中圖分類號(hào):S763.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1001-9499(2025)04-0059-05
Occurrence Patterns of the Pine Spittlebug (Aphrophora flavipes) in Mongolian Pine (Pinus sylvestris var. mongolica) Forests and Control Trials Using Drone-Based Ultra-Low Volume Spray Technology
LIU Xin1WEI Zhenming2MA Xiaoqianl**MA Ling2WANG Qi1 GAO Yu1 SHANGEryu1YUKun1 (1.Institute of ForestProtection,Heilongjiang Academy ofForestry,Heilongjiang Harbin 150081; 2.Northeast Forestry University,Heilongjiang Harbin 150040)
Abstract[Objective]Thepinespitlebug(Aphrophoraflavipes)isasap-suckingpestthatdamages coniferous trees.This study aims to clarify its occurrnce patterns in Mongolian pine (Pinus sylvestris var.mongolica) forestsand propose targeted ultra-low volume (ULV) spray control technologies.[Methods] Field investigations were conducted to analyze the relationship between infestation severity ofA.flavipes and site conditions as well as spatial niche distribution.The eficacy of drone-based ULV spray technology was evaluated.[Results] Monoculture pine forests exhibited markedly higher pest densities( 49.8±7.05 individuals per plant) compared to mixed forests (29.85±3.69 individuals per plant) (Plt;0.01) , with canopy density (0.5-0.7 range) showing a strong negative correlation with infestation levels (r=-0.860) .Spatially, pest density on sunny slopes( 49.72±4.18 individuals perplant) was 3.26 times greater than on shaded slopes( 15.24±1.50 individuals per plant),and over 54.51% of pests aggregated in the upper canopy.Dronebased ultra-lowvolume spraying trialsdemonstrated that 20% dinotefuran suspension (300mL/hm2) provided the most sustained efficacy,achieving 94.66% control effectiveness 15 days post-application,significantly outperforming other pesticides (Plt;0.01) .[Conclusions] High-risk zones for A. flavipes outbreaks include P. sylvestris monocultures,sunny upper slopes,and southeastern canopy orientations.Mitigation strategies involve establishing mixed forest buer zones in these areas and maintaining canopy density at 0.6-0.7.For drone-basedcontrol,a \"rapid-acting+persistent\" dual-agentapproach is recommended,specifically combining 5% beta-cypermethrin( 500mL/hm2) with 20% dinotefuran (300mL/hm2) !
Key words Pinussylvetris var.mongolica; Aphrophora flavipes; occurrence regularity, Ultra-low volumespray
松沫蟬(Aphrophora flavipes)屬同翅目(Homoptera)沫蟬科(Cercopidae)的一種刺吸性危害昆蟲(chóng),國(guó)內(nèi)主要分布在黑龍江、吉林、內(nèi)蒙、河北、山東等地,國(guó)外主要分布在朝鮮和日本等地,主要危害包括樟子松(Pinus sylvetris var.mongolica)等松科樹(shù)木[1-3]。樟子松是我國(guó)北方地區(qū)的主要樹(shù)種,在水土保持、生態(tài)改善、農(nóng)田防護(hù)、氣候調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮有重要的作用[2,4]。然而近年來(lái),在我國(guó)北方樟子松林松沫蟬嚴(yán)重發(fā)生,松沫蟬主要通過(guò)若蟲(chóng)吸食嫩枝汁液導(dǎo)致樹(shù)勢(shì)衰退,引起切梢小蠹、煤污病、松枯梢病的發(fā)生,嚴(yán)重時(shí)造成死亡,導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重威脅我國(guó)北方生態(tài)安全。
林木昆蟲(chóng)因不同樹(shù)種和立地條件,其危害程度和發(fā)生規(guī)律都存在顯著的差異,不同樹(shù)種和立地條件通過(guò)直接或間接的方式影響昆蟲(chóng)的生態(tài)位選擇、生命周期、繁殖率及天敵等因子的存在,從而導(dǎo)致不同的發(fā)生規(guī)律和危害程度[5,6]。傳統(tǒng)防治方法如背負(fù)式噴霧和注干施藥存在藥劑利用率低( lt;50% )、作業(yè)效率不足( lt;2hm2/h )等問(wèn)題。近年來(lái),無(wú)人機(jī)超低量噴霧技術(shù)因霧滴穿透性強(qiáng)、施藥精準(zhǔn)等特點(diǎn),成為林業(yè)害蟲(chóng)防控的新方向。本研究旨在闡明松沫蟬的發(fā)生規(guī)律,并構(gòu)建無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)施藥技術(shù)體系,為林業(yè)綠色防控提供支撐。
1材料與方法
1. 1 試驗(yàn)地點(diǎn)
發(fā)生規(guī)律調(diào)查地點(diǎn)選在黑龍江省賓縣光恩林場(chǎng) (127°49′32′′E,45°39′01′′N) 、牡丹江東京城葦子溝經(jīng)營(yíng)所( 129°02′11\"E,43°57′57\"N, 和尚志市一面坡林場(chǎng)( 128°05′55\"E,45°5′18\"N) 樟子松人工純林和混交林。松沫蟬的無(wú)人機(jī)超低量載藥防治在賓縣光恩林場(chǎng),與在此地開(kāi)展發(fā)生規(guī)律調(diào)查地塊相同。
1.2發(fā)生規(guī)律調(diào)查
3個(gè)地點(diǎn)按立地條件設(shè)置,純林和混交林不同坡向(陽(yáng)坡/陰坡)分別3個(gè)樣地,共設(shè)置36個(gè)樣地。保證每個(gè)坡位(上、中、下)1個(gè)樣地。6月下旬與8月下旬每 10d 調(diào)查一次,每樣地隨機(jī)選取10株標(biāo)準(zhǔn)木,記錄東、南、西、北四個(gè)方位及樹(shù)冠(上、中、下層)的若蟲(chóng)數(shù)量,并調(diào)查每個(gè)樣地郁閉度。
1.3無(wú)人機(jī)超低量噴霧試驗(yàn)
設(shè)備及藥劑:大疆無(wú)人機(jī)T40(六旋翼,載藥量20L ,霧化盤轉(zhuǎn)速 8000rpm ,霧滴粒徑 80~120μm, ;20% 味蟲(chóng)胺懸浮劑( 150mL/hm2 :江蘇景宏生物科技有限公司); 5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑( 80g/hm2 :江蘇功成生物科技有限公司); 5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑( 500mL/hm2 :黑龍江森工農(nóng)化有限公司);設(shè)置清水對(duì)照,均以尿素作為沉降劑 300g/hm2 )。施藥參數(shù):飛行高度 2.5m ,,速度 4m/s ,航線間距 4m ,作業(yè)時(shí)間選擇無(wú)風(fēng)清晨(風(fēng)速 lt;2m/s )。效果評(píng)估:霧滴沉積采用樹(shù)冠各層懸掛水敏紙,DepositScan軟件分析霧滴密度(個(gè) /cm2 );防效計(jì)算采用施藥后 1、3、7、15d 調(diào)查蟲(chóng)口死亡率,計(jì)算校正防效(矯正死亡率)。
1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
利用SPSS22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析,采用單因素方差分析立地條件(林型、郁閉度、坡向、樹(shù)冠層位、方向)影響下的冠層平均蟲(chóng)口密度(平均值)間的差異顯著性。利用組間組內(nèi)方差分析不同藥劑不同時(shí)間處理后防治效果的差異顯著性。
2 結(jié)果與分析
2. 1 發(fā)生規(guī)律
2. 1. 1 立地條件影響
林分結(jié)構(gòu)與蟲(chóng)口密度關(guān)系:通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),林分結(jié)構(gòu)為純林的樟子松林松沫蟬蟲(chóng)口密度顯著高于混交林。純林蟲(chóng)口密度 16.6±2.35 頭/冠層( 49.8± 7.05頭/株)顯著高于混交林蟲(chóng)口密度 9.95±1.23 頭/冠層 (29.85±3.69)(df=1,x2=796.67,F(xiàn)=7.13,P=0.009) 1 Plt;0.01 ,圖1)。
郁閉度與蟲(chóng)口密度關(guān)系:通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),郁閉度在 0.5~0.7 時(shí),樟子松林松沫蟬蟲(chóng)口密度與郁閉度呈負(fù)相關(guān),即蟲(chóng)口密度隨著郁閉度的增加而降低。樟子松林郁閉度為0.5時(shí)松沫蟬蟲(chóng)口密度為15.05±1.63 頭 ξ/Ξ 冠層( 45.14±4.88 頭/株),郁閉度為0.6時(shí)蟲(chóng)口密度為 10.83±1.43 頭 冠層( 32.48±4.29 頭/株),郁閉度為0.7時(shí)蟲(chóng)口密度為6.61±1.27 頭/冠層( 19.83±3.82 頭 / 株) (df=2,x2= 854.09, F=8.46,P=0.00 0 plt;0.01 ,圖2)。
坡向、坡位和蟲(chóng)口密度間的關(guān)系:通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),樟子松林松沫蟬蟲(chóng)口密度陽(yáng)坡顯著高于陰坡,坡位上部分和中間部分顯著高于下坡位。樟子松林陽(yáng)坡松沫蟬蟲(chóng)口密度 16.57±1.39 頭/冠層( 49.72± 4.18頭 / 株),陰坡蟲(chóng)口密度 5.08±0.50 頭 / 冠層( 15.24±1.50 頭 / 株),陽(yáng)坡蟲(chóng)口密度為陰坡蟲(chóng)口密度的3.26倍,顯著高于陰坡 (4f=1,x2=4753.53,F(xiàn)= 60.35, P=0.00 0 -plt;0.01 ,圖3);坡位上部分蟲(chóng)口密度為 18.06±1.91 頭 / 冠層( 54.17±5.72 頭 / 株),坡位中間部分蟲(chóng)口密度為 13.12±1.76 頭 / 冠層1 39.36±5.27 頭 / 株),坡位下部分蟲(chóng)口密度 6.91± 1.08頭 / 冠層 (20.73±3.24 頭/株),坡位上中部位蟲(chóng)口密度分別為下坡位蟲(chóng)口密度的2.61和1.90倍,顯著高于下坡位 df=2,x2=1122.21,F(xiàn)=11.85,p=0.00) ( plt;0.01 ,圖4)。
垂直分布與蟲(chóng)口密度關(guān)系:通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),樟子松林松沫蟬在樟子松樹(shù)冠上層蟲(chóng)口密度顯著高于中層和下層。松沫蟬在樟子松樹(shù)冠上層位蟲(chóng)口密度為 14.92±4.87 頭/冠層,在樹(shù)冠中層位蟲(chóng)口密度為 11.17±3.31 頭 / 冠層,下層為 1.28±0.49 頭 / 冠層,上層為占比 54.51% ,中層 40.81% ,下層 4.7% ,差異顯著 (df=2,x2=198.75,F(xiàn)=7.277,p=0.049)(plt; 0.05,圖5)。
水平分布與蟲(chóng)口密度關(guān)系:樟子松林松沫蟬在樟子松樹(shù)冠水平方向東南方向枝條蟲(chóng)口密度顯著高于西北方向。松沫蟬在樟子松樹(shù)冠東側(cè)蟲(chóng)口密度為 18.78±2.45 頭 / 冠層( 56.33±7.35 頭/株),在西側(cè)蟲(chóng)口密度為 8.77±1.08 頭 / 冠層( 26.31±3.24 頭/株),在南側(cè)為 11.14±1.43 頭/冠層( 33.42±4.29 頭/株),在北側(cè)為 4.62±0.64 頭 / 冠層( 13.86±1.92 頭 / 株),東南側(cè)顯著高于西北側(cè) (df=3,x2=1273.48,F(xiàn)= 14.71, p=0.00 0 plt;0.01 ,圖6)。
2.2.1霧滴沉積特性
20% 味蟲(chóng)胺懸浮劑( 300mL/hm2 ) 5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑( 300mL/hm2 ) 5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑( 500mL/hm2 處理組冠層上層平均霧滴密度為35個(gè) /cm2 ,中層48個(gè) /cm2 ,下層22個(gè) /cm2 ,穿透率較高,達(dá)到了飛防設(shè)計(jì)效果。
2.2.2 防效動(dòng)態(tài)
采用 20% 味蟲(chóng)胺懸浮劑 .5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑 .5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑超低量噴霧施藥防治松沫蟬后,不同藥劑在不同時(shí)間和同一藥劑在不同時(shí)間差異顯著( x2=15.623 ,df=5,p=0.009 )( plt;0.05 ;圖7)。施藥1d后, 5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑校正死亡率為 56.80% ,顯著高于 20% 味蟲(chóng)胺懸浮劑 (44.79% 和 5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑( 34.76% );施藥 3d 后, 20% 呋蟲(chóng)胺懸浮劑校正死亡率為 75.80% ,顯著高于 5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑 70.22% 和 5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑( 63.56% );施藥7d后, 20% 呋蟲(chóng)胺懸浮劑校正死亡率達(dá)到91.13% ,顯著高于 5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑1 79.38% )和 5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑 75.80% ;施藥15d后, 20% 呋蟲(chóng)胺懸浮劑校正防效達(dá) 94.66% ,顯著高于 5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑 84.59% )和 5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑 (84.36% )??梢钥闯?, 5% 高效氯氰菊酯微囊懸浮劑期初觸殺效果高于 20% 味蟲(chóng)胺懸浮劑和 5% 甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽水分散粒劑,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),具有內(nèi)吸性的 20% 味蟲(chóng)胺懸浮劑對(duì)樟子松松沫蟬的持效時(shí)長(zhǎng)和防治效果最佳。
3結(jié)論與討論
3.1本研究揭示了立地條件與松沫蟬種群密度的顯著相關(guān)性,這一發(fā)現(xiàn)與森林害蟲(chóng)生態(tài)學(xué)理論高度吻合[]。純林蟲(chóng)口密度顯著高于混交林( plt;0.01 ),這一可能源于生物多樣性緩沖假說(shuō):混交林的復(fù)雜植被結(jié)構(gòu)為天敵提供了更多棲息地,形成了天然的生物防控網(wǎng)絡(luò)[8-9]。郁閉度與蟲(chóng)口密度的負(fù)相關(guān)關(guān)系 (r=-0.82,plt;0.01) 則支持了微生境限制理論,較高郁閉度形成的陰濕環(huán)境可能抑制了松沫蟬的繁殖行為[10]。
3.2松沫蟬在樹(shù)冠上層 (54.51% 和東南向(56.33頭/株)的顯著聚集分布,體現(xiàn)了其對(duì)光熱資源的競(jìng)爭(zhēng)策略[11]。這種分布模式可能與其刺吸式口器的取食特性相關(guān):上層新生組織汁液更豐富,東南向枝條的光合產(chǎn)物積累更多。陽(yáng)坡蟲(chóng)口密度達(dá)陰坡3.26倍( Plt;0.01 )的極端差異,進(jìn)一步證實(shí)了該物種對(duì)光照條件的強(qiáng)依賴性[12]。
3.3無(wú)人機(jī)防治的藥劑選擇優(yōu)化無(wú)人機(jī)施藥數(shù)據(jù)顯示,不同作用機(jī)理的藥劑呈現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng):高效氯氰菊酯(初始防效 56.8% )的快速擊倒作用與呋蟲(chóng)胺(15天防效 94.66% )的持久內(nèi)吸性形成理想組合。霧滴沉積分析表明,中層冠層48個(gè) /cm2 的沉積密度最理想,這為無(wú)人機(jī)飛行參數(shù)優(yōu)化提供了關(guān)鍵參數(shù)。
樟子松純林、陽(yáng)坡上坡位及冠層?xùn)|南向構(gòu)成松沫蟬暴發(fā)的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn),建議在這些區(qū)域優(yōu)先建立混交林隔離帶,并將郁閉度控制在0.6~0.7以降低蟲(chóng)口密度。無(wú)人機(jī)飛防應(yīng)實(shí)施\"速效 + 持效\"的藥劑組合策略,推薦采用 5% 高效氯氰菊酯( 500mL/hm2) 與 20% 味蟲(chóng)胺( 300mL/hm2 的桶混方案,施藥后第3天和第7天進(jìn)行防效評(píng)估。
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