赣中茶区灰茶尺蠖发生动态规律及预测模型研究

谢小群，贺望兴，杨普香，李延升，蔡海兰，彭 华，彭玉辅，李文金*

（1.江西省经济作物研究所，江西 南昌 330203；2.江西省茶叶质量与安全控制重点实验室，江西 南昌 330203）

0 引言

据统计，危害茶树的鳞翅目尺蛾科害虫有40余种，灰茶尺蠖和茶尺蠖是严重危害我国茶区的2种尺蠖害虫，同属鳞翅目（Lepidoptera）尺蛾科（Geometridae）灰尺蛾亚科（Ennominae）埃尺蛾属（Ectropis）。由于灰茶尺蠖与茶尺蠖的形态特征极其相似，形态上难以区分，因此常将两者统称为茶尺蠖。随着分子鉴定技术的发展，罗宗秀［1］研究发现，江西省浮梁县、婺源县、南昌县、遂川县等主产茶县代表茶园发生的尺蠖类均为灰茶尺蠖，前期可能误将灰茶尺蠖作为茶尺蠖来研究。灰茶尺蠖的发生具有一定的地区差异性，浙江新昌、湖北和湖南等省份或地区的灰茶尺蠖每年发生6~7代［2-4］；朱运华［5］调查发现，江西省每年发生茶尺蠖5~6代。随着灰茶尺蠖性信息素田间应用技术的研究和推广［6-8］，性信息素由于受到人为因素的影响较小，因而广受植保监测工作者青睐［9-10］。本研究利用市场上诱集效果较好的灰茶尺蠖性信息素产品监测赣中代表性茶区的灰茶尺蠖成虫量，结合观察法调查灰茶尺蠖幼虫，采用回归预测法分析预测茶尺蠖的发生情况，旨在探索茶尺蠖的发生动态规律和预测模型，为赣中茶区的内害虫防控提供科学依据。

1 研究方法

1.1 调查地点

调查茶园位于江西省赣中地区南昌市南昌县（28°22′20″N，116°0′7″E），海拔40~90 m，树高0.9~1.3 m，茶行距1.5 m。选取常规管理茶园（常规茶园）、有机管理茶园（有机茶园）和化学农药减施茶园（减药茶园）作为代表性管理茶园。常规管理茶园：常年施用化学农药防控主要病虫害，年均施用化学农药4次；有机管理茶园：每年使用杀虫灯、色板、性诱剂等物理防控措施为主，生物农药为辅；化学农药减施茶园：使用杀虫灯、色板、性诱剂、生物农药防控措施为主，应急时使用化学农药。

1.2 调查方法

1.2.1 虫口密度调查 于2017—2022年期间每年3月中旬—4月下旬由固定人员开展第1代幼虫虫口调查。每块地按平行跳跃法取30个校点，每个校点相距1 m，每隔2~3 d调查记录1次3龄幼虫及总虫口密度，3~7 d调查其他世代幼虫虫口。

1.2.2 成虫调查 于2017—2021年期间每年3—11月开展成虫调查。选择面积约6667 m2的茶园，采用灰茶尺蠖性诱剂和诱捕器，按正三角形放置诱捕器，每角放置灰茶尺蠖诱捕器1个（间距15 m），三角形角间距离约50 m，每个诱捕器与田边距离不少于5 m。诱捕器安置后，3~7 d更换1次诱虫板并统计诱虫量，每30 d更换1次诱芯。灰茶尺蠖性信息素诱芯、粘虫板、诱捕器等均采购于杭州中茶技术服务有限公司。

1.2.3 气象数据采集 采用Onset HOBO小型自动气象站采集茶园每日最高温度、最低温度、平均温度、降雨量、日照时数，以及20、40、60 cm土壤层的温度和湿度等气象数据。

1.3 数据处理与分析

采用Excel 2016软件对数据进行汇总整理。幼虫发生期综合3个代表茶园的发生情况，取3个茶园中的最早及最晚期间。旬成虫量为当旬平均每个性诱诱集到的成虫量。旬成虫羽化率为当旬成虫诱集量占当年成虫诱集总量的比例。旬成虫累积羽化率为当旬及以前累积成虫诱集量占当年诱集量的比例。预测通过SPSS 19软件采用逐步线性回归分析：临界值F显著水平P≤0.05引入变量，P＞0.1时剔除变量。用Pearson法进行相关性分析，通过相关系数来描述相关程度：|r|=0，无相关；|r|＜0.3，微弱相关；|r|=0.3~0.5，低度相关；|r|=0.5~0.8，显著相关；|r|＞0.8，高度相关；|r|=1，完全相关。

1.4 预测模型的检验

利用各年度的灰茶尺蠖发生实况资料，借鉴唐启义等［11］提出的病虫测报应验程度判定模式进行验证，从而判断组建模型的可行性。

发生期预报应验程度判定模式的计算公式为：

发生量预报应验程度判定模式的计算公式为：

式（1）~（2）中，ST、SD分别为发生期和发生量判定模式的分值；ST（SD）＜40，表明预报不准确；40≤ST（SD）＜60，表明预报比较准确；ST（SD）≥60，表明预报准确；a为预报对象常年平均值，a1为实测值，a2为预测值；δ为预报对象常年标准差，t为自预报发出至实际发生时的期距（d）。

2 结果与分析

2.1 灰茶尺蠖田间幼虫发生规律

由表1可知，2017—2021年除2020年的灰茶尺蠖幼虫在田间发生7代，其余年份均发生6代。第1代幼虫发生于3月下旬—4月下旬，1~3龄盛发期一般发生于4月中上旬；第2代幼虫集中发生于5月中下旬—6月上旬。第1代幼虫盛发期和第2代幼虫发生期较容易调查，第2代以后的虫口发生世代重叠，由于调查茶园虫口较大时，会及时防控，幼虫世代分界较清晰。因此，发生期没有调查到。根据防控时间、尺蠖的生长规律推测出第3代幼虫发生在6月下旬—7月上旬，第4代幼虫发生在8月中旬—8月底，第5代幼虫发生在9月初—9月底，第6代幼虫发生在9月中旬—10月下旬。2020年10月下旬平均气温明显高于其他年份，有少量第6代成虫发生羽化，第7代幼虫始发于11月上旬，后期由于气温下降，大部分第7代未完成全世代过程，少量幼虫存活完成全世代过程。2021年第1代和第2代幼虫呈现双峰孵化的动态，持续时间较长，后期世代因防控、气候等因素，其幼虫发生期与其他年份较为一致。

表1 2017—2021年灰茶尺蠖幼虫发生世代

2.2 灰茶尺蠖田间成虫发生规律

由图1可知，2017—2021年每年3月中旬—10月中旬，南昌不同类型茶园的灰茶尺蠖均有不同程度的成虫羽化，多数年份在10月下旬—3月上旬的成虫羽化率较低，其中4月中下旬的成虫羽化率最低。不同年份间灰茶尺蠖成虫发生的动态规律也不同。2020年明显发生7代，其他年份均发生6代。越冬代成虫羽化高峰期多发生在3月中旬，少数高峰期发生在3月下旬，第1代羽化高峰期多发生在5月中旬，若越冬代羽化高峰期为3月下旬，第1代羽化高峰期也将推后至5月下旬。第2代羽化高峰期在6月中下旬，第3代羽化盛发期在7月中下旬，第4代羽化高峰期多发生在8月中下旬，少数年份发生在8月上旬。第5代羽化盛发期在9月中下旬，2020年第6代成虫羽化高峰期发生在10月下旬。除越冬代外，其他世代的高峰期随年度变化有小范围的前移或后推。成虫羽化高峰期间即可调查到下一代幼虫。

图1 2017—2021年南昌市不同类型茶园灰茶尺蠖成虫的发生动态

不同类型茶园在不同年份及不同时期的灰茶尺蠖成虫发生量差异较大，但3种茶园同一年份间发生的动态趋势相对一致。2017—2021年3个茶园的年平均诱集总量分别为1250、1258、1325、1114、695头，2021年诱虫量明显少于其他年份。常规茶园年诱虫量波动范围最小，为1123~1620头，平均诱虫量1376头；有机茶园年诱虫量波动幅度最大，为469~1425头，平均诱虫量1058头；减药茶园的年诱虫量范围为495~1142头，平均诱虫量952头。3种茶园年诱虫量的变异系数分别为0.1719、0.3398、0.2799，常规茶园年诱虫量的波动幅度要明显小于其他2个茶园。

不同年份内3个茶园的发虫量最高时期不同。2017年3个茶园的发虫量最高时期均在5月中旬，减药茶园在当旬的诱虫量达211头。2018年常规茶园的发虫量在9月中旬达到最高，诱虫量为219头；有机茶园和减药茶园的发虫量均在7月中旬达到最高，分别为147、123头。2019年常规茶园发虫量在7月下旬达到最高，为247头，有机茶园和减药茶园的最高发虫量均在8月中旬。2020年3个茶园均在9月下旬达到年内最高发虫量，其中有机茶园诱虫量达到370头。2021年常规茶园的发虫量在5月中旬最高，诱虫量为127头；有机茶园和减药茶园均在3月中旬达到2021年内最高，分别为117、85头。在灰茶尺蠖繁殖期内，除4月和6月外，其他月份在不同茶园均存在发虫量最高峰，6—8月高峰期间距变短，说明赣中茶区气候适宜灰茶尺蠖的生长繁殖，发育历期随温度升高而呈缩短趋势，这与葛超美等［4］室内饲养的研究结果一致。

由图2可知，3个茶园的平均旬累积羽化率随着时间的推移而呈稳步上升的趋势。3个茶园的成虫累计羽化率在3月下旬均达到10%，可以判断越冬代的成虫羽化量占全年羽化量的10%左右。7月中下旬期间，全年成虫羽化量基本达到50%左右。3个茶园累积羽化率的平均变异系数分别为0.2968、0.4488、0.4529，常规茶园的旬累积羽化率在年份间的波动幅度明显小于其他2个茶园。

图2 2017—2021年不同类型茶园灰茶尺蠖平均旬累积羽化率

2.3 灰茶尺蠖第1代幼虫发生期预测

2.3.1 灰茶尺蠖第1代幼虫发生期模型建立 以第1代幼虫发生始盛期最后的日期（即4月份）为因变量，以茶园内每月的气象数据为自变量，通过SPSS 19软件进行逐步线性回归分析，得到的回归模型为：

式（3）中，Y值四舍五入取整，X为3月平均最低温度（℃）。方程的相关系数r=0.975，拟合优度R2=0.950，显著水平P=0.001，常量显著水平P=0.000，系数显著水平P=0.001。

2.3.2 灰茶尺蠖第1代幼虫发生期模型验证 将2017—2022年3月平均最低温度代入到回归模型（1）中，得到灰茶尺蠖第1代幼虫发生期的预测值a2，并将计算结果代入ST模型中检验。式（3）中常年平均值a取近6 a发生日期的平均值11.333，常年标准差δ为4.320；同时，假设3月份结束后即可预测发生期，检验式中的预测期距t即为实际值（表2）。

表2 灰茶尺蠖第1代幼虫发生期预测检验结果

由表2可知，2017—2022年的发生期预测检验值ST均介于75.52~100.00之间（ST≥60即预报准确），平均值为92.45，其中2019年和2022年的发生期预测检验值ST均为100.00，预测结果为完全准确。因此，可以判定该灰茶尺蠖第1代幼虫发生期预测模型的准确性较高。

2.4 灰茶尺蠖成虫发生量与主要气象因子的相关性分析

由表3可知，灰茶尺蠖成虫旬发生量与平均温度、光照强度、20 cm土壤温度均呈极显著正相关，成虫旬发生量与平均湿度、降雨量、20 cm土壤含水量之间均无显著相关性。成虫月发生量与平均温度和20 cm土壤温度分别呈显著和极显著正相关，与平均湿度、降雨量、光照强度、20 cm土壤含水量之间均无显著相关性。成虫年发生量除了与平均温度呈极显著负相关外，与其他因素均无显著相关性。

表3 灰茶尺蠖成虫发生量与主要气象因子的相关性分析结果

2.5 灰茶尺蠖成虫旬累积羽化率预测

2.5.1 灰茶尺蠖成虫旬累积羽化率模型的建立 以2—11月的旬（依次为1，2，3，…，30）为自变量，旬累积羽化率为因变量，通过SPSS 19软件进行逐步线性回归分析，分别得到3个茶园的旬累积羽化率回归模型（表4）。由表4可知，3个茶园的拟合优度分别为0.941、0.869、0.861，常规茶园的回归方程的拟合程度最高。3个茶园的成虫旬累积羽化率回归方程、常量和自变量系数均为极显著性水平。

表4 不同类型茶园灰茶尺蠖平均累积羽化率回归分析结果

2.5.2 灰茶尺蠖成虫旬累积羽化率预测结果的检验 将2—11月的旬代表序号回代到各茶园的回归模型中，得到各茶园灰茶尺蠖成虫旬累积羽化率的预测值a2，并将结果代入ST模型中检验。常年平均值a和常年标准差δ分别取近5 a旬累积羽化率的平均值和标准差（图2）；检验式中的预测期距t为15 d。

由表5可知，各茶园的旬累积羽化率除3月中旬、4月中旬—5月上旬为比较准确外，其他均为准确。因此，可以判定3个不同类型茶园的灰茶尺蠖成虫旬累积羽化率预测模型的准确性均较高。其中有机茶园的准确率最高，达91.67%；常规茶园次之，为87.50%；减药茶园的准确率最低，为83.33%。

表5 不同类型茶园灰茶尺蠖平均累积羽化率预测的检验结果

3 小结与讨论

3.1 灰茶尺蠖田间发生动态有明显的规律性

陈李林等［12］调查发现江西省灰茶尺蠖年发生5~6代，有预测表明江西茶区灰茶尺蠖世代发生数平均为5代，本研究发现灰茶尺蠖在赣中茶区田间发生6~7代。温度、湿度、光周期等环境因素均对昆虫的生长发育及分布范围有重要影响，其中温度是最主要的影响因素［13］。目前，全球变暖的问题逐渐加剧，灰茶尺蠖年发生世代是否受全球气候变暖的影响尚不明确。赣中茶区灰茶尺蠖越冬代成虫高峰一般发生在3月中下旬，第1代幼虫集中发生于3月下旬—4月下旬，5—9月每月发生1个世代，第1代幼虫发生始盛期与3月份的平均最低温度呈极显著负相关。如遇气温较高的10月，部分灰茶尺蠖进入第7个世代。在实际调查中还发现，江西其他茶区灰茶尺蠖的年发生世代数基本相同，赣南茶区出现灰茶尺蠖危害高峰期较赣北茶区提早10~15 d。湖北、浙江、贵州、安徽等省份均有报道灰茶尺蠖发生的具体世代，一般为5~7代［14-17］。谢殿杰等［18-19］利用1985—2014年我国不同地区605个气象站的气象数据，并结合地理信息系统按照预测的草地贪夜蛾在各地区年发生世代数对其发生区进行了划分，研究发现，草地贪夜蛾理论年平均发生世代数在0~7.41代之间，总体发生世代数随纬度和海拔的升高而减少。灰茶尺蠖在我国各茶区的年发生世代划分仍不明确，其发生世代数是否随纬度和海拔的升高而减少则有待进一步研究。

灰茶尺蠖的田间发生量与茶园小气候有关，由于赣中茶区防控均较为及时，幼虫发生量与气象因子的相关性尚未见相关报道。各阶段成虫的发生量与平均温度均呈显著相关，与湿度、降雨量、土壤含水量等因素的相关性均不显著。灰茶尺蠖的发生与茶园管理水平密切相关。宋同清等［19-20］研究表明，间作白三叶茶园的茶尺蠖数量显著低于清耕对照茶园，其茶尺蠖危害率较清耕对照茶园降低了55.7%，间作圆叶决明茶园的尺蠖类幼虫个体数显著低于自然留养杂草对照茶园。培土措施、农药、寄生性天敌、灯诱与性诱等因素也对灰茶尺蠖成幼虫动态产生影响［21-24］。本研究发现，3种茶园的灰茶尺蠖发生量有明显差异，常规管理茶园全年防控方式单一，仅使用化学防控，灰茶尺蠖发生量最大但年度变化幅度小；有机管理茶园防控方式多样，不使用化学农药的茶园发生量次之，年度间发生量变化幅度最大；化学农药减施茶园在有机管理基础上使用化学农药防控应急，发生量最少，年度间变化幅度介于其他2个茶园之间。灰茶尺蠖发生量受到茶园采摘、防控、肥培、天气等因素影响的大小还有待进一步研究。

3.2 灰茶尺蠖田间预测与防控

彭萍等［25］研究发现，3月份平均气温直接影响第1代灰茶尺蠖幼虫发生量，并建立了灰茶尺蠖第1代防控时期的回归预测模型。本研究的预测模型的准确性较高。

本研究发现，灰茶尺蠖年度内的旬累积羽化率与气象因素关系不大，与其自身繁殖特性有关，这说明赣中茶区的全年气候适宜灰茶尺蠖的周年繁殖。3个茶园的旬平均累积羽化率随着时间的推移而呈稳步上升趋势。3个茶园的成虫累积羽化率增速一致且均在3月下旬达到10%，旬累积羽化率回归模型自变量系数均为0.04，其中常规茶园的回归方程拟合效果最佳，有机茶园和减药茶园的拟合程度相当。这可能是因为有机茶园和减药茶园的人为管理因素较为复杂。通过预测结果检验发现，除3月下旬、4月中旬—5月上旬表现为比较准确外，其他均为准确。这说明3个茶园的旬累积羽化率回归模型可准确预测赣中不同类型茶园灰茶尺蠖的发生动态规律。

采用性诱法调查田间成虫具有简单、客观的优点。田间每世代成虫高峰期即可调查到3龄内幼虫，因此根据成虫调查结果便可推测出幼虫防控期。除第1代幼虫发生量调查较为准确外，其他世代的幼虫量均受到人为调查、茶园管理及防控等因素的影响而导致其调查数据连贯性较差，田间成虫发生量与下一代幼虫发生量之间的关系仍有待进一步研究。