桃紅頸天牛發生程度與環境因子的關系

曹丹丹,張元旭,王姣雪,李佳,魏建榮

(1 河北省生物工程技術創新中心,河北 保定 071002; 2河北大學 生命科學學院,生命科學與綠色發展研究院,河北 保定 071002)

桃紅頸天牛(Aromiabungii)屬于鞘翅目天?？?為東洋、古北區系共有種[1-2]。桃紅頸天牛主要為害桃、櫻桃、杏等果樹和櫻花、紅葉李等園林樹木,以幼蟲鉆蛀危害,幼蟲孵化后生活于樹皮下,隨著齡期增長進入木質部,蛀食成彎曲的蛀道,導致寄主樹勢衰弱而死亡,其中桃樹受害最為嚴重[3-5]。桃紅頸天牛通常2-3年完成1代,第1年以幼齡幼蟲、第2年以大齡幼蟲或老熟幼蟲越冬,翌年春天開始活動,幼蟲蛀屑及排泄物為紅褐色,較易識別。在河北地區,成蟲羽化出洞時間為 6月下旬,7月上中旬為成蟲羽化和交配盛期[6]。

害蟲的發生與環境因子有非常密切的聯系。影響天牛危害的因子有寄主樹齡、樹徑、坡向、坡度、坡位、地被植物覆蓋率等多種環境因子,如松褐天牛相對蟲口數與林齡、坡位關系密切,而海拔高度、樹高、坡向 3 個因子對其影響不大[7];栗山天牛的有蟲株率與坡位和胸徑呈顯著正相關關系,而與主林層郁閉度呈顯著負相關關系[8];光肩星天牛危害與林地的經營管理水平和楊樹樹干的直徑、樹皮厚度密切相關,而雙條杉天牛的發生則與立地環境及林分因子的關系不明顯[9-11]。已有研究表明桃紅頸天牛危害與桃樹樹齡以及山桃的胸徑均存在一定的相關性,但未對種植地點的環境因子和管理水平進行研究[12-13]。為全面探究環境因子對桃紅頸天牛發生情況的影響,本研究以河北省太行山區丘陵地帶種植的桃園為對象,對桃紅頸天牛危害程度與部分環境因子(寄主樹地徑、坡位、坡向和管理水平)的相關性進行調查分析,以期為桃紅頸天牛的林間管理措施提供指導。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

試驗樣地位于河北省保定市順平縣臺魚鄉南臺魚村(E 115°13″,N 38°83″)。該地位于太行山東麓與華北平原交接帶,主要為灰巖丘陵地形,屬于暖溫帶半干旱大陸性季風氣候。該村種植桃樹201 hm2,輻射周邊各村種植桃樹1 005 hm2,試驗用地栽植種類為鮮食毛桃,主栽品種為“京紅”“綠化九”和“久?！?栽種比例分別為：30%、50%、20%,株行距為 3 m×5 m。根據已有的調查結果,3個主栽品種在相同樹齡階段受桃紅頸天牛危害率分別為“綠化九”41.5%、“京紅”44.5%、“久?！?6.5%[14]。因此,此次調查不再涉及品種因素的影響。

1.2 桃紅頸天牛發生程度調查

2021年4月23日至27日,此時間段樹體內越冬幼蟲剛開始取食、排糞,便于觀測排糞孔的數量。分別在桃樹果園內選取不同坡向、坡位的樣地,調查樣地內桃樹的地徑、受害率、每株桃樹的受害水平以及桃園的管理水平。由于該地屬丘陵地帶,除平地外的山地坡度幾乎相同,因此本研究對坡度與桃紅頸天牛發生程度的關系不納入考慮。依據實際情況,選取東北、東南、北、南4個坡向,每個坡向在上、中、下3個坡位各選取一塊樣地,同時在位于平地上的果園里選取3塊樣地作為對照,由于東南向坡和北向坡坡頂的樣地為同一樣地,因此共計14塊樣地。具體調查方法如下：

采用平行線法在每塊樣地取樣30棵以上樣樹,逐一記錄桃樹的地徑與桃紅頸天牛發生程度,同時記錄每塊樣地的坡向、坡位、管理水平。由于桃樹均是矮化品種,無法測量胸徑,因此本研究以地徑表征樣樹的樹齡,即測量樣樹距地面20 cm高的直徑[15]。參考孫哲涵和韓明利桃紅頸天牛危害的分級方法,將桃紅頸天牛發生程度分為5個級別：0級,未被桃紅頸天牛幼蟲寄生;1級,桃紅頸天牛排糞孔數1～5個;2級,排糞孔數6～10個;3級,排糞孔數11～20個;4級：樹體上排糞孔數達20個以上[14,16]。由于桃樹的經濟價值較高,因此當地農民對桃園實行精細化管理,對每棵桃樹的管理水平不盡相同。按管理水平對每棵受害桃樹分為3個等級：好,管理水平好,除草、施肥及除蟲工作全部完成;中,管理水平中等,除草、施肥及除蟲工作完成1～2項;差,管理水平差,除草、施肥及除蟲工作全部未完成。

1.3 數據處理方法

將測試的不同環境因子分別設為：地徑=X1,管理水平=X2,坡位=X3,坡向=X4。為使不同的環境因子可以進行比較分析,將管理水平、坡位和坡向分別進行量化(等級)處理：

管理水平：“好” = 1、“中” = 2、“差” = 3;

坡位：“平地” = 0、“坡下” = 1、“坡中” = 2、“坡上” = 3;

坡向：“平地” = 0、“北坡” = 1、“東北坡” = 2、“東南坡” = 3、“南坡” = 4。

在此基礎上,對量化后的數據進行無量綱化處理：用公式X=Xi,a/Xi,max(i=1,2,3,4;a=1,2,3…451)。即每一列的數據除以該列中的最大值。

首先采用單因素方差分析(LSD法)計算不同因子影響下桃紅頸天牛平均排糞孔數量和桃樹受害率間的差異,再對桃紅頸天牛危害程度與各因子的關系進行逐步回歸分析,探究桃紅頸天牛危害程度與環境因子間的相關程度。方差分析和回歸分析前對數據進行正態性檢驗,對不符合正態分布的百分率數據采用反正弦Arcsin(X)進行轉換,其它數據采用平方根進行轉換。統計軟件為SPSS 25。

其中：桃樹被害株率%=(被害株數/總株數)×100%

2 結果與分析

本研究共調查順平縣臺魚鄉不同立地類型的桃樹451株,并根據桃紅頸天牛危害程度進行分級,各級受害桃樹數量及所占總數比例見圖1。

注：0級,未被桃紅頸天牛幼蟲寄生,沒有排糞孔;1級,桃紅頸天牛幼蟲排糞孔數1～5個;2級,排糞孔數6～10個;3級,排糞孔數11～20個;4級：樹體上排糞孔數達20個以上。圖1 受桃紅頸天牛危害不同級別桃樹的百分比Figure 1 Percentage of infested peach trees of different grades by Aromia bungii

由圖1可知,調查樣地內未受害的桃樹有106株,占調查總株數的23.5%;受害程度為1級的桃樹有228株,占調查總株數的50.55%;受害程度為2級的桃樹有92株,占調查總株數的20.4%;受害程度為3級和4級的桃樹較少,分別為22株和3株,總數合計占調查總株數的5.55%,說明調查地的桃樹整體受桃紅頸天牛危害較輕。

2.1 不同地徑桃樹的受害情況

調查樣地內不同地徑桃樹的受害情況,包括平均受害株率及單株平均排糞孔數統計分析見表1。

表1 不同地徑桃樹的平均受害株率及單株平均排糞孔數Table 1 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different ground-diameters of peach trees

由表1可知,桃樹的受害率隨地徑的增大而上升,地徑小于15 cm時,平均受害率約為50%;地徑為15～25 cm時,平均受害率約為77%;在地徑達到25 cm以上時,桃紅頸天牛危害率已接近90%,且不同地徑間存在顯著差異(F=16.61,df=5,18,P<0.01)。受害桃樹的株平均排糞孔數量也隨地徑的增長而上升,地徑小于20 cm時,平均排糞孔數量約為3個;地徑為20～30 cm時,平均排糞孔數量為5個;地徑大于30 cm的桃樹中達到最高,株平均排糞孔數量為9個,且不同地徑桃樹間差異顯著(F=22.33,df=5,18,P<0.01)。綜上,說明地徑越大,越容易受到桃紅頸天牛危害。

進一步對地徑和桃樹受害率的關系及地徑與桃樹平均排糞孔數量進行線性回歸分析,得到回歸方程Y1=2.03X+35.03(Y1為受害率,R2=0.957)和Y2=0.22X+0.32(Y2為株平均排糞孔數,R2=0.940)。

2.2 不同管理水平下桃樹的受害情況

根據樣地內除草、施肥以及對每株桃樹的蟲害防治情況,將管理水平由良到差分為好、中、差3個等級,不同管理水平下桃樹的受害程度見表2。

表2 桃園不同管理水平桃樹平均受害株率及單株平均排糞孔數Table 2 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different management levels of peach orchards

由表2可知,桃樹的平均受害率和受害桃樹株平均排糞孔數量隨管理水平降低而上升。管理水平好的桃樹平均受害率為67.79%,平均排糞孔數量為4.52個;管理水平中等的桃樹平均受害率為77.47%,平均排糞孔數量為5.30個;管理水平最差的受害率達到86.93%,平均排糞孔數量為5.37個。不同管理水平間的桃樹受害率差異顯著(F=3.96,df=2,9,P<0.05),不同管理水平間受害樹的株平均排糞孔數量差異不顯著(F=0.71,df=2,9,P>0.05)。綜上,說明管理水平差的桃樹更容易受到桃紅頸天牛危害。

2.3 不同坡位桃樹的受害情況

分別調查了上、中、下坡及平地的桃樹受害情況,不同坡位桃樹的平均受害株率和單株平均排糞孔數量統計分析結果見表3。

表3 不同坡位桃樹平均受害株率及單株平均排糞孔數Table 3 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different slope positions

由表3可知,桃樹的受害株率隨坡位的上升而降低。中坡位桃樹的平均受害株率為75.00%,下坡位桃樹的平均受害株率達到90.00%,而平地的桃樹受害株率較低(68.89%),與坡上部69.28%相當,且不同坡位的桃樹受害率之間差異顯著(F=3.94,df=3,10,P<0.05)。受害桃樹的株平均排糞孔數量隨坡位變化并不大,均約為5個,且不同坡位之間無顯著差異。綜上,說明下坡的桃樹更容易受桃紅頸天牛危害。

2.4 不同坡向桃樹的受害情況

按照樣地內桃樹的栽植情況,分別調查了東北、東南、南、北坡以及平地的桃樹受害情況,不同坡向桃樹的平均受害株率及平均排糞孔的數量統計分析結果見表4。

表4 不同坡向桃樹平均受害株率及單株平均排糞孔數量Table 4 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different slope directions

由表4可知,東北坡和東南坡的桃樹平均受害株率為81.11%,北坡桃樹受害株率為80%,南坡(71.51%)和平地(68.89%)的桃樹受害株率相當,雖然在不同坡向間桃樹的受害株率或受害樹的株平均排糞孔數差異不顯著,但坡向朝南或偏南時桃樹的受害株率略低于北坡和東北坡。南坡和東南坡以及平地的受害桃樹的株平均排糞孔數也略少于北坡和東北坡,即陽坡和半陽坡的桃樹受害率低于陰坡和半陰坡,但差異未達到顯著水平。綜上,說明位于陰坡和半陰坡的桃樹更容易受到桃紅頸天牛危害。

2.5 桃紅頸天牛發生程度與環境因子相關性分析

由于同一樣地內存在不同地徑的樣樹,不同樣地內的不同地徑樣樹數量差異很大,而桃樹的受害率與桃樹的地徑密切相關,因此在本研究中未以不同樣地的受害率對各因子進行多元回歸分析。取排糞孔數作為桃紅頸天牛發生程度的指標,對各環境因子與桃紅頸天牛發生程度進行偏相關分析,計算出各變量的偏相關系數,并進行相應的t檢驗,結果見表5。

表5 各變量的偏相關系數Table 5 Partial correlation coefficient of different variables

由表5可知,對桃紅頸天牛發生程度影響最大的為地徑,偏相關系數為0.468;坡位、管理水平和坡向的影響依次降低,分別為0.123、0.099和0.169,相對于地徑對桃紅頸天牛發生程度的影響水平低得多,因此受害桃樹株平均排糞孔數的主要影響因子為地徑。

3 討論與結論

桃紅頸天牛作為一種對桃樹、杏樹和櫻桃樹等薔薇科經濟林和櫻花、紅葉李等園林樹木有嚴重危害的蛀干害蟲[17],研究其發生影響因子對掌握其發生規律、預測發生程度和及時控制危害具有指導意義[18-19]。本研究對北方半山丘陵地區桃園果樹受桃紅頸天牛危害的程度與桃樹地徑、管理水平、坡位及坡向的關系進行了研究,發現桃樹地徑越大,受害程度越重。韓明利對順平縣桃園桃紅頸天牛危害情況調查表明,桃樹在樹齡10年后開始受到桃紅頸天牛危害,樹齡越大受害情況越嚴重,樹齡10～15年、15～20 年、20～30年受害率分別為20%、39.8%、92.6%[15]。由于地徑與桃樹的樹齡有直接關系,因此認同桃樹的樹齡是影響桃紅頸天牛發生程度主要因子的觀點。這與在我國南方發現的不同樹齡桃林中隨樹齡的增長桃紅頸天牛幼蟲危害率增高且同一株桃樹寄生數也隨之增加的研究結果相似[20]。本研究中,桃樹地徑大于15 cm時,桃紅頸天牛的危害株率超過80%;當地徑達到25 cm以上后,受害率劇增到90%左右,且單株被害樹木的平均排糞孔數量也隨著地徑的增長有明顯的增加趨勢,因此在桃紅頸天牛防治工作中需要重點對樹木地徑超過15 cm以上的樹木采取合理的防治措施。

桃紅頸天牛危害率隨果園的管理水平上升而有所下降,說明對桃林進行除草、施肥等有利于增強樹木的樹勢和抗蟲性,且及時采用物理除蟲法有利于降低桃紅頸天牛的危害,因此建議加強對桃林的管理。在坡向方面,陽坡桃林中桃紅頸天牛的危害率和被害樹木的株平均排糞孔數要低于陰坡,說明在陽坡生長的桃樹對于桃紅頸天牛的危害有著較強的抗性,也可能是桃紅頸天牛更喜在略為陰濕的環境下生活。在坡位方面,桃紅頸天牛危害率隨坡位的增高而降低,雖然影響并不明顯,但仍然需要加強在坡位較低處桃林的蟲害防治力度。研究結果對于桃紅頸天牛林間管理及防控措施具有一定的實踐指導意義。

河北省順平縣南臺魚村桃園受桃紅頸天牛危害嚴重的主要為樹齡大、地徑粗的桃樹。與桃紅頸天牛發生程度相關性最高的因子為地徑,管理水平、坡位和坡向3種環境因子對于桃紅頸天牛發生程度有影響,但不顯著。