陆春显,赵 岩
(1 河南省南阳市内乡县植保植检站,474350)(2 中国农业大学植物保护学院)
实蝇隶属于双翅目实蝇科,主要分布于亚洲热带、亚热带和暖温带以及澳大利亚和南太平洋地区,少数种类分布于非洲南部和夏威夷群岛[1-2]。实蝇种类多,分布广,绝大多数种类为水果和蔬菜作物害虫[3-5]。实蝇中有国际上重要的检疫性害虫,会造成流行区内果蔬类作物的大幅度减产;一旦随寄主传入适生条件优越的非疫区后,就有随时暴发灾害的可能,从而带来重大经济损失[6]。近年来,随着全球气候变暖及国内果蔬大范围交互调运,实蝇害虫在我国发生程度不断加重并呈扩大蔓延的趋势,对果蔬类作物的生产构成严重威胁。
河南省是我国农业大省,是许多水果蔬菜的重要产区,实蝇的危害也非常严重。围绕河南省实蝇的发生与为害特征已有部分研究报道[7-13],然而这些研究大部分只分析了实蝇发生的种群动态,对实蝇种群数量与不同气候因子及其他因子的相关关系分析较少。河南省南阳市内乡县大桥乡杨沟村柑橘种植面积近万亩,柑橘是当地农民致富的主要经济来源,但实蝇危害逐渐加重。内乡县实蝇害虫种类主要为橘小实蝇(Bactrocera dorsalisHendel)、南亚果实蝇(Zeugodacus tauWalker)和具条实蝇(Z.scutellataHendel)。这3 种实蝇的寄主范围非常广泛,橘小实蝇可为害柑橘、番石榴、杨桃、芒果、香蕉、茄子、辣椒、瓜类等40 多科250 多种水果和蔬菜;南亚果实蝇可为害16 科80 余种植物,主要嗜食植物集中在甜瓜属、南瓜属、丝瓜属、冬瓜属和苦瓜属等蔬菜作物;但国内外有关具条实蝇寄主种类一直缺乏系统统计,至今关于具条实蝇寄主为茄科植物和某些瓜类的果实抑或葫芦科植物的花朵尚无确切结论[14-16]。橘小实蝇和南亚果实蝇的为害方式均主要为雌成虫产卵于果实中,卵孵化为幼虫取食果肉,使果实腐烂、掉落,轻者降低果实的品质和产量,重者造成绝收,给农业生产带来了巨大的损失。通常认为,寄主果实是具条实蝇产卵及幼虫生长的主要部位[13],但也有研究发现其喜好在瓜类花朵上产卵[1]。
为明确当前气候和农业种植背景条件下内乡县重要经济作物实蝇害虫的主要发生种类和发生动态,我们对2016—2018 年连续3 年的诱集数据进行了整理分析,并对影响实蝇种群数量变动的因素进行了分析,为及时掌握实蝇在当地的发生、危害情况并采取有针对性的防治措施提供理论依据。
橘小实蝇性诱剂为诱蝇醚(Methyleugenol,Me),南亚果实蝇和具条实蝇性诱剂为诱蝇酮(Cuelure,Cue),2 种试剂均购自华恒天然生物制品厂。诱捕器采用国际标准塑料Steiner 式诱芯,诱芯以棉花为载体。
(1)诱集方法。Me 或Cue 与含有酒精的马拉硫磷(75%马拉硫磷与93.75%酒精的体积比为1∶5)按1∶1 比例混合均匀后,滴在诱捕器内的棉芯中,30 d 更换1 次诱芯。诱捕器悬挂高度1.5~2.0 m(视作物情况而定),诱捕器间距不少于50 m[17]。监测期间每7 d 调查1 次,收集诱捕器中的实蝇,带回当地植保站,鉴定种类并计数[18]。监测时间为2016—2018 年每年的5 月初至11 月中旬。
(2)诱集地点。选择瓜类及柑橘种植相对集中的内乡县赵店乡岗堤村(111.84°E,33.13°N)、灌涨镇天池村(111.95°E,33.04°N)作为南亚果实蝇和具条实蝇监测点,大桥乡杨沟村(111.84°E,33.00°N)作为橘小实蝇和具条实蝇监测点,每个监测点设3 个诱集点,每个诱集点悬挂1 个诱捕器。
将年份(X1)、日期(X2)以及内乡县平均气温(X3)、平均最高气温(X4)、平均最低气温(X5)、平均年降水量(X6)、平均日照时数(X7)及5 cm地温(X8)与3 种实蝇诱集数量进行相关性分析及主成分分析。不同影响因子与实蝇发生动态之间的相关性、主成分分析通过IBM SPSS Statistics 25 完成,绘图通过Origin 8.5 完成。
温度和降水量等气象资料来自河南省南阳市内乡县气象局。
2016—2018 年3 年共诱捕到橘小实蝇、南亚果实蝇和具条实蝇共58 134 头。其中,具条实蝇数目最多,为37 369 头,占调查总数的64.28%;南亚果实蝇11 502 头,占19.79%;橘小实蝇9 263 头,占15.93%。
2016 年,3 种实蝇均于7 月13 日开始出现,橘小实蝇的诱捕盛期为9 月初至10 月底,10 月11日达到最高峰;南亚果实蝇的诱捕盛期为8 月初至10 月底,10 月11 日达到最高峰;具条实蝇的诱捕盛期为7 月下旬至9 月下旬,9 月3 日达到最高峰。10 月11 日还可诱集到极少量具条实蝇,以后没有诱集到,橘小实蝇和南亚果实蝇在11 月中下旬才逐渐没有。具条实蝇的诱集数目远高于另外2 种实蝇,在诱集盛期可达到4 600 余头,南亚果实蝇诱集数次之,橘小实蝇诱集数最少(图1-A)。
2017 年,橘小实蝇、南亚果实蝇和具条实蝇分别于8 月7 日、6 月26 日和6 月26 日出现;诱捕盛期分别为8 月下旬至10 月底、8 月上旬至10 月底、7 月下旬至9 月下旬,分别于9 月8 日、8 月23 日和8 月7 日达到诱集最高峰,具条实蝇在10月中旬还可诱集到极少量,之后没有诱集到,其他2 种实蝇在11 月中下旬才逐渐没有。具条实蝇诱集数目仍最高,南亚果实蝇次之,橘小实蝇最少(图1-B)。
2018 年,橘小实蝇于7 月19 日出现,8 月中旬至10 月底为诱捕盛期,9 月6 日达到诱捕最高峰,11 月中旬逐渐诱捕不到;南亚果实蝇于7 月26 日开始诱捕到,8 月底至10 月中旬为诱捕盛期,9 月27 日达到诱捕最高峰,10 月下旬逐渐没有;具条实蝇于7 月1 日开始诱捕到,诱集盛期为7 月中下旬至9 月初,8 月9 日达到最高峰,10 月下旬逐渐诱捕不到。仍以具条实蝇诱集数目最高,南亚果实蝇降为诱集数目最低,橘小实蝇的诱集数目明显增长(图1-C)。
图1 2016—2018 年河南内乡重要经济作物实蝇发生动态
2.2.1种群数量与有关因子的相关性
相关性分析结果表明,橘小实蝇种群动态与年份、日期、平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm 地温均呈正相关关系,相关性为极显著(表1)。南亚果实蝇种群动态与日期、平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm 地温均呈正相关关系,相关性为极显著(表2)。具条实蝇种群动态与日期、平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm 地温均呈正相关关系,相关性为极显著(表3),这些说明这3 种重要经济作物实蝇种群数量的变化与这些影响因子有密切关系。
表1 河南内乡橘小实蝇种群动态与有关因子的相关性
2.2.2影响实蝇种群数量变动因子的主成分分析
根据相关性分析结果对3 种实蝇的重要影响因子进一步进行主成分分析。橘小实蝇,对年份(X1)、日期(X2)、平均气温(X3)、平均最高气温(X4)、平均最低气温(X5)和5 cm 地温(X8)这6 个影响因子进行分析的结果显示,第1 个主成分的特征值为4.110,贡献率为68.499%,为最主要的成分。根据主成分1 在各影响因子变量上的载荷,发现平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm 地温的载荷数值较大,可认为这4 个气候因子综合作用对橘小实蝇害虫发生的影响最大。
表2 河南内乡南亚果实蝇种群动态与有关因子的相关性
表3 河南内乡具条实蝇种群动态与有关因子的相关性
南亚果实蝇,对日期(X2)、平均气温(X3)、平均最高气温(X4)、平均最低气温(X5)和5 cm地温(X8)这5 个因子进行分析发现,第1 个主成分为最主要的成分,其特征值为4.108,贡献率为82.165%,根据主成分1 在各影响因子变量上的载荷,发现平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm地温这4个气候因子综合作用对南亚果实蝇害虫发生的影响最大。
具条实蝇,对日期(X2)、平均气温(X3)、平均最高气温(X4)、平均最低气温(X5)和5 cm 地温(X8)这5 个影响因子进行主成分分析发现,第1 个主成分的特征值为4.349,贡献率为72.486%,根据主成分1 在各影响因子变量上的载荷,同样是平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm 地温这4 个气候因子综合作用对具条实蝇害虫发生的影响最大。
因此,影响3 种实蝇在河南内乡种群发生量的关键影响因子为:平均气温(X3)、平均最高气温(X4)、平均最低气温(X5)和5 cm 地温(X8),可以作为气象因子选择的综合指标来分析河南内乡重要经济实蝇种群变化规律。分析这4 个气候因子(x)与3 种实蝇诱捕量(y)的关系,拟合得到以下关系(图2):
平均气温:y=24.18+7.21E-4x+1.28E-7x2
平均最高气温:y=29.28+5.34E-4x+1.96E-7x2
平均最低气温:y=20.08+0.00104x+2.13x2
5 cm 地温:y=27.66+5.97 E-4x+2.62E-7x2
图2 2016—2018 年河南内乡重要经济作物实蝇诱捕量与气候因子关系
河南省内乡县地处黄河中下游,分属长、淮、汉三大水系,属北亚地带与暖温带过渡型气候,其西北、北面环山,对夏秋北上的潮湿气流和冬季南下的冷气起屏障作用,故其境内较省内其他平原地区年平均气温略高,年平均湿度较大[19-20]。因此适宜的气候为果实蝇在当地的发生提供了有利的条件。同时该地处于豫鄂陕边界交汇处,也为果实蝇的迁飞、传播带来严重的威胁。
本研究针对河南省南阳市内乡县橘小实蝇、南亚果实蝇及具条实蝇的种群动态及可能的影响因子进行了研究。诱集结果表明,具条实蝇诱集量最高,是内乡县的优势实蝇物种,强于其他2 种实蝇,但橘小实蝇的诱集数目有逐年上升的趋势。3 种实蝇在整个调查期间的种群数量动态变化呈明显的单峰型,因此推测3 种实蝇在当地1 年发生1 代,这也与前人的研究一致[13,21-22]。具条实蝇发生高峰期出现在每年7 月中下旬至9 月底,正值当地气温最高、降水量相对集中、光照时间较长的一段时间;其他2 种实蝇发生盛期与之呈现明显的错峰现象,基本为8 月中下旬至10 月底。本研究中诱集的橘小实蝇主要来自大桥乡杨沟村的柑橘种植基地,该时期与当地的柑橘成熟期基本一致,由此可见寄主的生长和成熟期也是影响果实蝇种群发生期的关键因素之一。
相关研究表明,温度、湿度、光照对实蝇的发育有一定影响,温度直接或间接地通过对实蝇发育率、死亡率和生育力来影响实蝇种群数量,湿度对实蝇成虫羽化有影响,而中长期光照对实蝇的种群增殖有利[23-24]。对此,我们也针对内乡县的主要气候因子:平均气温、平均最高气温、平均最低气温、平均年降水量、平均日照时数、5 cm 地温,以及年份、日期对种群动态影响进行相关性分析和主成分分析。分析结果表明,气象要素是影响橘小实蝇种群消长规律的主要因素,尤其是温度。平均气温、平均最高气温、平均最低气温和5 cm 地温这4 个气候因子是影响内乡县3 种果实蝇发生的关键气候因子,而且均与实蝇的发生呈正相关,这与前人研究结果相一致[25-29]。温度升高有利于实蝇越冬虫发育的提早,并加快虫体发育速度[30];同时温度也可通过影响寄主的发育成熟期而对实蝇发生盛期和高峰期产生决定性影响。内乡县7—8 月的气温较高,最低气温和最高气温相差不大,平均气温稳定,相对湿度较高,该期间的温度和湿度都比较适合实蝇的生长发育繁殖,所以造成实蝇种群在这个季节大发生。除此之外,我们还研究了年份和日期对果实蝇发生的影响,结果表明日期对3 种实蝇的发生也是关键影响因子,年份是橘小实蝇发生的关键影响因子。分析认为,日期反映了寄主的生长与成熟期,9—10 月是橘小实蝇当地主要寄主柑橘的成熟季节,因此发生量较大。同时,3 年来内乡县的柑橘种植面积逐渐扩大,橘小实蝇的发生也愈加严重。但橘小实蝇是否能在当地定殖还需后续进一步研究。
该研究以内乡县为代表首次开展了河南省南阳市橘小实蝇、南亚果实蝇及具条实蝇3 种重要果实蝇的周年发生动态研究,明确了其发生特点、主要发生时期,并分析了可能的关键影响因子,这为南阳市乃至整个河南省的蔬菜瓜果等重要经济作物的实蝇害虫防控提供了理论依据。