洛阳市测报灯下昆虫种群结构及主要害虫发生动态
2023-10-18王淑枝王育红张自启王利霞韩瑞华刘顺通张向月段爱菊
王淑枝,王育红,张自启,王利霞,韩瑞华,刘顺通,张向月,段爱菊
(洛阳市农林科学院,河南 洛阳 471023)
昆虫群落是农田生态系统中重要的组成部分,研究农田生态系统中害虫群落的组成结构及多样性变化是揭示农业害虫成灾机制并进行可持续治理的基础工作之一[1]。农业病虫害预测预报工作是农业生产中指导病虫害防治的重要手段[2-4],在农田生态系统群落的调查中,多数农业害虫成虫对人工灯光具有明显的趋性,利用特定波段的灯光进行害虫测报成为群落调查的重要方法之一[5]。农作物病虫害发生具有隐蔽性、区域性、暴发性的特点,防治工作中要求的技术性、时效性、区域性强,利用先进的智能自动虫情测报灯预测预报农作物虫害,研究农作物害虫种群结构及其发生动态,精准测报和及时防控优势害虫,可以更好地推进农业害虫的可持续治理,为农业增效、农民增收提供技术支撑。近年来,闫创等[6]、李彦奎[7]、周先涌[8]分别在河南省信阳市、山东省泰安市、海南省三沙市利用测报灯以及高空灯对昆虫进行诱集并对昆虫群落结构与种群动态进行了研究与分析,张大为等[9]进行了不同光谱杀虫灯对苹果园害虫诱杀效果及灯下昆虫种群结构分析的研究,而关于洛阳市利用高空灯以及测报灯对昆虫种群结构进行分析的研究尚未见报道。为了系统掌握洛阳市农作物害虫种群结构,及时准确预测预报主要害虫的发生动态,于2018—2022 年在河南省洛阳市洛龙区洛阳农林科学院试验地内安放佳多智能自动虫情测报灯,对诱集到的昆虫种类、数量和主要害虫的发生动态进行分析,为虫害的科学防控提供依据。
1 材料和方法
1.1 灯诱仪器
测报灯采用河南省佳多科工贸有限公司生产的佳多牌JDAO-Ⅲ型智能自动虫情测报灯,该灯利用光、电、数控技术,具有远红外自动处理虫体、接虫袋自动转换、光控开关等功能,灯管为黑光灯管,灯管功率为20 W,主波长为365 nm,灯管离地高度约1.7 m。
1.2 灯诱地点和时间
试验于2018—2022 年在位于河南省洛阳市洛龙区的洛阳农林科学院试验田(海拔129 m,112°29′31″N、34°38′27″E)进 行,试 验 田 总 面 积 约20 hm2。在试验田中间安放一台佳多智能自动虫情测报灯。灯周围无高大建筑物和树木遮挡,测报点周边种植的作物主要有小麦、玉米、花生、大豆及甘薯等,2021 年1 月测报灯周围又种植了葡萄、杏、桃、樱桃、楸树等树木。每年开灯时间为2 月1 日,试验结束时间为11月30日。
1.3 调查方法
于每年试验结束时,收集灯下诱集到的昆虫,带回实验室内进行分类、统计记录,昆虫分类标准参考《河南昆虫志 鞘翅目(一)》[10]、《蛾类图册》[11]、《农业昆虫鉴定》[12]、《河南昆虫志鳞翅目:螟蛾总科》[13]、《河南昆虫志鳞翅目:刺蛾科枯叶蛾科舟蛾科灯蛾科毒蛾科鹿蛾科》[14]、《河南昆虫志膜翅目:姬蜂科》[15]、《中国北方常见金龟子彩色图鉴》[16]、《河南农业昆虫志》[17]、《河南昆虫志 半翅目:异翅亚目》[18]。
1.4 数据处理
优势度指数采用Berger-Parker 指数(d):
d=Ni/N
式中,Ni为群落优势个体的数量,N为群落总个体数。d≥0.1 时,该物种为优势种(Dominant species,Ds);0.05≤d<0.1 时,该物种为丰盛种(Abundant species,As);0.01≤d<0.05 时,该 物 种 为 常 见 种(Frequent species,Fs);0.001≤d<0.01 时,该物种为偶见种(Occasional species,Os);d<0.001 时,该物种为罕见种(Rare species,Rs)[19]。
利用Excel 2020软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
2.1 测报灯下昆虫种群结构分析
由表1可以看出,2018—2022年5 a共诱集昆虫239 793头,分属6目22科133种。
表1 2018—2022年洛阳市测报灯下昆虫种群结构分析Tab.1 Analysis of the population structure of insects under forecast lamps in Luoyang from 2018 to 2022
5 a 共诱集害虫228 637 头,占诱虫总量的95.34%,分属于鳞翅目、鞘翅目、直翅目、半翅目等4目17 科96 种;害虫种类和数量最多的是鳞翅目昆虫,5 a共诱集鳞翅目害虫145 212头,占诱集总量的60.56%,分属于夜蛾科、螟蛾科、天蛾科、灯蛾科、卷蛾科、尺蛾科和舟蛾科,有74种;其次是鞘翅目害虫80 483 头,占诱集总量的33.56%,分属于鳃金龟科、丽金龟科、绢金龟科、叩甲科和拟步甲科,有12 种;直翅目1 616头,占诱集总量0.67%,分属于蝼蛄科、蟋蟀科和蝗科,有5种;半翅目1 326头,占诱集总量0.55%,分属于蝽科和盲蝽科,有3 种。诱集到的害虫中以鳞翅目夜蛾科害虫的种类和数量最多,达39种、133 523 头,占诱集总量的55.68%;其次是鞘翅目的丽金龟科和鳃金龟科,诱集数量分别为63 180头和13 233 头,占比分别为26.35%和5.52%;螟蛾科诱集总量9 914 头,占4.13%;其他科害虫的个体数量占比分别都不足1%。可见,洛阳市测报灯下害虫优势科为夜蛾科、丽金龟科和鳃金龟科。
5 a共诱集天敌数量为11 156头,占诱虫总量的4.66%,分属于鞘翅目、脉翅目和膜翅目等3 目5 科,共计37种。
2.2 测报灯下害虫优势度分析
从5 a 诱集总虫量优势度指数(表2)可以看出,主要农作物害虫中铜绿丽金龟、甜菜夜蛾和二点委夜蛾为优势种,劳氏黏虫和东方黏虫为丰盛种,银纹夜蛾、棉铃虫、暗黑鳃金龟、小地老虎、双委夜蛾、桃蛀螟、玉米螟、大黑鳃金龟、斜纹夜蛾、黄地老虎、灰歹夜蛾等11 种为常见种,白条银纹夜蛾、草地贪夜蛾为偶见种,烦夜蛾为罕见种。其中,优势种占15.79%,丰盛种占10.53%,常见种占57.89%,偶见种占10.53%,罕见种占5.26%。
表2 洛阳市测报灯下主要害虫的优势度指数分析Tab.2 Analysis on dominance index of main pests under forecast lights in Luoyang City
不同年份优势度指数存在差异。铜绿丽金龟、甜菜夜蛾5 a 优势度指数均≥0.1,为优势种;二点委夜蛾不同年份优势度指数存在差异,2018、2019、2020 年优势度指数≥0.1,为优势种,2021 年和2022年优势度指数≥0.05且<0.1,为丰盛种,但5 a的总优势度指数≥0.1,二点委夜蛾为优势种。因此,铜绿丽金龟、甜菜夜蛾、二点委夜蛾5 a 间在发生数量上为优势种。
劳氏黏虫在2018、2020、2022 年为丰盛种,在2019 年和2021 年为常见种,5 a 总虫量优势度指数仍为丰盛种;东方黏虫仅在2019 年为优势种,其他年份均为常见种,5 a总虫量优势度指数为丰盛种。
银纹夜蛾2020 年和2022 年为丰盛种,其他年份为常见种,5 a 总虫量优势度指数为常见种;棉铃虫2019、2020、2022 年为丰盛种,其他年份为常见种,5 a 总虫量优势度指数为常见种;暗黑鳃金龟2018 年为丰盛种,2019—2022 年4 a 为常见种,5 a总虫量优势度指数为常见种;小地老虎、双委夜蛾、桃蛀螟、玉米螟、大黑鳃金龟5 a 均为常见种;斜纹夜蛾、黄地老虎、灰歹夜蛾多数年份为常见种,个别年份为偶见种,5 a总虫量优势度指数为常见种。
草地贪夜蛾自从2019 年发生以来优势度指数均为偶见种;白条银纹夜蛾在2022 年为常见种,其他4 a为偶见种,5 a总虫量优势度指数为偶见种;观察发现,烦夜蛾从2021 年开始发生,2021 年为罕见种,2022年上升为偶见种,总优势度指数为罕见种。
白条银纹夜蛾虽然在主要农业害虫中没有报道,但诱虫灯上的数据有所增加,要引起重视,防止次要害虫上升为主要害虫;灰歹夜蛾在2019年以前数量少,2019 后数量逐年增加;烦夜蛾在2021 年以前数量少,2021 年后数量逐年增加,2022 年烦夜蛾成为部分甘薯田的主要食叶害虫。
2.3 测报灯下主要害虫的发生动态
通过对5 a 来洛阳市测报灯下主要害虫的发生期、盛虫期进行梳理整理后,汇总于表3、表4;主要害虫达到峰值的虫量和日期汇总于表5。
表3 洛阳市测报灯下主要害虫的发生期 月-日Tab.3 The occurrence period of major pests under forecast lights in Luoyang City Month-day
表4 洛阳市测报灯下主要害虫的盛虫期 月-日Tab.4 The peak period of major pests under forecast lights in Luoyang City Month-day
表5 洛阳市测报灯下主要害虫发生的峰值日和峰值Tab.5 Peak day and peak value of main pests occurrence under forecast lights in Luoyang City
2.3.1 优势种的发生消长动态
2.3.1.1 铜绿丽金龟 5 a 的数据结果表明,铜绿丽金龟成虫发生期持续90~111 d,盛虫期持续20~40 d。始见日年度间有一定差异,2018 年最早,为4月26 日,其他4 个年份在5 月上中旬,年度间最长相差23 d;终见日在8 月中下旬,年度间最长相差15 d;全年只有1 个高峰期,高峰期相对比较集中(图1)。成虫盛发期始于5 月下旬,终于6 月中下旬,年度间最长相差20 d,2018 年持续时间最短,为20 d,2021年和2022年持续时间最长,达40 d。
图1 洛阳市不同年份铜绿丽金龟的发生消长动态Fig.1 Dynamics of occurrence and decline of Anomala corpulenta in Luoyang City in different years
成虫最高峰日(峰值虫量)分别为2018 年5 月30 日(593 头/d)、2019 年6 月6 日(643 头/d)、2020 年5月31日(1 267头/d)、2021年6月1日(4 290头/d)、2022 年6 月4 日(1 379 头/d);成虫每年的最高峰日比较集中,在5 月30 日至6 月6 日之间;每年的峰值虫量差别较大,最高为2021 年,单日虫量为4 290头,最少为2018 年,单日虫量为593 头。铜绿丽金龟成虫在2021 年优势度指数和峰值较其他年份大幅度增加,是否从其他地方迁飞,有待今后监测数据的验证。
2.3.1.2 甜菜夜蛾 由图2 和表3—5 可知,甜菜夜蛾成虫始见期在3 月上中旬,终见期在10 月下旬至11月中旬,最早见蛾的日期为3月5日,最晚见蛾的日期为11 月20 日,持续时间在227~253 d。成虫盛发期持续时间在85~106 d,2018、2019、2022 年盛发期从7月上旬开始,2020、2021年盛发期从6月11日开始,2018、2019、2021、2022 年9 月下旬结束,2020年9月11日结束。
图2 洛阳市不同年份甜菜夜蛾的发生消长动态Fig.2 Dynamics of occurrence and decline of Spodoptera exigua in Luoyang City in different years
不同年份最高峰日和峰值虫量差异大,2020 年最高峰日出现最早,为7 月13 日,2019 年最高峰日出现最晚,为9 月9 日,二者相差58 d,2018、2021、2022 年出现的时间相近,分别为8 月18 日、8 月18日、8 月25 日;2022 年峰值日最高单日蛾量1 761头,其次是2021 年,最高单日蛾量340 头,2018—2020 年最高单日蛾量分别为213、243、255 头。甜菜夜蛾5 a 虫量呈上升趋势,2022 年虫量最高,达12 392头,占总虫量的38.31%。
甜菜夜蛾作为一种迁飞性害虫,近年来不仅连续多年在我国南方地区和长江流域暴发危害,河南、河北、山东、山西、陕西等地也遭受甜菜夜蛾的严重危害。特别是2022年,甜菜夜蛾在河南多地暴发成灾,由于其抗药性强,给防治带来很大困难。因此,加强甜菜夜蛾的测报,防早防小,可以有效减轻危害降低损失。
2.3.1.3 二点委夜蛾 5 a 来二点委夜蛾虫量总体呈下降趋势,前3 a为优势种,2021年和2022年降为丰盛种。最早见蛾时间为2021 年和2022 年的3 月8 日(图3),2019 年最晚,为3 月25 日;终见蛾日2018 年最早,为9 月21 日,其余4 a 时间相近,在10月8—12 日;始见蛾日与终见蛾日持续时间在184~218 d,2018 年持续时间最短,为184 d,2021 年持续时间最长,为218 d;盛发期开始日期5 a来有推迟的趋势,依次为6 月11 日、6 月15 日、6 月21 日、6 月26日和6月30日,2018年开始的早、结束的也早,持续了70 d,2020年持续时间最长,达91 d。
图3 洛阳市不同年份二点委夜蛾发生消长动态Fig.3 Dynamics of occurrence and decline of Athetis lepigone in Luoyang City in different years
不同年份二点委夜蛾成虫最高峰日出现的日期相差较大(图3),最早于7 月7 日(2019 年),最晚为8 月22 日(2022 年),前后相差46 d;峰值虫量有逐年下降趋势且峰值相差也较大,2018 年1 103 头,2021 年只有65 头,2019、2020、2022 年分别为621、301、142头。
二点委夜蛾是近年来我国夏玉米区新发生的害虫,其幼虫随着龄期的增长,食量不断加大,危害范围也逐步扩大,如不及时控制,将会严重威胁玉米生产。因此,加强对二点委夜蛾发生动态的监测,做好虫情预报或警报,可指导农民适时防治,减轻其危害损失。
2.3.2 丰盛种发生动态 劳氏黏虫和东方黏虫均为丰盛种。
2.3.2.1 劳氏黏虫 劳氏黏虫成虫始见期3 月下旬至4 月中旬(图4),其中2019 年最早,为3 月27 日,2020 年为4 月5 日,2018 年和2022 年均为4 月8 日,2021 年最晚,为4 月15 日;终见期在10 月底至11 月上中旬,2018 年最早,为10 月31 日,其次是2021 年(11 月5 日),其余3 a 日期接近,分别为11 月20 日(2019 年)、11 月19 日(2020 年)、11 月18 日(2022年);发生期持续时间204~238 d,2021 年最短,为204 d,2019年最长,为238 d,二者相差34 d。
图4 洛阳市不同年份劳氏黏虫的发生消长动态Fig.4 Dynamics of occurrence and fluctuation of Leucania loreyi in Luoyang City in different years
5 a 间劳氏黏虫盛发期始期逐渐向后推迟,2018、2019 年均为6 月6 日,2020 年为6 月21 日,2021 年为6 月25 日,2022 年推迟到7 月23 日,盛虫末期在9 月30 日至10 月18 日,盛虫期持续87~121 d。
劳氏黏虫盛虫期有多个高峰,最高峰值出现在9 月12—25 日(图4),单日虫量最大峰值是2022 年9 月25 日的516 头,单日虫量最小峰值是2020 年9月25日的80头。
2.3.2.2 东方黏虫 东方黏虫始见虫期,2020—2022 年3 a 均为3 月9 日,2018 年和2019 年分别为3月31 日和3 月24 日;终见虫期在10 月中下旬,最早是2019 年,为10 月11 日,最晚是2021 年,为10 月28 日;发生期持续201~233 d,最短是2019 年,为201 d,最长是2021 年,为233 d,二者相差32 d(图5)。盛虫期始期集中在5 月21 日至6 月1 日,结束时间在8月15 日至8 月30 日,盛虫期持续86~91 d,年度间变化小。
图5 洛阳市不同年份东方黏虫的发生消长动态Fig.5 Dynamics of occurrence and fluctuation of Mythinma separata in Luoyang City in different years
东方黏虫最高峰日年度间变化小,在每年的5月30 日至6 月8 日;年度间峰值虫量差异大,2019年最多,为1 052头,2020年最少,只有61头。
从图4、图5 来看,2 种黏虫年度间发生量差异大,东方黏虫发生期早于劳氏黏虫,前期以东方黏虫为主,后期以劳氏黏虫为主。
2.3.3 常见种发生动态 银纹夜蛾、棉铃虫、斜纹夜蛾是重要的迁飞性、常发性杂食害虫,银纹夜蛾的盛虫期主要集中在6 月下旬—9 月中旬,峰值日集中在8 月中下旬;棉铃虫盛虫期主要集中在5 月下旬—10 月上旬,峰值日为8 月17 日—9 月15 日;斜纹夜蛾盛虫期主要集中在8 月上旬—10 月中旬,峰值日为8 月19 日—9 月14 日。从优势度指数看,银纹夜蛾和棉铃虫5 a的发生数量多于斜纹夜蛾。
暗黑鳃金龟和大黑鳃金龟作为2种主要的蛴螬优势种,从优势度指数看,两者的发生数量远低于铜绿丽金龟,同时暗黑鳃金龟的发生数量远高于大黑鳃金龟,这与大黑鳃金龟雌成虫不上灯有关。暗黑鳃金龟的盛虫期在5 月下旬至7 月中旬,大黑鳃金龟盛虫期在6月中旬至7月下旬。
从小地老虎和黄地老虎2种地老虎优势度指数看,小地老虎的发生数量多于黄地老虎;二者的高峰期也有差异,小地老虎盛虫期为5 月下旬至8 月下旬,黄地老虎盛虫期6 月中旬至9 月下旬,小地老虎发生时间早于黄地老虎。
从玉米螟和桃蛀螟2种钻蛀性害虫优势度指数看,桃蛀螟的发生数量多于玉米螟,从发生时期看,玉米螟早于桃蛀螟,盛虫期年度间差异大,玉米螟盛虫期为5 月11 日至8 月31 日,桃蛀螟盛虫期为7月11日至9月25日。
2.3.4 测报灯下新发现的害虫 双委夜蛾在2012
年被发现并报道,已经成为常见种害虫;灰歹夜蛾在2019 年以前数量少,2019 年记录以来数量逐年上升;白条银纹夜蛾为偶见种,虽然在主要农业害虫中没有报道,但数量也有逐年上升趋势;草地贪夜蛾自2019 年入侵我国以来,各地严防死守,同时草地贪夜蛾成虫对灯光趋性不强,优势度指数分析为偶见种;烦夜蛾在2021 年以前数量少,2021 年后数量逐年增加,是近2 a 甘薯上重要的食叶害虫。对测报灯下新发现的这些害虫应及时进行关注,研究其发生危害规律,掌握其动态,为生产服务。
3 结论与讨论
本研究监测重点关注农田害虫,对能识别的昆虫种类进行了分别记录,因此列出的种类不能代表诱集到的所有昆虫种类。测报灯诱集害虫虫量占95.34%,天敌虫量占4.66%,其可作为一种有效的农作物害虫监测工具应用于农作物害虫监测与防治工作中。
优势度指数不能完全代表昆虫占比,与不同种类昆虫对测报灯的趋光性有关,比如大黑鳃金龟、沟金针虫只有雄虫上灯。优势度指数不是一成不变的,年度间有差异,这与诱集地域的种植结构、气候条件、防控措施等都有相关性,比如作为优势种的二点委夜蛾,3 a 为优势种,2 a 为常见种;入侵害虫草地贪夜蛾发生量逐年减少,可能与国家组织的“三区”联防、实施的“四带”布控防控措施有关;新发生害虫灰歹夜蛾发生量逐年上升,具有潜在暴发危害能力,可能与周围种植结构改变有关。
测报灯的诱虫数量年度间差异与害虫的发生量、温湿度、风力大小、周围种植结构有关。铜绿丽金龟5 a 虫量呈上升趋势,2021 年虫量最高,达31 663 头,占总虫量的50.17%,可能与周围种植结构和气候变化有关。东方黏虫和劳氏黏虫是迁飞性害虫,受气候、耕作制度和农田生态环境等多种因素变化影响[20],在2019年和2021年洛阳市局部地区暴发成灾。特别是2019 年,2 种黏虫的诱蛾量达7 816 头(东方黏虫5 897 头、劳氏黏虫1 919 头),占5 a 黏虫总量的31.73%,与2019 年春季气温较往年偏高有关,这一结论与段云等[21]对2015—2019 年河南原阳黏虫发生动态的监测结果一致。其在2021年暴发,可能与当地4月份遭受频繁的强降雨天气,造成黏虫集中降落有关。暗黑鳃金龟隔日上灯现象明显,即一天数量多,一天数量少。这一结论与陈琦等[22]对河南省漯河市黑光灯下金龟子的发生动态监测结果一致。从测报结果可以看出,近年来桃蛀螟数量趋于增加,其发生危害程度已接近玉米螟,上升为玉米害虫的优势种。大黑鳃金龟成虫具有弱趋光性,并且测报灯上诱到的大黑鳃金龟成虫都是雄虫,雌虫不上灯,具体原因有待进一步研究。因此,采用诱虫灯对大黑鳃金龟诱杀的同时应辅以其他防治措施,才能达到更好的效果。
白条银纹夜蛾近几年来在洛阳地区虫量呈上升趋势,2018—2021年4 a为偶见种,2022年上升为常见种。白条银纹夜蛾的主要寄主植物有小飞蓬、白菜、甘蓝、桃和加拿大一枝黄花,入侵杂草加拿大一枝黄花近几年在洛阳地区呈现快速扩张的趋势,白条银纹夜蛾对防控加拿大一枝黄花有重要意义[23-25]。
草地贪夜蛾2019年入侵我国,是秋粮作物的主要害虫之一[26]。由于草地贪夜蛾在最低温度0 ℃以下不能成活[27],洛阳市冬季最低气温均可达-10 ℃,因此草地贪夜蛾在当地不能越冬,这与2019—2022年4 a 来春季田间挖虫调查未发现越冬的蛹或幼虫的结果一致。草地贪夜蛾上灯较晚,通过田间调查,先发现幼虫,并且较多,但灯上诱到的成虫不多,4 a 共诱集到715 头(2019 年327 头、2020 年210头、2021年112头、2022年66头)。结合当地草地贪夜蛾田间幼虫的发生情况可以看出,草地贪夜蛾有一定的趋光现象,但趋光性不强[28]。
灰歹夜蛾是从2019 年开始新发现的害虫,4 a间虫量大幅度上升,是洛阳市新发生的一种具有潜在暴发危害能力的农业害虫。
烦夜蛾是一种取食甘薯叶片的暴食性害虫,在国内主要分布在湖南、福建、广东、广西、四川、云南等地。洛阳市2021 年首次发现烦夜蛾,2022 年烦夜蛾在洛阳甘薯种植区已普遍发生且危害严重,已成为甘薯生产上的重要害虫。烦夜蛾成虫有昼伏夜出习性,幼虫在田间分布具有群集性[29],一般在长势好、嫩绿、阴湿的薯地里虫口密度较大,幼虫17:00 以后多在叶面取食活动,建议药剂防治在17:00以后。
结合洛阳市农作物害虫种群结构和发生动态,建议在不同时期对不同害虫采取有针对性的防控手段,严密监控优势种和丰盛种,重点关注常见种和偶发种。4 月中旬至5 月中旬应加强麦田东方黏虫和劳氏黏虫的防治和春玉米苗期害虫的防治,着重关注东方黏虫、劳氏黏虫、地老虎、甜菜夜蛾等害虫的发生动态;5 月中下旬至6 月上中旬应加强地下害虫的防治,着重关注金龟子、地老虎、灰歹夜蛾等害虫的发生动态;6 月下旬至8 月中下旬害虫发生种类多、数量大,应着重关注优势害虫金龟子、黏虫、地老虎、棉铃虫、二点委夜蛾、甜菜夜蛾、银纹夜蛾等害虫的发生动态;8 月下旬至10 月下旬应着重关注玉米螟、桃蛀螟和草地贪夜蛾的发生动态,加强对玉米害虫的防治。入侵害虫草地贪夜蛾具有寄主范围广、繁殖能力强、迁飞能力强、多食危害重、防控难度大的特点[30],是重要的农业害虫,在7、8月应着重加强关注。