蔣 華, 黃佳聰*, 謝 胤, 余祖華, 楊繼萍

(1.云南省保山市林業(yè)和草原技術(shù)推廣站, 保山 678000; 2.云南省騰沖市林業(yè)和草原技術(shù)推廣站, 騰沖 679100; 3.云南省騰沖市林業(yè)和草原生態(tài)修復(fù)站, 騰沖 679100)

騰沖紅花油茶CamelliareticulataLindl是云南省特有的云南山茶花原始種,屬國(guó)家二級(jí)保護(hù)珍稀植物[1],天然分布僅限滇中、滇西海拔1 600～2 600 m溫涼濕潤(rùn)地區(qū),是一種具有局限性的生態(tài)幅物種[2]。其樹高可達(dá)14～17 m,為中型喬木,可高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食用油,目前云南省自然生長(zhǎng)與栽植面積近2萬hm2,是其適生區(qū)發(fā)展森林綠化及木本油料的重要樹種[2-3]。然而,隨著規(guī)模化純林增多、樹齡老化,各類病蟲害種類滋生為害嚴(yán)重[4],尤其以桃蛀螟ConogethespunctiferalisGuenée幼蟲蛀果為害對(duì)單位面積的果實(shí)質(zhì)量和籽油產(chǎn)值造成的影響最為突出[5],嚴(yán)重影響騰沖紅花油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展及農(nóng)戶經(jīng)濟(jì)收入。

桃蛀螟屬鱗翅目螟蛾科,國(guó)內(nèi)分布于華北、華南、中南、西南、西北及臺(tái)灣地區(qū),國(guó)外分布于日本、朝鮮、韓國(guó)、尼泊爾、越南、緬甸、泰國(guó)、馬來西亞、印度、斯里蘭卡等國(guó)家,已知的寄主植物多達(dá)100余種[6]。印度曾報(bào)道桃蛀螟是姜科Zingiberaceae植物的毀滅性害蟲,可導(dǎo)致姜科植物年產(chǎn)量損失50%[7]。在國(guó)內(nèi)該蟲對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已造成巨大威脅,山東泰安地區(qū)每年因桃蛀螟為害損失板栗Castaneamollissima高達(dá)25萬kg以上,減產(chǎn)20%[6];黃淮海地區(qū)桃蛀螟為害造成玉米Zeamays產(chǎn)量損失率達(dá)17.71%[8];浙江麗水、金華等地區(qū)桃蛀螟對(duì)普通油茶Camelliaoleifera果實(shí)的為害率高達(dá)31.27%[9]。作者于2017年-2020年調(diào)查發(fā)現(xiàn),桃蛀螟為害騰沖紅花油茶面積達(dá)443 hm2,果實(shí)受害率34.74%,造成年產(chǎn)量減少36.02%(未發(fā)表)。因此,研究明確桃蛀螟對(duì)騰沖紅花油茶的為害特點(diǎn)、空間分布及抽樣技術(shù),對(duì)該蟲的防控工作有十分重要的意義。

害蟲種群的空間分布型是種群的主要屬性之一,可分析出害蟲種群的發(fā)生、猖獗及擴(kuò)散趨勢(shì),在抽樣技術(shù)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和科學(xué)防治中發(fā)揮著重要作用[10]。目前,對(duì)害蟲種群的空間分布型研究主要采用聚集度指標(biāo)法和回歸模型法兩種[11],已廣泛應(yīng)用于桃蛀螟在玉米、板栗等經(jīng)濟(jì)作物上的空間分布型分析[12-14],以及油茶[15-16]、山核桃Caryaillinoinensis[17]、小?？Х菴offeaarabica[18]等經(jīng)濟(jì)作物主要病蟲害的空間分布型及抽樣技術(shù)研究。而關(guān)于桃蛀螟在騰沖紅花油茶上的空間分布型及抽樣技術(shù)未見報(bào)道,作者于2020年采用標(biāo)準(zhǔn)地隨機(jī)抽樣對(duì)騰沖紅花油茶分布區(qū)的桃蛀螟為害特征、空間分布及抽樣技術(shù)進(jìn)行了調(diào)查研究,以期為該害蟲的監(jiān)測(cè)防控提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究方法

2020年7月-9月在云南省保山市9個(gè)騰沖紅花油茶天然分布及人工種植林分內(nèi),每林分采用五點(diǎn)取樣法,分別設(shè)置單塊面積大于800 m2具有代表性的調(diào)查樣地5塊,每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)隨機(jī)調(diào)查30株,每株樹冠東、西、南、北方向隨機(jī)調(diào)查總共20個(gè)果實(shí),詳細(xì)記錄每株桃蛀螟幼蟲的數(shù)量和為害情況。

1.2 空間分布型分析方法

1.2.1聚集度指標(biāo)法

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),計(jì)算各林分內(nèi)調(diào)查樣株的平均幼蟲量(m)和方差(S2),計(jì)算分析各項(xiàng)聚集度指標(biāo),測(cè)定桃蛀螟幼蟲的空間分布型[19](表1)。

表1 聚集度指標(biāo)計(jì)算公式及判別標(biāo)準(zhǔn)[19]

1.2.2回歸分析法

Iwao的m*—m回歸法[20]。根據(jù)Iwao的回歸關(guān)系式:m*=α+βm,由α和β值分析種群的分布情況。當(dāng)α>0時(shí),分布的基本成分為個(gè)體群,且個(gè)體間相互吸引;當(dāng)α=0時(shí),分布的基本成分為單個(gè)個(gè)體;當(dāng)α<0時(shí),個(gè)體間相互排斥。當(dāng)β>1時(shí),為聚集分布;當(dāng)β=1時(shí),為隨機(jī)分布;當(dāng)β<1時(shí),為均勻分布。

Taylor冪法則[21]。根據(jù)Taylor的回歸關(guān)系式:lgS2=lga+blgm,式中b表示種群聚集度對(duì)密度依賴性測(cè)量度。當(dāng)lga=0,b=1時(shí),種群為隨機(jī)分布;當(dāng)lga>0,b=1時(shí),為聚集分布,種群聚集度不具有密度依賴性;當(dāng)lga>0,b>1時(shí),為聚集分布,種群聚集度具有密度依賴性;當(dāng)lga<0,b<1時(shí),為均勻分布,種群密度越高分布越均勻。

1.3 聚集原因分析

采用Blackith種群聚集均數(shù)λ=mr/2k分析聚集原因,式中,m為平均蟲口密度,k為負(fù)二項(xiàng)分布指數(shù)值,r是自由度為2k、0.5概率值對(duì)應(yīng)的卡方值。當(dāng)λ<2時(shí),說明個(gè)體的聚集是由環(huán)境因素引起;當(dāng)λ≥2時(shí),說明個(gè)體的聚集是由昆蟲的自身行為習(xí)性和環(huán)境因素綜合作用引起[22-23]。

1.4 理論抽樣數(shù)的確定

1.4.1理論抽樣技術(shù)

采用Iwao提出的理論抽樣數(shù)計(jì)算公式:N=(t/D)2[(α+1)/m+β-1],計(jì)算出騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲在不同允許誤差下不同蟲口密度的最適理論抽樣數(shù)。公式中,N為理論抽樣數(shù),D為允許誤差(取D=0.1,0.2,0.3),t為保證可靠概率為95%條件下的正態(tài)離差值(取t=1.96),α、β為Iwao回歸關(guān)系式m*=α+βm對(duì)應(yīng)的值[22-23]。

1.4.2序貫抽樣技術(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶果實(shí)上的發(fā)生為害

調(diào)查結(jié)果顯示,騰沖紅花油茶果實(shí)成熟期的9塊林中均不同程度發(fā)生桃蛀螟幼蟲為害,各林分平均蟲口密度范圍為0.07～2.49頭/果,果實(shí)受害率為3.07%～99.27%,二者具有顯著相關(guān)性(R2=0.978 4,P<0.001,表2,圖1)。對(duì)不同海拔段桃蛀螟幼蟲種群密度及果實(shí)受害率分析結(jié)果表明,海拔1 250～1 600m的騰沖紅花油茶林分內(nèi)幼蟲種群密度為0.07頭/果,果實(shí)受害率為3.07%;海拔1 650～1 980m林分幼蟲種群密度為1.63頭/果,果實(shí)受害率為65.33%;海拔2 025～2 300m林分幼蟲種群密度為0.31頭/果,果實(shí)受害率為12.83%。3個(gè)海拔段的桃蛀螟幼蟲種群密度及果實(shí)受害率均存在顯著差異(P<0.05,圖2),該蟲在1 650～1 980m海拔段的種群密度及果實(shí)受害率顯著高于其余海拔段,1 250～1 600m海拔段的種群密度及果實(shí)受害率最低。

圖2 不同海拔段桃蛀螟幼蟲的發(fā)生與為害

表2 桃蛀螟在騰沖紅花油茶林分中的發(fā)生為害情況1)

圖1 桃蛀螟幼蟲密度與果實(shí)受害率的關(guān)系

2.2 桃蛀螟幼蟲的空間分布型

2.2.1聚集度指標(biāo)分析

桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶所有調(diào)查林分內(nèi)聚集度指標(biāo)分別為C<1、I<0、Ca<0、k<0、m*<1、m*/m<1,表明該蟲在騰沖紅花油茶整體上呈均勻分布。在調(diào)查的9個(gè)林分中,1～5林分的桃蛀螟幼蟲聚集度指標(biāo)C<1、I<0、Ca<0、k<0、m*/m<1,說明在1～5各林分內(nèi)桃蛀螟幼蟲的空間分布型為均勻分布;6～9林分的聚集度指標(biāo)C>1、I>0、Ca>0、m*<1、m*/m>1,并且0

表3 騰沖紅花油茶林分中桃蛀螟幼蟲聚集度指標(biāo)

2.2.2Iwao和Taylor回歸分析

根據(jù)桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶各林分的蟲口密度調(diào)查結(jié)果,將1～5林分定為高蟲口林分,6～9林分定為低蟲口林分,分別建立Iwao和Taylor回歸模型(表4)。結(jié)果顯示,在蟲口密度高的林分α>0、β<1,表明桃蛀螟幼蟲呈均勻分布,分布的基本成分是個(gè)體群,且個(gè)體間相互吸引;同時(shí)lga<0、b<1,也同樣表明桃蛀螟幼蟲呈均勻分布,并且蟲口密度越高分布越均勻。在蟲口密度低的林分α>0、β>1,表明桃蛀螟幼蟲呈聚集分布,分布的基本成分是個(gè)體群,且個(gè)體間相互吸引;lga>0、b>1,表明種群呈聚集分布,并且具有密度依賴性,幼蟲聚集度隨蟲口密度的升高而上升。從整體林分構(gòu)建的模型上看,α>0、β<1且lga<0、b<1,說明桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶林分整體上中呈均勻分布,且蟲口密度越高分布越均勻。同時(shí),也驗(yàn)證了聚集度指標(biāo)分析結(jié)果。

表4 騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲的Iwao和Taylor回歸模型

2.2.3聚集原因分析

根據(jù)Blackith種群聚集均數(shù)λ理論公式[22-23]計(jì)算得到,桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶6～9林分中的種群聚集均數(shù)λ均小于2(表3),表明桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶林分中的聚集可能是由某些環(huán)境因素作用引起的,比如樹齡、掛果量、海拔、溫度等。

2.3 抽樣技術(shù)

2.3.1理論抽樣數(shù)模型

根據(jù)Iwao提出的理論抽樣數(shù)計(jì)算公式,將騰沖紅花油茶整體調(diào)查林分桃蛀螟幼蟲種群的Iwao回歸模型α=0.026 6,β=0.592 3代入理論抽樣公式得到桃蛀螟幼蟲的最適理論抽樣模型為N=(3.84/D2)(1.026 6/m-0.407 7)。基于該模型,可計(jì)算出當(dāng)允許誤差D為0.1、0.2、0.3時(shí),桃蛀螟幼蟲在相應(yīng)蟲口密度m時(shí)的最適理論抽樣數(shù)N(表5)。

表5 騰沖紅花油茶林分內(nèi)不同蟲口密度桃蛀螟幼蟲的理論抽樣數(shù)

2.3.2序貫抽樣技術(shù)

表6 騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲種群序貫抽樣表

3 結(jié)論與討論

糧油安全是關(guān)乎民生的重大戰(zhàn)略問題,保障騰沖紅花油茶等木本油料安全生產(chǎn)對(duì)糧油健康發(fā)展及山區(qū)林農(nóng)增收至關(guān)重要[2,5,9]。本研究發(fā)現(xiàn),桃蛀螟可嚴(yán)重為害騰沖紅花油茶果實(shí)造成減產(chǎn),對(duì)油茶產(chǎn)業(yè)構(gòu)成了威脅。滇西主要栽培及分布區(qū)油茶果受害率為3.07%～99.27%,蟲口密度為0.1～2.5頭/果,平均受害率達(dá)34.74%,發(fā)生量遠(yuǎn)高于桃蛀螟對(duì)國(guó)內(nèi)部分省區(qū)的普通油茶及其他經(jīng)濟(jì)作物的為害[8,9,12-14]。因此,需及時(shí)開展該害蟲在騰沖紅花油茶主產(chǎn)區(qū)的種群監(jiān)測(cè),掌握害蟲的空間分布及抽樣技術(shù),指導(dǎo)做好害蟲的監(jiān)測(cè)防控。

本研究通過6個(gè)不同聚集度指標(biāo)并應(yīng)用Iwaom*—m回歸模型和Taylor冪法則分析結(jié)果均表明,桃蛀螟幼蟲在滇西騰沖紅花油茶的適生及栽培區(qū)內(nèi)總體呈均勻分布,分布的基本成分是個(gè)體群,且個(gè)體間相互吸引,蟲口密度越高分布越均勻;而蟲口密度相對(duì)較低時(shí)呈聚集分布,聚集原因主要是由某些環(huán)境因素引起的。研究結(jié)果與前人在浙江普通白花油茶桃蛀螟幼蟲的分布及為害調(diào)查結(jié)果類似[9],但與桃蛀螟幼蟲在板栗果實(shí)上呈高度聚集的結(jié)果有明顯不同[14],這可能與桃蛀螟對(duì)不同寄主植物果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分及揮發(fā)物的選擇行為有關(guān)[24-25]。

選擇合理的抽樣技術(shù)既能有效提高調(diào)查質(zhì)量,還能節(jié)約人力物力資源,對(duì)害蟲的監(jiān)測(cè)與防治工作具有重要的指導(dǎo)意義[22]。本研究通過對(duì)滇西騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲空間分布型分析,建立了適應(yīng)滇西地區(qū)開展騰沖紅花油茶桃蛀螟的監(jiān)測(cè)調(diào)查理論抽樣數(shù)模型和序貫抽樣模型?；谔抑紫x整體呈均勻分布的研究結(jié)果,實(shí)踐中,調(diào)查員可根據(jù)理論抽樣模型計(jì)算理論抽樣數(shù)，例如在桃蛀螟幼蟲種群密度為0.6頭/果的林分(果實(shí)受害率約為30%),建議每林分調(diào)查501個(gè)果實(shí),可保證誤差≤0.1;種群密度達(dá)到1.2頭/果的林分(果實(shí)受害率約為50%),建議每林分調(diào)查172個(gè)果實(shí),可保證誤差≤0.1；既可避免調(diào)查工作量大，又可保證調(diào)查結(jié)果精準(zhǔn)。同時(shí),可基于指定的防治指標(biāo)按照序貫抽樣模型及抽樣表開展蟲量調(diào)查,來決定是否需要進(jìn)行防治作業(yè)。本文所用的桃蛀螟幼蟲的防治指標(biāo)閾值(0.3頭/果),來自前期大量的調(diào)查分析擬定,目前國(guó)內(nèi)外沒有關(guān)于桃蛀螟為害油茶類型樹種的防治閾值界定。我們?cè)谡{(diào)查中發(fā)現(xiàn)當(dāng)林分內(nèi)蟲口密度達(dá)到擬定指標(biāo)時(shí),果實(shí)受害率超過10%,并極易引起果實(shí)炭疽病的發(fā)生和大量落果,所以建議該蟲在騰沖紅花油茶上的防治指標(biāo)采用0.3頭/果。由于桃蛀螟幼蟲對(duì)騰沖紅花油茶果實(shí)的為害受立地環(huán)境、氣候條件及天敵種類等多種因素影響[6,9],防治指標(biāo)應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際及相關(guān)考核指標(biāo),進(jìn)一步研究和優(yōu)化序貫抽樣技術(shù)。