两种测报灯对浙中地区玉米田害虫的种群监测与动态分析

韩海亮,章金明,董航顺,陈 斌,王桂跃,徐红星,吕仲贤,赵福成*

(1 浙江省农业科学院玉米与特色旱粮研究所,东阳 322100;2 浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所,杭州 310021,3 东阳市农业农村局,东阳 322100)

鲜食玉米在浙江省旱粮生产中占有重要地位,2020 年全省鲜食玉米播种面积4.9 万hm2,浙中地区是浙江省鲜食玉米的主要产地[1]。 长期以来,鲜食玉米生产受到多种害虫的影响,对生产造成重大影响的常发害虫有小地老虎(Agrotis ypsilon)和亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)。 小地老虎主要在苗期为害,严重时可造成缺苗断垄[2];亚洲玉米螟一直是优势害虫,不仅蛀秆造成减产,还为害籽粒造成烂穗,对鲜食玉米生产影响极大[3]。 偶发性害虫有桃蛀螟(Conogethes punctiferalis)、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)、斜纹夜蛾(Spodoptera litura)、黏虫(Mythimna seperata)、劳氏黏虫(Leucania loreyi)和东方蝼蛄(Gryllotalpa orientalis)。 桃蛀螟常与亚洲玉米螟混合为害,蛀食果穗顶端造成烂穗[3];甜菜夜蛾取食嫩苗和叶片,在秋季高温干旱年份易造成暴发为害[4],如2016 年8 月在绍兴上虞造成3.3 hm2秋甜玉米全部毁种;黏虫和劳氏黏虫也会对玉米叶片和果穗造成严重为害[5];东方蝼蛄咬食种子和幼苗嫩茎,钻土形成的隧道使幼苗根部与土壤分离,造成整行幼苗枯死[6],东方蝼蛄可在局部地区造成严重为害,如2019 年8 月在诸暨枫桥造成2 hm2秋甜玉米绝收;自2019 年草地贪夜蛾(Spodoptera frugiperda)入侵以来,当年便超过亚洲玉米螟成为鲜食玉米第一害虫,玉米从出苗到成熟均可被严重为害,严重地块果穗被害损失超过60%[7]。

做好成虫发生时间和数量的及时监测是害虫测报与有效防控的基础,目前种群监测方法主要有灯诱监测和性诱监测[8]。 性诱监测具有专一性高的特点,但一种诱芯只能监测一种害虫,监测结果还易受性诱芯成分含量[9]、载体种类和诱捕器类型[10]的影响。 灯诱监测主要使用黑光灯和高空灯两种,2002 年,以黑光灯(波峰365 nm,功率20 W)为光源的佳多自动虫情测报灯在全国推广适用,成为各地农业害虫的主要监测工具,但大部分农业害虫具有迁飞习性,自动虫情测报灯不能诱捕迁飞虫群。 2015 年,我国选用高空测报灯(金属卤化物灯,波长500—600 nm,功率1 000 W)进行迁飞性害虫区域性监测,结合雷达观测和雌蛾卵巢解剖等手段,在稻纵卷叶螟[11]、黏虫[12]和草地贪夜蛾[13]等害虫的迁飞习性研究中发挥了重大作用。 本研究在浙江省东阳市同时使用自动虫情测报灯和高空测报灯对玉米田害虫进行种群监测,以期探明玉米田主要害虫的发生规律,为其迁飞规律、测报和绿色防控研究提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验在位于浙中地区的东阳市城东街道玉米研究所基地进行,该地属亚热带季风气候,海拔79 m,主要种植鲜食玉米。 玉米种植制度为春秋两熟,春玉米在3 月下旬—4 月中旬播种,6 月下旬—7 月中旬收获,秋玉米在7 月下旬—8 月上旬播种,10 月中旬—11 月上旬收获,基地及周边其他作物有水稻、番茄、花椰菜、高粱和鲜食大豆等。

1.2 测报灯

自动虫情测报灯和高空测报灯均购于鹤壁佳多科工贸股份有限公司。 自动虫情测报灯(简称AFL)为JDA0-III 型,20 W 黑光灯管,主波长365 nm,220 V 电源,8 位自动转换集虫器,每24 h 自动转换1 格,虫体按天存放,光感自动开灯。 高空测报灯(简称HAFL)为JDHK-3 型,1 000 W 金属卤化物光源,220 V电源,不锈钢集虫箱,光感自动开灯,遇雨自动关闭。 两种测报灯均具有远红外快速烘干功能,以保持虫体的相对完整性。 两灯均安装在基地内,相隔距离160 m。

1.3 调查方法

自动虫情测报灯每周清理1 次,将每天诱集的昆虫分开装袋带回;高空测报灯每天清理1 次,将诱集的昆虫装袋带回,在实验室对主要玉米害虫进行分类计数。 试验于2020 年4 月28 日开始,11 月16 日结束。

1.4 数据分析

采用Excel 2019 软件进行数据分析和图表绘制。

2 结果与分析

2.1 玉米害虫种类和数量差异

对自动虫情测报灯和高空测报灯诱集昆虫进行统计,诱到的玉米害虫主要为亚洲玉米螟、草地贪夜蛾、桃蛀螟、小地老虎、劳氏黏虫、黏虫、东方蝼蛄和斜纹夜蛾。 从表1 可以看出,自动虫情测报灯诱集的8 种主要害虫总数为3 597 头,高空测报灯诱集的8 种主要害虫总数为17 618 头。 高空测报灯平均每天诱集的劳氏黏虫、东方蝼蛄、斜纹夜蛾、桃蛀螟、亚洲玉米螟、黏虫、小地老虎和草地贪夜蛾的数量分别是自动虫情测报灯的7.05 倍、6.75 倍、6.62 倍、4.91 倍、4.25 倍、3.42 倍、2.92 倍和1.81 倍。

表1 两种测报灯诱集主要玉米害虫的数量比较Table 1 Quantity comparison of main maize pests trapped by two kinds of forecast lamps

2.2 两种测报灯监测的不同害虫种群动态比较

2.2.1 亚洲玉米螟种群动态对比

从高空测报灯的监测曲线可以看出,亚洲玉米螟全年共有4 个成虫高峰期,分别在5 月上旬、6 月中下旬、7 月中下旬和9 月上中旬,7 月25 日为全年最高峰,其他时间均有少量成虫被捕获(图1)。 从自动虫情测报灯的监测曲线可以看出,亚洲玉米螟在6 月中旬和7 月下旬—8 月上旬有2 个成虫高峰期,7 月30 日为全年最高峰,与高空测报灯相比缺少5 月和9 月高峰期。 比较6 月和7 月两个高峰期可以看出,高空测报灯监测的高峰期比自动虫情测报灯均提早3—5 d,结束时间也提早5 d 左右。

2.2.2 草地贪夜蛾种群动态对比

从高空测报灯的监测曲线可以看出,草地贪夜蛾在5 月中下旬、6 月中下旬、7 月中下旬和8 月中旬—9 月下旬出现4 个高峰期,前3 个高峰期与自动虫情测报灯监测的情况基本一致,但第4 个高峰期持续时间显著长于自动虫情测报灯,且种群数量较多(图2)。 自动虫情测报灯在5 月1 日监测到本年度第1 头成虫,但虫量一直较少,到5 月15 日达到第一个高峰期的峰值(5 头),而高空测报灯在5 月7 日才监测到第1 头成虫,在5 月9 日即达到第一个高峰期的峰值(8 头),虽然自动虫情测报灯先监测到成虫,但高空测报灯的第一次峰值比自动虫情测报灯提早6 d。 高空测报灯在8 月16 日首先达到第4 个高峰期的峰值(16 头),自动虫情测报灯在8 月22 日达到峰值(14 头)之后便迅速下降,而高空测报灯在8 月28 日—9 月19 日期间一直保持较高数量,高于自动虫情测报灯,9 月14 日达到秋季最高峰(32 头)。 进入10 月以后,草地贪夜蛾种群数量显著下降,但自动虫情测报灯监测的数量却一直略高于高空测报灯,10 月21 日后高空测报灯监测的数量基本为0(除11 月5 日和7 日各1 头),而自动虫情测报灯在11 月15 日仍然监测到2 头成虫。

图2 两种测报灯监测的草地贪夜蛾成虫种群动态对比Fig.2 Comparison of the population dynamic of adult S.frugiperda monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.3 小地老虎种群动态对比

从图3 可以看出,从监测开始即有较多小地老虎成虫出现,一直到6 月中旬到达高峰,此段时间内成虫数量一直较多,高空测报灯的峰值出现在6 月20 日(31 头),自动虫情测报灯的峰值出现在5 月27 日和6 月21 日(均为10 头),此后成虫数量便迅速下降,两种测报灯除在7 月25 日出现一个小高峰外,其他时间均仅有零星成虫,直到监测结束。

2.2.4 桃蛀螟种群动态对比

高空测报灯监测结果显示,桃蛀螟在5 月上旬、6 月中旬、7 月中下旬和9 月中下旬有4 个成虫高峰期(图4),后3 个高峰期持续时间较长,虫量较多,峰值出现在7 月25 日(31 头),其次为6 月20 日(24 头)和9 月20 日(19 头),10 月15 日后仅零星出现,11 月6 日监测到本年最后1 头成虫。 自动虫情测报灯在5 月3 日监测到1 头成虫,直到5 月28 日再次监测到成虫,从6 月中旬到9 月上旬有一个持续时间较长的高峰期,峰值出现在7 月23 日(9 头),但数量仅为同期高空测报灯的1∕3 左右,9 月15 日—11 月3 日仅监测到7 头成虫。 与高空测报灯相比,自动虫情测报灯未监测到5 月上旬和9 月中下旬的高峰期,且虫量明显较低。

图4 两种测报灯监测的桃蛀螟成虫种群动态对比Fig.4 Comparison of the population dynamic of adult C.punctiferalis monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.5 劳氏黏虫种群动态对比

高空测报灯监测结果表明(图5),劳氏黏虫有2 个持续时间较长的成虫高峰期,分别为6—7 月和10—11 月,其中6—7 月高峰期的虫量峰值高于10—11 月高峰期,峰值在6 月20 日(43 头)、7 月25 日(26 头)和11 月15 日(23 头),两个高峰期之外的其他时间成虫数量均低于8 头。 自动虫情测报灯也监测到2 个高峰期,分别为6 月中下旬和9 月底—11 月中旬,6 月中下旬的高峰期显著短于高空测报灯监测的6—7 月高峰期,且虫量峰值低于9 月底—11 月中旬高峰期,分别在6 月17 日(6 头)和10 月19 日(9 头)。

图5 两种测报灯监测的劳氏黏虫成虫种群动态对比Fig.5 Comparison of the population dynamic of adult L.loreyi monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.6 黏虫种群动态对比

高空测报灯监测结果显示,黏虫数量表现为突增突减,全年共有3 个高峰期(图6),分别为5 月下旬、6 月下旬和9 月下旬,3 个高峰期的峰值分别在5 月25 日(15 头)、6 月20 日(20 头)和9 月18 日(34 头)。 自动虫情测报灯监测的整体种群动态与高空测报灯监测的结果基本一致,除5 月下旬高峰期不明显外,其他两个高峰期高度吻合,但高峰期的峰值均比高空测报灯晚2—5 d,分别在6 月22 日(4 头)和9 月23 日(6 头),且9 月下旬高峰期持续时间较长。

图6 两种测报灯监测的黏虫成虫种群动态对比Fig.6 Comparison of the population dynamic of adult M.seperata monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.7 东方蝼蛄种群动态对比

两种测报灯监测结果显示,东方蝼蛄有两个高峰期(图7),分别在6 月中旬和7 月中旬,高空测报灯6 月中旬的峰值在6 月10 日(87 头)和6 月17 日(78 头),自动虫情测报灯的峰值在6 月17 日(29 头)。高空测报灯7 月11 日监测虫量迅速增加,峰值在7 月14 日(196 头),为全年最高峰,7 月26 日高峰期结束;自动虫情测报灯监测虫量也在7 月11 日突然增加,7 月12 日达到18 头,由于灯具故障和降雨,连续5 d 数据缺失,7 月30 日高峰期结束。 两种测报灯自8 月1 日以后都仅能检测到零星成虫。

图7 两种测报灯监测的东方蝼蛄成虫种群动态对比Fig.7 Comparison of the population dynamic of adult G.orientalis monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.8 斜纹夜蛾种群动态对比

斜纹夜蛾的虫口数量显著高于其他害虫(图8)。 在6 月10 日之前,高空测报灯监测的单日成虫数量一直在10 头以下,6 月15 日后,成虫数量急剧增加,到6 月29 日达到433 头,此后又急剧下降,形成第一个高峰期,此后成虫数量一直在30 头左右。 到7 月13 日,成虫数量又迅速增加至155 头,在7 月25 日达到560 头,成为全年最高值,但第2 天便下降至106 头,直到8 月29 日一直在100 头上下浮动。 在9 月18日监测到一个小高峰(155 头),之后成虫数量迅速下降并保持在40 头以下,仅在10 月17 日(46 头)和11月14 日(60 头)出现小幅增加,至监测结束仍有较多成虫。 自动虫情测报灯监测结果显示,6 月18 日成虫数量达到第一个小高峰(10 头),此后数量基本保持在10 头以上,但波动幅度较大,在8 月18 日达到最高峰(39 头),到9 月10 日左右高峰期结束。 在9 月15 日和11 月15 日虫量有小幅增加,至监测结束仍有成虫活动。

图8 两种测报灯监测的斜纹夜蛾成虫种群动态对比Fig.8 Comparison of the population dynamic of adult S litura monitored by two kinds of forecast lamps

3 讨论

利用昆虫的趋光性进行灯诱是目前害虫预测预报和物理防控的重要手段,扩大光谱范围[14]和提高光强[15]有利于提高诱虫量。 高空测报灯的金属卤化物灯泡发光光谱涵盖紫外区和可见区,且相对光强较大,显著高于自动虫情测报灯的黑光灯灯管;另外,自动虫情测报灯由于防雨设计加有顶盖,限制灯光射向空中,只能诱集低空和地面的昆虫,监测种群为本地虫源。 高空测报灯可射向500 m 高空,除可以诱集低空和地面的昆虫外,还可以诱集空中迁飞的昆虫种群,监测种群多为迁飞虫源,而浙中地区是昆虫南北迁飞的主要通道,因此高空测报灯下虫峰较多,且监测虫量显著高于自动虫情测报灯,消长变化更为显著。

通过监测的成虫高峰可以推测,亚洲玉米螟、小地老虎、桃蛀螟、草地贪夜蛾、黏虫、劳氏黏虫和斜纹夜蛾在浙中地区一年均可发生4—5 代,而东方蝼蛄每年仅能发生1 代。 除东方蝼蛄外的7 种害虫成虫消长动态均具有突增突减的现象,符合迁飞性害虫的种群消长特点[16]。 亚洲玉米螟在浙中地区可以以老熟幼虫滞育越冬,次年5 月初羽化成为本地虫源;黏虫[17]和小地老虎[18]的越冬北界为1 月份平均温度0 ℃等温线(33°N);草地贪夜蛾[19]越冬北界大概为1 月平均温度6 ℃等温线(31°N);通过性诱在本地1—2 月份可以诱到劳氏黏虫和斜纹夜蛾成虫,说明这6 种害虫均可在浙中地区(约29°N)越冬,但由于本地区已接近黏虫、小地老虎和草地贪夜蛾的越冬北界,越冬虫量较少,春季虫源应主要由南方迁入,其他害虫也会随季风从南往北迁。 从两种测报灯监测结果对比来看,高空测报灯监测的亚洲玉米螟、草地贪夜蛾和黏虫春季高峰期均比自动虫情测报灯提早2—6 d,说明部分迁飞虫源的降落增加了本地虫源,因此可以使用高空测报灯和自动虫情测报灯监测峰值的时间差来指示昆虫的迁飞行为,与地面灯诱虫器和探照灯诱虫器组合形成的姊妹灯诱虫技术[16]相比具有更节能简便的优点。

小地老虎虽然可以在浙中地区每年发生4—5 代,但主要为害代为第1 代,6 月下旬后成虫数量急剧减少,结合朱肖锋[20]和曾娟[21]的研究结果,对比两种测报灯监测的动态曲线,本地小地老虎夏季虫量骤减的原因应该为成虫大量迁出,同时由于高温影响了小地老虎的求偶和交配[22],导致后期本地虫源一直处于较低水平。 本试验监测的浙中地区东方蝼蛄成虫高峰期在6—7 月,王道泽等[23]监测的杭州种群除了6—7 月的高峰期外,多了9—10 月的高峰期,本试验结果与付道猛等[24]监测的赣北种群动态高度一致,可能与不同地区年际间特殊气候原因有关。

综上,自动虫情测报灯和高空测报灯均可对鲜食玉米主要害虫进行种群监测,通过对比发现,高空测报灯具有虫峰较多、峰值较高和消长变化更为显著的特点,自动虫情测报灯也可以进行有效监测,由于诱虫数较少,在监测时工作量相对较少。 通过利用高空测报灯和自动虫情测报灯监测峰值的时间差可以有效指示昆虫的迁飞行为,但由于两种测报灯均以远红外功能均能处理虫体,无法进行解剖,在进行迁飞害虫监测时应增加水盆诱捕器,对雌蛾进行卵巢解剖[25],配合测报灯数据以明确害虫的迁入和迁出规律。