北京地区褐足角胸肖叶甲发生规律的初步研究

张 智, 王泽民, 张占龙, 谢爱婷,叶少锋, 杨建国, 杨伍群, 王福贤

(1. 北京市植物保护站, 北京 100029; 2. 北京市顺义区植保植检站, 北京 101300; 3. 北京市平谷区植保植检站, 北京 101299; 4. 天津市植保植检站, 天津 300221; 5. 北京市大兴区植保植检站, 北京 102609; 6. 北京市密云区植保植检站, 北京 101500)



北京地区褐足角胸肖叶甲发生规律的初步研究

张 智1, 王泽民2, 张占龙3, 谢爱婷1,叶少锋4, 杨建国1, 杨伍群5, 王福贤6

(1. 北京市植物保护站, 北京 100029; 2. 北京市顺义区植保植检站, 北京 101300; 3. 北京市平谷区植保植检站, 北京 101299; 4. 天津市植保植检站, 天津 300221; 5. 北京市大兴区植保植检站, 北京 102609; 6. 北京市密云区植保植检站, 北京 101500)

通过普查、系统调查、室内饲养和田间笼罩观察等方法,对褐足角胸肖叶甲在北京地区的发生为害规律开展了研究。结果表明,褐足角胸肖叶甲在全市均有分布,北部山区的虫口密度显著低于南部潮土区。在春夏玉米交错分布区,未发现褐足角胸肖叶甲取食春玉米。北京地区有红棕型和铜绿鞘型2种色型,其中红棕型占93.32%,为绝对优势色型。普查中发现该虫可取食多种植物,其中马齿苋、野艾蒿、茵陈蒿等3种杂草是寄主植物新记录。系统调查表明,北京1年仅见1代成虫,7中下旬是该虫在北京为害的关键期。调查分析显示北京地区褐足角胸肖叶甲在夏玉米田符合聚集分布特征。行为观察发现褐足角胸肖叶甲为害玉米时,喜欢从正面啃食。室内饲养和田间笼罩观察发现成虫平均寿命约为20 d。通过调查,首次证实在北京地区,褐足角胸肖叶甲以幼虫在玉米根部5～10 cm土层中越冬。本研究初步明确了褐足角胸肖叶甲在北京地区的发生规律,可促进相关预测预报技术的提升,为综合防控提供决策依据。

褐足角胸肖叶甲; 越冬; 发生规律

褐足角胸肖叶甲[Basileptafulvipes(Motschulsky)]隶属于鞘翅目肖叶甲科,是一种分布范围较广、寄主植物众多的鞘翅目昆虫,主要以成虫造成危害[1]。在我国北方，成虫可为害禾本科(谷子Setariaitalica、玉米Zeamays、高粱Sorghumbicolor等)、豆科(大豆Glycinemax、花生Arachishypogaea)、大麻科(大麻Cannabissativa)等科的多种作物,在南方主要为害菊花(Dendranthemamorifolium)、香蕉(Musanana)和油茶(Camelliaoleifera)[1-6]。

北京是最早报道褐足角胸肖叶甲可严重为害玉米的地区。2001年,仅顺义区该虫的发生面积就高达0.67万hm2,平均百株虫量31头,最高达130头,平均被害株率为31%,最高为80%[7]。继北京发现该虫为害玉米以后,2003年河北省灵寿县也发现褐足角胸肖叶甲对夏玉米造成危害。此后,褐足角胸肖叶甲在河北省石家庄、廊坊、邢台、保定等地区都有不同程度的发生与为害,且为害呈加重趋势[8-11]。成虫为害玉米时,喜欢集中在心叶内啃食叶肉,造成许多网状小孔,有时被啃食的小孔连接起来,使叶片被横向切断或呈破碎状[7,9]。

虽然褐足角胸肖叶甲在北京、河北玉米田发生为害较早,但是其越冬、产卵、发育等相关研究主要在南方香蕉种植区开展。目前,褐足角胸肖叶甲的相关研究还比较薄弱,这极大地制约了褐足角胸肖叶甲监测预警及综合防治措施的制定与实施。此外,在某些方面尚未得到统一结论,如在越冬虫态方面,有资料报道褐足角胸肖叶甲在广西以成虫聚集在隐蔽处越冬[12],但也有研究指出褐足角胸肖叶甲是以幼虫在土中越冬[5]。北京地区在首次报道玉米田褐足角胸肖叶甲严重发生以后,相关研究开展较少。考虑到北京地形复杂,春播玉米和夏播玉米混合种植等因素,测报方法和防治指导意见不能照搬他地,因此,非常有必要结合具体情况,调查其发生为害规律,以便因地制宜提出测报调查方法,为今后褐足角胸肖叶甲的防控提供决策依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

人工气候箱:宁波江南仪器厂制造,型号为RXZ-4368B,自动控制温度、湿度和光照,用于开展室内饲养。

养虫笼:规格为60 cm×35 cm×35 cm(长×宽×高),由碳纤维管和转角组装,外罩80目尼龙网罩,主要用于室内褐足角胸肖叶甲封闭饲养,观察产卵、寿命等基本生物学参数。

田间笼罩:规格为1.5 m×1 m×2.5 m(长×宽×高),由不锈钢方管制作,可拆卸组装,外罩40目尼龙网罩,主要用于定期观察褐足角胸肖叶甲的生活史,明确各虫态特征及越冬虫态。

1.2 研究地点

系统调查田位于北京顺义区木林镇贾山村(116.78°E, 40.27°N),该地往年褐足角胸肖叶甲发生较重。系统调查田块在冬小麦收获后机器贴茬播种玉米,播种时间6月18日,品种为‘纪元1号’,行距50 cm,株距30 cm。普查玉米田设置在顺义、平谷、延庆、密云、房山、大兴等区县,品种有‘郑单958’、‘联科968’、‘辽单565’等,株行距与系统调查田类似。田间笼罩安放在北京市植物保护站科技展示基地(116.61°E, 40.16°N),笼罩内玉米播期、株行距与系统调查田基本一致,品种为‘郑单958’。

1.3 研究方法

1.3.1 系统调查

为获得褐足角胸肖叶甲的种群动态规律,提出最佳防治时期,本试验从玉米苗3叶期开始,每3 d调查1次,每次调查5点,每点调查20株。由于成虫活跃善转移,田间有为害状时,未必见成虫,因此,记录指标包括有虫株数(有成虫的株数)、被害株数(有被害状的株数)和成虫数量。

1.3.2 普查

系统调查发现成虫出土5 d后,开始全市大范围普查,以确定褐足角胸肖叶甲在北京地区的分布范围、受害作物种类、各区县的发生程度等。每个参与普查的区县调查不少于5个乡镇,每个乡镇不少于10块田,且需包括当地常见农作物种类如玉米、大豆、花生、甘薯等。普查时,每田调查5点,每点调查20株,记录调查时间、地点、虫株数、被害株数和成虫数量等。调查过程中,如遇褐足角胸肖叶甲成虫为害杂草,则详细记录杂草种类及为害情况,不能识别的,田间拍照并取样至室内鉴定。

1.3.3 色型调查

褐足角胸肖叶甲体色变异较大,可分为标准型、铜绿鞘型、蓝绿型、黑红胸型、红棕型和黑足型6种色型[1,13]。为明确北京地区的常见色型,本试验选择百株虫量超过100头的地块,使用捕虫网、徒手抓取或塑料瓶反扣等手段捕获成虫,记录各种色型的数量,计算各色型的比例。

1.3.4 室内饲养观察

选择发生较重的地块,捕捉成虫装入专用的集虫网袋,带至实验室接入养虫笼,然后放置于温度28℃±0.5℃,湿度60%±5%的人工气候箱中。饲料为小喇叭口期玉米苗和带皮香蕉。玉米苗为中国农业科学院植物保护研究所害虫监测预警技术研究组种植,品种为‘郑单958’,香蕉为超市采购。饲喂玉米苗整株放入,营造田间取食心叶的环境,同时投入香蕉作为补偿食物。观察期间,每天投入1次食物,检查1次萎蔫玉米苗和成虫虫量,以明确产卵特点、寿命等生物学参数。

1.3.5 行为观察

田间选择观察目标,在确保不影响其正常活动的情况下,观察记录成虫的取食为害行为,以明确成虫的为害特征,为防治提供科学依据。

1.3.6 成虫田间分布特征调查

在选定的系统田中,采用全田均匀取样,每10 m一个取样点,每点调查20株,记录虫株率、被害株率和成虫数量等。

1.3.7 越冬调查

2014年7月中旬,玉米田褐足角胸肖叶甲成虫数量较多时,田间捕捉成虫并接入放置在北京市植物保护站科技展示基地的田间笼罩内开展越冬调查等研究内容。11月份冻土层形成以前,选择前茬作物为玉米的田块,挖土过筛,检查土中褐足角胸肖叶甲数量,确定褐足角胸肖叶甲的越冬虫态。次年3月份以后,每隔15 d对田间笼罩内幼虫发育情况进行一次检查,以最终明确褐足角胸肖叶甲的越冬虫态。越冬调查时,每次取完整玉米根1～3个,从下至上仔细剖检,以确定幼虫在根际的位置。不能确定是否为褐足角胸肖叶甲时,通过咨询专家、查询专著或结合室内饲养获得的资料进行综合判断。

1.4 数据分析

根据虫株数、被害株数和成虫数量,计算虫株率、被害株率和百株成虫数量。比较各区县发生情况的差异时,采用单因素方差分析,并采用最小显著差数法(LSD)进行多重比较。判断褐足角胸肖叶甲的分布类型时,选择扩散系数、丛生指标、CA、La/m、聚集性指标(M*/m)等指标进行检验[14]。无特殊说明,数据均以平均值±SE表示。统计分析均是在SPSS for Windows 16.0 中进行,制图在Excel 2003中完成。

2 结果与分析

2.1 分布与为害

全市农作物种植区均有褐足角胸肖叶甲分布,南部平原区发生较为普遍,虫口密度也显著高于北部山区(表1)。普查发现,春玉米田仅在地头杂草,或邻近该虫发生较重的夏玉米田的地块中零星发现一些成虫,普查未发现春玉米受害。在夏玉米种植区,褐足角胸肖叶甲呈不均匀分布,发生较为普遍的是顺义、平谷、密云和房山,大兴零星可见一些成虫。延庆春玉米田未见成虫,在地头杂草中扫网12次,捕到2头成虫。在普遍发生区,不同区域的田块间虫量差异较大,虫口密度较高的乡镇是顺义区木林镇、南彩镇,密云的河南寨镇,平谷的峪口镇、平谷镇,房山的窦店镇。上述重发区,90%的土壤类型属于潮土(土壤类型出自北京土肥信息网,http:∥www.bjtf.org/)。

2014年,北京地区见虫面积近0.67万hm2,平均有虫株率12.21%±2.25%,平谷最高，为20.29%± 5.94%,有虫株率最高地块出现在顺义,达96%。全市平均被害株率18.05%±4.74%,密云最高，为31.50%±4.11%,平谷和顺义各有1处单田最高被害株率达100%。全市平均百株虫量为(23.12±5.98)头,顺义最高，为(36.48±15.67)头,最高百株虫量也出现在顺义,为460头(表1)。有虫株率(df=82,F=2.53,P=0.02)和被害株率(df=82,F=2.53,P=0.02)在部分区县间差异显著,但百株虫量在不同区县间的差异不显著(df=82,F=1.33,P=0.25)。

表1 2014年夏玉米田褐足角胸肖叶甲发生情况1)Table 1 Occurrence of Basilepta fulvipes adults in corn fields in Beijing in 2014

1) 同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。

The different small letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.

2.2 色型

北京地区仅见红棕型和铜绿鞘型2种色型的褐足角胸肖叶甲,未发现其他色型个体。普查时,13次共捕捉褐足角胸肖叶甲747头,色型数量统计表明,以红棕型为主,占93.32%,其余为铜绿鞘型,占6.68%。两种色型所占比例在不同区县间略有差异,但夏玉米发生区红棕型个体均占绝对优势。

2.3 寄主

普查发现,褐足角胸肖叶甲在北京主要为害夏玉米,部分区县如密云和顺义发现褐足角胸肖叶甲可取食花生和大豆,在平谷区发现其可为害向日葵(Helianthusannuus)。夏玉米田边上种植向日葵时,玉米田的虫口密度和被害率都有所增加。杂草方面,在通州发现其取食葎草 (Humulusscandens),在顺义发现褐足角胸肖叶甲可取食马齿苋(Portulacaoleracea),在延庆发现其取食野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)和茵陈蒿(Artemisiacapillaris),除葎草外,其余3种为新记录的杂草寄主。

2.4 种群动态调查

2014年,系统调查表明,褐足角胸肖叶甲首次出土时间在7月5日,夏玉米生育期为7～8叶期。7月中旬是出土高峰期,7月13 日后,种群数量开始减少,8月初进入末期。种群动态分析表明,北京地区1年仅见1代成虫(图1)。

2.5 成虫空间分布特征

经过计算,6块夏玉米田中20株玉米上褐足角胸肖叶甲数量的扩散系数、丛生指标、CA、La/m、聚集性指标(M*/m)均服从聚集分布(表2),因此,褐足角胸肖叶甲在夏玉米田的分布类型为聚集分布。

图1 2014年褐足角胸肖叶甲种群动态Fig.1 Population dynamics of adult Basilepta fulvipes in Beijing of 2014

2.6 行为习性观察

成虫为害玉米时,呈群集为害特征,常常3～10头成虫聚集在一株。强光时,躲在心叶内休息或取食,光线较弱时,到嫩叶叶尖取食。成虫喜欢从叶片正面啃食,取食后,残留下表皮。成虫为害向日葵时,也呈现群集为害的特点,向日葵受害后,叶片出现小孔洞。成虫不善飞翔,遇惊吓时,大多数个体假死坠落心叶里面,一些个体飞至相邻叶片,少数个体可飞2～5 m,转移到另一株。室内观察发现,褐足角胸肖叶甲在表层土或萎蔫的玉米叶背面产卵,幼虫孵化后入土取食玉米根部。7月13日带回室内的成虫,饲养到8月初时,存活率约为60%,室内饲养条件下,大部分个体的寿命约20 d。

2.7 越冬虫态和位置

室内饲养后期,成虫全部死亡,土中枯叶下未发现存活成虫。田间笼罩内,玉米收获后, 2014年11月,第一次调查发现田间褐足角胸肖叶甲的虫态为幼虫, 2015年3月份,第二次挖土调查,也仅发现幼虫,未发现其他虫态,此后多次调查,均只发现幼虫,未发现其他虫态。褐足角胸肖叶甲在北京地区的越冬虫态为幼虫,位置在玉米根部5～10 cm的土层内。在河北、天津未翻耕的夏玉米田和翻耕后种植的冬小麦田调查时,也仅发现幼虫越冬,深度与北京基本相同。

表2 2014年北京地区玉米田褐足角胸肖叶甲成虫空间分布类型的检验结果1)Table 2 Distribution pattern of Basilepta fulvipes adult in corn fields in Beijing in 2014

1)m为平均值;s2为样本方差。

m: Mean;s2: Sample variance.

3 讨论

褐足角胸肖叶甲是一种分布范围较广的昆虫[1-2,15]。2001年,北京市植物保护站首次报道褐足角胸肖叶甲在玉米田严重发生[7]。此后,陆续有研究报道褐足角胸肖叶甲对香蕉、油茶等作物造成严重危害[4,6]。近年来,在华南香蕉和华北玉米种植区,褐足角胸肖叶甲的发生范围正逐年扩大,为害程度呈加重趋势,褐足角胸肖叶甲逐渐成为香蕉和玉米生产上的一种常见害虫[13,16]。

受积温、降水、种植习惯等因素的影响,北京北部山区的玉米种植以春玉米为主,南部平原地区既是春玉米种植区,也是冬小麦-夏玉米的轮作区。耕作方式的差异往往导致害虫发生为害的差异。褐足角胸肖叶甲的发生与为害可能会受到耕作方式的影响。全市调查发现,虽然褐足角胸肖叶甲在全市均有分布,但是不同地区的虫口密度差异较大。北部山区仅在杂草上零星发现一些成虫,南部平原潮土区夏玉米受害较重,部分田块受害率可达100%,百株虫量可达460头。调查还发现,在春夏玉米交错分布区,夏玉米严重受害时,褐足角胸肖叶甲几乎不为害春玉米。

褐足角胸肖叶甲成虫体色变异较大,可分为标准型、铜绿鞘型、蓝绿型、黑红胸型、红棕型和黑足型6种。文献记载,北京地区存在多种色型的褐足角胸肖叶甲[1,7,13]。2014年大范围普查只发现了红棕型和铜绿鞘型2种色型,其中红棕型占93.32%,为绝对优势色型。此外,普查发现了2种色型个体之间可以交配,但数量非常少。目前,尚不清楚红棕型个体占据优势的生态学意义,有关方面还有待进一步深入研究。

褐足角胸肖叶甲的寄主植物众多,除主要为害玉米、香蕉、油茶等以外,还可取食恶性杂草如葎草等[4,6-8,17]。本调查除再次验证文献报道的一些寄主之外,还新发现褐足角胸肖叶甲可取食马齿苋、野艾蒿、茵陈蒿等3种杂草。同时还初步发现,玉米和向日葵相邻种植时,两种作物的受害程度均有所加重。

受各地有效积温的限制,不同地区的褐足角胸肖叶甲发生世代数量并不相同。广西南宁1年发生5代[12],云南省河口一年发生3代[5],广东省一年发生6代[6]。田间调查发现,北京1年可见1代成虫,首次出土时间在7月5日。7月中旬是出土高峰期,7月13日后种群开始减少,8月初进入末期。根据种群动态结果,7中下旬是褐足角胸肖叶甲在北京为害的关键时期,也是开展防治的最佳时期。据文献报道,褐足角胸肖叶甲在田间呈聚集为害的特点[9,17]。通过调查计算,20株玉米苗上褐足角胸肖叶甲的扩散系数、丛生指标、CA、La/m、聚集性指标(M*/m)均服从聚集分布,因此,褐足角胸肖叶甲在夏玉米田的分布型为聚集分布。今后,开展相关普查时,要参考聚集分布昆虫的测报技术标准,采用平行线或“Z”字形抽样方法,获得更为准确的调查数据。

研究资料记载,成虫聚集为害玉米时,喜欢从叶背面啃食。本研究观察发现,褐足角胸肖叶甲为害玉米时,与为害香蕉一样[4,12],喜欢从正面啃食表皮与叶肉,残留叶背表皮,此发现为今后开展从正面喷雾防治提供了最基本的依据。通过饲养研究发现,南方香蕉种植区雌虫寿命平均为9.46 d,雄虫平均寿命为6.42 d[5]。在北京地区,经过室内饲养和田间笼罩调查,发现成虫平均寿命约为20 d,远远长于前人的研究结果。寿命的长短与所造成的损失密切相关,褐足角胸肖叶甲成虫寿命相对较长会加剧其对玉米的为害。

截至目前,各地报道的褐足角胸肖叶甲越冬虫态并不相同。研究表明,在亚热带季风气候区或热带季风气候区,褐足角胸肖叶甲可以多种虫态越冬,例如在广西南宁褐足角胸肖叶甲或以成虫群集于隐蔽处越冬[12],或以各龄幼虫在蕉地杂草下5～20 cm的土层中越冬[18],而在广东省褐足角胸肖叶甲则以老熟幼虫在土内越冬[6],在云南河口以幼虫在土室内越冬[5]。北京、天津和河北属于温带季风区,冬季气温较低。通过多次调查,在上述未翻耕的玉米田中,褐足角胸肖叶甲以幼虫在玉米根部5～10 cm的土层内越冬,夏玉米田翻耕种植冬小麦后,越冬虫态仍为幼虫,越冬位置在小麦根部,深度与未翻耕的玉米田基本相同。由于尚不清楚褐足角胸肖叶甲各虫态的抗寒能力,因此,还无法判断其他虫态在这些地区越冬的可能性。

开展褐足角胸肖叶甲发生为害规律研究,可促进相关预测预报技术的提升,为综合防控提供决策依据。当前,褐足角胸肖叶甲在北京及周边夏玉米田发生与为害呈现加重趋势[16],但其发生规律研究还比较薄弱。本项研究通过调查初步摸清了褐足角胸肖叶甲在北京地区的发生规律和生物学特性,在今后的工作中,需将褐足角胸肖叶甲发生程度与气象条件之间的关系模型化,以便定量开展相关预测预报。此外,应尽快研究防治指标,以便及时指导农民科学进行防控。

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(责任编辑：杨明丽)

Preliminary study on the occurrence ofBasileptafulvipesin Beijing

Zhang Zhi1, Wang Zemin2, Zhang Zhanlong3, Xie Aiting1,Ye Shaofeng4, Yang Jianguo1, Yang Wuqun5, Wang Fuxian6

(1. Beijing Plant Protection Station, Beijing 100029, China; 2. Plant Protection and Quarantine Station of Shunyi District, Beijing 101300, China; 3. Plant Protection and Quarantine Station of Pinggu District, Beijing 101299, China; 4. Plant Protection and Quarantine Station of Tianjin,Tianjin 300221, China; 5. Plant Protection and Quarantine Station of Daxing District,Beijing 102609, China; 6. Plant Protection Quarantine Station of Miyun District, Beijing 101500, China)

The occurrence regularity ofBasileptafulvipesin Beijing was investigated by general and systematic surveys, indoor rearing, field cage with nylon mesh. The results showed thatB.fulvipesdistributed in every suburb districts, but the population density in the north area of cinnamon soils was significantly lower than that in the south districts of fluvo-aquic soils. Among the mixed area where spring maize was planted close to summer maize fields, no damage was found on spring maize. In Beijing, allB.fulvipesadults could be divided into 2 types, one is of red-brown color, and the other is of patina color. The former color type was the dominant type, accounting for 93.32%. In fields,B.fulvipesadults could feed on not only the reported plants, but also three weed plants, includingPortulacaoleracea,ArtemisialavandulaefoliaandArtemisiacapillaris,which are the new records of the host plants of the pest. Field surveys indicated that only one generation ofB.fulvipesadults appeared in 2014 in Beijing, and generation peak time was in late July, which was the critical period of the damages ofB.fulvipesadults. Distribution pattern ofB.fulvipesadults in summer maize fields accorded with the characteristics of aggregated distribution.B.fulvipesadults preferred to gnaw on the front of the corn leaves. The indoor rearing and field cage test showed that the average longevity was about 20 d. It was the first report thatB.fulvipeslarvae overwintered in the soil with the depth of 5 to 10 cm in Beijing. The above results are not only helpful for the improvement of forecasting techniques, but also provide a decision basis for the pest integrated managements.

Basileptafulvipes; overwintering; occurrence regularity

2015-11-14

2016-01-22

北京市农业局科技新星项目(20140214，20150204)；北京市农业局粮食高产创建项目；粮食作物产业技术体系北京市创新团队项目

S 435.132

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.05.034

致 谢： 本研究得到北京市各区县植保植检站、中国农业科学院植物保护研究所害虫监测与信息技术组、河北省沧州市农业科学院植物保护研究所、河北望都县植保站、河北正定县植保站、天津蓟县植保站等单位老师们的大力支持,野生寄主鉴定时，北京市植物保护站的车晋滇研究员提供了诸多帮助，在此一并致谢。

联系方式 E-mail：zhangzhicas@126.com