雙斑長跗螢葉甲玉米田間成蟲數量估計的抽樣方法研究

張 聰， 郭井菲， 王振營， 何康來， 白樹雄

（中國農業(yè)科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193）

雙斑長跗螢葉甲［Monolepta hieroglyphica（Motschulsky）］，屬鞘翅目葉甲科。取食玉米、谷子、高粱、棉花、向日葵、豆類、十字花科蔬菜等數十種作物，為多食性害蟲［1－3］。雙斑長跗螢葉甲成蟲沿玉米葉片葉脈取食葉肉，留下表皮，形成條狀透明區(qū)，嚴重時葉片形成大面積枯斑，影響光合作用；玉米吐絲以后則聚集取食雄穗、花絲和幼嫩籽粒，影響授粉和灌漿，雌穗成粒數減少，使玉米嚴重減產［4－5］。該害蟲近年來在玉米上的危害逐年加重，已經成為北方玉米產區(qū)的重要害蟲［4，6－7］。由于目前對雙斑長跗螢葉甲發(fā)生規(guī)律、防治技術等研究較少，對該蟲的調查尚沒有統(tǒng)一的抽樣方法，難以進行發(fā)生量的預報。為了提高田間蟲量調查的準確性，本試驗對該害蟲成蟲在玉米心葉期、吐絲期和乳熟期的種群數量和取樣方法進行了研究。

1 研究方法

1.1 調查方法

2011年7 月－10月在山西省晉中市榆次區(qū)的永安生態(tài)園進行調查。選擇7塊地，在心葉期、吐絲期和乳熟期分別調查一次，每塊田采用逐行逐株取樣法調查1 500株，根據其所在的位置，將各株成蟲數量記錄到坐標紙上，然后制成田間實際分布圖。

1.2 不同抽樣方法的比較

在心葉期、抽雄吐絲期和乳熟期的田間分布圖上分別按照五點法、雙對角線、Z字形、棋盤格式和平行線法等5種抽樣方法進行抽樣，分別取5、9、10、14、9個樣點，每樣點取20株玉米進行調查，各個抽樣方法的具體樣點布局見圖1。利用Excel軟件計算出對照（逐行逐株取樣法）的蟲口密度m及各個抽樣方法所得的蟲口密度（mi）、誤差率D［8］和代表性誤差SR［9］。有關不同抽樣方法與對照抽樣之間的差異（或估計吻合性）分析，采用t測驗方法進行檢驗；綜合考慮各抽樣方法估值的可靠性、代表性誤差、誤差率和工作量大小，確定合適的抽樣方法。其中誤差率D和代表性誤差SR的計算公式如下：

式中mi為各抽樣方法得到的蟲口密度，m為對照的蟲口密度，S2為各抽樣方法的樣本方差，n為各抽樣方法的抽樣株數。

圖1 五種抽樣方法各個樣點的具體布局Fig.1 Patterns of five sampling methods

2 結果與分析

2.1 不同抽樣方法蟲口密度與對照的比較

在玉米的心葉期、抽雄吐絲期和乳熟期，以逐行逐株調查法的成蟲密度作為對照，分別用獨立樣本t測驗對五點法、雙對角線、Z字形、棋盤式和平行線抽樣方法的成蟲密度與對照成蟲密度進行顯著性檢驗，其結果見表1、表2和表3。

從表1可知，在玉米心葉期，采用五點抽樣法時，在7塊田中有3塊田的蟲口密度與對照間差異顯著，吻合率為57.14%；雙對角線抽樣法的蟲口密度與對照比較，有4塊田差異顯著，吻合率為42.86%；Z字形抽樣法有2塊田與對照間差異顯著，吻合率為71.43%；棋盤式抽樣法僅有1塊田與對照間差異顯著，吻合率為85.71%；平行線法的所有田塊均與對照有顯著差異，吻合率為0.00%。在玉米心葉期應用棋盤式抽樣法進行成蟲蟲口密度估值的可靠性最高，其次為Z字形、五點法、雙對角線，平行線法可靠性最差。

表1 心葉期不同抽樣方法與對照之間雙斑長跗螢葉甲成蟲密度估值的顯著性檢驗Table 1 Significance test of the estimated population density of M.hieroglyphica adults at whorl stage between different sampling methods and the control

從表2可知，在玉米吐絲期，用五點法和棋盤式抽樣，在7塊田中僅有1塊田的蟲口密度與對照有顯著性差異，吻合率為85.71%；雙對角線法有3塊田的蟲口密度與對照差異顯著，吻合率為57.14%；而Z字形抽樣法7塊田的蟲口密度與對照均無顯著差異，吻合率為100.00%；平行線抽樣法有5塊田的蟲口密度差異顯著，吻合率僅為28.57%。由此可見，在玉米抽雄吐絲期，Z字形抽樣法對田間成蟲數量的估計可靠性最高，五點法和棋盤式次之，雙對角線法再次之，平行線法可靠性最差。

從表3可知，在玉米乳熟期，用五點法和Z字形抽樣，在7塊田中僅有1塊田與對照有顯著差異，吻合率為85.71%；雙對角線和棋盤式抽樣法的7塊田的蟲口密度與對照均無顯著差異，吻合率為100.00%；平行線法的3塊田的蟲口密度與對照有顯著差異，吻合率為57.14%。在玉米乳熟期，應用雙對角線和棋盤式抽樣法對田間成蟲數量估計時可靠性最高，其次為五點法和Z字形抽樣法，平行線法可靠性最差。

表2 抽雄吐絲期不同抽樣方法與對照之間雙斑長跗螢葉甲成蟲密度估值的顯著性檢驗Table 2 Significance test of the estimated population density of M.hieroglyphica adults at silking stage between different sampling methods and the control

表3 乳熟期不同抽樣方法與對照之間雙斑長跗螢葉甲成蟲密度估值的顯著性檢驗Table 3 Significance test of the estimated population density of M.hieroglyphica adults at milk stage between different sampling methods and the control

2.2 不同抽樣方法的代表性比較

在玉米心葉期、吐絲期和乳熟期的空間分布圖式上采用五種不同的抽樣方法進行取樣，計算各抽樣方法的蟲口密度mi和誤差率D，計算結果見表4、表5、表6。平均誤差率越小，說明該抽樣方法的代表性越好［10］。

在玉米心葉期蟲口密度較小，五點法、雙對角線、Z字形、棋盤式和平行線法的平均誤差率在7.48%～18.99%之間，其中，棋盤式的平均誤差率最小，代表性最好；平行線的平均誤差率最大，代表性最差（表4）。

表4 在玉米心葉期不同抽樣方法的蟲口密度mi和誤差率D Table 4 Population density miand error rate Dfor different sampling methods at whorl stage

在玉米吐絲期，五點法、雙對角線、平行線法的平均誤差率介于11.22%～17.39%之間；而Z字形和棋盤式的誤差率都小于10%，代表性較好，雙對角線的誤差率最大，代表性較差（表5）。

表5 在玉米抽雄吐絲期不同抽樣方法的蟲口密度mi和誤差率Table 5 Population density miand error rate Dfor different sampling methods at silking stage

在玉米乳熟期，五點法、雙對角線、Z字形、棋盤式、平行線法的平均誤差率在7.99%～14.96%之間；雙對角線和棋盤式的平均誤差率小于10%，代表性較好。五點法和平行線法的誤差率較大，代表性不如其他抽樣方法（表6）。

2.3 代表性誤差的比較

代表性誤差（SR值）越小，說明該抽樣方法的抽樣誤差越小，越是適合［9］。

表6 在玉米乳熟期不同抽樣方法的蟲口密度mi和誤差率Table 6 Population density miand error rate Dfor different sampling methods at milk stage

在玉米心葉期，五點法的平均代表性誤差為0.132 4，雙對角線法的平均代表性誤差為0.087 3，Z字形的平均代表性誤差為0.107 9，棋盤式的平均代表性誤差為0.082 1，平行線法的平均代表性誤差為0.082 6。在五種抽樣方法中棋盤式的抽樣誤差最小，五點法的抽樣誤差最大（表7）。

表7 心葉期幾種抽樣方法對雙斑長跗螢葉甲成蟲密度估計的代表性誤差Table 7 Representative error of different sampling methods for the estimated population density of M.hieroglyphicaadults at whorl stage

在玉米吐絲期，五點法的平均代表性誤差為0.251 6，雙對角線的平均代表性誤差為0.170 8，Z字形的平均代表性誤差為0.179 1，棋盤式的平均代表性誤差為0.149 5，平行線法的平均代表性誤差為0.152 0。在五種抽樣方法中棋盤式的抽樣誤差最小，五點法的抽樣誤差最大（表8）。

表8 吐絲期幾種抽樣方法對雙斑長跗螢葉甲成蟲密度估計的代表性誤差Table 8 Representative error of different sampling methods for the estimated population density of M.hieroglyphicaadults at silking stage

在玉米乳熟期，五點法的平均代表性誤差為0.188 6，雙對角線為0.139 2，Z字形為0.132 4，棋盤式為0.109 9，平行線法為0.118 0。在五種抽樣方法中，棋盤式的抽樣誤差最小，五點法的抽樣誤差最大（表9）。

表9 乳熟期幾種抽樣方法對雙斑長跗螢葉甲成蟲數量估計的代表性誤差Table 9 Representative error of different sampling methods for the estimated population density of M.hieroglyphicaadults at milk stage

3 小結與討論

在玉米心葉期以棋盤式進行抽樣的平均誤差率和代表性誤差最小、估值吻合度最高，是最可靠的抽樣方法，適用于對大面積玉米田的雙斑長跗螢葉甲成蟲種群密度的估值調查，唯一的不足就是取樣點數較多，工作量較大；Z字形的估值吻合度僅次于棋盤式，而且取樣點數比棋盤式少，不過平均誤差率和代表性誤差較大，如果對田間調查的誤差要求不高，也可以考慮使用Z字形抽樣法；五點法的估值吻合度低于棋盤式和Z字形抽樣法，而且代表性誤差最大，如果田間調查量大的話，不宜采用五點抽樣法；平行線法的誤差率最大，估值吻合度為0，可靠性最差，不能用于玉米心葉期成蟲的抽樣調查。

在玉米吐絲期以Z字形進行抽樣的估值吻合度達到100%，平均誤差率也較低，而且抽樣點數比棋盤式少，是較適宜的抽樣方法；棋盤式進行抽樣的平均誤差率和代表性誤差最小，估值吻合度達到85.71%，也是比較可靠的抽樣方法；五點法抽樣的估值吻合度也達到85.71%，誤差率比雙對角線和平行線法低，雖然代表性誤差最大，但取樣點數也是這幾種抽樣方法中最少的，所需的工作量最?。黄叫芯€法的估值吻合度很低，平均誤差率也是最大的，在玉米吐絲期也不能使用平行線法進行調查。

在玉米乳熟期以雙對角線估值吻合度為100%，平均誤差率最小，工作量比棋盤式的要小，是可靠的抽樣技術；棋盤式抽樣法的估計吻合度也達到100%，不過平均誤差率比雙對角線大，而且取樣點數也比雙對角線多，所以在玉米乳熟期進行抽樣調查時優(yōu)先使用雙對角線法；五點法和Z字形抽樣法的估值吻合度較高，達到85.71%，不過平均誤差率和代表性誤差較高。平行線法的代表性誤差較小，但估值吻合度低，平均誤差率最大，不適用于該時期的抽樣調查。

綜上，在玉米心葉期、吐絲期和乳熟期，棋盤式抽樣方法最適合對玉米田雙斑長跗螢葉甲成蟲的種群密度進行估值調查；Z字形和雙對角線抽樣法也是比較可靠的抽樣方法。這三種抽樣方法均適應于較大面積玉米田雙斑長跗螢葉甲成蟲的調查取樣。與棋盤式等抽樣方法相比，五點法的工作量較小，如果僅僅需要了解田間雙斑長跗螢葉甲成蟲的發(fā)生發(fā)展趨勢或小面積的調查取樣，也可以采用此抽樣方法。

雙斑長跗螢葉甲成蟲在玉米心葉期、吐絲期和乳熟期均屬于聚集分布；在允許誤差一定的情況下，雙斑長跗螢葉甲成蟲蟲口密度越大，所需的抽樣數越少（另文發(fā)表）。種群的空間分布型聚集程度越高，抽樣誤差越大，抽樣誤差可以通過增加抽樣的樣本數量來減?。?1］。在玉米田調查雙斑長跗螢葉甲種群密度時，棋盤式抽樣法是最可靠的抽樣方法。而雙斑長跗螢葉甲成蟲發(fā)生高峰期，也可考慮采用五點抽樣法進行調查，但每個樣點需要適當增加抽樣株數，且樣點為長條形，盡量減少抽樣誤差。調查害蟲時的抽樣方法要適合于該害蟲在田間的分布特點，與人力、物力和時間等條件相適應，綜合考慮各方面因素，在保證精準度的條件下選擇較方便易行的抽樣方法，減少不必要的消耗。在實際的田間調查中，根據實際情況確定使用何種抽樣方法，以達到準確、簡便、經濟的效果。

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