李志强,田春晖,于凤泉,赵 旭,孙富余
(辽宁省农业科学院植物保护研究所,辽宁沈阳 110161)
辽宁省稻水象甲种群动态分析*
李志强,田春晖,于凤泉,赵 旭,孙富余
(辽宁省农业科学院植物保护研究所,辽宁沈阳 110161)
分析了辽宁省20余年来稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus种群密度数据,从田间可检出量到经济危害水平量只需几年时间,达到高密度种群数量仅需10年左右时间;之后在多数发生地区回复到经济危害水平数量上下,而在部分严重发生地区种群数量经几年下降到极低水平。根据昆虫种群波动理论并结合调查数据分析认为,严重发生地区种群迅速下降的主要原因是持续多年的高强度化学防治,天敌等因素制约其种群发展达到一定生态平衡,多数年份越冬期间的干燥气候也对越冬成虫的存活不利;而其他地区种群一直以低密度状态平稳波动是由物种在本地的生态特征所决定的。该结果预测,在持续放松化学防治现实情况下,经几年,辽宁省稻水象甲还会再次大发生。
稻水象甲;种群波动;防治压力
外来有害生物稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus自20世纪90年代初入侵辽宁以来,迅速传播蔓延成为该地常发性、危害最大的害虫而倍受关注[1]。长期调查观测表明,近10年,在部分原来发生最为严重地区其种群数量剧减到无须防治的水平,而原来发生较轻的地区则呈现出种群数量基本稳定。本研究针对稻水象甲在辽宁的种群波动状况,分析形成这样现状的原因,并预测未来该害虫的发生危害趋势。
数据来源:东港市椅圈镇,盘山县坝墙子镇,绥中县网户乡和东陵区汪家乡。1996~2016年,双数年水稻移栽后5~10 d稻水象甲种群密度调查资料。种群密度调查方法:在大片稻田中选取三块田,按平行线跳跃取样法,10样点,每点连续查3行每行10丛水稻,每田块共查300丛。仔细观察植株上及附近水面的成虫,记数。年度间田块基本保持不变,更换田块,与首次田块相距不超过1 km。
分析方法:种群波动状况及其趋势按常规分析方法用种群波动图表进行分析。根据昆虫种群波动理论,分析影响种群所有因子,以变动最大的因子作为影响种群波动的主要因子。杀虫剂应用强度分级按植物保护常规方法。
辽宁省4个代表性地区20年来的稻水象甲种群数量见图1。由图1可以看出,发生最早和危害最重的东港地区种群波动最为剧烈,发生危害较重的盘山次之,而发生危害较轻的绥中与东陵种群波动都很平稳。结合调研数据进一步详细分析,在发生危害较重的地区,从可检出量(几头/千丛水稻)到经济危害数量左右(30头/百丛),只需要5~8年时间,东港为1991~1996,盘山为1996~2004;进而到达种群高峰值时间一般只有10年左右,随之,种群数量急剧下降,并且持续下降到数量很低,甚至达到方能检出的低水平。在发生危害较轻的绥中与东陵地区,从可检出数量到经济危害数量也需要几年时间,东陵为1995~2001,绥中历时稍长,为1992~2002。这些地区的种群高峰值都不大且不太明显,而后种群数量一直维持着这一水平。
图1 辽宁省4个地区稻水象甲种群数量变动 (辽宁,1996~2016)
根据昆虫种群波动理论进行深入分析。影响种群波动的因素很多,它们共同作用形成种群波动,这些因素主要包括内因和外因。内因是不同物种的生物学特性,通常以生态对策的类型来衡量。通常r-对策型昆虫种群波动起伏较大,而K-对策型的较为平稳[2~3]。稻水象甲的年发生代数较少,繁殖力中等(产卵量只有40~50粒/雌),迁移扩散能力也不太强,群体的自然死亡率较低,虽是孤雌生殖物种,却属典型的K-对策昆虫。因此,在诸如东港、盘山等地重发生危害区其种群波动剧烈的原因不是内因决定的。
再考察影响种群波动的外因,环境条件和人为干预对农业害虫的影响最大。在影响稻水象甲的诸多环境条件中,生物环境类影响不大。据调查,稻水象甲的天敌匮乏,仅有绿僵菌、白僵菌、昆虫病原线虫等几种寄生性天敌[4~5],通过人工扩繁大剂量应用,在室内和田间有一定的防治效果[6~8],但自然条件下寄生率极低,对种群的影响不大。田外寄主虽然存在,但笔者等多次调查,也只在一些沼泽环境下查到极少量的虫源。环境条件中对稻水象甲种群影响最大的是气候条件,尤其是越冬期间的气象条件。据气象资料记载,1996~2016年20余年间,辽宁地区降水少且干燥的冬季占15年。这对其越冬存活不利,但不至于大幅度地影响种群数量。为此,人为干预是影响一些地区稻水象甲种群波动剧烈的根本原因。
耕作制度没有大规模的改变,只有农药应用强度和应用方式的变化对害虫种群波动影响最大。辽宁省稻水象甲化学防治经历如下几个阶段:一是从稻水象甲初发至1998年,主要以甲基异柳磷、三唑磷及菊酯类与有机磷类复配农药本田防治为主。二是1998~2002年,以氟虫腈苗床施药秧苗带药移栽及本田施药防治为主。三是2002~2006年,以噻虫嗪、氟虫腈苗床施药秧苗带药移栽及本田施药防治为主。四是2007年至今,以噻虫嗪、氯虫苯甲酰胺、丁烯氟虫腈苗床施药秧苗带药移栽及本田施药防治为主。按照常规农药应用强度分级评估方法,可以把辽宁省稻田杀虫剂应用强度分为0~9十个级别。0级为作物全生育期(全年)无杀虫剂应用,9级为大部分应用5次以上且至少包括1次广谱杀虫剂的情况,7~8级为应用4次,5~6级为应用3次,3~4级为应用2次,1~2级为应用1次。分别调查分析东港与盘山的情况。东港市水稻病虫害发生历来很重,稻水象甲最先入侵该地。1996年,已经有一半以上的农户使用广谱杀虫剂防治稻水象甲了。从1998~2008年,随着开发出对稻田养蟹河蟹安全养殖的杀虫剂及施用技术之后,该地水稻杀虫剂的应用强度平均达到4~5级水平,个别年份由于灰飞虱的暴发而进行强化防治,使杀虫剂的应用强度甚至达到6级7级水平,2010年以来才下降到1~3级水平。盘山地区也有类似情况,自2006年开始,盘山县的杀虫剂应用水平也达到了2~3级。并且一直持续保持这样的应用强度到至今。稻水象甲对化学农药甚至部分生物农药均敏感,连选择性杀虫剂如吡虫啉也具有60%的防治效果,生物制剂如苦参碱的防效也在50%以上。因此,持续多年高强度的杀虫剂压力对稻水象甲种群波动影响巨大。在绥中与东陵,稻田杀虫剂的应用强度长期只有1~2级水平,对种群波动的影响就小得多了。
稻水象甲的种群波动状态,前期种群建立与增长迅速,从可检测数量到经济危害数量直到高峰数量与其种群增长规律十分吻合[9~10]。根据种群增长规律与生物学特性[11],在没有外因干预的情况下,其种群波动应该保持较为平稳的高密度状态。但事实上,发生危害严重的东港与盘山等地区,出现了种群数量急剧减少,少到无须防治甚至少到难以检出的水平。排除其他因素的影响认为,多年持续高强度的杀虫剂压力,特别是对河蟹养殖安全的杀虫剂及施用技术在稻蟹种养田推广应用[12~15],控制了其肆意滋生,是形成这一状况的主要原因。在轻发生区,如绥中、东陵等地,种群增长到较高水平后,因为扩散和区域散布均匀化[16],其数量一直维持在经济危害水平量左右,保持多年平稳。至于这些地区种群数量从来没有达到如东港、盘山那样的高峰值,原因是这些地区稻田养蟹面积较少或没有,缺少稻水象甲滋生地,加之环境条件不如东港、盘山等地更适合该害虫生存,而且尚有一定的杀虫剂压力存在。辽宁东部山区河谷稻区如桓仁、新滨等地,甚至延伸到吉林省通化与白山等地[17],调研不太系统,但杀虫剂应用强度不高,稻水象甲种群数量较高,波动平稳。
稻水象甲系孤雌生殖,只要一头存在,即可繁衍建立种群[18~19],据上述结果与分析预测,一旦放松了化学防治的压力,辽宁省稻水象甲仍可以在5~8年甚至更短时间内上升到高种群水平,重新造成严重危害。
[1]赵成德,孙富余,赵文生,等.稻水象甲的发生规律与防治研究Ⅰ.稻水象甲的分布及其在辽宁疫区的发生现状[J].辽宁农业科学,1996(5):8~11.
[2]张学祖.昆虫种群生态对策[J].新疆农业科学,1986(1):12~15.
[3]徐汝梅,成新跃.昆虫种群生态学:基础与前沿[M].北京:科学出版社,2005.
[4]于凤泉,李志强,刘培斌,等.稻水象甲生物防治研究进展[J].辽宁农业科学,2003(6):19~20.
[5]张文俊,蒋明星,程家安.稻水象甲综合治理研究进展[C].中国昆虫学会2002年学术年会,2002:413~417..
[6]李晶津,钱海涛,董辉,等.昆虫病原线虫防治稻水象甲成虫的室内测定.中国生物防治,2007,19(2):188~190..
[7]孙文鹏,丛斌,董辉,等.昆虫病原线虫防治稻水象甲幼虫的研究[J].安徽农业科学,2006,59(8):1620~1621..
[8]于凤泉,田春晖,李志强,等.绿僵菌对稻水象甲的田间防治效果研究[J].辽宁农业科学,2008(6):5~8..
[9]孙富余,田春晖,赵成德,等.稻水象甲种群增长规律初探[J].生态学报,2002,22(10):1705~1708.
[10]赵成德,孙富余,田春晖,等.稻水象甲的发生规律与防治研究VII稻水象甲为害损失估计及防治指标的确定[J].辽宁农业科学,1997(5):12~16.
[11]田春晖,赵文生,孙富余,等.稻水象甲的发生规律与防治研究V稻水象甲的生物学特性研究[J].辽宁农业科学,1997(3):3~8.
[12]孙富余,于凤泉,孙文涛,等.稻蟹生态种养生产技术集成与示范技术要点[J].辽宁农业科学,2010(5):61~62.
[13]于凤泉,孙富余,李志强,等.不同药剂对养蟹稻田水稻二化螟的防治效果[J].辽宁农业科学,2013(6):63~65.
[14]刘兴远,李志强,于凤泉,等.阿克泰防治养蟹稻田水稻害虫的效果与安全性[J].辽宁农业科学,2006(2):83~84.
[15]李红.稻田养蟹施用10%醚菊酯悬浮剂安全性试验总结[J].北方水稻,2012(2):72~73.
[16]李汉一,刘建华,王春玉,等.稻水象甲迁移活动规律研究综述[J].杂交水稻,2010,25(5):5~8.
[17]周毓珩,陈振野,孙天石,等.辽宁省水稻种植区划研究[J].辽宁农业科学,1996(3):3~7.
[18]魏鸿钧,黄文琴.重要地下(检疫)害虫—稻水象甲[J].植物保护,1989,15(1):48~49.
[19]邹钦.稻象甲和稻水象甲[J].植物保护,1989,15(1):50~51.
Population Fluctuation and Its Causes of Rice Water Weevil,Lissorhoptrus oryzophilus in Liaoning Province
〛LIZhi-qiang,TIAN Chun-hui,YU Feng-quan,ZHAO Xu,SUN Fu-yu
〛(Institute of Plant Protection,Liaoning Academy of Agricultural Sciences,Shenyang,Liaoning 110161)
This papermainly analyzed the occurrence of ricewaterweevil,Lissorhoptrusoryzophiluson population density in two decades combined with the survey data.Only several yearswere requried from the detectable level to economic injury level(EIL)in the field,and ten yearswere needed to reach the highest population density;subsequently,most area fall to the EIL,but partial heavy area declined to an extremely low level.Base on the fluctation theory of insect,the principal reason of the population density decline among heavy area is under a high stress of chemical control year after year,the constraint factors such as the amount of natural enemy regulate the rice water weevil and they both reach an ecological balance;In most cases,themeet with high temperature and low humidity during adult overwintering period is adverse for the survival rate;smooth and steady fluctation in a low density status is chosen by local biological characters in some other area.In brief,we forecast that the ricewaterweevil of Liaoning Province could outbreak again in the years to come,if still under a status of sustained loose and comfortable chemical control.
Rice water weevil;Lissorhoptrus oryzophis;Population fluctuation;Pressure control
S431
B
1002-1728(2017)04-0080-03
10.3969/j.issn.1002-1728.2017.04.020
2017-07-26
李志强(1974-),副研究员,从事水稻害虫综合治理技术研究与推广工作。E-mail:lnsylzq@163.com
孙富余(1964-),男,研究员。E-mail:laassfy@163.com.