齐国君,钟文东2,陈 婷,石庆型,陈 洁,黄德超2,张振飞
(1.广东省农业科学院植物保护研究所/农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广东省植物保护新技术重点实验室,广州 510640;2.广东省农业有害生物预警防控中心,广州 510500)
草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda(J.E.Smith)是联合国粮农组织全球预警的重大跨境迁飞性害虫(FAO,2018),已在美洲、非洲、亚洲及大洋洲等100多个国家快速扩张蔓延(Sparks,1979;Goergenetal.,2016;Sharanabasappaetal.,2018;Maetal.,2019;Lietal.,2019;Qietal.,2021),并对全球农业及粮食生产构成严重威胁(Dayetal.,2017;Stokstad,2017;Earlyetal.,2018)。2019年1月,草地贪夜蛾首次入侵我国云南省,凭借极强的远距离迁飞能力在全国快速蔓延为害(姜玉英等,2019;Lietal.,2019;Wangetal.,2019;陈辉等,2020),成为我国玉米上重大突发性、暴食性害虫,被农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》,并构成对国家粮食生产安全的长期性威胁(吴孔明,2020)。
草地贪夜蛾起源于美洲热带和亚热带地区,无滞育现象,每年通过南北往返迁飞以躲避夏季高温、冬季低温以及食料缺乏等不良环境(Luginbill,1928;Sparks,1979)。草地贪夜蛾在我国大部分地区无法越冬存活(陈辉等,2020),仅在热带和温暖的亚热带地区周年繁殖(吴孔明,2020),周年繁殖区域主要分布在云南(赵雪晴等,2021)、广东(齐国君等,2020)、海南(卢辉等,2021)、四川、广西、福建(邱良妙等,2020)、贵州7省1月份平均温度10℃等温线以南地区(姜玉英等,2021;Yangetal.,2021)。草地贪夜蛾最喜食玉米(姜玉英等,2019),其周年繁殖区范围也与冬玉米种植区域密切相关,云南、广东、海南冬玉米种植面积较大,占全国冬玉米种植面积80%以上,是草地贪夜蛾重要的周年繁殖区(姜玉英等,2021)。云南及华南地区是东南亚境外虫源西线和东线迁入我国的首站(Lietal.,2019),境外虫源的持续迁入和本地越冬虫源的不断繁殖,为草地贪夜蛾的持续北迁为害提供了充足的虫源基数(齐国君等,2019;姜玉英等,2021)。
根据草地贪夜蛾分区治理对策,周年繁殖区是迁飞过渡区和重点防控区的虫源地(杨普云等,2019),做好周年繁殖区的监测和有效治理对实现草地贪夜蛾分区治理尤为重要(姜玉英等,2021)。广东省是草地贪夜蛾入侵我国的桥头堡和北迁虫源地之一(Lietal.,2019;罗举等,2020),也是最适栖息地和周年繁殖区(齐国君等,2020),目前已有针对珠三角及粤北地区入侵动态调查(廖永林等,2019)、蔗区种群为害普查(孙东磊等,2019)、高空灯诱种群动态(钟景伟等,2022)、性诱种群动态(苏湘宁等,2020)及冬季发生特征(齐国君等,2020)等方面的研究,然而草地贪夜蛾在广东省不同生态区的种群周年动态及发生特征尚不明晰。
为了准确掌握广东省草地贪夜蛾种群周年动态及发生特征,通过性诱监测草地贪夜蛾成虫种群动态,通过田间调查监测草地贪夜蛾幼虫发生数量及为害情况,以期明确广东省不同生态区草地贪夜蛾的种群消长动态及发生特征,为该虫的监测预警及精准防控提供参考。
广东省2020年和2021年草地贪夜蛾虫情数据,包括草地贪夜蛾逐日性诱蛾量、幼虫虫口密度及玉米被害株率等,来源于广东省农业有害生物预警防控中心。
参照农业行业标准“草地贪夜蛾测报技术规范”(NY/T 3866-2021),设置性诱捕器逐日监测草地贪夜蛾成虫的诱集数量,监测时间从1月1日至12月31日;在玉米主要种植区利用五点取样法调查草地贪夜蛾幼虫数量及植株受害情况,计算百株虫量和植株受害率(%),调查时间从首次见虫开始,每5 d调查一次,至作物成熟期结束(刘杰等,2019)。
1.3.1草地贪夜蛾越冬种群动态
为进一步明确草地贪夜蛾在广东省的周年繁殖区范围和冬季发生特征,在2020年冬季联合调查基础上(齐国君等,2020),根据2020年1-2月和2021年1-2月草地贪夜蛾虫情数据,以百株虫量和为害率为指标,分析广东省冬玉米种植区草地贪夜蛾越冬种群发生动态及为害情况,探讨广东省草地贪夜蛾周年繁殖区的分布范围。
1.3.2草地贪夜蛾成虫种群消长动态
根据广东省不同生态区草地贪夜蛾的逐日性诱数据,选取化州、鹤山、白云、惠城4个地区代表周年繁殖区,英德和梅县2个地区代表季节发生区(图1),以诱集有蛾天数出现频率、旬平均诱蛾量、年平均诱蛾量等指标,分析广东省不同地区草地贪夜蛾成虫性诱种群周年消长动态及高峰期。
图1 广东省不同生态区草地贪夜蛾监测地点Fig.1 Monitoring location of Spodoptera frugiperde in different ecological regions of Guangdong Province
1.3.3草地贪夜蛾幼虫种群消长动态
根据广东省不同生态区草地贪夜蛾的田间调查数据,选取高州、鹤山、白云、惠城4个地区代表周年繁殖区,英德和梅县2个地区代表季节发生区(图1),以百株幼虫虫量为指标,分析广东省不同地区草地贪夜蛾的幼虫种群周年消长动态及幼虫为害高峰期。
越冬调查结果表明,草地贪夜蛾在广东省大部分冬种玉米区可以周年繁殖,仅在清远、韶关、河源等地未发现草地贪夜蛾幼虫为害(图2)。不同地区之间草地贪夜蛾的种群数量和为害情况差异较大,湛江、茂名、阳江地区草地贪夜蛾幼虫种群数量较高,2020年、2021年平均百株虫量为21.36头、10.52头,平均植株受害率为29.69%、12.48%;而珠三角及粤东大部分地区草地贪夜蛾的发生虫量和植株受害率显著较低,2020年、2021年平均百株虫量为5.04头、1.68头,平均植株受害率为8.11%、2.22%(图2)。可见,草地贪夜蛾在广东省大部分冬种玉米区可以周年繁殖,粤西茂名、阳江地区以南至雷州半岛一带草地贪夜蛾种群发生为害较重,越冬虫源基数较大,而珠三角、粤东及其他地区发生相对较轻。
图2 2020年和2021年广东省冬玉米草地贪夜蛾的发生为害Fig.2 Prevalence and damage of Spodoptera frugiperda in winter corn in Guangdong Province between 2020 and 2021
草地贪夜蛾成虫性诱监测结果表明,广东省不同地区草地贪夜蛾种群动态及高峰期存在明显差异(图3)。周年繁殖区1至12月均可以诱集到草地贪夜蛾成虫,化州、鹤山、白云、惠城4个地区诱集有蛾天数出现的频率分别为75.07%、64.52%、57.53%、59.18%,年平均诱蛾量累计为1 099、855、1 080和751头,种群消长动态呈现多峰型,1-2月诱蛾量较低,3月起虫量逐渐增加,5月中旬至9月中旬为诱集高峰期,峰期明显,10月之后诱蛾量减少,偶见小峰。季节发生区的草地贪夜蛾发生时间明显较迟,一般于3月中下旬才零星诱集到草地贪夜蛾成虫,英德和梅县诱集有蛾天数出现的频率分别为46.30%、44.79%,年平均诱蛾量累计为461头、267头,均明显低于周年繁殖区,种群消长动态也呈现多峰型,高峰期集中在7月中旬至9月上旬,诱蛾量也明显偏低。此外,不同地区草地贪夜蛾年度间种群动态也差异较大,2020年周年繁殖区和季节发生区草地贪夜蛾的年平均诱蛾量分别为1 275头和581头,明显高于2021年的617头和156头,不论是周年繁殖区还是季节发生区,2020年性诱种群发生量均普遍高于2021年(图3)。
图3 2020年和2021年广东草地贪夜蛾逐旬性诱种群动态Fig.3 Population dynamics of Spodoptera frugiperda by sex pheromone trap in every ten-days in Guangdong Province between 2020 and 2021
草地贪夜蛾幼虫种群调查结果表明,广东省不同地区草地贪夜蛾幼虫种群周年发生动态存在明显差异(图4)。周年繁殖区草地贪夜蛾幼虫全年均可发生为害,高州、鹤山、白云、惠城的幼虫种群动态呈多峰型,高峰期主要集中在5月至10月,期间出现多个大小不等的高峰。而季节发生区的草地贪夜蛾田间幼虫发生为害明显较迟,一般于3月底4月份见虫,5月种群数量呈明显上升趋势,6至7月出现幼虫发生高峰,峰期明显,英德和梅县的高峰日百株虫量可达13头、16.5头,10月之后幼虫种群数量持续下降,偶见小虫峰,在田间基本不造成为害。由此可见,周年繁殖区内草地贪夜蛾幼虫全年均可发生为害,而梅县和英德仅可在4-10月份发生危害,种群发生数量和为害程度发生也明显低于周年繁殖区(图4)。
图4 2020年和2021年广东草地贪夜蛾幼虫种群动态Fig.4 Population dynamics of Spodoptera frugiperda larvae in Guangdong Province between 2020 and 2021
草地贪夜蛾没有滞育习性(Luginbill,1928;Sparks,1979),远距离迁飞习性是其逃避夏季高温、冬季低温以及食料缺乏等不良环境的有效策略(Hoggetal.,1982;Johnson,1987;Westbrooketal.,2016)。在北美地区,草地贪夜蛾的安全越冬范围位于佛罗里达州28°N以南地区(Garciaetal.,2018)及德克萨斯州南部地区(Nagoshietal.,2009)。在中国,草地贪夜蛾仅可以在云南、广东、海南、四川、广西、福建、贵州等热带及亚热带地区周年繁殖(齐国君等,2020;姜玉英等,2021;卢辉等,2021;赵雪晴等,2021;Yangetal.,2021)。本研究根据2020年和2021年广东省草地贪夜蛾虫情数据,明确了广东省草地贪夜蛾的周年繁殖区与冬玉米集中种植区高度重叠,粤西茂名、阳江地区以南至雷州半岛一带草地贪夜蛾种群发生为害较重,越冬虫源基数较大,此外,周年繁殖区还与冬季温度条件和冬玉米种植情况密切相关,这与姜玉英等(2019)和邱良妙等(2020)的分析结果相吻合。
广东省是草地贪夜蛾的最适栖息地和周年繁殖区(Lietal.,2019;齐国君等,2020),但并非所有的县/市/区都适宜草地贪夜蛾周年繁殖,也存在清远、韶关、河源等季节发生区。云南不同地区也存在类似情况,25°N以南的滇西、滇西南、滇南和滇东南部区大部区域,以及西部怒江和北部金沙江沿岸部分地区草地贪夜蛾可周年发生,而滇中以北大部地区冬春季未见草地贪夜蛾幼虫为害,为季节发生区(赵雪晴等,2021)。本研究选择高州/化州、鹤山、白云、惠城等地代表周年繁殖区,英德和梅县代表季节发生区,明确了周年繁殖区全年草地贪夜蛾成虫及幼虫均可发生为害,发生高峰期主要集中于5-10月,期间出现多个大小不等的高峰,这与广西春秋双峰型的发生动态略有差别(覃武等,2021)。对于季节发生区,草地贪夜蛾成虫诱集始见期和田间幼虫为害期明显较迟,一般于3-4月才零星发现草地贪夜蛾成虫及幼虫,6-8月会出现多个发生高峰,但种群发生数量和为害程度发生也明显低于周年繁殖区。
周年繁殖区是我国草地贪夜蛾初次发生的重要虫源地,也是境外草地贪夜蛾迁飞入侵我国的第一站(陆永跃等,2020)。云南及华南地区冬玉米种植面积大,是草地贪夜蛾重要的周年繁殖区(姜玉英等,2021),准确掌握该区域草地贪夜蛾种群发生特征是做好监测和治理的基础(陆永跃等,2020)。海南高空诱虫灯监测表明4-10月光热及雨水充沛,灯诱种群数量相对较多(唐继洪等,2022),云南草地贪夜蛾发生高峰期在6-8月,低谷期为冬季12月至翌年2月(刘晓飞等,2021),这与本研究的种群发生高峰期也基本吻合。在周年繁殖区,虽然冬春季种群数量相对较低,但冬玉米田仍存在一定数量的越冬虫源,特别是粤西地区虫量超过20头/百株,再加上境外迁入虫源持续迁入(陈辉等,2020),可为北迁扩散提供充足的虫源基数(杨普云等,2019)。
草地贪夜蛾的发生为害与其迁入虫源的时间和规模、气候因子、环境因素、作物布局与生育期、人工管理等因素密切相关(钟景伟等,2022)。本研究对比分析了周年繁殖区4个地区和季节发生区2个地区的草地贪夜蛾种群周年消长动态,结果表明不同区域草地贪夜蛾的种群消长动态和高峰期均存在较为明显的差异,但由于地理环境、田间小气候、作物物候期及防治管理措施等方面影响,不同生态区域的草地贪夜蛾发生情况复杂多样。本研究仅利用广东省6个站点草地贪夜蛾两年的虫情监测数据,尚不足以完全反映草地贪夜蛾在广东全省的发生为害动态,有待今后长期监测数据的积累和进一步的系统研究,阐明广东省不同生态区草地贪夜蛾的迁飞扩散的时空动态规律,为全国草地贪夜蛾的精准监测和源头治理提供科学依据。