蒋显斌 黄芊 凌炎 陈玉冲 蒋婷 符诚强 黄所生 吴碧球 李成 黄凤宽 龙丽萍
摘要:【目的】了解广西稻田粘虫越冬虫态及虫源基数,为全国粘虫综合防控提供基础数据。【方法】2014~2015年,在广西南宁、柳州、桂林、北海、钦州、玉林、百色、贺州、河池等地稻田选取多个调查点,记录调查田块发现的粘虫虫态及数量,计算虫口密度。【结果】广西稻田粘虫越冬虫态有老熟幼虫和蛹,多在稻桩或稻草堆内越冬。一般虫口密度为0.30~1.10头/m2,2014年和2015年均以桂林市全州县的虫口密度最高,分别达1.98和5.30头/m2;广西粘虫越冬虫口密度表现为东部较西部高,北部较南部高。【结论】广西粘虫分布较广,一般以老熟幼虫和蛹在稻桩或稻草堆内越冬。
关键词:水稻;粘虫;调查;越冬;广西
中图分类号: S433.4;S435.112 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2016)02-0212-05
0 引言
【研究意义】粘虫[Mythimna separate(Walker)]属鳞翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae),是严重危害我国玉米、小麦和水稻三大主粮作物的重大害虫(江幸福等, 2014c),在我国除新疆外均可发生危害,可将作物叶片吃光,造成严重减产甚至绝收(江幸福等, 2014b)。昆虫越冬研究有助于深入了解昆虫生理、种群动态并预测作物受灾情况(Leather et al., 1993; Zhu et al., 2013; Knapp and Uhnava, 2014; Hu et al., 2015)。粘虫是一种典型的季节性远距离迁飞害虫(Feng et al., 2008; Jiang et al., 2011),对其越冬种群的系统调查和监测是实现粘虫区域联防联控的重要前提(江幸福等, 2014a)。广西地处我国沿海地区西南端,位于东经104°09′~112°14′,北纬20°54′~26°23′,按北纬27°的划分,广西为粘虫终年发生区,掌握广西等南方地区粘虫越冬虫源基数,对江淮流域乃至全国粘虫综合防控具有重要意义。【前人研究进展】目前已有的粘虫越冬研究报道多侧重于分析粘虫在我国北方地区越冬的可能性,如李绵春等(1965)认为粘虫不可能在吉林省越冬,之后,我国科学家提出粘虫在我国东部地区的越冬北界为北纬33°,以老熟幼蟲或蛹越冬;在北纬27°以南,冬季粘虫可在麦田继续发育,并可造成严重危害(李光博,1993)。对于粘虫在我国南方地区的越冬情况,赵圣菊(1983)的研究结果表明,华南冬季粘虫发生时期的气温、降水量、日照时数等气象因子对一代粘虫发生区越冬代蛾量影响较明显。在越冬场所方面,旷炽昌和李世才(1981)报道,粘虫在四川省凉山州主要以幼虫越冬,越冬场所主要为稻桩。江幸福等(2014b)认为广西等南方地区的冬季粘虫虫源直接决定第2年江淮流域乃至全国粘虫的发生危害程度。【本研究切入点】近40年来,广西农作物种植结构发生了较大变化。据统计,广西小麦种植面积已由1979年的10.2万ha(中国农业年鉴编辑委员会, 1981)大幅度缩减到2012年的0.15万ha(中国农业年鉴编辑委员会, 2014),目前广西水稻种植面积为205.76万ha(中国农业年鉴编辑委员会, 2014),是我国稻米生产主要省区之一。广西作物布局、耕作制度等的改变,可能导致粘虫越冬种群动态和生物学特性发生变化,这些变化直接影响翌年当地1代粘虫乃至全国粘虫的发生危害程度,但目前广西对粘虫的研究较少,关于粘虫越冬方面的研究更鲜见报道。【拟解决的关键问题】通过田间系统调查广西稻田粘虫越冬情况,明确广西稻田粘虫越冬虫态,掌握广西稻田粘虫越冬虫源基数,为稻田粘虫防控提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 调查时间与地点
2014年3月17~26日,在广西南宁、柳州、桂林、钦州、百色等地稻田共选取9个调查点;2015年1月24日~
2月26日,在广西南宁、柳州、桂林、北海、钦州、玉林、百色、贺州、河池等地稻田共选取13个调查点。
1. 2 调查方法
广西冬季种植的禾本科大田作物主要有甘蔗,个别地区有少量小麦。初步调查发现,稻田调查到的粘虫数量远大于玉米地和甘蔗地,而广西冬季稻田中的生物残渣主要为稻桩和稻草堆,且稻田粘虫的越冬场所也以稻桩为主,故本研究以稻桩剥查作为调查方法,主要选取未被水淹、未翻耕、无冬种作物的水稻大田作为调查点。2014年每个调查点随机选择5个田块,每个田块5点取样,每个样点连续调查4 m2,即每个调查点调查100 m2,在取样点拔起稻桩后就地仔细剥查稻桩,记录田间发现的粘虫虫态及数量;2015年每个调查点随机选择3个田块,每个田块5点取样,每个样点连续调查20株稻桩,即每个调查点调查300株稻桩(10 m2),在取样点拔起稻桩后以样点为单位分别放入取样袋,带回实验室后仔细剥查稻桩,记录调查田块发现的粘虫虫态及数量。汇总计算虫口密度。
2 结果与分析
2. 1 广西稻田粘虫越冬虫态
广西稻田粘虫以老熟幼虫(图1)和蛹(图2)越冬,越冬场所一般为稻桩或稻草堆。2014年有66.7%的调查点发现粘虫的幼虫或蛹(表1),桂林、柳州等地幼虫比例较大,南宁、钦州等地则以蛹为主。2015年有3个调查点未发现粘虫,其余调查点均发现有粘虫幼虫,但调查时尚未发现粘虫蛹(表1)。将采集到的粘虫带回室内羽化成虫后,经鉴定有东方粘虫[Mythimna separate(Walker)]和劳氏粘虫(Leucania loreyi Duponchel),但羽化成虫数据不完整,故未对此数据进行统计分析。
2. 2 广西稻田粘虫越冬虫口密度
广西稻田粘虫越冬调查结果(表1)显示,大部分调查田块的粘虫虫口密度不高,2014年,80%以上的调查田块粘虫越冬虫口密度低于0.50头/m2;2015年,75%的调查田块粘虫越冬虫口密度低于2.00头/m2。广西稻田粘虫越冬虫口密度一般为0.30~1.10头/m2,2015年桂林市全州县和永福县的虫口密度最高,分别达5.30和5.00头/m2;2014年也以桂林市全州县的虫口密度最高,达1.98头/m2。本研究结果初步显示,广西粘虫越冬虫口密度表现为东部较西部高(图3),北部较南部高(图4),其中以地处广西东北部的桂北地区虫口密度最高。
3 讨论
本研究通过田间系统调查,基本明确了广西稻田粘虫的越冬虫态为老熟幼虫和蛹,越冬场所一般为稻桩或稻草堆;大部分调查田块的粘虫虫口密度不高,一般密度为0.30~1.10头/m2。本研究结果初步显示,广西粘虫越冬虫口密度表现为北部较南部高,东部较西部高,其中以地处广西东北部的桂北地区虫口密度最高,但是否各年发生情况均符合此规律还需后续研究证实。至于是什么原因导致广西稻田粘虫越冬虫量的地区间差异,则需从地理位置、生态环境条件、气象因子、耕作制度、栽培方法等多个方面进行分析研究,是否“桂东北离粘虫迁出地更近,因而迁入蛾量较大,且该区已具备粘虫冬季发生危害条件,迁出虫量少于广西其他地区,导致越冬虫量较高”?对广西粘虫的迁飞动态进行研究,也许能找出上述问题的答案。在2014年的调查中,超过半数的调查点发现了粘虫蛹,而在2015年的调查中没有发现蛹,其原因可能与调查时间有关,建议在广西设立粘虫监测站,定时定点调查我区粘虫越冬及常年发生情况。另外,由于越冬生境的严重斑块化,局部区域调查得到的虫口基数尚难以推测出大区域越冬虫源的总体密度(罗举等, 2013),需要在今后的調查研究工作中不断加以补充和完善,方可对广西稻田粘虫越冬总体情况进行精确判断。
影响粘虫越冬的因素很多,温度、湿度等气象因子均是重要影响因素(Leather et al., 1993),但对于广西等粘虫终年发生区来说,食料条件改变带来的影响也不容忽视。20世纪80年代以前,粘虫主要危害小麦,其中一个重要原因是南方和江淮流域1代粘虫发生区小麦的种植面积较大,80年代后南方地区极大地压低了冬小麦种植面积,小麦粘虫发生面积也呈下降趋势(江幸福等, 2014c)。如广西经种植结构调整后,小麦种植面积已大幅缩减,2012年全区仅有0.15万ha(中国农业年鉴编辑委员会, 2014),仅为1979年的1/68(中国农业年鉴编辑委员会, 1981)。小麦这一冬季作物的消减,可能导致广西作为粘虫终年发生区的粘虫冬季发生情况发生较大改变,没有了小麦这一食物来源后,冬季粘虫在广西的食料条件大为恶化,且广西冬天不少稻田连禾本科杂草也不多见,部分田里仅有已经枯死的稻桩,少有绿色植物,缺乏继续取食为害的条件,在这样的生态环境下,粘虫可能表现为静止状态,行为呆滞,生长发育受阻或可能已进入休眠状态(Leather et al., 1993)。甘蔗是我国主要糖料作物,也是一种禾本科植物,能被粘虫取食为害。广西甘蔗种植面积和总产量均居全国第一,2012年全区甘蔗播种面积为112.8万ha,冬天仍有宿根蔗和秋植蔗在蔗田生长,但初步调查未发现广西冬季蔗田有粘虫取食为害,冬季广西蔗田是否有粘虫危害还需进一步调查研究。此外,由于越冬幼虫能否正常化蛹、越冬蛹能否正常羽化、是否被寄生等情况均是广西粘虫越冬后虫源基数的重要因素,也需要进一步研究明确。由于粘虫有可能在今后相当长的时间内在我国较大程度地发生危害(江幸福等, 2014c),在农田生态系统发生新变化的情况下,急需加强广西等南方地区对越冬粘虫虫源的监测,明确粘虫在广西的越冬规律,并积极探索越冬种群数量控制措施(Kucharik et al., 2013; Zhao et al., 2013),以期在全国粘虫综合防控中发挥更大作用。
4 结论
通过2014~2015年多点调查发现,广西稻田粘虫以老熟幼虫和蛹在稻桩或稻草堆内越冬;广西冬季稻田粘虫分布较广,越冬粘虫虫口密度表现为东部较西部高,北部较南部高。今后需进一步加强广西稻田粘虫监测工作,为全国粘虫综合防控提供基础数据。
参考文献:
江幸福, 姜玉英, 张蕾, 程云霞, 罗礼智. 2014a. 粘虫越冬迁飞与危害的调查及监测技术[J]. 应用昆虫学报, 51(4): 1114-1119.
Jiang X F, Jiang Y Y, Zhang L, Cheng Y X, Luo L Z. 2014a. Investigation and monitoring of overwintering and migrant populations, and the larval occurrence of the oriental armyworm, Mythimna separata (Walker)[J]. Chinese Journal of Applied Entomology, 51(4): 1114-1119.
江幸福,张蕾, 程云霞, 罗礼智. 2014b. 我国粘虫研究现状及发展趋势[J]. 应用昆虫学报, 51(4): 881-889.
Jiang X F, Zhang L, Cheng Y X, Luo L Z. 2014b. Current status and trends in research on the oriental armyworm, Mythimna separata(Walker) in China[J]. Chinese Journal of Applied Entomology, 51(4): 881-889.
江幸福,张蕾,程云霞,罗礼智. 2014c. 我国粘虫发生危害新特点及趋势分析[J]. 应用昆虫学报, 51(6): 1444-1449.
Jiang X F, Zhang L, Cheng Y X, Luo L Z. 2014c. Novel features, occurrence trends and economic impact of the oriental armyworm, Mythimna separata (Walker) in China[J]. Chinese Journal of Applied Entomology, 51(6): 1444-1449.
旷昌炽, 李世才. 1981. 凉山州粘虫大发生世代(二代)虫源初步探讨[J]. 植物保护学报, 8(3): 197-202.
Kuang C C, Li S C. 1981. A preliminary study on the high appearing resource of the second generation of the armyworm in Liangshan region[J]. Acta Phytophylacica Sinica, 8(3): 197-202.
李光博. 1993. 我国粘虫研究概况及主要进展[J]. 植物保护, 19(4): 2-4.
Li G B. 1993. Research review and advances on oriental armyworm, Mythimna separata(Walker) in China[J]. Plant Protection, 19(4): 2-4.
李绵春, 陈瑞鹿, 刘增义, 庐兆先. 1965. 吉林省粘虫猖獗世代发生虫源的研究——Ⅰ.發生虫源的探讨和越冬问题研究[J]. 昆虫学报, 14(1): 21-31.
Li M C, Chen R L, Liu Z Y, Lu Z X. 1965. Study on the source of the early spring generation of the armyworm, Leucania separata Walker, in Kirin province——Ⅰ. stu-
dies on the hibernation and problems of the source[J]. Acta Entomologica Sinica, 14(1): 21-31.
罗举, 刘宇, 龚一飞, 程遐年, 傅强, 胡高. 2013. 我国水稻“两迁”害虫越冬情况调查[J]. 应用昆虫学报, 50(1): 253-260.
Luo J, Liu Y, Gong Y F, Cheng X N, Fu Q, Hu G. 2013. Investigation of the overwintering of three species of rice pest, Nilaparvata lugens, Sogatella furcifera and Cnaphalocrocis medinalis in China[J]. Chinese Journal of Applied Entomology, 50(1): 253-260.
赵圣菊. 1983. 用气象因子组建一代粘虫发生区越冬代蛾量及迁入期的长期预测模式初探[J]. 生态学报, 3(4): 377-382.
Zhao S J. 1983. Preliminary modelling of longterm prediction of the number and immigrating period of armyworm in the first generation region by the meteorological predictor[J]. Acta Ecologica Sinica, 3(4): 377-382.
中国农业年鉴编辑委员会. 1981. 中国农业年鉴1980[M]. 北京: 中国农业出版社.
Editorial Board of China Agriculture Yearbook. 1981. China Agriculture Yearbook 1980[M]. Beijing: China Agriculture Press.
中国农业年鉴编辑委员会. 2014. 中国农业年鉴2013[M]. 北京: 中国农业出版社.
Editorial Board of China Agriculture Yearbook. 2014. China Agriculture Yearbook 2013[M]. Beijing: China Agriculture Press.
Feng H Q, Zhao X C, Wu X F, Wu B, Wu K M, Cheng D F, Guo Y Y. 2008. Autumn migration of Mythimna separata(Lepidoptera: Noctuidae) over the Bohai Sea in northern China[J]. Environmental Entomology, 37(3): 774-781.
Hu S J, Fu D Y, Han Z L, Ye H. 2015. Density, Demography, and Influential Environmental Factors on Overwintering Populations of Sogatella furcifera (Hemiptera: Delphacidae) in Southern Yunnan, China[J]. Journal of Insect Science, 15(1): 1-6.
Jiang X F, Luo L Z, Zhang L, Sappington T W, Hu Y. 2011 Regulation of migration in Mythimna separata(Walker) in China: a review integrating environmental, physiological, hormonal, genetic, and molecular factors[J]. Environmental Entomology, 40(3): 516-533.
Knapp M, Uhnava K. 2014. Body size and nutrition intake effects on fecundity and overwintering success in Anchomenus dorsalis(Coleoptera: Carabidae)[J]. Journal of Insect Science, 14(240): 1-6.
Kucharik C J, Vanloocke A, Lenters J D, Motew M M. 2013. Miscanthus establishment and overwintering in the Midwest USA: a regional modeling study of crop residue management on critical minimum soil temperatures[J]. Plos One, 8(7): e68847.
Leather S R, Walters K F A, Bale J S. 1993. The Ecology of Insect Overwintering[M]. Cambridge: Cambridge University.
Zhao N N, Zhang H, Zhang X C, Luan X B, Zhou C, Liu Q Z, Shi W P, Liu Z L. 2013. Evaluation of acute toxicity of essential oil of garlic(Allium sativum) and its selected major constituent compounds against overwintering Cacopsylla chinensis(Hemiptera: Psyllidae)[J]. Journal of Economic Entomology, 106(3): 1349-1354.
Zhu D H, Cui S S, Fan Y S, Liu Z. 2013. Adaptive strategies of overwintering adults: reproductive diapause and mating behavior in a grasshopper, Stenocatantops splendens(Orthoptera: Catantopidae)[J]. Insect Science, 20(2): 235-244.
(責任编辑 麻小燕)