齊曉紅,侯艷紅,陳 莉,杜夢園,沈海龍,劉 迪,范志業(yè),王文豪,李雷雷,師興凱,李世民,陳 琦
(漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 國家農(nóng)業(yè)科學(xué)植物保護郾城觀測實驗站,河南 漯河 462300)
害蟲遷飛是在長期適應(yīng)多變的環(huán)境過程中進化形成的一種行為對策[1]。遷飛性害蟲以其突發(fā)性、暴發(fā)性、毀滅性的發(fā)生特點始終威脅著我國的糧食安全,做好遷飛性害蟲的監(jiān)測預(yù)警,對確保農(nóng)業(yè)的可持續(xù)生產(chǎn)具有重要意義[2]。黏蟲(Mythimna separata)和小地老虎(Agrotis ipsilon)是我國農(nóng)作物重大遷飛性害蟲[3-4],給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全帶來嚴重威脅[5-7],長期被我國列為重大害蟲監(jiān)測和防治對象[8-9]。成蟲具有較強的遷飛和再遷飛能力[10],往往是導(dǎo)致其短時間、大區(qū)域和多世代暴發(fā)致災(zāi)的重要原因[8,11],也增加了對其進行及時監(jiān)測和準確預(yù)報的難度[12]。近年來,由于全球氣候變暖和耕作制度的改變,小地老虎和黏蟲也呈現(xiàn)間歇性、局部大面積暴發(fā)的態(tài)勢[13]。因此,探索我國黏蟲和小地老虎種群周年區(qū)域動態(tài)規(guī)律,開展監(jiān)測預(yù)警,對實現(xiàn)準確測報和科學(xué)防控尤為重要[11]。
2 種蛾發(fā)生的同步現(xiàn)象,正是2 種遷飛性昆蟲相似性的集中反映[14]。張汝霖等[15]在20 世紀70—80年代對山西省呂梁地區(qū)玉米螟與黏蟲發(fā)蛾期的同步現(xiàn)象進行了探討,明確了該地區(qū)玉米螟越冬代與1 代黏蟲蛾的消長趨勢、2 種蛾性比變化以及2 種雌蛾卵巢發(fā)育級別均存在同步現(xiàn)象。王蔭長[14]在20 世紀70 年代,闡明了江蘇省小地老虎與黏蟲越冬代蛾的消長趨勢、高峰日及性比變化具有同步現(xiàn)象。河南省漯河市地處全國糧食主產(chǎn)區(qū)和國家糧食生產(chǎn)核心區(qū),是我國南北氣候的過渡地帶,昆蟲南北季節(jié)性遷飛的主要通道[16]。小地老虎和黏蟲蛾在河南省漯河市是否也存在同步現(xiàn)象,目前尚未見報道。鑒于此,于2018—2022 年利用蟲情測報燈對河南省漯河市小地老虎和黏蟲成蟲的種群動態(tài)進行了系統(tǒng)監(jiān)測,對誘捕的燈下雌蛾進行了卵巢解剖,并對2 種蛾量消長趨勢、雌雄性比及雌蛾卵巢發(fā)育情況進行分析,探討小地老虎和黏蟲蛾的同步現(xiàn)象,以期為該地以及全國小地老虎和黏蟲的動態(tài)區(qū)域預(yù)報和有效防控提供參考。
設(shè)置蟲情測報燈(以下簡稱測報燈,鶴壁佳多科工貿(mào)股份有限公司研制生產(chǎn))1 臺,型號JBD2 型,燈管功率20 W、主波長365 nm,燈管下端與地表面垂直距離為1.5 m,通過自帶的光控系統(tǒng)控制開關(guān)燈,燈上安裝有直徑約1.5 m 的雨棚。
監(jiān)測地點位于河南省漯河市農(nóng)業(yè)科學(xué)院五里崗試驗基地(33°36′N、113°59′E),該地區(qū)屬暖濕性季風(fēng)氣候,四季分明,平均年降水量804.2 mm,農(nóng)田大部分為旱田,主要以小麥—玉米、小麥—花生、小麥—大豆、小麥—紅薯等方式連作。
測報燈四周視野開闊,無高大建筑物或樹木遮擋。燈與作物間距5 m以上。每年更換一次燈管。于2018—2022 年每年的3 月1 日至11 月30 日連續(xù)監(jiān)測。每天早晨檢查燈下誘到的小地老虎和黏蟲蛾量、性比。每日隨機剖查雌蛾20 頭,不足20 頭時則全部檢查,判斷雌蛾卵巢發(fā)育級別及產(chǎn)卵狀態(tài)[17-18],記錄各級數(shù)量及比率。
當燈下出現(xiàn)明顯成蟲蟲峰時,依據(jù)雌蛾卵巢發(fā)育和交配情況等生理指標判斷其種群性質(zhì)[11]。
1.4.1 2 種蛾數(shù)量消長的一致性 將小地老虎和黏蟲逐日蛾量,用WPS Office 2023 按年份進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和作圖,若同一世代進入高峰期的時間相同(相近)或趨勢一致,則認為2 種蛾的數(shù)量消長一致;否則,則認為不一致。
1.4.2 2 種蛾高峰日 各世代高峰期內(nèi)蟲量最多的日期為高峰日。為便于比較,將高峰日折算成公歷天數(shù),如1 月1 日為1 d、1 月2 日為2 d,以此類推。
1.4.3 2 種蛾雌雄性比的同步性 統(tǒng)計2 種蛾雌雄數(shù)量,分別計算雌雄性比(雄蛾設(shè)定為1),分世代比較雌雄性比,若2 種蛾的雌雄性比接近或相對值比較穩(wěn)定,或變化趨勢一致,極大值與極小值出現(xiàn)的日期一致,則認為2 種蛾的雌雄性比存在同步現(xiàn)象;否則,不存在同步現(xiàn)象。
1.4.4 2 種雌蛾卵巢發(fā)育的近似性 統(tǒng)計2 種雌蛾卵巢發(fā)育進度、交配率和交配次數(shù),比較是否有近似性。
從監(jiān)測結(jié)果(圖1)可以看出,2018—2022 年小地老虎在河南省漯河市1 年可見4 代成蟲,黏蟲可見5代成蟲,第1 代和第2 代世代重疊。兩者均以第1 代發(fā)生數(shù)量最多,分別占5 a 誘蛾總量的51.63% 和90.04%。其次是第2 代,分別占5 a 誘蛾總量的41.20%和5.46%。
圖1 2018—2022 年河南省漯河市測報燈下小地老虎和黏蟲蛾量消長情況
由圖1 可知,小地老虎和黏蟲的始見日均在3 月上中旬;越冬代分別在4 月上旬至5 月上旬和3 月下旬至4 月下旬誘蛾量相對較多;第1 代蛾高峰期均在5 月下旬至6 月下旬,期間蛾量分別占5 a 誘蛾總量的48.35%和88.95%;第2 代蛾高峰期分別在7 月中旬至8 月中旬和7 月中下旬,期間蛾量分別占5 a 誘蛾總量的35.79%和4.06%。2 種蛾的消長趨勢基本一致。
由表1 可知,小地老虎第1 代蛾高峰日一般在6月中旬,最早出現(xiàn)在6 月2 日(2022 年),最晚在6 月27 日(2019 年);黏蟲第1 代蛾高峰日一般在6 月上旬,最早在5 月28 日(2020 年),最晚在6 月11 日(2022 年),比小地老虎蛾峰日平均值提前10.0 d。小地老虎第2 代蛾高峰日一般在7 月下旬,最早在7 月20 日(2018 年),最晚在8 月6 日(2022 年);黏蟲第2代蛾高峰日在7 月中下旬,比小地老虎蛾峰日平均值提前10.5 d。2 種蛾的第1 代蛾峰日平均值相差天數(shù)與第2 代蛾峰日平均值相差天數(shù)保持穩(wěn)定。
表1 2018—2022 年河南省漯河市測報燈下小地老虎和黏蟲蛾高峰日
由小地老虎和黏蟲蛾雌雄性比(表2)可知,除越冬代外,第1 代、第2 代和第3 代小地老虎蛾雌雄性比均約為黏蟲的50%,兩者雌雄性比的相對值較為穩(wěn)定。2 種蛾的越冬代與第1 代雌雄性比的變化趨勢一致(圖2),其中越冬代蛾雌雄性比的極大值與極小值出現(xiàn)日期一致,說明雌雄性比的變化趨勢在小地老虎和黏蟲2 種蛾之間存在同步現(xiàn)象。
表2 2018—2022 年河南省漯河市測報燈下小地老虎和黏蟲雌雄性比
圖2 2018—2022 年河南省漯河市測報燈下小地老虎和黏蟲越冬代和第1 代雌雄性比變化
由2018—2022 年的解剖結(jié)果(圖3 和圖4)可知,河南省漯河市越冬代小地老虎和黏蟲雌蛾卵巢均是低級別(Ⅰ級和Ⅱ級)比例較低,Ⅲ級及以上比例較高,且交配率較高,由此判斷漯河越冬代小地老虎和黏蟲均主要為異地遷入種群,少量為本地越冬蟲源。
圖4 2018—2022 年河南省漯河市測報燈下黏蟲和小地老虎雌蛾交配率比較
第1 代蛾卵巢發(fā)育Ⅰ級和Ⅱ級占比、Ⅲ級及以上占比年度間差異較大,并且Ⅰ級和Ⅱ級占比均是黏蟲高于小地老虎,Ⅲ級及以上占比均是小地老虎高于黏蟲,交配率均是小地老虎高于黏蟲。第2 代蛾卵巢發(fā)育級別和交配率與第1 代相似。
末代蛾(第3 代小地老虎和第4 代黏蟲)卵巢發(fā)育Ⅰ級和Ⅱ級占比均較高,Ⅲ級及以上占比均較低,說明此種群主要為遷出蟲源,少量留在本地繁殖。
從交配次數(shù)(圖5)來看,河南省漯河市各代小地老虎和黏蟲雌蛾均以交配1 次為主。在不同世代的部分年份黏蟲雌蛾交配2 次及以上占比較高,如2019年越冬代交配2 次及以上占比為42.86%,2020 年第1代和第2 代交配2 次及以上占比分別為32.43% 和44.83%。
本研究發(fā)現(xiàn),小地老虎和黏蟲蛾始見期均在3 月上中旬,越冬代分別在4 月上旬至5 月上旬和3 月下旬至4 月下旬誘蛾量相對較多,第1 代蛾高峰期均在5 月下旬至6 月下旬,第2 代蛾高峰期分別在7 月中旬至8 月中旬和7 月中下旬,2 種蛾的消長趨勢基本一致??衫闷溱吂庑曰蜈吇?,在其成蟲高峰期設(shè)置黑光燈或糖醋液誘蛾器誘殺成蟲,減少田間落卵量。也可在田間設(shè)置性誘捕器[19],通過誘捕雄蛾,干擾雌雄交配,減少受精卵數(shù)量,從而達到控制小地老虎和黏蟲的目的。
2 種蛾的同步現(xiàn)象,可用于蟲情測報[15]。監(jiān)測期間,小地老虎和黏蟲均以第1 代和第2 代發(fā)生數(shù)量最多,黏蟲第1 代和第2 代蛾峰日平均值分別比小地老虎提前10.0 d 和10.5 d,且黏蟲第1 代蛾發(fā)生量明顯大于小地老虎。因此,可將黏蟲作為指示種,在小地老虎預(yù)測中提供線索。
第1 代小地老虎雌蛾卵巢發(fā)育Ⅲ級及以上占比較高,且均高于黏蟲,但在個別年份第1 代黏蟲雌蛾卵巢發(fā)育Ⅲ級及以上占比也較高,如2020 年黏蟲雌蛾卵巢發(fā)育Ⅲ級及以上占比高達51.77%。依據(jù)卵子發(fā)生-飛行拮抗綜合征理論[20],卵巢發(fā)育高級別(Ⅲ級及以上)的雌蛾將滯留本地不再遷出,雌蛾產(chǎn)卵后造成當?shù)匚:Γ?1]。因此,應(yīng)加強夏玉米、大豆、花生等秋作物苗期小地老虎和黏蟲2 代幼蟲的田間調(diào)查監(jiān)測,適時控制其危害。
研究昆蟲性比對于昆蟲發(fā)生量的預(yù)測預(yù)報有著相當重要的意義[21],植??萍脊ぷ髡叱@美ハx的性比來預(yù)測種群密度的未來變化趨勢[22]。本研究表明,第1 代、第2 代和第3 代小地老虎蛾雌雄性比均約為黏蟲的一半,小地老虎和黏蟲雌雄性比的相對值較為穩(wěn)定,雌雄性比的變化趨勢在2 種蛾之間存在同步現(xiàn)象。但對于同一種類,雌雄性比在年度間存在明顯差異,其誘蛾量和雌雄性比相關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn),黏蟲的年雌雄比值越大,年誘蛾量越多。比如,2019年雌雄性比(1.98)最大,當年誘蛾量(13 465 頭)也最大;2021 年雌雄性比(1.81)排第2,當年誘蛾量(8 885頭)也排第2;2020 年雌雄性比(0.95)最小,當年誘蛾量(1 485 頭)也最少。第1 代雌雄性比和當代誘蛾量有類似的結(jié)果。而小地老虎的雌雄性比與誘蛾量的相關(guān)性和黏蟲相反,即雌雄性比越大誘蛾量越小。比如,2020 年小地老虎雌雄性比(1.06)最大,其年誘蛾量(216 頭)卻最少;2022 年雌雄性比(0.66)最小,其年誘蛾量(1 482 頭)卻最大。第1 代雌雄性比和當代誘蛾量有類似的結(jié)果。