楊昌利,陶 惠,周 呂,李 錦,張長禹*

(1.貴州大學(xué)昆蟲研究所/貴州省山地農(nóng)業(yè)病蟲害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽 550025;2. 威寧縣山地特色農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,貴州威寧 553100)

玉米是我國最重要的糧食作物之一,在我國廣泛種植,僅次于水稻和小麥。近年來,由于全球氣候變暖,加之我國玉米產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,導(dǎo)致玉米田昆蟲群落結(jié)構(gòu)變化,使玉米害蟲種類增多,優(yōu)勢種群變化,害蟲危害加重(吳立民,1997; 吳蘭花,2018; 楊昌利,2019)。魯新等(2005)調(diào)查發(fā)現(xiàn),吉林省中部亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis世代數(shù)已由每年1.5代上升到2代。近年來,新型玉米害蟲雙斑長跗螢葉甲Monoleptahieroglyphica在遼寧省逐漸擴(kuò)散,危害嚴(yán)重(楊海龍,2008)。

化學(xué)防治是使用化學(xué)農(nóng)藥防治有害生物的一種防治方法,具有使用方便、防效快、效果好等優(yōu)點(diǎn),在我國的玉米種植過程中,防治病蟲害依舊以化學(xué)防治為主?；瘜W(xué)農(nóng)藥具有污染和殘留等副作用,使用不當(dāng)時會污染環(huán)境并會使昆蟲產(chǎn)生抗藥性,對自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成損害(陳亮,2009; 徐德良,2013)。這導(dǎo)致了許多具有高效殺蟲活性的藥劑迅速被淘汰或放棄。如印度用毒死蜱防治斜紋夜蛾,四年間抗藥性上升了45～129倍(Kranthietal.,2002)。具有高污染、高殘留和難降解特性的農(nóng)藥,如六六六和DDT,我國均已停止使用(蘇琴,2011)。

許多夜行性昆蟲都具有趨光性的特性,利用昆蟲趨光性誘殺害蟲是一種有效的物理防治方法(Kimetal.,2019)。同化學(xué)防治和其他幾種防治方法相比,燈光誘殺具有防治成本低、環(huán)境污染小和可延緩害蟲抗藥性等優(yōu)點(diǎn)(程文杰,2011)。目前在生產(chǎn)中使用的誘蟲燈主要有頻振式殺蟲燈、黑光燈、高壓汞燈、白熾燈、鈉燈、LED燈和黃色熒光燈等(武予清,2009; Kimetal.,2019)。本研究采用風(fēng)吸式誘蟲燈對玉米地害蟲進(jìn)行誘集,并分析距離誘蟲燈不同區(qū)域內(nèi)昆蟲的群落結(jié)構(gòu),為玉米田害蟲綜合防治提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查地概況

調(diào)查地位于安順市普定縣化處鎮(zhèn)新寨村(北緯26°19.162′,東經(jīng)106°37.750′,海拔1 178 m)的玉米產(chǎn)區(qū),選擇有代表性約6 667 m2的玉米地為調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)地。栽培玉米品種為遵玉3號,調(diào)查期間不進(jìn)行藥劑防治。

1.2 調(diào)查方法

于2018年6-9月在玉米的全生育期內(nèi)進(jìn)行燈誘調(diào)查和田間調(diào)查。燈誘調(diào)查是選擇3個具有代表性的點(diǎn)分別裝置誘蟲燈(太陽能風(fēng)吸式捕蟲器3BCT-28,湖南本業(yè)綠色防控科技有限公司),每天對誘集到的昆蟲進(jìn)行識別鑒定(雨天除外)。田間調(diào)查是指在近燈區(qū)(距離燈20 m以內(nèi))、遠(yuǎn)燈區(qū)(距離燈20～150 m)和對照區(qū)3個區(qū)域分別隨機(jī)選擇100株進(jìn)行調(diào)查,記錄不同昆蟲種類和數(shù)量。具體方法包括:(1)目測法記錄玉米株桿、葉片正背面以及玉米頂端心葉、花芽、花穗上的昆蟲;(2)掃網(wǎng)法輔助調(diào)查每個調(diào)查區(qū)內(nèi)的地表層;(3)對于鉆蛀性昆蟲,檢查玉米株桿和苞衣上是否有蛀孔,用刀片剝開蛀孔處,調(diào)查株桿內(nèi)部及苞衣內(nèi)幼嫩籽粒;(4)對地下昆蟲,挖開玉米苗根系周圍20 cm范圍內(nèi)的土壤(挖掘深度5～10 cm),調(diào)查易對玉米幼嫩根莖、地面嫩莖進(jìn)行為害的地下害蟲;(5)將無法從形態(tài)上鑒定的種類帶回室內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)觀察并鑒定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

鑒定所有調(diào)查到的昆蟲,明確其分類地位。將每次調(diào)查的昆蟲進(jìn)行分類計數(shù),采用EXCEL 2007統(tǒng)計分析各類昆蟲的數(shù)量和所占比例。田間調(diào)查采用3盞燈調(diào)查結(jié)果進(jìn)行算術(shù)平均數(shù)分析,燈誘調(diào)查使用SAS 8.1軟件AVOVA程序?qū)?盞燈調(diào)查的結(jié)果進(jìn)行方差分析(韓海亮等,2020)。豐富度(S)用群落中的昆蟲種類數(shù)表示。種群優(yōu)勢度(Dominance)采用Berger-Parker(1974)優(yōu)勢度指數(shù)D表示:D=Ni/N,Ni為群落內(nèi)第i個優(yōu)勢種群的數(shù)量,N為群落內(nèi)各物種的個體總數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米田昆蟲群落組成與結(jié)構(gòu)

通過對玉米1個生長季節(jié)的系統(tǒng)調(diào)查,采用田間調(diào)查法和燈誘法,經(jīng)過形態(tài)鑒定與生物學(xué)特性觀察,初步確定貴州省普定縣玉米地昆蟲共有11目65科132種(表1)。

表1 貴州玉米田昆蟲群落的組成Table 1 Constitution of insect community in Guizhou Province

田間調(diào)查發(fā)現(xiàn),貴州省玉米田昆蟲群落主要類群為同翅目、鞘翅目、鱗翅目、膜翅目、直翅目、雙翅目和半翅目(表2)。這7大類群占全部昆蟲科的90.91%,種類的93.59%,個體數(shù)量的99.83%。以科分析,鞘翅目最多,有8個科,占比18.18%。以物種分析,鞘翅目種類最多,占比23.08%;半翅目次之,占比17.95%。整個昆蟲群落,個體數(shù)量最多的是玉米蚜,共計26 918頭,占比達(dá)80.91%;亞洲玉米螟次之,共1 961頭,占比3.47%。群落內(nèi)其它優(yōu)勢種群主要包括多異瓢蟲、雙斑螢葉甲、異色瓢蟲和七星瓢蟲,占比分別為0.20%、2.75%、0.23%和0.14%。

表2 貴州玉米田田間調(diào)查昆蟲群落的組成Table 2 Constitution of insect community in corn fields in Guizhou Province

燈誘調(diào)查發(fā)現(xiàn),貴州省玉米田昆蟲群落主要類群為鱗翅目、同翅目、半翅目、鞘翅目、膜翅目及雙翅目(表3)。這6大類群占全部昆蟲科的88.46%,種類的93.26%,個體數(shù)量的99.81%。以科分析,鞘翅目最多,有14個科,占比26.92%;鱗翅目次之,有9個科,占比17.31%。以物種分析,鱗翅目種類最多,占比29.21%;鞘翅目次之,占比26.97%。整個昆蟲群落,個體數(shù)量最多的是赤擬谷盜,共計1 201頭,占比達(dá)11.47%;灰飛虱次之,共1 150頭,占比10.98%。群落內(nèi)其它優(yōu)勢種群主要包括二帶麗沫蟬、黑毛皮蠹、條逮步甲、黑伊土蝽、黃緣龍虱、亞洲玉米螟和暗黑鰓金龜,占比分別為9.56%、6.14%、5.27%、5.06%、4.84%、4.04%和4.01%。

表3 貴州玉米田燈誘調(diào)查昆蟲的群落組成Table 3 Community composition of light traps surveyed insects in corn fields in Guizhou

2.2 田間調(diào)查

2.2.1玉米田昆蟲群落整體物種豐富度

調(diào)查中若某種昆蟲在該次調(diào)查中數(shù)量不為0,則表示存在該物種。調(diào)查結(jié)果顯示,玉米田昆蟲群落的種類豐富度隨時間基本呈正態(tài)分布(圖1)。在6月中旬,由于玉米處于苗期,植株矮小,田間雜草少,玉米蚜、黑足黑守瓜、黑帶食蚜蠅等昆蟲還未出現(xiàn),田間昆蟲物種豐富度低,只有16種。隨著玉米進(jìn)入小喇叭口期,玉米蚜、雙斑螢葉甲、黑足黑守瓜、中華稻蝗等昆蟲遷入,田內(nèi)昆蟲群落逐漸豐富,物種豐富度于7月中下旬達(dá)到最高,物種數(shù)達(dá)33種。在9月上中旬玉米成熟后,葉片、株桿開始干枯,玉米籽粒逐漸干硬,七星瓢蟲、多異瓢蟲、雙斑螢葉甲、黑足黑守瓜等昆蟲遷出,田內(nèi)物種豐富度降低至18種。

圖1 玉米田昆蟲群落豐富度Fig.1 Abundance of insect communities in corn fields

2.2.2玉米田不同區(qū)域內(nèi)昆蟲群落物種豐富度

在玉米田不同的調(diào)查區(qū)域內(nèi)昆蟲群落物種豐富度統(tǒng)計結(jié)果表明,近燈區(qū)與其它區(qū)相比,其物種豐富度始終處于優(yōu)勢狀態(tài),這可能是由于燈光將遠(yuǎn)燈區(qū)的趨光性昆蟲引誘至近燈區(qū)后,未能被有效誘集而掉落在周圍玉米植株上所致。而遠(yuǎn)光區(qū)與對照區(qū)相比,由于部分昆蟲被燈光引誘至近燈區(qū),致使該區(qū)域物種豐富度明顯減少(圖2)。

圖2 玉米田不同的調(diào)查區(qū)域內(nèi)昆蟲群落物種豐富度Fig.2 Species richness of insect communities in different survey areas of corn fields

2.2.3玉米田昆蟲優(yōu)勢種的優(yōu)勢度指數(shù)

將種群數(shù)量占比高于1%的昆蟲定義為優(yōu)勢種,玉米田的優(yōu)勢昆蟲主要有亞洲玉米螟、黏蟲、玉米蚜和雙斑瑩葉甲(圖3)。在亞洲玉米螟還未發(fā)生時,玉米田中主要以黏蟲的優(yōu)勢度指數(shù)最高,雙斑瑩葉甲次之;當(dāng)蚜蟲發(fā)生后,逐漸在群落中占據(jù)絕對優(yōu)勢,其優(yōu)勢度指數(shù)長期保持在0.6以上;而此期間,黏蟲和雙斑瑩葉甲的優(yōu)勢度指數(shù)則處于相對平穩(wěn)的狀態(tài)。至8月中旬以后,隨著玉米蚜種群數(shù)量的逐漸減少,亞洲玉米螟種群優(yōu)勢度迅速上升,最高可達(dá)0.56,在玉米田中占據(jù)優(yōu)勢。

圖3 玉米田不同調(diào)查區(qū)域玉米螟、玉米蚜、黏蟲和雙斑瑩葉甲種群的優(yōu)勢度指數(shù)Fig.3 Dominance index of Ostrinia furnacalis, Rhopalosiphum maidis, Mythimna seperata and Monolepta hieroglyphica populations in different survey areas of corn field

2.2.4優(yōu)勢種群在不同區(qū)域的種群動態(tài)

本研究發(fā)現(xiàn),隨著時間推移,玉米螟、玉米蚜、黏蟲、灰飛虱條赤須盲蝽、雙斑瑩葉甲等6種優(yōu)勢種昆蟲在近光燈、遠(yuǎn)光燈和對照區(qū)的種群數(shù)量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在7月中旬到7月末時達(dá)到最高值,隨后逐漸下降,8月末時逐漸趨于平穩(wěn);而稻綠蝽種群數(shù)量在前期長時間處于較低的水平,8月下旬種群數(shù)量迅速上升后下降。近燈區(qū)玉米螟、黏蟲、灰飛虱和條赤須盲蝽種群數(shù)量長期高于其他幾個區(qū)域;玉米蚜、稻綠蝽和雙斑瑩葉甲在幾個區(qū)域的種群數(shù)量差異并不明顯(圖4)。

圖4 玉米田優(yōu)勢種在不同區(qū)域的種群時序動態(tài)Fig.4 Temporal dynamics of the populations of dominant species in different regions in maize fields

2.2.5玉米田主要天敵昆蟲的種群動態(tài)

天敵昆蟲多異瓢蟲、七星瓢蟲和異色瓢蟲在調(diào)查期內(nèi)均有發(fā)生,其蟲口密度隨玉米蚜的發(fā)生逐漸升高,于8月初蟲口密度均達(dá)到最大,之后隨著玉米蚜數(shù)量下降,三種瓢蟲的蟲口密度也隨著下降,具有明顯的跟隨現(xiàn)象。此外,本研究還發(fā)現(xiàn)三種瓢蟲幾乎在近燈區(qū)的蟲口密度均大于遠(yuǎn)燈區(qū)和對照區(qū),而遠(yuǎn)燈區(qū)的蟲口密度幾乎都低于對照區(qū)(圖5)。

圖5 玉米田主要天敵昆蟲種群動態(tài)關(guān)系Fig.5 Dynamic relationship between main natural enemy insects in corn fields

2.3 燈誘調(diào)查

2.3.1玉米田燈誘害蟲益蟲種類與數(shù)量結(jié)構(gòu)

本研究從3個誘蟲燈引誘到的昆蟲種類以及特性統(tǒng)計得到,共89個種類,10 473頭昆蟲被誘集捕捉。其中害蟲有57種,8 929頭,約占總種類的64.77%和總數(shù)量85.26%,包括稻棘緣蝽、斜紋夜蛾、中華螽斯、灰飛虱、金針蟲、玉米象等。益蟲有17種,1 240頭,約占總種類15.91%和總數(shù)量11.84%,包括姬蜂、蚜繭蜂、四星瓢蟲、七星瓢蟲、食蚜蠅等。而其他昆蟲均被歸為中性昆蟲,其有14種,304頭,約占總種類19.32%和總數(shù)量2.90%,包括松寒蟬、豆娘、中國巨尺蛾等(圖6)。

圖6 玉米田燈誘昆蟲害蟲益蟲種類與數(shù)量結(jié)構(gòu)Fig.6 Species and quantity structure of insect pests and beneficial insects induced by maize field lamp

2.3.2貴州玉米田燈誘昆蟲數(shù)量動態(tài)

燈誘調(diào)查發(fā)現(xiàn),6月中旬到7月中旬,昆蟲數(shù)量相對趨勢穩(wěn)定,這可能是因?yàn)榇蠖鄶?shù)昆蟲為幼蟲期。在7月15日以后,大量幼蟲開始變?yōu)槌上x,使得誘捕量逐漸開始上升。由于8月中后旬連有降雨導(dǎo)致誘捕量出現(xiàn)下降,隨后迅速上升,至8月26日誘捕量達(dá)到最大值,此后后玉米逐漸趨近成熟收獲,誘蟲量出現(xiàn)急劇下降(圖7)。

圖7 貴州玉米田燈誘昆蟲數(shù)量動態(tài)圖Fig.7 Dynamic graph of insect number induced by corn field lamp in Guizhou

2.3.3玉米田燈誘昆蟲主要目種群動態(tài)

從昆蟲種的數(shù)量和個體數(shù)量來分析,都發(fā)現(xiàn)鞘翅目、鱗翅目、同翅目和半翅目類昆蟲是燈誘的主要幾個大目,并且這幾個目的昆蟲種群動態(tài)變化相似(圖8)。6月上旬到8月上旬誘捕量緩慢上升,8月中旬后開始快速上升,在8月26日達(dá)到峰值,9月誘捕量迅速減少。

圖8 貴州玉米田燈誘主要目種群動態(tài)Fig.8 Population dynamics of main insecta induced by light in maize field in Guizhou

2.3.4玉米田燈誘主要優(yōu)勢種的種群動態(tài)

殺蟲燈對貴州玉米田四種優(yōu)勢種昆蟲亞洲玉米螟、大螟、灰飛虱和粘蟲的誘捕量隨時間呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(圖9)。7月中旬以前,亞洲玉米螟、大螟和粘蟲在田間產(chǎn)卵,主要以幼蟲危害玉米植株,誘捕量普遍較低;7月末二代蟲逐漸羽化,對3種蟲的誘捕量迎來一個高峰,隨后誘捕量逐漸降低,在8月末亞洲玉米螟的誘捕量迎來第二個高峰;9月玉米逐漸成熟收獲,殺蟲燈對這三種昆蟲的誘捕量逐漸減少?；绎w虱對玉米的危害時間較長,6月中旬到7月初,灰飛虱成蟲大量遷入玉米田,此時,灰飛虱誘捕量較大;7月初到8月初灰飛虱主要以幼蟲危害,成蟲誘捕量較低;8月末灰飛虱大量羽化,誘捕量迅速上升;之后,隨著玉米成熟收獲,誘捕量顯著下降。

圖9 貴州玉米田燈誘4種優(yōu)勢種的種群時序動態(tài)圖Fig.9 Dynamic sequence diagram of populations of 4 dominant species inducedby lamp in Guizhou

3 結(jié)論與討論

貴州省玉米地昆蟲群落物種豐富,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,共有132種昆蟲,隸屬于11目66個科,優(yōu)勢昆蟲主要有同翅目、鞘翅目、鱗翅目、膜翅目、直翅目、雙翅目和半翅目等。韓海亮等(2020)在浙江省東陽市采用風(fēng)吸式太陽能殺蟲燈在玉米田誘到9目40科昆蟲,其中近80%以上為雙翅目昆蟲,與本研究結(jié)果有重疊也有不同,這可能與不同地區(qū)內(nèi)玉米田昆蟲群落差異有關(guān)。本研究還發(fā)現(xiàn),隨著時間和作物生育期變化,玉米地昆蟲群落的昆蟲種類和個體數(shù)量都會出現(xiàn)變化,物種豐富得隨著時間呈先上升后下降趨勢,在7月下旬時物種豐富度最高,可達(dá)33種。玉米田主要的優(yōu)勢種群為亞洲玉米螟、玉米蚜、黏蟲和雙斑瑩葉甲等,玉米蚜自6月下旬一發(fā)生就占據(jù)田間昆蟲個體數(shù)量的絕對優(yōu)勢,9月初逐漸消失;黏蟲在田間一直占據(jù)一定優(yōu)勢,雙斑瑩葉甲種群長期處于較低的水平,種群優(yōu)勢度指數(shù)不高;亞洲玉米螟前期優(yōu)勢度較低,在8月下旬迅速上升,占據(jù)絕對優(yōu)勢。

農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中昆蟲的種群數(shù)量會隨著季節(jié)或時間的變化而變化(張永強(qiáng)等,2001; 師光祿等,2006; 梁子寧等,2007)。這與本研究結(jié)果相一致。對亞洲玉米螟、玉米蚜、黏蟲、灰飛虱、稻綠蝽、條赤須盲蝽和雙斑螢葉甲這7種玉米田優(yōu)勢昆蟲種群數(shù)量進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)對照區(qū)、近光區(qū)和遠(yuǎn)光區(qū)的昆蟲種群數(shù)量會出現(xiàn)一個先上升后下降的趨勢,這可能是由于隨著玉米生長,提供的營養(yǎng)增加促進(jìn)了昆蟲種群的繁殖,植株成熟后干枯,昆蟲不再繁殖,種群數(shù)量降低。此外,本研究還發(fā)現(xiàn)幾種優(yōu)勢昆蟲中,亞洲玉米螟、黏蟲、灰飛虱、條赤須盲蝽在近燈區(qū)的種群數(shù)量明顯高于其他幾個區(qū),說明誘蟲燈對害蟲有顯著的誘集效果,且部分昆蟲沒有被誘集到誘蟲燈收集裝置中,選擇在附近降落,增加了近燈區(qū)的昆蟲種群數(shù)量。而遠(yuǎn)光區(qū),部分昆蟲被燈光引誘至近燈區(qū),致使該區(qū)域物種豐富度明顯比近光區(qū)和對照區(qū)少。

昆蟲的趨光性對昆蟲的行為習(xí)慣、群落結(jié)構(gòu)、種群數(shù)量和密度、時間和空間上的分布情況等都有影響(柯漢云等,2014; 馮娜等,2015; 張大為等,2018)。如何利用昆蟲趨光性的特性對害蟲進(jìn)行預(yù)測預(yù)報和防治是植保工作者研究的重點(diǎn)。隨著環(huán)保意識的提高和技術(shù)的發(fā)展,越來越多的燈光誘捕設(shè)備被應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,防治蔬菜害蟲、果樹害蟲、水稻害蟲、棉花害蟲和花生害蟲等(許方程等,2002; 趙永根等,2008; 劉彥飛等,2013; 張大為等,2018; 王昊等,2021)。使用誘蟲燈對田間害蟲進(jìn)行防治,可有效減少田間害蟲種群數(shù)量,具有環(huán)境污染小、防治成本低、減少用藥量,延緩抗藥性的優(yōu)點(diǎn)(程文杰等,2011; Kimetal.,2019; 桑文等,2019)。本研究發(fā)現(xiàn)誘蟲燈可誘集燈光輻射區(qū)的昆蟲,導(dǎo)致其部分降落在誘蟲燈附近,可結(jié)合相應(yīng)的化學(xué)藥劑對近燈區(qū)的昆蟲進(jìn)行集中防治,從而可以減少用藥量,縮小防治面積,達(dá)到減少工作量,減少環(huán)境污染的目的。有研究表明,誘蟲燈具有誘集多種天敵昆蟲和中性昆蟲、影響兩棲類和蜘蛛等其他夜間活動天敵的正常生命活動、受蟲態(tài)和環(huán)境因素的影響的缺點(diǎn)(Longcore and Rich,2004; 趙建偉等,2008; 徐練等,2015)。本研究發(fā)現(xiàn)誘蟲燈會誘集到的益蟲較少,且主要是一些體型較大的益蟲(如姬蜂、四星瓢蟲、七星瓢蟲、食蚜蠅等),表明風(fēng)吸式殺蟲燈對小型天敵類昆蟲友好,這是因?yàn)樵摎⑾x燈在集蟲器上設(shè)計了逃逸孔,大部分小型類天敵會從逃逸孔中逃出,重新回到田間生態(tài)系統(tǒng)中,不會造成田間天敵顯著減少和生態(tài)系統(tǒng)失衡(張敏和雷朝亮,2018; 韓海亮等,2020)。本研究通過調(diào)查明確了貴州玉米田的昆蟲群落結(jié)構(gòu),探明了誘蟲燈在貴州玉米田的作用效果,為玉米田害蟲的綠色防治提供了技術(shù)參考。