甘蔗生长中后期稻蛀茎夜蛾蛀孔垂直分布及抽样技术研究

罗志明 尹炯 黄应昆

摘要 2013年-2015年我们调查了甘蔗生长中后期稻蛀茎夜蛾为害形成的蛀孔，应用统计学方法对蛀孔在蔗茎上的垂直分布特征进行研究。结果表明，蛀孔在蔗茎上的垂直分布呈现单峰型分布特征，分布于蔗茎14节以下。蛀孔基本成分为个体群，个体间相互吸引，在蔗茎上呈聚集分布。应用Iwao的理论抽样数模型，计算出一定允许误差和一定种群密度下的理论抽样数。

关键词 甘蔗； 稻蛀茎夜蛾； 垂直分布； 抽样技术

中图分类号： Q 968.1

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017331

Abstract From 2013 to 2015， we surveyed the borer holes caused bySesamia inferens in the middle and later growth periods of sugarcane， and analyzed vertical distribution characteristics of borer holes in cane stalk by statistical methods. The results showed that holes in cane stalk presented single peak with vertical distribution characteristics， distributing in 1st-14th of cane stalk. Holes in cane stalk had an aggregated distribution pattern， and the basic element of vertical distribution was an individual colony in cane stalk. Individuals attracted each other and the holes were of aggregated distribution. Using Iwaos regression， we derived theoretical sampling formula with the permissible error and the population density.

Key words sugarcane； Sesamia inferens； vertical distribution； sampling technique

分布格局是昆虫种群的重要属性之一，是其在生存空间中的自然表达，由昆虫的遗传特性和生态环境条件所决定[1]。研究害虫种群分布格局不仅可以揭示害虫种群的空间结构状况，还可以准确掌握害虫种群的发生规律和数量变化特征，这对指导害虫监测预警及制定防控措施具有重要现实意义[2]。

螟虫是为害甘蔗普遍且严重的一类钻蛀性害虫[3]，主要包括稻蛀茎夜蛾（夜蛾科，旧称大螟）Sesamia inferens Walker、二点螟Chilo infuscatellus Snellen、黄螟Argyroploce schistaceana Snellen、条螟Proceras venosatus Walker、红尾白螟Tryporyza intacta Snellen和台湾稻螟Chilotraea auricilia Dudgeon等。在甘蔗整个生长期螟虫均有发生。其中，在苗期为害甘蔗生长点造成枯心苗，降低田间有效苗量；在生长中后期钻蛀蔗茎，破坏蔗茎组织，形成螟害节，感染赤腐病等，降低甘蔗产量和糖分。由于甘蔗生长周期长、植株高大、密植等，再加上螟虫种类繁多、年发生5～6代且世代重叠严重[4]，给螟虫的监测工作带来了较大难度。枯心苗和螟蛀节是螟虫在甘蔗不同生长阶段的重要螟害特征，跟踪它们的发生动态是准确掌握蔗田不同阶段螟虫种群较简便且有效的方法。通过对螟害枯心苗相关特征研究，明确了甘蔗苗期螟虫种群结构和种间关系[5]、螟虫空间分布型及发生动态[6-7]，同时还能评价不同甘蔗品种的抗螟性[8]。目前，针对甘蔗螟蛀节的研究甚少，其内容也主要局限于甘蔗品种抗性评价[9-10]和产量糖分损失[11]等几方面，而对于应用甘蔗生长中后期螟害分布来揭示螟虫发生动态的研究未见报道。

螟害蛀孔是螟虫为害蔗茎的唯一入口，其数量分布动态可直接反映受害蔗茎上的螟虫种群动态[12-13]，但受生物学特性影响，各种螟虫分布差异较大。本文以甘蔗稻蛀茎夜蛾为害蛀孔为研究对象，应用统计学方法系统分析了蛀孔在蔗茎上的垂直分布特征。

1 材料与方法

1.1 调查地点

试验设于云南省农业科学院甘蔗研究所基地（23.7°N， 103.23°E），海拔1 050 m。水田，地势平整，土壤肥力中等，排灌方便，多年来一直种植甘蔗。该地蛀食甘蔗的为稻蛀茎夜蛾，田间种群自然繁殖。调查品种为‘云蔗05-51，新植，种植行距1 m，面积500～800 m.2不等。甘蔗种植及管理按常规进行。

1.2 调查方法及数据整理

于2013年-2015年甘蔗成熟期，选择5块长势一致的新植蔗田进行稻蛀茎夜蛾蛀孔调查。5点取样法，每点连续调查10株，共调查250株。调查前先剥除甘蔗叶鞘（仅留梢部心叶），然后自下而上逐节观察稻蛀茎夜蛾蛀孔，按节间位置记录蛀孔数。甘蔗节顺序自下而上排列，即从土表开始为第1节，向上依次为第2节、第3节等。調查数据转化成100株蛀孔数，并按节位进行整理。

1.3 垂直分布型测定[1，14]

1.3.1 聚集度指标法

以年度数据为统计样本单元，分别求出各样本的平均值m、方差S.2及平均拥挤度m.*。计算扩散系数C、丛生指数I、聚集性指标m.*/m、CA指标和负二项分布K值等5个聚集度指标，分析稻蛀茎夜蛾蛀孔垂直分布型。

m.*=m+S.2m-1；C=S.2m；I=S.2m-1；

m.*/m=1+S.2m.2-1m；CA=S.2m.2-1m；K=1CA

分布型判断依据：当m.*<1、C<1、I<0、m.*/m<1、CA<0、K<0时为均匀分布；当m.*=1、C=1、I=0、m.*/m=1、CA=0、K→+∞时为随机分布；当m.*>1、C>1、I>0、m.*/m>1、CA>0、K>0时为聚集分布。

1.3.2 回归分析法

利用Iwao的m.*-m线性回归模型m.*=α+βm揭示分布特征。其中，α为分布基本成分的平均拥挤度，β为基本成分的空间分布型。当α=0时，分布的基本成分为单个个体；α>0时，个体间相互吸引，分布的基本成分是个体群；α<0时，个体间相互排斥。当β<1时，为均匀分布；β=1时，为随机分布；β>1时，为聚集分布。

利用Taylor幂指数法则lgS.2=lga+blgm测定分布格局。其中，lga=0，b=1时，为随机分布；lga>0，b=1时，为聚集分布，不具有密度依赖性；lga>0，b>1时，为聚集分布，具有密度依赖性；lga<0，b<1时，密度越高分布越均匀。

1.4 最适抽样数量的确定[14-15]

应用Iwao的理论抽样数模型确定不同密度时最适理论抽样数。

N=t.2/D.2[（α+1）/m+β-1]；

其中，N为最适理论抽样数，m为平均密度，t为一定概率保证下的正态离差值（取t=1，α、β为m.*-m回归模型中的参数），D为允许误差值，取D=0.1，0.2，0.3。

2 结果与分析

2.1 蛀孔垂直分布特征

在蛀孔分布范围内统计整理了各节蛀孔数。蛀孔在蔗茎上的垂直分布结果见图1。从图中可看出，不同年度间蛀孔在蔗茎上分布范围和基本特征较为相似。从分布范围来看，2013年蛀孔分布在1～14节，2014年和2015年均分布在1～13节。从蛀孔分布变化趋势来看，3年分布均接近单峰型变化，明显呈现出两头较低，中间高的趋势。其中，2013年最大数量分布于第7节（m=32），2014年和2015年最大数量均分布于第6节（m=42和40），且均向左右逐渐降低。从蛀孔数量来看，2014年各节数量普遍高于2013年和2015年，呈现出蛀孔数量随种群密度的增加而加大的趋势。

2.2 统计方法研究

2.2.1 数据基本特征分析

以调查范围内最低和最高蛀孔可见节为统计范围，整理分析了不同年度蛀孔在蔗茎上的分布数据，结果见表1。从表中可看出，不同年度间蛀孔分布位置基本一致，2013年分布在1～14节，2014年、2015年分布在1～13节。从平均值、最小值和最大值等统计数据来看，3年间略有不同，但基本特征相似。从分布类型来看，3年调查数据的变异系数均较大（大于15），因此蛀孔在蔗茎上分布不均。分布类型与正态分布相比较，坡度较为平缓（峰度<0），但聚集峰的偏度各有不同，其中2013年和2015年向右偏（偏度>0）、2014年向左偏（偏度<0）。

2.2.2 聚集度指标法分析

蛀孔聚集度指标见表2。从表中可以看出，2013年至2015年调查数据平均拥挤度m.*>1、扩散系数C>1、丛生指标I>0、m.*/m>1、CA>0、K>0，根据各指标判断依据，表明蛀孔在蔗茎上呈聚集分布。

2.2.3 Iwao的m.*-m回归分析法

将样本平均值m与平均拥挤度m.*进行线性回归，得出回归方程为：m.*=2.708 6+1.237 9m，相关系数r=0.987 5，相关关系为极显著。α=2.708 6>0，表明蛀孔在蔗茎上分布的基本成分是个体群，个体间相互吸引；β=1.237 9>1，表明蛀孔个体群在蔗茎上呈聚集分布。

2.2.4 Taylor幂法则

利用样本平均值m与方差S.2的对数值计算出Taylor幂法则方程：lgS.2=0.180 2+1.575 8lgm，r=0.968 8，相关关系极显著。lga=0.180 2>0，b=1.575 8>1，表明蛀孔在蔗茎上呈聚集分布，聚集程度随密度的升高而增加。

2.3 最适抽样数量的确定结果

将Iwao回归模型中的α（2.708 6）、β（1.237 9）代入理论抽样数公式N=t.2/D.2[（α+1）/m+β-1]（式中t=1）中得，N=（3.708 6/m+0.237 9）/D.2。當允许误差值D取0.1、0.2、0.3和蛀孔密度m取0.5～10时，最适理论抽样数量见表3。从表中可看出，在允许误差一致的情况下，理论抽样数量随调查蔗茎的蛀孔密度增加而减少；在密度一致的情况下，理论抽样数量随允许误差值增加而减少。如蛀孔密度为0.5，允许误差为0.1时，最适抽样数为766株；蛀孔密度为5，允许误差为0.1时，最适抽样数为98株；蛀孔密度为5，允许误差为0.3时，最适抽样数为11株。

3 小结与讨论

研究结果表明，稻蛀茎夜蛾蛀孔在蔗茎上的垂直分布呈单峰型分布特征，大量蛀孔集中于蛀孔分布区域的中间位置。从蛀孔分布特征看，个体间相互吸引，以个体群形式分布，在蔗茎上的垂直分布型呈现聚集特征，聚集程度随蛀孔密度的升高而增加，这是甘蔗生长中后期稻蛀茎夜蛾种群特征在蔗茎上的具体表现。

蛀孔是稻蛀茎夜蛾为害蔗茎的重要特征，其数量经常用来衡量甘蔗受害的严重程度[16-17]。为提供甘蔗生长中后期稻蛀茎夜蛾测报、为害调查最佳取样数量和方法，本研究采用Iwao的理论抽样数模型，推导出蔗田稻蛀茎夜蛾蛀孔不同密度下的理论抽样数公式N=（3.708 6/m+0.237 9）/D.2，并根据公式计算出一定允许误差和一定种群密度下的理论抽样数。

本研究明确了稻蛀茎夜蛾在甘蔗上蛀孔垂直分布规律，结果可为甘蔗中后期稻蛀茎夜蛾化学防治、赤眼蜂蜂卡释放和性诱剂应用等提供技术依据。

参考文献

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（责任编辑：杨明丽）