王 磊，陸永躍

(華南農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，廣州510642)

草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda(Smith)是一種原產(chǎn)于美洲、嚴重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重大入侵害蟲。自2016年開始，該害蟲已經(jīng)入侵了非洲、亞洲、大洋洲等60多個國家和地區(qū)(王磊等，2019a；陸永躍等，2020)。我國于2019年1月11日首次在云南省江城縣發(fā)現(xiàn)該蟲幼蟲為害，截止到2019年10月8日入侵了我國26個省(自治區(qū)、直轄市)1 518個縣(區(qū))，累計發(fā)生108萬ha，主要發(fā)生在云南、廣西、湖北、四川、湖南、貴州等6個省(區(qū))(姜玉英等，2019)。按照對寄主取食的偏好性，草地貪夜蛾被分為“玉米型”和“水稻型”兩種生物型；玉米型草地貪夜蛾偏好玉米、高粱等，水稻型偏好水稻、石茅等(Capinera，2020)。目前在我國發(fā)生的草地貪夜蛾均為“玉米型”，尚未監(jiān)測到“水稻型”入侵(Zhangetal.，2020)。2019年度調(diào)查數(shù)據(jù)也顯示草地貪夜蛾在我國主要為害玉米，玉米上發(fā)生危害面積占發(fā)生作物總面積98.6%(姜玉英等，2019)。

研究外來入侵有害生物擴散傳播能力和規(guī)律對其預防與管理具有重要的指導意義。筆者基于2019年入侵擴散數(shù)據(jù)對草地貪夜蛾入侵我國后的擴散進行了分析，推測當年7月我國該蟲入侵的省(市、區(qū))和縣(區(qū))數(shù)量將達到最大，約為30個省(市、區(qū))2 300多個縣(區(qū))，其發(fā)生危害面積9月上旬達到最大，約為500萬ha(王磊等，2019b)。2019年10月的實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示9月初達到最高，為26個省(市、區(qū))1 518個縣(區(qū))，發(fā)生面積108萬ha(姜玉英等，2019)?？傮w上看，對入侵省(市、區(qū))和縣(區(qū))數(shù)量、達到最大的日期、發(fā)生面積等預測值與實際值差異較大，其主要原因應該是我國針對草地貪夜蛾采取了全方位、高強度防控，且防效顯著，這樣就明顯延緩了該蟲傳播擴散速度，大幅度減少了發(fā)生危害面積。如排除人為因素干擾，根據(jù)已有數(shù)據(jù)建立模型，對草地貪夜蛾擴散傳播作出的預測可能與實際入侵發(fā)生情況較為接近。

根據(jù)《2020年全國草地貪夜蛾防控預案》(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，2020)和齊國君等(2020)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，草地貪夜蛾已經(jīng)定殖我國，并且在云南、廣東、海南、福建、廣西、四川等中國大陸的 6省冬季玉米種植區(qū)周年繁殖，同時境外蟲源遷入時間較2019年同期提前30～40 d，導致草地貪夜蛾蟲源北遷時間較2019年提早1個月左右。例如，長江流域草地貪夜蛾的主要遷入期為4～5月，比2019年早1個月(遼寧黑土地，2020)。寧夏2020年草地貪夜蛾成蟲始見日期為7月9日，較2019年提早了22 d(寧夏農(nóng)技推廣總站，2020)。面對草地貪夜蛾在我國定殖并已在南方六省份周年繁殖，且北遷時間提前的常態(tài)化形勢下，了解其在我國定殖后的擴散規(guī)律對于制訂合理的防控策略和決策非常重要。本文在分析2020年1月1日至2020年7月9日我國草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生為害省級和縣級區(qū)域數(shù)量及幼蟲發(fā)生面積數(shù)據(jù)基礎上，對今年該蟲的傳播擴散和發(fā)生趨勢作出預測，并結合已有研究探討了該蟲在我國定殖后擴散為害規(guī)律。

1 材料與方法

通過網(wǎng)絡檢索獲得2020年1月1日至2020年7月9日草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生的省級區(qū)域數(shù)量、縣級區(qū)域數(shù)量、發(fā)生危害面積數(shù)據(jù)(表1)。以2020年1月1日作為2020年度草地貪夜蛾入侵發(fā)生時間的第1天，依次類推?；?020年1月1日至2020年7月9日草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生的省級區(qū)域數(shù)量、縣級區(qū)域數(shù)量、發(fā)生危害面積數(shù)據(jù)，使用DPS V18.10高級版(唐啟義，2017)對數(shù)據(jù)進行擬合，建立描述發(fā)生時間長度和發(fā)生省級區(qū)域數(shù)量、縣級區(qū)域數(shù)量、入侵發(fā)生危害面積之間關系的模型。并應用這些模型對2020年中國大陸該蟲可能發(fā)生的省級區(qū)域數(shù)量、縣級區(qū)域數(shù)量及發(fā)生危害面積的動態(tài)變化進行模擬和預測。

2 結果與分析

截止到2020年7月9日我國共有21個省(市、區(qū))1 029縣(區(qū))發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾幼蟲，危害面積為65.53×104ha(表1)。

基于表1數(shù)據(jù)分析建立草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生省級區(qū)域、縣級區(qū)域數(shù)量、發(fā)生危害面積與發(fā)生時間的關系模型，結果表明該蟲幼蟲發(fā)生省級區(qū)域、縣級區(qū)域數(shù)量隨著發(fā)生時間增加而增加，符合指數(shù)方程形式，具體如下。

(1)幼蟲發(fā)生省級區(qū)域數(shù)量-發(fā)生時間關系模型：Yp=4.7082e0.00791T(R2=0.9631，F(xiàn)=208.9，P=0.0001)，其中Yp為草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生省級區(qū)域數(shù)量，T為發(fā)生時間長度(d)(圖1)。根據(jù)該模型推算，草地貪夜蛾幼蟲入侵發(fā)生的省級區(qū)域數(shù)量8月27日達31個，9月3日達33個，8月下旬到9月上旬可能達到最大。

續(xù)表1 Continued table 1

圖1 草地貪夜蛾發(fā)生省級區(qū)域數(shù)量和發(fā)生時間長度之間關系Fig.1 Relationship between the duration from occurrence and number of infected provinces for larvae of fall armywormSpodoptera frugiperda

(2)幼蟲發(fā)生縣級區(qū)域數(shù)量-發(fā)生時間關系模型：Yc=83.5209e0.01342T(R2=0.9827，F(xiàn)=396.8，P=0.0001)，其中Yc為草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生縣級區(qū)域數(shù)量，T為發(fā)生時間長度(d)(圖2)。根據(jù)該模型推算，草地貪夜蛾幼蟲入侵發(fā)生的縣級區(qū)域數(shù)量8月27日達2 064個，9月3日達2 267個，9月10日達2 491個，預測9月上旬數(shù)量可能達到最大。

圖2 草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生縣級區(qū)域數(shù)量和發(fā)生時間長度之間關系Fig.2 Relationship between the duration from occurrence and number of infected counties for larvae of fall armyworm Spodoptera frugiperda

(3)草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生危害面積-發(fā)生時間關系模型：Ys=2.8059+0.1170(1.0377T)(R2=0.9994，F(xiàn)=5009.8，P<0.0001)，其中Ys為草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生危害面積，T為發(fā)生時間長度(d)(圖3)。根據(jù)該模型推算，草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生危害面積8月27日達325.27×104ha，9月3日達409.47×104ha，9月10日達515.67×104ha。

圖3 草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生面積和發(fā)生時間長度之間關系Fig.3 Relationship between the duration from occurrence and area of infected field for larvae of fall armyworm Spodoptera frugiperda

3 結論與討論

草地貪夜蛾是一種重大危險性遷飛性害蟲，掌握其在我國擴散傳播和發(fā)生規(guī)律對制訂科學防控策略尤為重要。本文基于2020年草地貪夜蛾發(fā)生數(shù)據(jù)對該蟲定殖我國后第一年擴散發(fā)生趨勢進行了分析和預測。與王磊等(2019)預測結果相比，本研究發(fā)現(xiàn)2020年9月上中旬草地貪夜蛾幼蟲應可能在我國適生的所有省級區(qū)域發(fā)生，明顯晚于基于2019年數(shù)據(jù)預測出的7月中旬(王磊等，2019b)，而與2019年成蟲入侵擴散實際時間相近，例如天津為2019年我國最晚監(jiān)測到草地貪夜蛾成蟲的省級區(qū)域，首見時間為9月20日(姜玉英等，2019)。本研究推測9月中旬草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生縣級區(qū)域數(shù)量為2 491個，顯著少于2019年預測的8月5日成蟲入侵的縣級區(qū)域數(shù)量(2 674個)，高于2019年草地貪夜蛾實際發(fā)生的縣級區(qū)域數(shù)量(1 518個)(姜玉英等，2019；王磊等，2019b)。本研究預測9月中旬草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生面積為515.67×104ha，與2019年預測發(fā)生面積(9月5日，508.77×104ha)極為相似，顯著高于2019年實際發(fā)生面積(108×104ha)(姜玉英等，2019；王磊等，2019b)。

省級區(qū)域發(fā)生數(shù)量、縣級區(qū)域發(fā)生數(shù)量以及發(fā)生面積的預測值與實際發(fā)生情況之間的差異可能是由于以下原因造成的：(1)推測的是9月中旬草地貪夜蛾發(fā)生面積，即以當時我國大部分省區(qū)均發(fā)生草地貪夜蛾推算而來，而實際情況是2019年9月中旬我國東北地區(qū)(黑龍江、吉林、遼寧等)并未監(jiān)測到草地貪夜蛾，且部分地區(qū)雖有草地貪夜蛾成蟲發(fā)生，但并未發(fā)現(xiàn)幼蟲造成為害。如果排除僅發(fā)現(xiàn)成蟲未見幼蟲為害的天津、北京、寧夏、內(nèi)蒙古等4個省區(qū)，按照2019年8月 16日即河北省首發(fā)草地貪夜蛾幼蟲為害的時間節(jié)點來計算(河北省植保植檢總站，2019)，基于2020年數(shù)據(jù)的預測發(fā)生面積為226.75×104ha，基于2019年數(shù)據(jù)的預測發(fā)生面積為210.53×104ha，則與2019年實際發(fā)生面積相近；(2)我國對草地貪夜蛾防控工作十分重視，各項措施落實到位，取得了良好防效，顯著降低了草地貪夜蛾發(fā)生面積和危害程度。在草地貪夜蛾發(fā)生伊始，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《全國草地貪夜蛾防控方案》，落實防控責任，抓好預警監(jiān)測、技術指導服務、應急處置等工作，截止2019年9月27日累計防控面積達160×104ha(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，2019)，明顯延緩了該蟲擴散蔓延速度。

草地貪夜蛾已在我國定殖并在南方部分地區(qū)周年繁殖(齊國君等，2020；Yangetal., 2020)。2020年我國該蟲北遷時間也較2019年有所提前，2020年3月底江蘇和安徽即監(jiān)測到草地貪夜蛾成蟲零星遷入，長江流域主要遷入期為4-5月份，比2019年提早了1個月(遼寧黑土地，2020)。但是，對比2020年和2019年草地貪夜蛾實際發(fā)生數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)(圖4)，4月前2020年草地貪夜蛾發(fā)生省級區(qū)域和縣級區(qū)域數(shù)量、幼蟲發(fā)生面積明顯高于2019年同期，但是4月以后兩者發(fā)展趨勢趨于一致。發(fā)生這種現(xiàn)象可能由以下原因造成的。

圖4 2019年與2020年草地貪夜蛾幼蟲發(fā)生區(qū)域及面積趨勢比較Fig.4 The comparison on number of infected regions and area for larvae of the fall armyworm Spodoptera frugiperda between year of 2019 and 2020注：A圖為省級區(qū)域，B圖為縣級區(qū)域，C圖為發(fā)生面積；2019年草地貪夜蛾發(fā)生數(shù)據(jù)來源于王磊等(2019b)，統(tǒng)計時間為2019年1月11日至2019年8月17日。Note: A represented provincial region, B and C did County level region and infected area. Occurrence data of Spodoptera frugiperda in 2019 came from Wang et al. (2019b), and collected from Jan. 11 to Aug. 17, 2019.

(1)相比2019年剛剛入侵我國，2019年12月-2020年4月草地貪夜蛾已經(jīng)在我國大陸南方6省周年繁殖并在周年繁殖區(qū)內(nèi)遷飛擴散，同時1-4月份氣象條件(溫度、季風等)不適宜草地貪夜蛾在周年繁殖區(qū)外地區(qū)擴散和生存(王磊等，2019b；吳秋琳等，2019；Yangetal.，2020)，因此，出現(xiàn)了2020年4月份之前該蟲發(fā)生省區(qū)、縣區(qū)數(shù)量、發(fā)生面積高于2019年同期現(xiàn)象。4月份之后，隨著周年繁殖區(qū)外地區(qū)的溫度適宜草地貪夜蛾生存且有利于其北遷的季風出現(xiàn)，草地貪夜蛾經(jīng)隨季風向長江流域、黃淮海和華北大范圍擴散傳播后2個年度動態(tài)趨于一致。(2)目前在我國定殖的草地貪夜蛾為玉米型(Zhangetal.，2020)，玉米是其嗜食寄主。長江流域是我國草地貪夜蛾遷飛過渡區(qū)，以湖北為例，春玉米播種時間在3月中下旬(何俊歐等，2017)。在4月之前即使草地貪夜蛾成蟲遷飛至過渡區(qū)，由于嗜食寄主缺乏，也不會大面積發(fā)生為害。這可能是2020年 4月之前該蟲發(fā)生面積顯著高于2019年同期，而4月之后兩者趨于一致的原因。據(jù)此推測，我國草地貪夜蛾北遷且對周年繁殖區(qū)以外地區(qū)產(chǎn)生大范圍危害的時間應該在4月以后，因此，周年繁殖區(qū)首先要緊抓每年4月前草地貪夜蛾防控，以降低北遷蟲源數(shù)量。

本文僅僅分析和預測至9月中旬草地貪夜蛾發(fā)生情況主要是基于以下原因：(1)天津是2019年我國最晚監(jiān)測到草地貪夜蛾成蟲的省級區(qū)域，首見時間為9月20日(姜玉英等，2019)，而2019年該蟲入侵最北的天津、北京、寧夏、內(nèi)蒙古均未發(fā)現(xiàn)幼蟲危害；(2)謝殿杰等(2020)推測北方為草地貪夜蛾1～2代區(qū)。適宜該蟲危害的玉米最遲生育期為乳熟期，7月底-8月初黑龍江、吉林、遼寧等地玉米進入灌漿期(王永力等，2013；周斌等，2017)，因此，草地貪夜蛾應在7月底之前遷飛擴散至東北地區(qū)才有可能發(fā)育完成一代；(3)華北和東北地區(qū)9月-10月初適合草地貪夜蛾幼蟲危害的玉米等寄主均已收獲，并且當?shù)仄骄鶞囟仍?0℃以下。

本研究是根據(jù)2020年發(fā)生的實際數(shù)據(jù)進行擬合和預測的，得到的結論與2019年的研究基本一致，即：(1)每年4月之前草地貪夜蛾主要在周年繁殖區(qū)為害，之后才會迅速向北擴散為害；(2)我國草地貪夜蛾發(fā)生區(qū)域北界應在東北南部，該蟲對黑龍江、吉林等東北地區(qū)玉米生產(chǎn)可能影響不大；(3)每年我國“玉米型”草地貪夜蛾發(fā)生為害的最大面積可能在500萬ha左右。本研究僅是根據(jù)目前現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行的，需要在全國范圍內(nèi)對草地貪夜蛾擴散遷飛進行長期系統(tǒng)觀測，進而建立更科學、更準確的預測預警方法。