朱建文 蘆 芳 王赟萍 裴義瑋 馬春風(fēng) 王 赟
(1 上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201599;2 上海市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,上海市閔行區(qū) 201103;3 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院昆蟲學(xué)系,江蘇省南京市 210095;4 上海市金山區(qū)呂巷鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站 201517;5 上海市金山區(qū)金山衛(wèi)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)站 201515)
褐飛虱[Nilaparvata lugens(Stal)]是我國水稻上的一種重要遷飛性害蟲,對水稻有明顯的專食性,其種群規(guī)模大小對我國水稻生產(chǎn)有著至關(guān)重要的影響。褐飛虱喜溫暖,抗寒能力弱,沒有真正的休眠越冬特性,每年在東南亞和東亞地區(qū)進(jìn)行季節(jié)性的南北往返遷飛。每年4月末,褐飛虱隨西南氣流由中南半島進(jìn)入我國,隨后逐步向北擴(kuò)展,最終到達(dá)淮河流域;8月末起,由于季風(fēng)的轉(zhuǎn)變,褐飛虱由我國江淮地區(qū)開始向南遷飛,并最終回到海南島及中南半島等安全越冬區(qū)域[1-2]。
褐飛虱在上海地區(qū)全年可發(fā)生4~5代,常年于6 月上、中旬始見長翅型成蟲遷入,6 月中下旬至7月初大量遷入,并在7 月上中旬先后有幾次遷入高峰,此時(shí)段西南氣流加強(qiáng),江淮流域正為雨季,褐飛虱隨西南氣流遷入并遇雨降落。8月下旬開始,風(fēng)向開始轉(zhuǎn)變,9月以后,850 hPa高空黃淮一帶受大陸冷性高壓控制,長江以南地區(qū)氣流開始轉(zhuǎn)變,以北風(fēng)、東北風(fēng)或東風(fēng)為優(yōu)勢風(fēng)向,褐飛虱從沿淮及淮北的“早春”田或早熟中稻田首次回遷,主降至沿江稻區(qū)[1,3]。金山區(qū)位于上海市西南部,是上海市水稻主產(chǎn)區(qū)之一,也是遷飛性害蟲進(jìn)入上海的南大門。20世紀(jì)80年代后期開始,金山區(qū)單季稻種植面積逐漸增加,90年代全區(qū)水稻種植面積為2.67×104hm2,隨后逐漸下降,目前穩(wěn)定在1.4×104hm2。褐飛虱是金山區(qū)水稻生產(chǎn)上的主要害蟲之一,觀測圃每年因褐飛虱造成的枯死面積平均約占20%,每667 m2產(chǎn)量損失高達(dá)99.51 kg。為此,筆者依據(jù)金山區(qū)1991—2016年褐飛虱燈誘資料,對不同代次褐飛虱蟲源地進(jìn)行分析,以期為褐飛虱的精細(xì)化異地預(yù)測預(yù)報(bào)和科學(xué)防治提供科學(xué)依據(jù)。
本研究根據(jù)金山區(qū)褐飛虱歷史燈誘數(shù)據(jù)的代表性和連續(xù)性,選取位于金山區(qū)北部的朱涇鎮(zhèn)和南部的張堰鎮(zhèn)于1991—2016年6月—9月逐日燈誘資料,分別對朱涇鎮(zhèn)215 個(gè)高峰日和張堰鎮(zhèn)159 個(gè)高峰日進(jìn)行褐飛虱燈誘種群蟲源地分析。代次劃分標(biāo)準(zhǔn):以6 月20 日以前上燈蟲為第1 代成蟲,6 月21 日—7 月 20 日為第 2 代成蟲,7 月 21 日— 8 月 20 日為第3 代成蟲,8 月 21 日— 9 月 20 日為第 4 代成蟲。
峰日選擇標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)燈誘結(jié)果,從出現(xiàn)褐飛虱成蟲量突增日到高峰后突減日為止,為1個(gè)峰期,峰期中蟲量最多的日期為高峰日;前一峰的突減日和后一峰的突增日之間相距3 d以內(nèi)(含3 d)的,則計(jì)入同一個(gè)峰期。除每個(gè)峰期內(nèi)最高蟲峰日外,同時(shí)選擇其它蟲量接近高峰日的峰日,以增加峰日數(shù),提高蟲源地分析的準(zhǔn)確性。所選峰日蟲量均大于10頭。
軌跡分析是通過美國國家海洋和大氣管理局研發(fā)的大氣質(zhì)點(diǎn)軌跡分析平臺(tái)HYSPLIT(https://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT_traj.php)?;赝栖壽E以降蟲區(qū)為起點(diǎn),在上燈峰日晚間(當(dāng)日19:00至次日5:00)每隔2 h 回推至褐飛虱起飛時(shí)刻(傍晚19:00);在此討論的是褐飛虱長距離北遷,飛行時(shí)長設(shè)為24 h 以上,即24、26、28、30、32、34 h;8 月20 日以前回推軌跡起始高度分別為1 200、1 600、2 000 m,8 月 21 日— 9 月 20 日回推軌跡高度分別為800、1 200、1 600 m;若溫度低于16.5℃,則停止計(jì)算?;赝栖壽E終點(diǎn)所在區(qū)域須有適宜生育期的水稻,即水稻正處于黃熟期。
利用Visual Foxpro 軟件將回推軌跡的終點(diǎn)組建數(shù)據(jù)庫,采用ArcGIS地理信息系統(tǒng)對各蟲源地的概率進(jìn)行Spline 插值運(yùn)算。
利用統(tǒng)計(jì)軟件SAS 9.2,將金山區(qū)各觀測點(diǎn)的的各代褐飛虱平均燈誘蟲量進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換后與發(fā)生程度做相關(guān)性分析,分析與金山區(qū)本地褐飛虱發(fā)生程度密切的蟲源地。褐飛虱燈誘高峰數(shù)同樣以全區(qū)各觀測點(diǎn)的平均燈誘蟲量進(jìn)行劃分。
根據(jù)《上海農(nóng)業(yè)志》和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物數(shù)據(jù)庫(http://zzys.agri.gov.cn/)提供的資料可知,自1949 年以來,上海市水稻種植面積逐漸擴(kuò)大,單產(chǎn)提高,總產(chǎn)增加,1955年上海郊區(qū)水稻種植面積擴(kuò)大至2.05×105hm2,單雙季稻混栽,單季中晚稻種植面積占70%以上。1965 年開始,上海市開始壓縮單季中、晚稻種植面積,擴(kuò)大早稻和后季稻種植面積,并保持到1984年。1985年開始,上海郊區(qū)糧食生產(chǎn)任務(wù)松動(dòng),在種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,逐步將糧田一年三熟制調(diào)整為一年兩熟制,壓縮早稻、后季稻種植面積,擴(kuò)大單季晚稻種植面積。20世紀(jì)90年代以來,隨著城市的大規(guī)模開發(fā),水稻種植面積逐年下降,2016 年水稻種植面積為9.51×104hm2。見圖1。
圖1 上海市水稻種植面積變化
分析朱涇鎮(zhèn)和張堰鎮(zhèn)的褐飛虱蟲源地可知,6月20日以前第1代褐飛虱的遷入蟲源主要來自N 23°~26°的南嶺雙季稻區(qū),包括廣西東部、廣東北部、湖南、江西和福建南部。6 月21 日—7 月20日為褐飛虱第2代,此時(shí)南方早稻成熟區(qū)域擴(kuò)大,早熟中稻將于8月收割,均可為金山區(qū)提供遷入蟲源,蟲源地以湖南中東部、江西中北部為主,少量來自廣東北部和福建中西部,即N26°~30°區(qū)域的雙季早稻和早熟中稻為金山區(qū)第2代褐飛虱提供了蟲源。7月21日—8 月20 日為褐飛虱第3 代,蟲源地與第2 代蟲源地相比整體向東北偏移,以江西中北部、福建北部和浙江西部為主,少量來自皖南地區(qū),此時(shí)沿江稻區(qū)晚熟早稻田接近收割,早熟中稻田進(jìn)入成熟期,褐飛虱可主降至沿江區(qū)北部及淮北稻區(qū),但若遇合適氣流,則可為金山區(qū)第3 代褐飛虱提供主要蟲源。8月21 日—9 月20 日為褐飛虱第4 代,蟲源以來自金山區(qū)本地和周邊省份的單季稻為主,包括浙江北部、江蘇南部、安徽南部和江西東北部等。見圖2、圖3。
圖2 朱涇鎮(zhèn)1991~2016年各代褐飛虱蟲源地分布
圖3 張堰鎮(zhèn)1991~2016年各代褐飛虱蟲源地分布
將褐飛虱的始見期、各代燈誘蟲量、前4代燈誘蟲量、高峰數(shù)與發(fā)生程度做相關(guān)性分析,由表1 可知,褐飛虱第3代蟲量與發(fā)生程度有顯著正相關(guān),即第3代燈誘蟲量越多,后期發(fā)生程度越重,其它指標(biāo)與發(fā)生程度無顯著性相關(guān)。
表1 褐飛虱燈誘數(shù)據(jù)與發(fā)生程度相關(guān)性分析
本研究結(jié)果表明,金山區(qū)褐飛虱蟲源地前期以南嶺地區(qū)和嶺北地區(qū)的雙季早稻為主;對于第2代和第3代褐飛虱,與20世紀(jì)70年代研究結(jié)果略有不同,除嶺北地區(qū)和沿江地區(qū)的雙季早稻可提供褐飛虱蟲源以外,蟲源還有可能來自該區(qū)域內(nèi)的早熟中稻,形成了峰期增多、蟲源地范圍擴(kuò)大的復(fù)雜形勢。從種植制度來看,20世紀(jì)70年代我國大部分稻區(qū)以雙季稻種植為主,每年春夏季褐飛虱覆瓦式地自南向北逐代遷飛。20世紀(jì)90年代以來,江南稻區(qū)北部不同程度地開展了雙季稻改單季稻的水稻種植制度調(diào)整。例如1976 年至2016 年,湖南省中稻種植面積由4.24×105hm2上升至1.21×106hm2,安徽省中稻種植面積由7.28×105hm2上升至1.88×106hm2,從南到北中稻收割時(shí)間可從8 月延續(xù)至9 月,且中稻在此時(shí)已積累大量前期遷入后繁殖的蟲源,如遇合適天氣條件即可成為遷入上海地區(qū)的第2 代和第3代蟲源[1,4]。
本研究的相關(guān)性分析結(jié)果表明,僅褐飛虱第3代燈誘蟲量與后期發(fā)生程度有顯著相關(guān)性,其它代次的關(guān)系不明顯,這說明褐飛虱暴發(fā)與遷入蟲量有一定的相關(guān)性,這也與前人的研究結(jié)果一致。在褐飛虱遷入種群數(shù)量多的年份,褐飛虱暴發(fā)概率較高,例如,HU[5]等通過分析長三角地區(qū)2003—2010 年褐飛虱暴發(fā)次數(shù)和是否有遷入之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn),在有褐飛虱遷入的情況下,褐飛虱大發(fā)生的頻率占暴發(fā)總次數(shù)的64%;ZHANG[6]等分析了江西省近10 年間早稻稻飛虱暴發(fā)的主要原因后發(fā)現(xiàn),早稻白背飛虱的暴發(fā)往往是由稻飛虱大量遷入引起的;褐飛虱暴發(fā)除遷入蟲量大外,還會(huì)受適宜氣候因素的共同作用,程遐年[7]、祝樹德[8]等研究表明,夏季高溫可能對褐飛虱種群的增長產(chǎn)生一定的抑制作用,但并不是決定性作用,反而秋季溫暖才是導(dǎo)致褐飛虱大暴發(fā)的主要因素[2,7-8]。
本研究僅對金山區(qū)稻田褐飛虱的蟲源地進(jìn)行了初步分析,在今后的預(yù)測預(yù)報(bào)工作中,應(yīng)在關(guān)注蟲源地的水稻生育期和蟲情動(dòng)態(tài)的同時(shí),結(jié)合金山區(qū)當(dāng)時(shí)的氣候情況和田間蟲量,制定科學(xué)有效的防治方案。