椰心葉甲幼蟲空間分布及其抽樣技術(shù)研究

梁俊杰,武海衛(wèi),黃煥華*,李奕震,范軍祥,黃詠槐

(1.廣東省林業(yè)科學(xué)研究院,廣州 510520;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,廣州 510260)

椰心葉甲 Brontispa longissima(Gestro),屬鞘翅目 Coleoptera,鐵甲科 Hispidae,潛甲亞科 Anisoderinae,Cryptonychini族害蟲(萬方浩等,2005),是棕櫚科的重要害蟲,也是國家林業(yè)局 2004年公布的 19種林業(yè)檢疫性有害生物之一。

由于椰心葉甲具有傳播蔓延速度快、繁殖力強(qiáng)、寄主范圍廣、取食部位隱蔽,危害嚴(yán)重等特點(diǎn)。目前,國內(nèi)外在其生物學(xué)特性(方劍鋒等,2004)、物理防治(陳義群等,2004)、化學(xué)防治(陳義群等,2004)、生物防治(呂寶乾等,2005)等方面都進(jìn)行了廣泛的研究。

據(jù)筆者調(diào)查,對(duì)于椰心葉甲的防治,早期采用懸掛藥包的方法防治,在應(yīng)急防治中發(fā)揮了作用,但由于藥包的藥效與降水相關(guān),人工在高大的林木懸掛藥包還存在安全隱患,實(shí)際成本也較高。目前,對(duì)于成片棕櫚科林分,利用椰心葉甲嚙小蜂 Tetrastichus brontispae Fer.、椰甲截脈姬小蜂 Asecodes hispinarum Boucek可基本控制椰心葉甲的危害;對(duì)于零散(如行道樹、園林綠化、林緣)的棕櫚科植物,需要探索有效的、新的防治方法。掌握椰心葉甲的空間分布型,了解棕櫚科植物葉片的受害狀與蟲口密度的關(guān)系,對(duì)于提高該蟲調(diào)查效率,掌握發(fā)生發(fā)展趨勢(shì),指導(dǎo)棕櫚科植物的防治工作具有重要作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

在海南省?？谑泻蛷V東省徐聞縣,選擇林木生長相對(duì)較為一致的行道椰子樹設(shè)立 10塊標(biāo)準(zhǔn)地,椰子樹平均樹高 4 m,平均胸徑 30 cm。?？谑形挥诤Ｄ蠉u北部,北瀕瓊州海峽。屬于熱帶海洋氣候,年平均氣溫 23.8℃,年平均降水量 1664 mm。徐聞縣位于廣東省雷州半島南端,屬熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫 23.3℃,年平均降水量 1364 mm。

1.2 研究方法

1.2.1 葉片受害程度的劃分方法

以椰子樹心葉的失綠率來劃分受害程度,0～30%為輕度,31% ～70%為中度,71% ～100%為重度。

1.2.2 蟲口密度調(diào)查方法

在每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi),隨機(jī)選取 30棵椰子樹進(jìn)行調(diào)查。以椰子樹樹干中心為圓心,從最接近圓心、葉齡最低的一片葉作為第一片心葉,以稍偏離圓心、葉齡比第一片心葉稍大的葉片作為第二片心葉;調(diào)查時(shí)先記錄受害癥狀,再把每葉分上、下兩個(gè)部位來統(tǒng)計(jì)幼蟲的數(shù)量,最后分析其空間分布型及受害癥狀與蟲口密度的相關(guān)性。

1.2.3 空間分布型測(cè)定方法(丁巖欽,1980)

空間分布型測(cè)定分別采用如下指標(biāo)和計(jì)算公

式,公式中,S2表示方差,m表示均數(shù)(頭 /株)。

1.2.4 聚集因子分析

應(yīng)用 Blackkith(1961)的種群聚集均數(shù)(λ)檢驗(yàn)椰心葉甲的聚集原因：λr,其中r為自由度等于2K時(shí)的 X20.05的值,m表示均數(shù)(頭 /株)。

回歸模型 Iwao模型：m*=α+βm

Taylor冥法則 ：lgs2=lgα+βlgm

1.2.5 椰子樹嫩葉葉片受害斑與蟲口密度相關(guān)性調(diào)查

本文將椰子樹嫩葉葉片受害斑定義為受椰心葉甲危害后在未展開的心葉表皮形成的狹長褐色條斑。在全部 10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地中隨機(jī)選取 60個(gè)受害斑,量取并記錄每個(gè)受害斑的長度、最大寬度和椰心葉甲幼蟲的數(shù)量。利用多因子及平方項(xiàng)回歸和逐步回歸分別分析嫩葉受害斑的長(x1)、寬(x2)、面積(x3)與幼蟲蟲口密度的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 聚集度測(cè)定

椰心葉甲幼蟲空間分布有關(guān)參數(shù)計(jì)算結(jié)果見表 1。從表 1可以看出,C＞1、K＞0、Ca＞0、I＞1、m*/m＞1?？膳袛嘁娜~甲幼蟲在林間分布為聚集分布,這也正與該蟲成蟲喜歡聚集在剛抽出的嫩芽、嫩葉上產(chǎn)卵的習(xí)性相符;另外,由于椰心葉甲的背光習(xí)性,其幼蟲會(huì)主動(dòng)往陰暗的葉隙中聚集,并隨著心葉的伸展抽出,向心葉的基部轉(zhuǎn)移。

表 1 椰心葉甲幼蟲空間分布Table1 SpatialdistributionofBrontispalongissima(Gestro)larvae

2.2 聚集原因分析

2.2.1 Iwao的 m*-m回歸模型

回歸分析結(jié)果表明,椰心葉甲幼蟲的平均擁擠度 m*=0.15968+1.74310m(R=0.91),可見,椰心葉甲幼蟲的平均擁擠度與幼蟲的平均密度線性關(guān)系顯著。由 a=0.15968＞0,表明個(gè)體間相互吸引,分布的基本成分是個(gè)體群;b=1.74310＞1可知種群呈聚集分布。

2.2.2 基于聚集均數(shù) λ與均數(shù) m的聚集機(jī)制分析

基于表 1的數(shù)據(jù),建立了聚集均數(shù) λ與均數(shù) m的回歸方程 λ=-0.1746+0.7784m,r=0.9578,F=88.8865,Pr=0.0001。由此可知,聚集均數(shù) λ隨蟲口密度的增高而增大,當(dāng)平均蟲口在0.2243頭 /株以下時(shí),λ＜2,說明此時(shí)幼蟲的聚集系由某些環(huán)境因素作用所致;高于此密度時(shí),λ≥2,此時(shí)幼蟲的聚集除與環(huán)境因素有關(guān)外,也與幼蟲的聚集行為有關(guān)。也就是說,平均每株 0.2243頭幼蟲是聚集機(jī)制發(fā)生變化的臨界數(shù)值。

2.3 Taylor的冪法則

依 Taylor的冪法則得,lgS2=0.41865+1.53624*lgm,R=0.9323,方差 S2和平均密度 m線性關(guān)系顯著。因 α=0.41865＞0、β=1.53624＞1,所以椰心葉甲幼蟲在所調(diào)查的密度下均是聚集分布,其聚集度隨種群密度升高而增加。

2.4 最適抽樣數(shù)分析

按 Iwao的 m*-m回歸式確定理論抽樣數(shù)公式如下：

式中 a=0.15968,b=1.74310為聚集度參數(shù)值;t為一定概率保證下的正態(tài)離差值,林間調(diào)查一般取 1;D為允許誤差,取 0.05或 0.1;m為平均蟲口密度,當(dāng) D=0.05時(shí)最適抽樣公式為：N=463.872/m+297.240,當(dāng) D=0.1時(shí)最適抽樣公式為 N=115.968/m+74.310。不同蟲口密度抽樣數(shù)見表 2。

表 2 椰心葉甲不同幼蟲密度下的最佳抽樣數(shù)Table2 Theoptimumsamplingunderdifferentlarvaedensities

2.5 幼蟲在心葉的分布規(guī)律

方差分析及多重比較表明(表 3～4),林間椰心葉甲在心葉不同部位的幼蟲蟲口密度有極顯著差異。這是由于椰心葉甲的背光性及其取食方式引起的,首先椰子樹心葉的上部在整株樹的頂端,光照較多,而且其生長使心葉上部最先展開,葉片間不再緊密,留有陰暗避光處,而且在心葉下部未展開前,心葉上部就被椰心葉甲幼蟲取食完,之后幼蟲開始向心葉基部轉(zhuǎn)移,取食新抽出的葉部;林間椰心葉甲在不同心葉的幼蟲蟲口密度有極顯著差異。多重比較結(jié)果說明椰心葉甲多活動(dòng)在葉片緊密度最高、葉齡最低、最接近樹干中心的第一片心葉。第二片心葉由于展開程度比較大,基本都暴露在陽光下,而且由于葉齡較大,葉片組織老化,或者在其未展開前就被危害過,所以椰心葉甲基本都轉(zhuǎn)移到其基部或者新抽出的第一片心葉取食;不同心葉的不同部位幼蟲蟲口密度有顯著差異。這說明椰心葉甲多活動(dòng)在第一片心葉的下部(基部)。

表 3 不同心葉內(nèi)椰心葉甲幼蟲數(shù)量 Duncan's多重比較Table3 Multiplecomparisonsonthelarvaenumberindifferentcentralleaves

表 4 不同心葉的不同部位椰心葉甲幼蟲數(shù)量 Duncan's多重比較Table3 Multiplecomparisonsonthelarvaenumberindifferentpartofdifferentcentralleaves

2.6 椰心葉甲單株發(fā)生量估計(jì)

回歸分析表明(方程 1和方程 2),兩個(gè)估測(cè)模型均可用于估測(cè)整株樹幼蟲數(shù)量的發(fā)生量。比較而言,方程 1的相關(guān)系數(shù)更高(R1=0.9222＞R2=0.7578),所以可通過公式 y=5.7041+1.2647x(y代表整株樹幼蟲數(shù)量,x代表第一片心葉幼蟲)推算整株的幼蟲蟲口密度。

方程 1：y=5.7041+1.2647x1(y代表整株樹幼蟲數(shù)量,x代表第一片心葉幼蟲);R1=0.9222,F1=1694.3029,Pr1=0.01。

方程 2：y=10.8057+1.7533x2(y代表整株樹幼蟲數(shù)量,x代表第二片心葉幼蟲);R2=0.7578,F2=402.0137,Pr2=0.01。

表 5 椰子樹嫩葉受害斑與蟲口密度關(guān)系的預(yù)測(cè)模型Table5 Predictionmodelontherelationshipbetweendamagespotandpopulationdensity

2.7 受害斑與蟲口密度相關(guān)分析

采用多因子及平方項(xiàng)回歸和逐步回歸分析的方法均表明,椰子樹的心葉受害斑的長(x1)、寬(x2)、長與寬交互作用(x3=x1x2)與椰心葉甲的幼蟲蟲口密度(y)成正相關(guān),可選擇這兩種分析方法中相關(guān)系數(shù)及顯著系數(shù)最優(yōu)的方程即,y=11.8117-2.6855x2+0.1033x3(R=0.8130,Pr=0.0001)作為椰子樹心葉受害斑與椰心葉甲蟲口數(shù)量趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型。

3 結(jié)論與討論

3.1 明確了椰心葉甲幼蟲的空間分布型

椰心葉甲幼蟲、蛹、成蟲在行道椰子樹上的空間格局均為聚集分布,這與陳攀(2007)在椰子樹片林中的調(diào)查結(jié)果一致。以往針對(duì)椰心葉甲為害的調(diào)查,陳攀(2007)等通常是用刀把心葉整片砍下,再統(tǒng)計(jì)其蟲口,但由于椰心葉甲幼蟲、蛹、成蟲都具有假死性(覃偉權(quán)等,2006;李德偉等,2008),會(huì)使部分椰心葉甲受到驚嚇而從葉隙中掉落,造成調(diào)查數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確;并且即便椰子樹比較矮,工作量依然非常大。而筆者調(diào)查時(shí),采用人工上樹的方法,用手輕輕撐開椰子樹小葉來統(tǒng)計(jì)椰心葉甲的蟲口數(shù)量,既簡便又準(zhǔn)確,也不會(huì)對(duì)影響植株的生長和行道樹景觀。

3.2 確定了有代表性抽樣葉片

行道椰子樹上的椰心葉甲各蟲態(tài)的蟲口密度在同一樹冠不同心葉或同一心葉不同部位上的分布差異顯著,并且第一片心葉上幼蟲蟲口密度與整株幼蟲蟲口數(shù)量顯著相關(guān),而陳攀(2007)在椰子樹片林中的調(diào)查結(jié)果表明,各地塊均以第 2片葉蟲口數(shù)量與整株蟲口數(shù)量回歸達(dá)到顯著或極顯著。但本文的第一片心葉與整株蟲口回歸方程的相關(guān)系數(shù)均大于 0.92,比陳攀(2007)的回歸方程的相關(guān)系數(shù)大,根據(jù)本方法建立的預(yù)測(cè)模型更優(yōu)。這可能有兩方面原因：一是調(diào)查生境的差異,即成片的椰子林與行道椰子樹的差異;二是調(diào)查時(shí)間的差異,椰子樹的第一片,第二片心葉在不同時(shí)間抽出程度不同,從而影響了椰心葉甲的聚集。

3.3 建立了用受害斑推算椰心葉甲蟲口密度的模型

首次定義了反映椰心葉甲危害棕櫚科植物程度的受害斑,并通過研究了寄主受害斑的大小與幼蟲密度之間的關(guān)系,明確了受害斑的長、寬、長與寬交互作用三個(gè)因子與椰心葉甲蟲口密度成正相關(guān),利用受害斑與幼蟲蟲口數(shù)量對(duì)應(yīng)的回歸方程可推算出未展開的嫩葉中的幼蟲蟲口數(shù)量,為早診斷、早防治提供依據(jù)。根據(jù)這一特性,可研發(fā)出專用的監(jiān)測(cè)防治儀,通過觀察棕櫚科植物未展開心葉的受害斑就能確定是否有椰心葉甲危害,是否需要施藥,并可對(duì)心葉直接施藥,實(shí)現(xiàn)早期快速診斷、早防治。

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