2015年-2020年河南漯河越冬代勞氏黏蟲的種群動態(tài)及蟲源性質分析

段 云, 陳 琦, 董嘉欣, 高凌云, 李世民, 武予清*

(1.河南省農(nóng)作物病蟲害防治重點實驗室, 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北南部有害生物綜合治理重點實驗室, 河南省作物保護國際聯(lián)合實驗室, 河南省生物農(nóng)藥工程研究中心, 河南省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所, 鄭州 450002; 2.河南省漯河市農(nóng)業(yè)科學院, 國家植物保護郾城觀測實驗站, 漯河 462000)

勞氏黏蟲Mythimnaloreyi或Leucanialoryi,在中國又被稱為白點黏夜蛾,隸屬鱗翅目夜蛾科,是一種世界范圍內(nèi)廣泛分布的重要農(nóng)業(yè)害蟲[1-3],目前已分布于亞洲和歐洲等5個洲的近80個國家和地區(qū)[4], 2020年被我國列入一類農(nóng)作物害蟲名錄。勞氏黏蟲是東方黏蟲Mythimnaseparata(Walker)的近緣種,這兩種害蟲不僅形態(tài)上相近,為害特征也基本相同,但在不同地區(qū)的發(fā)生規(guī)律可能存在一定差異[5-6]。勞氏黏蟲以幼蟲取食為害玉米、水稻和小麥等多種禾本科作物和雜草[2,7-8];3齡前幼蟲食量小,5～6齡食量增大,進入暴食期。幼蟲具有聚集性、雜食性和暴食性,成蟲具有遷飛能力,發(fā)生為害時具有隱蔽性、偶發(fā)性和暴發(fā)性[4,9-10]。由于勞氏黏蟲對環(huán)境適應性強、繁殖力高和造成的經(jīng)濟損失大,近年來已逐漸成為被廣泛關注的農(nóng)業(yè)害蟲之一。

在20世紀,勞氏黏蟲主要分布于我國的廣東、福建、四川等南方的省份和地區(qū)[7,10-11]。近些年來,受氣候變化、種植業(yè)結構調整和作物品種更換等多種因素的影響,勞氏黏蟲的發(fā)生范圍不斷向北擴展,陜西和河北等地陸續(xù)發(fā)現(xiàn)勞氏黏蟲為害夏玉米的報道[12-13],并且其在我國的多個省份和地區(qū)頻繁暴發(fā)為害,已成為一種普遍發(fā)生的害蟲,給糧食安全生產(chǎn)帶來嚴重威脅[12-15]。

河南省位于我國中部,是小麥、玉米等糧食作物的重要生產(chǎn)基地,同時也是黏蟲的重要發(fā)生地之一。進入21世紀以來,勞氏黏蟲在河南的分布范圍不斷擴大,但在多數(shù)地區(qū)的發(fā)生數(shù)量較少,未造成大的危害和損失。但近幾年來,受氣候變化等多種因素的影響,勞氏黏蟲對河南省玉米造成的危害日趨嚴重,受害嚴重的地塊,葉片僅留葉脈,已逐漸成為玉米上的重要害蟲之一。漯河市位于河南的中南部,屬于溫暖過渡型季風氣候,是小麥和玉米等糧食作物的重要生產(chǎn)基地,同時也是勞氏黏蟲發(fā)生為害的重要地區(qū)之一[16-17]。郭松景等2001年報道勞氏黏蟲在我國的中北部地區(qū)(如漯河)不能越冬存活[18],但是近幾年來勞氏黏蟲在河南的發(fā)生范圍和為害規(guī)律均發(fā)生了變化,而其在漯河地區(qū)能否越冬,目前還無相關報道。本研究利用測報燈和高空探照燈對漯河地區(qū)越冬代勞氏黏蟲進行了多年的系統(tǒng)監(jiān)測,比較了2015年-2020年間兩種燈下越冬代成蟲的種群動態(tài);結合對雌蛾的卵巢解剖,分析了漯河越冬代勞氏黏蟲的遷飛情況和蟲源性質;同時結合氣象資料,對越冬代蟲量變化原因進行了分析,期望為該地區(qū)勞氏黏蟲的監(jiān)測和綜合防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 誘測工具

1.1.1黑光燈

設置普通黑光燈1臺,光源為20 W黑光燈管,由北京模壓公司生產(chǎn),主波長365 nm,燈管中心離地高度1.5 m。

1.1.2蟲情測報燈

設置蟲情測報燈(以下簡稱測報燈)1臺,由河南佳多科工貿(mào)有限公司生產(chǎn),型號為JBD2型,光源為20 W黑光燈管,主波長365 nm,燈管中心離地高度1.5 m。燈上安裝有直徑約1.5 m的雨棚,遮住向上的光線;燈下接誘導漏斗和接蟲袋。此燈具采用光電控制技術,隨晝夜變化自動開關,自動完成誘蟲、收集和分裝等作業(yè),自動轉換接蟲袋;同時采用遠紅外線快速處理蟲體,自動將誘集的昆蟲殺死;設有雨控裝置開關,將雨水自動排出,使蟲體保持干燥、完整、新鮮,便于昆蟲種類鑒定。收蟲后按照日期分別逐日保存。

1.1.3高空探照燈

設置高空探照燈(以下簡稱探照燈)1臺,由GT75型探照燈制作而成(上海亞明公司生產(chǎn)),光源為ZJD 1 000 W金屬鹵化物燈泡,發(fā)出的光柱可對500 m高度以內(nèi)的空中蟲群產(chǎn)生明顯的誘集作用[19]。該燈通過KG316T微電腦定時開關來控制開啟和關閉,并根據(jù)季節(jié)變化調整開關燈的時間。探照燈下方放置接蟲專用毒桶收集撲燈昆蟲,桶內(nèi)放置浸有高含量敵敵畏的棉球,誘集到的昆蟲經(jīng)過漏斗進入含農(nóng)藥的桶內(nèi)被毒死,以保持蟲體完整便于昆蟲種類的鑒定。

1.2 試驗方法

監(jiān)測點設置在河南省漯河市郾城區(qū)孟廟鎮(zhèn)五里崗村的漯河市農(nóng)業(yè)科學院試驗基地(33°36′N,113°59′E)內(nèi)。該地區(qū)屬于溫暖過渡型季風氣候,一年當中,冷熱交替,四季分明，冬季寒冷雨雪少,主要種植小麥?；匾曇伴_闊,四周沒有高大建筑物或樹木遮擋。兩種誘測工具間距200 m。開燈時間: 1984年-2003年,黑光燈每年于4月1日開燈至10月31日結束;2005年-2017年,測報燈每年于4月1日開燈至10月31日結束,2018年-2020年,每年3月1日開燈至11月30日結束,燈與作物間距5 m以上。2015年-2020年探照燈每年于3月1日開燈至11月30日結束。逐日檢查并統(tǒng)計燈下越冬代勞氏黏蟲的數(shù)量和冬前的成蟲數(shù)量,鑒別雌雄。同時對兩種燈下勞氏黏蟲雌蛾進行卵巢解剖,具體解剖方法參照孫金如[20],記錄卵巢發(fā)育級別及交尾次數(shù),并將發(fā)育為Ⅰ級和Ⅱ級的歸類為卵巢發(fā)育低級別,發(fā)育為Ⅲ級至Ⅴ級的歸類為卵巢發(fā)育高級別。單日雌蛾數(shù)量小于30頭的全部解剖,大于30頭的取其中30頭進行解剖。

1.3 氣象數(shù)據(jù)資料

河南漯河冬季(12月、1月和2月)日平均溫度、日平均地表溫度和日平均降雨量等氣象數(shù)據(jù)均來自河南省漯河市氣象局。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用Microsoft Excel 2010和SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和作圖。

2 結果與分析

2.1 越冬代成蟲的種群動態(tài)

從圖1、表1和表2可以看出,2015年-2020年河南漯河越冬代勞氏黏蟲成蟲數(shù)量呈上升趨勢,發(fā)生期主要集中在4月中、下旬至5月上、中旬。2015年-2017年兩種燈下的蟲量均較少,均在12頭以下;2019年和2020年蟲量逐漸增加,其中2020年測報燈和探照燈下的蟲量分別為92頭和119頭。2015年-2020年探照燈與測報燈誘集的越冬代蟲量比值分別為:0.67、無、2.67、0.65、1.14和1.29。兩種燈下成蟲的首次出現(xiàn)時間主要集中在4月。但測報燈下2016年未誘到越冬代成蟲,其首次出現(xiàn)時間為6月21日,而 2018年成蟲首次出現(xiàn)時間較早(3月1日)。探照燈下2018年勞氏黏蟲首次出現(xiàn)時間較晚(5月5日),而2020年則出現(xiàn)較早(3月14日)。2015年-2017年和2019年測報燈下越冬代蟲量均較少,且無明顯高峰日,2018年的高峰日出現(xiàn)在3月1日(10頭),2020年的高峰日為5月12日(16頭)。探照燈下2018年和2020年越冬代高峰日分別出現(xiàn)在5月5日(10頭)和5月12日(22頭),其他年份的蟲量均較少,且無明顯的高峰日。

圖1 2015年-2020年河南漯河越冬代勞氏黏蟲成蟲的種群動態(tài)

兩種燈下越冬代成蟲雌雄性比的結果顯示,測報燈下越冬代勞氏黏蟲雌雄性比在0～1.81之間,其中2020年的雌雄性比為1.81(表1)。探照燈下的雌雄性比在0.1～2.11之間,其中,2019年和2020年的雌雄性比均大于1(表2)。

表1 2015年-2020年河南漯河測報燈下越冬代勞氏黏蟲的成蟲情況

表2 2015年-2020年河南漯河探照燈下越冬代勞氏黏蟲的成蟲情況

2.2 勞氏黏蟲的遷飛情況及蟲源性質

從首次出現(xiàn)時間來看(圖1、表1和表2),2015年、2016和2020年,測報燈下越冬代勞氏黏蟲成蟲首次出現(xiàn)時間均晚于探照燈下,推測在這3年期間,漯河地區(qū)早期的越冬代勞氏黏蟲成蟲主要為外來遷入蟲源;2017年和2019年兩種燈下勞氏黏蟲首次出現(xiàn)時間一致,推測這兩個年份早期的蟲源既有外來遷入的,也有本地的。2018年測報燈下勞氏黏蟲的首次出現(xiàn)時間(3月1日)明顯早于探照燈(5月5日),且該年份測報燈下成蟲總量多于探照燈,推測2018年越冬代勞氏黏蟲成蟲以漯河本地為主。

從探照燈與測報燈誘蟲總量比值來看,比值大于1的年份為2017年、2019年和2020年。從對雌蛾的卵巢解剖結果來看,2019年和2020年兩種燈下雌蛾卵巢發(fā)育低級別的均占一定比例,并且探照燈下低級別所占比例較低(小于25.00%),而高級別(Ⅲ級及以上)所占比例較高,推測這兩年漯河的越冬代勞氏黏蟲成蟲既有本地蟲源,也有外來遷入蟲源,且成蟲向外遷出的比例較低。對雌蛾交配次數(shù)的分析發(fā)現(xiàn),在蟲量較多的年份(2019年和2020年),雌蛾交配2次以上的比例較高,其中,測報燈下分別為50.00%和54.76%,探照燈下分別為40.00%和42.03%,說明在勞氏黏蟲成蟲中多次交配現(xiàn)象比較普遍。

2.3 1984年-2020年越冬代勞氏黏蟲的成蟲量

由圖2可知,1984年-2020年間,河南漯河越冬代勞氏黏蟲成蟲發(fā)生量存在年度間差異,且與上一年冬前蟲量間存在明顯的相關性(r=0.921,P=0.00)。其中,1984年-1998年越冬代勞氏黏蟲的成蟲量均很少,均在3頭以下,且1987年、1988年、1991年、1992年、1995年-1998年均未監(jiān)測到越冬代成蟲,而在此期間上一年冬前的成蟲量也均為零。1999年和2000年越冬代成蟲量明顯增加,分別為6頭和9頭。2001年-2010年間,越冬代成蟲零星出現(xiàn),均在2頭以下,其中2001年、2003年和2008年未監(jiān)測到成蟲。2009年以后,越冬代成蟲量逐漸增加,除2016年未監(jiān)測到成蟲外,2011年、2013年-2015年、2018年-2020年越冬代成蟲量均在10頭以上,且2020年達92頭。

圖2 1984-2020年河南漯河測報燈下越冬代勞氏黏蟲蟲量

2.4 1984年-2020年河南漯河冬季的天氣情況

從圖3可以看出,1984年以來,河南漯河冬季(12月、1月和2月)平均溫度和平均地表溫度均存在年度間變化,且兩者間存在顯著相關性(r=0.65,P=0.003)。1984年-1998年間,漯河冬季的平均溫度和平均地表溫度均呈升高趨勢。1994年-1998年間的平均溫度和平均地表溫度均較1984年-1993年間升高1.00℃以上。1999年的平均溫度(5.13℃)和平均地表溫度(5.22℃)均是1984年以來的最高值。2000年-2009年間,平均溫度和平均地表溫度均較1990年代下降約0.5℃,但比1984年-1998年高出約0.6℃。2013年的平均溫度(1.13℃)和平均地表溫度(2.53℃)均是2010年代的最低值,而2020年平均溫度(4.29℃)和平均地表溫度(5.18℃)均是近10年來的最高值,且是1984年以來繼1999年之后的第二高值。2015年-2020年間的平均地表溫度(4.24℃)較1984年以來的平均值(3.11℃)高1.13℃。

圖3 1984年-2020年河南漯河的冬季溫度

從圖4可以看出,1984年以來漯河冬季降水量年度間差異也較大。這36年間冬季的平均降水量為18.32 mm。其中,1998年的冬季降水量是1984年以來的最大值(46.57 mm),其次是1990年(45.97 mm)和1989年(42.17 mm)。降水量最少的年份為1988年(3.97 mm),其次為1992年(4.4 mm)和1984年(4.8 mm)。2015年-2020年間漯河冬季的平均降水量為20.68 mm,略高于1984年以來的平均值。

圖4 1984年-2020年河南漯河的冬季降水量

3 結論與討論

勞氏黏蟲是一種重要的農(nóng)業(yè)害蟲,近年來在許多國家和地區(qū)的發(fā)生范圍擴大,為害程度加重,這種情況在我國北方也表現(xiàn)得十分明顯。從本文的研究結果來看,繼1999年勞氏黏蟲在河南漯河發(fā)生為害加重之后,2010年后越冬代蟲量又呈明顯上升趨勢(圖2),并且2015年以后越冬代勞氏黏蟲在漯河的遷飛現(xiàn)象比較明顯。從監(jiān)測結果推測,2015年以后漯河地區(qū)越冬代勞氏黏蟲成蟲既有本地蟲源,也有外來遷入蟲源。從越冬代成蟲的發(fā)生量、首次出現(xiàn)時間,高峰期出現(xiàn)時間及卵巢發(fā)育等方面綜合分析,初步推測在有些年份(如2018年和2020年)勞氏黏蟲可以在漯河地區(qū)越冬。

本研究分析認為引起近年來河南漯河越冬代勞氏黏蟲蟲量變化的因素有多種,但主要為氣候因素。

首先是溫度。勞氏黏蟲是一種變溫動物,受外界環(huán)境的影響比較大。其中,低溫對勞氏黏蟲的分布、種群數(shù)量和越冬存活的影響十分顯著。Hirai等[21]的研究表明,勞氏黏蟲幼蟲的最低存活溫度為2℃。21世紀初期,我國的研究結果顯示,勞氏黏蟲無滯育性,在南方地區(qū)可以越冬,但在北方地區(qū)不能越冬[16-17]。秦建洋等[22]對室內(nèi)飼養(yǎng)勞氏黏蟲種群過冷卻點的測定結果表明,勞氏黏蟲具有一定的抗寒性,各齡期幼蟲中以3齡的過冷卻點最低(-9.53℃),抗寒性最強。根據(jù)河南省氣象局的報道,2015年-2020年,河南省冬季平均溫度比歷史同期平均值升高1.5℃左右,為暖冬年份。本文對漯河地區(qū)冬季(12月、1月和2月)地表溫度的分析發(fā)現(xiàn),在2015年-2020年間,漯河地區(qū)的平均地表溫度(4.24℃)較1984年以來的平均值(3.11℃)高1.13℃,這對勞氏黏蟲的越冬存活十分有利。另外,2016年-2020年為史上最暖的 5年,河南全年氣溫較歷史平均值偏高1.0℃左右;春、夏、秋季延長,天數(shù)增加,冬季天數(shù)縮短,這些均有利于越冬代蟲源的存活。同時,受全球氣候變暖的影響,近些年來漯河地區(qū)第3、4代勞氏黏蟲蟲量不斷增加,也使越冬代蟲源基數(shù)較大。

其次是降雨和濕度。已有研究表明,勞氏黏蟲發(fā)生為害嚴重年份的氣候特點為干旱少雨[16],而降雨多,濕度大會增加勞氏黏蟲的死亡率。本文對2015年-2020年漯河地區(qū)冬季降水量的分析發(fā)現(xiàn),這6年間漯河地區(qū)的降水量均在正常范圍內(nèi),有利于勞氏黏蟲的越冬存活。另外,秋季降雨對下一年越冬蟲源基數(shù)也有直接影響,如2016年-2017年漯河地區(qū)秋季連陰雨,降水偏多,導致第3、4代蟲量減少;2019年-2020年秋季氣溫偏高,降水偏少,第3、4代的蟲量明顯增加,為下一年越冬提供了蟲源。

再次是風。勞氏黏蟲具有隨季風遷飛的習性[10]。在條件適宜的情況下,春季南方的越冬代蟲源可以隨季風遷飛至漯河,為當?shù)靥峁┫x源。本研究發(fā)現(xiàn),在漯河地區(qū)的越冬代蟲源除本地越冬存活的外,也有一部分為外來遷入的。因此,外地的遷入蟲源成為影響漯河地區(qū)越冬代勞氏黏蟲蟲量的一個重要因素。

最后是勞氏黏蟲自身的習性特點。勞氏黏蟲幼蟲有在土表面隱藏的習性,近些年來由氣候變暖引起的地表溫度升高,提高了越冬代勞氏黏蟲幼蟲和蛹的存活率。另外,勞氏黏蟲成蟲對低溫的適應能力較強。通過對雌蛾卵巢解剖發(fā)現(xiàn),在河南的第3、4代成蟲卵巢發(fā)育均以高級別為主(占70%以上),由此推測這兩代成蟲向外遷出的比例較低,而留在本地的比例較高[5-6],為下一年的越冬提供了蟲源。

本文僅對河南漯河越冬代勞氏黏蟲成蟲種群動態(tài)進行了研究和原因分析。近些年來,隨著勞氏黏蟲在我國北方地區(qū)發(fā)生為害程度加重,今后應加強對勞氏黏蟲的基礎生物學、監(jiān)測預警和防控技術的相關研究,以保障糧食的生產(chǎn)安全。