張 應(yīng), 崔廣林, 李隆云
(重慶市中藥研究院,重慶市中藥良種選育與評(píng)價(jià)工程技術(shù)中心,重慶 400063)
灰氈毛忍冬(Lonicera macranthoides Hand-Mazz.)是我國(guó)中藥材山銀花的基源植物之一,社會(huì)需求量極高,在湖南、重慶、廣西、貴州等地大量種植[1-2]。胡蘿 卜 微 管 蚜 [Semiaphis heraclei(Takahashi)]是為害灰氈毛忍冬重要的害蟲之一,發(fā)生范圍廣泛[3-5]。該蟲在重慶秀山縣4月上旬開始發(fā)生,5月中下旬達(dá)到盛期,以刺吸汁液為害,使灰氈毛忍冬葉片卷曲發(fā)黃,花蕾畸形脫落,2010年秀山縣及周邊地區(qū)發(fā)生面積達(dá)2.5萬(wàn)hm2,由于基礎(chǔ)研究薄弱,預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防治技術(shù)落后,其發(fā)生情況是影響灰氈毛忍冬產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素。
空間分布格局是昆蟲種群的客觀屬性,是種群基本數(shù)量特征之一。本研究應(yīng)用聚集指標(biāo)法、Iwao法和Taylor冪法則對(duì)胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上的空間分布格局進(jìn)行研究,將有助于了解種群結(jié)構(gòu),為種群調(diào)節(jié)、抽樣技術(shù)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和綜合防治提供理論依據(jù)。
重慶市秀山縣清溪鎮(zhèn)涼亭村良馬場(chǎng)(N28°26′,E108°57′)灰氈毛忍冬種植基地,基地種植面積約20hm2,種植密度為2m×1.5m,樹齡均為4年,株高1.2~1.5m,未施用化學(xué)農(nóng)藥防治蚜蟲。
調(diào)查于胡蘿卜微管蚜盛發(fā)期2010年5月16-19日完成,分別選取5塊長(zhǎng)勢(shì)一致的田塊,每塊面積為550~700m2,每個(gè)田塊中采用網(wǎng)格式調(diào)查4×4=16株,調(diào)查時(shí)先將樹冠分為上、中、下3個(gè)垂直層次,每個(gè)層次再分為東、南、西、北4個(gè)水平方向,各選擇一個(gè)枝條,分別在每個(gè)枝條的外部、中部和內(nèi)部挑選4片葉,記錄葉片上胡蘿卜微管蚜無(wú)翅蚜的發(fā)生數(shù)量。調(diào)查在上午9:00-11:00完成。
1.3.1 聚集指標(biāo)法
計(jì)算每個(gè)田塊的胡蘿卜微管蚜平均密度m(頭/方位)和樣本方差S2。利用以下幾種常用指標(biāo)測(cè)定胡蘿卜微管蚜的空間分布型。(1)平均擁擠度m*:m*=m+S2/m-1,m*<1為均勻分布,m*=1為隨機(jī)分布,m*>1為聚集分布;(2)擴(kuò)散指數(shù)C:C=S2/m,C<1時(shí)為均勻分布,C=1時(shí)為隨機(jī)分布,C>1時(shí)為聚集分布;(3)叢生指數(shù)I:I=S2/m-1,I=0為隨機(jī)分布,I>0為聚集分布,I<0為均勻分布;(3)聚塊性指數(shù)m*/m:m*/m=1+S2/m2-1/m,m*/m=1為隨機(jī)分布,m*/m<1為均勻分布,m*/m>1為聚集分布;(4)久野指數(shù)Ca;Ca=(S2-m)/m2,Ca<0為均勻分布,Ca=0為隨機(jī)分布,Ca>0為聚集分布;(5)負(fù)二項(xiàng)分布K 值:K=m2/(S2-m),K<0為均勻分布,K>0為聚集分布,K→+∞為隨機(jī)分布[6]。
1.3.2 回歸分析法
1.3.2.1 Taylor的冪法則
Taylor發(fā)現(xiàn)樣本平均數(shù)與方差的對(duì)數(shù)之間存在如下回歸關(guān)系:lgS2=lga+blgm,當(dāng)lga>0,b>1時(shí),種群在一定密度下均是聚集的,但聚集度對(duì)密度有依賴性;lga<0,b<1時(shí),種群密度越高分布越均勻[6]。
1.3.2.2 Iwao的m*-m 回歸分析法
Iwao建立了檢測(cè)分布型的公式:m*=α+βm,關(guān)系式中α與β兩參數(shù)揭示了種群的分布特征。α為分布基本成分的平均擁擠度:當(dāng)α=0時(shí),分布的基本成分為單個(gè)個(gè)體,α>0時(shí),個(gè)體間相互吸引,分布的基本成分是個(gè)體群,α<0時(shí),個(gè)體間相互排斥。β為基本成分的空間分布型:當(dāng)β=1時(shí),為隨機(jī)分布,β>1時(shí),為聚集分布,β<1時(shí),為均勻分布[6]。
應(yīng)用Blackith的種群聚集均數(shù)(λ)分析胡蘿卜微管蚜的聚集原因。λ=mr/2 K,r為χ2分布表中自由度等于2 K時(shí)0.5概率值所對(duì)應(yīng)的χ2值。當(dāng)λ<2時(shí),其聚集可能是由于環(huán)境作用所引起,而不是由于昆蟲本身的聚集習(xí)性,當(dāng)λ≥2時(shí),聚集原因是由于上述兩個(gè)原因或其中一個(gè)原因所引起的[6]。
依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),分別計(jì)算出每一株樹在樹冠垂直層面(上層、中層、下層)、水平方向(東、西、南、北)和枝條部位(外部、中部、內(nèi)部)的無(wú)翅蚜數(shù)量,并分別對(duì)其平均數(shù)量進(jìn)行方差分析。
采用Iwao的理論抽樣數(shù)模型確定不同蟲口密度時(shí)的最適理論抽樣數(shù)[7]。
n=t2/D2[(α+1)/m+β-1]其中:n為最適抽樣數(shù),m為平均密度,t為一定置信度下的t分布值,取t=1,α、β為m*-m 回歸模型中的參數(shù),D 為允許誤差值,取D=0.1,0.2,0.3。
2.1.1 聚集度指標(biāo)
利用Excel計(jì)算出5個(gè)樣方中胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上的空間分布型指標(biāo)(見表1)。表中可見:平均擁擠度m*>1,擴(kuò)散系數(shù)C>1,叢生指標(biāo)I>0,聚塊指數(shù)m*/m>1,久野指標(biāo)Ca>0,負(fù)二項(xiàng)分布的K值K>0,表明胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上呈聚集分布。
2.1.2 回歸分析
2.1.2.1 Taylor冪法則
利用樣本平均數(shù)(m)與方差(S2)的對(duì)數(shù)計(jì)算出Taylor冪法則方程lgS2=1.482+1.950lgm,相關(guān)系數(shù)R2=0.990 1,相關(guān)關(guān)系極顯著(p<0.01)。lga=1.481 9>0,b>1,表示胡蘿卜微管蚜種群在一切密度下均是聚集分布的,聚集度具有密度依賴性,隨種群密度提高,聚集度愈高。
表1 胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上的聚集指標(biāo)
2.1.2.2 Iwao的m*-m 回歸分析法
將樣本平均數(shù)(m)與平均擁擠度(m*)進(jìn)行線性回歸,得出回歸方程:m*=5.182+27.75 5 m,R2=0.936 6,相關(guān)關(guān)系顯著(p<0.01)。α>0,表明胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上分布的基本成分為個(gè)體群,個(gè)體間相互吸引。β>1,表明個(gè)體間呈聚集分布。
取R值為0.455,計(jì)算出5個(gè)樣本田塊的λ值分別為30.154、29.820、27.047、16.604、27.823,均大于2,表明胡蘿卜微管蚜的聚集是由本身的聚集習(xí)性與環(huán)境因素共同影響所致。
胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬植株不同部位的種群密度有一定的差異(見表2),不同垂直層次種群密度平均值依次為:上層>中層>下層,差異性不顯著(p=0.247),不同水平方向種群密度平均值依次為:南方>東方>北方>西方,差異性不顯著(p=0.202),在枝條不同部位的種群密度平均值依次為:外部>內(nèi)部>中部,差異達(dá)到極顯著水平(p=0.001)。
表2 胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上種群分布的差異性分析
應(yīng)用Iwao的理論抽樣公式來(lái)確定理論抽樣數(shù)n,建立最適理論抽樣數(shù)模型為:
n=t2/D2(6.182/m+26.755)
根據(jù)最適理論抽樣數(shù)模型得出胡蘿卜微管蚜在不同密度、不同允許誤差水平時(shí)的理論抽樣數(shù)(表3),在允許誤差不同的情況下,當(dāng)密度上升至一定的數(shù)量時(shí),抽樣數(shù)量逐漸趨于穩(wěn)定。
表3 胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上分布的理論抽樣模型
胡蘿卜微管蚜是灰氈毛忍冬的重要蟲害,在重慶、湖南、四川、貴州等灰氈毛忍冬產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生,由于預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防治技術(shù)落后,生產(chǎn)上造成極嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。蚜蟲的空間分布型揭示種群的行為習(xí)性、環(huán)境因子等疊加的影響[8]。對(duì)胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上空間分布格局的研究有助于了解種群的生態(tài)學(xué)特性,提高抽樣技術(shù)及試驗(yàn)設(shè)計(jì)的精確程度,對(duì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和綜合治理有重要的指導(dǎo)意義。
利用6種聚集指標(biāo)測(cè)定結(jié)果表明:胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬上呈聚集分布。Taylor冪法則分析顯示,胡蘿卜微管蚜種群在一切密度下均是聚集分布的,但聚集度對(duì)密度有依賴性。Iwao的m*-m回歸分析顯示分布的基本單位為個(gè)體群。聚集原因分析顯示田間聚集由昆蟲本身的聚集習(xí)性和環(huán)境共同影響所致。針對(duì)胡蘿卜微管蚜的聚集特性,藥劑防治過(guò)程中在全面施藥的同時(shí)應(yīng)有所側(cè)重,這樣既可以避免因漏噴造成的害蟲殘存,又能保證高密度區(qū)域施藥量的要求,達(dá)到理想的防治效果[9]。
胡蘿卜微管蚜在灰氈毛忍冬樹冠的垂直層次和水平方位分布上均沒(méi)有顯著差異,在枝條的外部、中部和內(nèi)部分布存在極顯著差異,可能與胡蘿卜微管蚜偏食幼嫩葉片有關(guān),因此實(shí)際調(diào)查中不必劃分垂直層次和水平方向,但需劃分枝條的部位抽樣調(diào)查,可以將枝條外部作為最適抽樣部位和防治重點(diǎn)部位。本研究在空間分布格局的基礎(chǔ)上建立了最適理論抽樣數(shù)公式,并列出不同蟲口密度和不同準(zhǔn)確度要求下的最適抽樣樣方數(shù),為該蟲的田間密度調(diào)查和蟲情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供理論依據(jù),從而可以準(zhǔn)確地指導(dǎo)該蟲的防控工作。
[1] 衛(wèi)生部藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典2010年版[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:28-29.
[2] 肖聰穎,汪冶,田蘭,等.關(guān)于《中國(guó)藥典》金銀花、山銀花標(biāo)準(zhǔn)的幾 點(diǎn) 修 訂 建 議 [J]. 中 國(guó) 中 藥 雜 志,2011,36(10):1406-1407.
[3] 胡中常,覃曉春,范祝元,等.隆回灰氈毛忍冬(大葉金銀花)病蟲害調(diào)查初報(bào)[J].湖南林業(yè)科學(xué),2005,33(1):47-48.
[4] 張應(yīng),李隆云.秀山灰氈毛忍冬病蟲害發(fā)生及防治情況[J].植物醫(yī)生,2011,24(6):20-21.
[5] 歐善生,鄧玲姣,蘇桂花,等.廣西忻城縣山銀花病蟲害及其天敵昆蟲種類調(diào)查[J].植物保護(hù),2012,38(1):133-140.
[6] 徐汝梅.昆蟲種群生態(tài)學(xué)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,1986:7-58.
[7] 丁巖欽.昆蟲數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1994:84-124.
[8] 李丹,趙惠燕,胡想順.蚜蟲種群時(shí)空分布動(dòng)態(tài)模型[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30(18):4986-4992.
[9] 閆文濤,仇貴生,周玉書,等.蘋果全爪螨的空間分布格局及時(shí)序動(dòng)態(tài)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(11):3053-3059.