兩種測報燈對浙中地區玉米田害蟲的種群監測與動態分析

韓海亮,章金明,董航順,陳 斌,王桂躍,徐紅星,呂仲賢,趙福成*

(1 浙江省農業科學院玉米與特色旱糧研究所,東陽 322100;2 浙江省農業科學院植物保護與微生物研究所,杭州 310021,3 東陽市農業農村局,東陽 322100)

鮮食玉米在浙江省旱糧生產中占有重要地位,2020 年全省鮮食玉米播種面積4.9 萬hm2,浙中地區是浙江省鮮食玉米的主要產地[1]。 長期以來,鮮食玉米生產受到多種害蟲的影響,對生產造成重大影響的常發害蟲有小地老虎(Agrotis ypsilon)和亞洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)。 小地老虎主要在苗期為害,嚴重時可造成缺苗斷壟[2];亞洲玉米螟一直是優勢害蟲,不僅蛀稈造成減產,還為害籽粒造成爛穗,對鮮食玉米生產影響極大[3]。 偶發性害蟲有桃蛀螟(Conogethes punctiferalis)、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)、斜紋夜蛾(Spodoptera litura)、黏蟲(Mythimna seperata)、勞氏黏蟲(Leucania loreyi)和東方螻蛄(Gryllotalpa orientalis)。 桃蛀螟常與亞洲玉米螟混合為害,蛀食果穗頂端造成爛穗[3];甜菜夜蛾取食嫩苗和葉片,在秋季高溫干旱年份易造成暴發為害[4],如2016 年8 月在紹興上虞造成3.3 hm2秋甜玉米全部毀種;黏蟲和勞氏黏蟲也會對玉米葉片和果穗造成嚴重為害[5];東方螻蛄咬食種子和幼苗嫩莖,鉆土形成的隧道使幼苗根部與土壤分離,造成整行幼苗枯死[6],東方螻蛄可在局部地區造成嚴重為害,如2019 年8 月在諸暨楓橋造成2 hm2秋甜玉米絕收;自2019 年草地貪夜蛾(Spodoptera frugiperda)入侵以來,當年便超過亞洲玉米螟成為鮮食玉米第一害蟲,玉米從出苗到成熟均可被嚴重為害,嚴重地塊果穗被害損失超過60%[7]。

做好成蟲發生時間和數量的及時監測是害蟲測報與有效防控的基礎,目前種群監測方法主要有燈誘監測和性誘監測[8]。 性誘監測具有專一性高的特點,但一種誘芯只能監測一種害蟲,監測結果還易受性誘芯成分含量[9]、載體種類和誘捕器類型[10]的影響。 燈誘監測主要使用黑光燈和高空燈兩種,2002 年,以黑光燈(波峰365 nm,功率20 W)為光源的佳多自動蟲情測報燈在全國推廣適用,成為各地農業害蟲的主要監測工具,但大部分農業害蟲具有遷飛習性,自動蟲情測報燈不能誘捕遷飛蟲群。 2015 年,我國選用高空測報燈(金屬鹵化物燈,波長500—600 nm,功率1 000 W)進行遷飛性害蟲區域性監測,結合雷達觀測和雌蛾卵巢解剖等手段,在稻縱卷葉螟[11]、黏蟲[12]和草地貪夜蛾[13]等害蟲的遷飛習性研究中發揮了重大作用。 本研究在浙江省東陽市同時使用自動蟲情測報燈和高空測報燈對玉米田害蟲進行種群監測,以期探明玉米田主要害蟲的發生規律,為其遷飛規律、測報和綠色防控研究提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗在位于浙中地區的東陽市城東街道玉米研究所基地進行,該地屬亞熱帶季風氣候,海拔79 m,主要種植鮮食玉米。 玉米種植制度為春秋兩熟,春玉米在3 月下旬—4 月中旬播種,6 月下旬—7 月中旬收獲,秋玉米在7 月下旬—8 月上旬播種,10 月中旬—11 月上旬收獲,基地及周邊其他作物有水稻、番茄、花椰菜、高粱和鮮食大豆等。

1.2 測報燈

自動蟲情測報燈和高空測報燈均購于鶴壁佳多科工貿股份有限公司。 自動蟲情測報燈(簡稱AFL)為JDA0-III 型,20 W 黑光燈管,主波長365 nm,220 V 電源,8 位自動轉換集蟲器,每24 h 自動轉換1 格,蟲體按天存放,光感自動開燈。 高空測報燈(簡稱HAFL)為JDHK-3 型,1 000 W 金屬鹵化物光源,220 V電源,不銹鋼集蟲箱,光感自動開燈,遇雨自動關閉。 兩種測報燈均具有遠紅外快速烘干功能,以保持蟲體的相對完整性。 兩燈均安裝在基地內,相隔距離160 m。

1.3 調查方法

自動蟲情測報燈每周清理1 次,將每天誘集的昆蟲分開裝袋帶回;高空測報燈每天清理1 次,將誘集的昆蟲裝袋帶回,在實驗室對主要玉米害蟲進行分類計數。 試驗于2020 年4 月28 日開始,11 月16 日結束。

1.4 數據分析

采用Excel 2019 軟件進行數據分析和圖表繪制。

2 結果與分析

2.1 玉米害蟲種類和數量差異

對自動蟲情測報燈和高空測報燈誘集昆蟲進行統計,誘到的玉米害蟲主要為亞洲玉米螟、草地貪夜蛾、桃蛀螟、小地老虎、勞氏黏蟲、黏蟲、東方螻蛄和斜紋夜蛾。 從表1 可以看出,自動蟲情測報燈誘集的8 種主要害蟲總數為3 597 頭,高空測報燈誘集的8 種主要害蟲總數為17 618 頭。 高空測報燈平均每天誘集的勞氏黏蟲、東方螻蛄、斜紋夜蛾、桃蛀螟、亞洲玉米螟、黏蟲、小地老虎和草地貪夜蛾的數量分別是自動蟲情測報燈的7.05 倍、6.75 倍、6.62 倍、4.91 倍、4.25 倍、3.42 倍、2.92 倍和1.81 倍。

表1 兩種測報燈誘集主要玉米害蟲的數量比較Table 1 Quantity comparison of main maize pests trapped by two kinds of forecast lamps

2.2 兩種測報燈監測的不同害蟲種群動態比較

2.2.1 亞洲玉米螟種群動態對比

從高空測報燈的監測曲線可以看出,亞洲玉米螟全年共有4 個成蟲高峰期,分別在5 月上旬、6 月中下旬、7 月中下旬和9 月上中旬,7 月25 日為全年最高峰,其他時間均有少量成蟲被捕獲(圖1)。 從自動蟲情測報燈的監測曲線可以看出,亞洲玉米螟在6 月中旬和7 月下旬—8 月上旬有2 個成蟲高峰期,7 月30 日為全年最高峰,與高空測報燈相比缺少5 月和9 月高峰期。 比較6 月和7 月兩個高峰期可以看出,高空測報燈監測的高峰期比自動蟲情測報燈均提早3—5 d,結束時間也提早5 d 左右。

2.2.2 草地貪夜蛾種群動態對比

從高空測報燈的監測曲線可以看出,草地貪夜蛾在5 月中下旬、6 月中下旬、7 月中下旬和8 月中旬—9 月下旬出現4 個高峰期,前3 個高峰期與自動蟲情測報燈監測的情況基本一致,但第4 個高峰期持續時間顯著長于自動蟲情測報燈,且種群數量較多(圖2)。 自動蟲情測報燈在5 月1 日監測到本年度第1 頭成蟲,但蟲量一直較少,到5 月15 日達到第一個高峰期的峰值(5 頭),而高空測報燈在5 月7 日才監測到第1 頭成蟲,在5 月9 日即達到第一個高峰期的峰值(8 頭),雖然自動蟲情測報燈先監測到成蟲,但高空測報燈的第一次峰值比自動蟲情測報燈提早6 d。 高空測報燈在8 月16 日首先達到第4 個高峰期的峰值(16 頭),自動蟲情測報燈在8 月22 日達到峰值(14 頭)之后便迅速下降,而高空測報燈在8 月28 日—9 月19 日期間一直保持較高數量,高于自動蟲情測報燈,9 月14 日達到秋季最高峰(32 頭)。 進入10 月以后,草地貪夜蛾種群數量顯著下降,但自動蟲情測報燈監測的數量卻一直略高于高空測報燈,10 月21 日后高空測報燈監測的數量基本為0(除11 月5 日和7 日各1 頭),而自動蟲情測報燈在11 月15 日仍然監測到2 頭成蟲。

圖2 兩種測報燈監測的草地貪夜蛾成蟲種群動態對比Fig.2 Comparison of the population dynamic of adult S.frugiperda monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.3 小地老虎種群動態對比

從圖3 可以看出,從監測開始即有較多小地老虎成蟲出現,一直到6 月中旬到達高峰,此段時間內成蟲數量一直較多,高空測報燈的峰值出現在6 月20 日(31 頭),自動蟲情測報燈的峰值出現在5 月27 日和6 月21 日(均為10 頭),此后成蟲數量便迅速下降,兩種測報燈除在7 月25 日出現一個小高峰外,其他時間均僅有零星成蟲,直到監測結束。

2.2.4 桃蛀螟種群動態對比

高空測報燈監測結果顯示,桃蛀螟在5 月上旬、6 月中旬、7 月中下旬和9 月中下旬有4 個成蟲高峰期(圖4),后3 個高峰期持續時間較長,蟲量較多,峰值出現在7 月25 日(31 頭),其次為6 月20 日(24 頭)和9 月20 日(19 頭),10 月15 日后僅零星出現,11 月6 日監測到本年最后1 頭成蟲。 自動蟲情測報燈在5 月3 日監測到1 頭成蟲,直到5 月28 日再次監測到成蟲,從6 月中旬到9 月上旬有一個持續時間較長的高峰期,峰值出現在7 月23 日(9 頭),但數量僅為同期高空測報燈的1∕3 左右,9 月15 日—11 月3 日僅監測到7 頭成蟲。 與高空測報燈相比,自動蟲情測報燈未監測到5 月上旬和9 月中下旬的高峰期,且蟲量明顯較低。

圖4 兩種測報燈監測的桃蛀螟成蟲種群動態對比Fig.4 Comparison of the population dynamic of adult C.punctiferalis monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.5 勞氏黏蟲種群動態對比

高空測報燈監測結果表明(圖5),勞氏黏蟲有2 個持續時間較長的成蟲高峰期,分別為6—7 月和10—11 月,其中6—7 月高峰期的蟲量峰值高于10—11 月高峰期,峰值在6 月20 日(43 頭)、7 月25 日(26 頭)和11 月15 日(23 頭),兩個高峰期之外的其他時間成蟲數量均低于8 頭。 自動蟲情測報燈也監測到2 個高峰期,分別為6 月中下旬和9 月底—11 月中旬,6 月中下旬的高峰期顯著短于高空測報燈監測的6—7 月高峰期,且蟲量峰值低于9 月底—11 月中旬高峰期,分別在6 月17 日(6 頭)和10 月19 日(9 頭)。

圖5 兩種測報燈監測的勞氏黏蟲成蟲種群動態對比Fig.5 Comparison of the population dynamic of adult L.loreyi monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.6 黏蟲種群動態對比

高空測報燈監測結果顯示,黏蟲數量表現為突增突減,全年共有3 個高峰期(圖6),分別為5 月下旬、6 月下旬和9 月下旬,3 個高峰期的峰值分別在5 月25 日(15 頭)、6 月20 日(20 頭)和9 月18 日(34 頭)。 自動蟲情測報燈監測的整體種群動態與高空測報燈監測的結果基本一致,除5 月下旬高峰期不明顯外,其他兩個高峰期高度吻合,但高峰期的峰值均比高空測報燈晚2—5 d,分別在6 月22 日(4 頭)和9 月23 日(6 頭),且9 月下旬高峰期持續時間較長。

圖6 兩種測報燈監測的黏蟲成蟲種群動態對比Fig.6 Comparison of the population dynamic of adult M.seperata monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.7 東方螻蛄種群動態對比

兩種測報燈監測結果顯示,東方螻蛄有兩個高峰期(圖7),分別在6 月中旬和7 月中旬,高空測報燈6 月中旬的峰值在6 月10 日(87 頭)和6 月17 日(78 頭),自動蟲情測報燈的峰值在6 月17 日(29 頭)。高空測報燈7 月11 日監測蟲量迅速增加,峰值在7 月14 日(196 頭),為全年最高峰,7 月26 日高峰期結束;自動蟲情測報燈監測蟲量也在7 月11 日突然增加,7 月12 日達到18 頭,由于燈具故障和降雨,連續5 d 數據缺失,7 月30 日高峰期結束。 兩種測報燈自8 月1 日以后都僅能檢測到零星成蟲。

圖7 兩種測報燈監測的東方螻蛄成蟲種群動態對比Fig.7 Comparison of the population dynamic of adult G.orientalis monitored by two kinds of forecast lamps

2.2.8 斜紋夜蛾種群動態對比

斜紋夜蛾的蟲口數量顯著高于其他害蟲(圖8)。 在6 月10 日之前,高空測報燈監測的單日成蟲數量一直在10 頭以下,6 月15 日后,成蟲數量急劇增加,到6 月29 日達到433 頭,此后又急劇下降,形成第一個高峰期,此后成蟲數量一直在30 頭左右。 到7 月13 日,成蟲數量又迅速增加至155 頭,在7 月25 日達到560 頭,成為全年最高值,但第2 天便下降至106 頭,直到8 月29 日一直在100 頭上下浮動。 在9 月18日監測到一個小高峰(155 頭),之后成蟲數量迅速下降并保持在40 頭以下,僅在10 月17 日(46 頭)和11月14 日(60 頭)出現小幅增加,至監測結束仍有較多成蟲。 自動蟲情測報燈監測結果顯示,6 月18 日成蟲數量達到第一個小高峰(10 頭),此后數量基本保持在10 頭以上,但波動幅度較大,在8 月18 日達到最高峰(39 頭),到9 月10 日左右高峰期結束。 在9 月15 日和11 月15 日蟲量有小幅增加,至監測結束仍有成蟲活動。

圖8 兩種測報燈監測的斜紋夜蛾成蟲種群動態對比Fig.8 Comparison of the population dynamic of adult S litura monitored by two kinds of forecast lamps

3 討論

利用昆蟲的趨光性進行燈誘是目前害蟲預測預報和物理防控的重要手段,擴大光譜范圍[14]和提高光強[15]有利于提高誘蟲量。 高空測報燈的金屬鹵化物燈泡發光光譜涵蓋紫外區和可見區,且相對光強較大,顯著高于自動蟲情測報燈的黑光燈燈管;另外,自動蟲情測報燈由于防雨設計加有頂蓋,限制燈光射向空中,只能誘集低空和地面的昆蟲,監測種群為本地蟲源。 高空測報燈可射向500 m 高空,除可以誘集低空和地面的昆蟲外,還可以誘集空中遷飛的昆蟲種群,監測種群多為遷飛蟲源,而浙中地區是昆蟲南北遷飛的主要通道,因此高空測報燈下蟲峰較多,且監測蟲量顯著高于自動蟲情測報燈,消長變化更為顯著。

通過監測的成蟲高峰可以推測,亞洲玉米螟、小地老虎、桃蛀螟、草地貪夜蛾、黏蟲、勞氏黏蟲和斜紋夜蛾在浙中地區一年均可發生4—5 代,而東方螻蛄每年僅能發生1 代。 除東方螻蛄外的7 種害蟲成蟲消長動態均具有突增突減的現象,符合遷飛性害蟲的種群消長特點[16]。 亞洲玉米螟在浙中地區可以以老熟幼蟲滯育越冬,次年5 月初羽化成為本地蟲源;黏蟲[17]和小地老虎[18]的越冬北界為1 月份平均溫度0 ℃等溫線(33°N);草地貪夜蛾[19]越冬北界大概為1 月平均溫度6 ℃等溫線(31°N);通過性誘在本地1—2 月份可以誘到勞氏黏蟲和斜紋夜蛾成蟲,說明這6 種害蟲均可在浙中地區(約29°N)越冬,但由于本地區已接近黏蟲、小地老虎和草地貪夜蛾的越冬北界,越冬蟲量較少,春季蟲源應主要由南方遷入,其他害蟲也會隨季風從南往北遷。 從兩種測報燈監測結果對比來看,高空測報燈監測的亞洲玉米螟、草地貪夜蛾和黏蟲春季高峰期均比自動蟲情測報燈提早2—6 d,說明部分遷飛蟲源的降落增加了本地蟲源,因此可以使用高空測報燈和自動蟲情測報燈監測峰值的時間差來指示昆蟲的遷飛行為,與地面燈誘蟲器和探照燈誘蟲器組合形成的姊妹燈誘蟲技術[16]相比具有更節能簡便的優點。

小地老虎雖然可以在浙中地區每年發生4—5 代,但主要為害代為第1 代,6 月下旬后成蟲數量急劇減少,結合朱肖鋒[20]和曾娟[21]的研究結果,對比兩種測報燈監測的動態曲線,本地小地老虎夏季蟲量驟減的原因應該為成蟲大量遷出,同時由于高溫影響了小地老虎的求偶和交配[22],導致后期本地蟲源一直處于較低水平。 本試驗監測的浙中地區東方螻蛄成蟲高峰期在6—7 月,王道澤等[23]監測的杭州種群除了6—7 月的高峰期外,多了9—10 月的高峰期,本試驗結果與付道猛等[24]監測的贛北種群動態高度一致,可能與不同地區年際間特殊氣候原因有關。

綜上,自動蟲情測報燈和高空測報燈均可對鮮食玉米主要害蟲進行種群監測,通過對比發現,高空測報燈具有蟲峰較多、峰值較高和消長變化更為顯著的特點,自動蟲情測報燈也可以進行有效監測,由于誘蟲數較少,在監測時工作量相對較少。 通過利用高空測報燈和自動蟲情測報燈監測峰值的時間差可以有效指示昆蟲的遷飛行為,但由于兩種測報燈均以遠紅外功能均能處理蟲體,無法進行解剖,在進行遷飛害蟲監測時應增加水盆誘捕器,對雌蛾進行卵巢解剖[25],配合測報燈數據以明確害蟲的遷入和遷出規律。