
2 结果与分析
2.1 山东各稻区大螟诱集效果比较
由图1可知,纽康生物产品在东营稻区的诱虫量显著高于济宁稻区和青岛稻区,青岛稻区显著高于济宁稻区。科云生物产品在东营稻区的诱虫量显著高于青岛稻区,但与济宁稻区无显著差异,济宁稻区与青岛稻区之间亦无显著差异。中捷四方和绿普森生物产品的诱虫量在3稻区间均无显著差异。
图1 大螟诱集数量比较
通过对4个公司诱芯诱集效果的比较发现,东营稻区,纽康生物产品对大螟的诱虫量显著高于其他公司产品的诱虫量。济宁稻区,纽康生物产品的诱虫量显著高于中捷四方和绿普森生物产品,与科云生物产品无显著差异。青岛稻区,纽康生物产品的诱虫量显著高于科云生物和中捷四方产品;中捷四方产品的诱虫量显著高于科云生物产品。
2.2 山东各稻区二化螟诱集效果比较
各稻区二化螟诱集结果(图2)显示,纽康生物、中捷四方、绿普森生物产品在东营稻区的诱虫量显著高于济宁稻区。纽康生物、中捷四方产品在东营稻区的诱虫量显著高于青岛稻区。科云生物产品的诱虫量在3个稻区间均无显著差异。
图2 二化螟诱集数量比较
不同厂家诱芯诱集效果比较发现,东营稻区,纽康生物产品的诱虫量显著高于其他公司;中捷四方和绿普森生物产品的诱虫量差异不显著,但均显著高于科云生物的诱芯。济宁稻区,只有绿普森生物产品的诱虫量显著高于科云生物,其他公司之间无显著差异。青岛稻区,纽康生物产品的诱虫量显著高于中捷四方和科云生物产品。
2.3 山东各稻区稻纵卷叶螟诱集效果比较
各稻区稻纵卷叶螟的诱集结果(图3)显示,纽康生物和科云生物产品在济宁稻区的诱虫量均显著高于东营稻区和青岛稻区,东营稻区和青岛稻区之间无显著差异。中捷四方产品的诱虫量在济宁稻区和青岛稻区之间差异显著,但这两个稻区与东营稻区均无显著差异。绿普森生物产品在济宁稻区的诱虫量显著高于东营稻区。
图3 稻纵卷叶螟诱集数量比较
对不同厂家诱芯的诱虫效果进行比较发现,在济宁稻区,纽康生物和科云生物产品的诱虫量均显著高于中捷四方和绿普森生物产品,其他两个稻区各产品间均无显著差异。
3 讨论与结论
此前对山东各稻区水稻鳞翅目害虫(稻纵卷叶螟、大螟、二化螟等)优势种群的了解不是十分清楚。通过本调查发现,山东各稻区水稻害虫优势种存在差异。基于宁波纽康生物技术有限公司诱芯产品的诱集结果表明:2021年济宁、东营以及青岛水稻产区稻纵卷叶螟和稻螟虫发生数量存在差异,济宁主要以稻纵卷叶螟为主,东营以大螟、二化螟为主,青岛以大螟为主。当然,不同年份的优势种可能存在差异,尤其是迁入山东省的稻纵卷叶螟的种群数量因年份不同可能存在差异,今后需持续研究,摸清当前水稻害虫发生的基本规律。调查中还发现,不同地区采取的害虫防控措施会对试验结果产生一定影响:东营垦利地区在整个试验过程中没有施用过杀虫剂,使得东营稻田内的生物多样性极为丰富,蜘蛛、螳螂、蛙、鸟等天敌生物随处可见。生物多样性对于作物害虫种群防控具有重要意义[13]。可见,性诱剂等非化学防控措施的应用,不仅可以用于害虫的监控,而且有利于保护生物多样性,进而有利于害虫的综合防控。
受地域差异、不同地区种群敏感度影响,性诱剂在不同地区诱集效果存在差异[20]。本试验结果表明,田间害虫种群数量会影响评估结果的准确性,即田间种群数量多时适宜对诱芯进行效果评估。在害虫种群数量较高的情况下,宁波纽康生物技术有限公司生产的性信息素诱芯的诱集效果最好。以东营为例,当地二化螟和大螟在2021年的发生量较高,在此情况下对评价不同公司的产品效果较为适宜;而稻纵卷叶螟发生量相对较低,各公司产品无法在诱虫数量上表现出显著差异,进而无法对该害虫性诱产品的性能进行有效评价。
田间诱虫效果除了受田间种群数量的影响外,还可能受其他因素的影响:如性诱剂中性信息素有效成分和含量会直接影响性诱剂的诱虫量,其中主要成分的比例和微量成分的有无均会成为影响其诱虫能力的重要因素[21,22]。性诱剂在田间使用时常受到复杂环境条件的影响,如强烈日照等。因此,性诱剂自身的抗氧化能力同样会影响其诱虫能力。性诱剂诱芯的缓释材料多为复合橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯和石蜡油等,能够在一定程度上降低性信息素在田间的分解速率,并在一定时期内将性信息素的释放剂量控制在适宜范围,不同性诱剂缓释材料的种类、质量稳定性和缓释材料上微孔孔径的一致性同样会影响不同性诱剂产品的诱虫量[23,24]。害虫性诱剂产品具有专一性强、环保、无污染的特性,适用于可持续农业的发展,且已取得了显著的经济和生态效益[25]。但不同厂家因材料应用和技术水平等差异,其产品在诱虫量和准确性上存在明显差异[16]。
本研究可为准确预测预报水稻害虫稻纵卷叶螟和稻螟虫的发生情况和不同稻区的优势害虫动态信息提供重要依据,同时也可为利用性信息素诱杀水稻害虫提供参考。