截形葉螨在棗樹上的空間分布型及抽樣技術(shù)研究

夏 偉，王立生，吳雪海，屈荷麗，焦旭東，王 鑫，張建萍*

(1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832000;2.新疆綠洲農(nóng)業(yè)病蟲害治理與植保資源利用自治區(qū)普通高校重點(diǎn)實驗室，新疆石河子 832003;3.新疆兵團(tuán)林業(yè)總站，烏魯木齊 830000)

截形葉螨Tetranychus truncatus 屬蛛形綱Archnida、蜱螨亞綱Acari、葉螨科Tetranychidae、葉螨屬Tetranychus 的害螨，是南疆棗樹害螨的優(yōu)勢種群(焦旭東等，2012)。由于其生活周期短，時代次數(shù)多，適應(yīng)能力強(qiáng)，易于在短期內(nèi)爆發(fā)并形成災(zāi)害。截形葉螨主要以若螨和成螨群聚葉背吸取汁液，受害葉片呈灰白色或枯黃色細(xì)斑，嚴(yán)重時葉片干枯脫落，嚴(yán)重影響光合作用，進(jìn)而減弱樹勢，果實變形皺縮，果品低略。

種群空間格局的研究是現(xiàn)代理論生態(tài)學(xué)的重要內(nèi)容之一，在實際應(yīng)用中亦具有重要意義。它不僅揭示出種群的空間結(jié)構(gòu)特征，而且還是確定抽樣技術(shù)和資料代換的基礎(chǔ)(王利軍等，2011;劉長月等，2013)。目前對葉螨的種群空間分布型研究報道較多，主要集中在山楂葉螨(趙微微等，2009;王亞國等，2012)、二斑葉螨(劉長仲等，2002)等研究中。對截形葉螨僅報道了在設(shè)施棗園的空間格局(趙飛等，2003)，但大田棗園與設(shè)施棗園存在較大差異。本文根據(jù)在田間棗園的系統(tǒng)調(diào)查數(shù)據(jù)，對截形葉螨種群的空間格局及動態(tài)進(jìn)行了研究，以掌握截形葉螨在棗樹上的空間分布格局，為新疆棗園截形葉螨的測報及防治提供科學(xué)依據(jù)，為新疆紅棗產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展提供有效的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查方法

調(diào)查時間:2011年7月21 日到9月18 日截形葉螨發(fā)生盛期，在巴州和碩縣烏什塔拉鄉(xiāng)的棗園內(nèi)進(jìn)行動態(tài)調(diào)查，掛牌標(biāo)記5 棵8-10年生、生長一致的棗樹，每5 天調(diào)查一次;根據(jù)2011年所得數(shù)據(jù)，選擇2012年8月截形葉螨發(fā)生盛期，在阿克蘇地區(qū)阿瓦提縣多浪鄉(xiāng)棗園內(nèi)進(jìn)行大面積調(diào)查，選取規(guī)模、樹勢、健康狀況基本一致的5個棗園進(jìn)行調(diào)查，樹齡平均為8-10年，每個棗園隨機(jī)選取20 棵樹。園子最外側(cè)三行樹不作為選取對象。

調(diào)查方法:按樹的東西南北及樹冠的上中下三層抽樣選點(diǎn)，每棵樹12個點(diǎn)，每點(diǎn)隨機(jī)選擇5 片葉，每次共調(diào)查300 片葉，記錄每片葉片上的活動螨數(shù)(主要是若螨和成螨)。調(diào)查期間未噴灑任何化學(xué)農(nóng)藥。

1.2 分析方法

1.2.1 聚集度指標(biāo)檢驗(徐汝梅，1986)

使用EXCEL 2003 對調(diào)查得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，首先計算出平均蟲口密度m、方差s2，用m與s2的關(guān)系，按聚集度指標(biāo)對應(yīng)的公式分別計算出平均擁擠度m*、擴(kuò)散系數(shù)C、Moore 指標(biāo)I、平均擁擠度與平均密度的比值聚塊型指數(shù)m*/m、聚集指數(shù)Ca、負(fù)二項分布K 值來綜合判斷截形葉螨種群在棗樹上的空間格局。再以平均擁擠度m*為指標(biāo)計算出聚塊指數(shù)m*/m 的值來估計個體群面積，m*/m=1 為隨機(jī)分布，m*/m＜1 為均勻分布，m*/m＞1 為聚集分布。

1.2.2 回歸分析法

1.2.2.1 Taylor 的冪法則

Taylor 發(fā)現(xiàn)樣本平均數(shù)與方差的對數(shù)值之間存在如下回歸關(guān)系(丁巖欽，1994):

式中，b 是聚集度對密度依賴性的一個測度;當(dāng)lga=0，b=1 時，種群在一切密度下為隨機(jī)分布;當(dāng)lg a＞0，b=1 時，種群在一切密度聚集，但不具聚集度的密度依賴性;當(dāng)lga＞0，b＞1 時，種群在一切密度下均是聚集的，且具密度依賴性即m 越高，聚集度越高;當(dāng)lga＜0，b＜1 時，密度越高種群分布越均勻。

1.2.2.2 Iwao 的m*-m 回歸分析法

m*和m 的回歸關(guān)系式為(丁巖欽，1994):

式中，α 為分布的基本成分按大小分布的平均擁擠度，β 為基本成分的空間分布圖式。當(dāng)α=0時，分布的基本成分為單個個體，當(dāng)α＞0 時，個體間相互吸引，分布的基本成分為個體群，當(dāng)α＜0 時，個體間相互排斥。當(dāng)β=1 時，為隨機(jī)分布;當(dāng)β＞1 時，為聚集分布;當(dāng)β＜1 時，為均勻分布。

1.3 聚集原因分析

采用Blackith 提出的聚集均數(shù)(λ)分析該害蟲的聚集原因，聚集均數(shù)公式為(徐汝梅，1986):

式中，m 為平均密度，k 為負(fù)二項分布k 值;γ 為具有自由度等于2 k 的χ2(卡方)分布函數(shù)，即卡方表中自由度等于2 k 時概率(P=0.5)對應(yīng)的χ2值。當(dāng)λ＜2 時，聚集可能是由于某些環(huán)境因素引起，當(dāng)λ≥2 時，聚集由環(huán)境條件和自身習(xí)性引起或由其中的一個因素引起的。公式中r 是具有自由度為2K 時χ2分布函數(shù)，即r=χ2分布表中自由度等于2K 與0.5 概率對應(yīng)處的χ2值;K 為負(fù)二項分布K 值;m 為平均密度。

1.4 不同蟲口密度理論抽樣數(shù)

用Iwao(1977)的理論來確定理論抽樣數(shù)N:

式中，m 為平均密度，n 為最適抽樣數(shù)，t 為一定置信度下的t 分布值，實際調(diào)查中t 取1，α、β為m*-m 回歸方程中的參數(shù)，D 為允許誤差值，取D=0.1，0.2，0.3。

2 結(jié)果與分析

2.1 截形葉螨在棗樹樹冠空間動態(tài)分析

2.1.1 不同冠層聚集度檢驗結(jié)果

截形葉螨種群在棗樹上、中、下3 層樹冠的聚集度指標(biāo)計算結(jié)果見表1-3。從表1-3 中可知，截形葉螨種群在7月21 日-9月8 日，上、中、下三層I＞0、CA＞0、m*/m＞1、C＞1、K＞0 且非+∞，屬聚集分布。9月13 日，各項聚集度指標(biāo)表明上層樹冠截形葉螨為聚集分布，中下層均為均勻分布。9月18 日，上中下三層I＜0、CA＜0、m*/m＜1、C＜1、K＜0，均屬均勻分布。

2.1.2 不同方位冠層聚集度指標(biāo)結(jié)果

截形葉螨種群在棗樹東、西、南、北4 方位樹冠的聚集度指標(biāo)計算結(jié)果見表4-7。從表4-7中可知，截形葉螨種群7月24 日-9月8 日，東部樹冠I＞0、CA＞0、m*/m＞1、C＞1、K＞0 且非+∞，屬聚集分布。9月13 日以后，各項聚集度指標(biāo)表明東部樹冠截形葉螨為聚集分布;西部樹冠8月23 日-9月2 日各項聚集度指標(biāo)均表現(xiàn)為聚集分布，除了9月13 日之后2 次調(diào)查，其余各次調(diào)查表現(xiàn)為均勻分布;南部樹冠8月28 日-9月2 日表現(xiàn)為聚集分布，除了9月13 日與9月18 號，其余各次調(diào)查均顯示為均勻分布;北部樹冠僅9月2 日為聚集分布，除9月18 日以外，其余各時期均為均勻分布。

表1 截形葉螨在上層樹冠的聚集度指標(biāo)(和碩縣，2011年7月-9月)Table 1 Dynamics of aggregation index of Tetranychus truncates in upper(Heshuo;2011，July-Sep.)

表2 截形葉螨在中層樹冠的聚集度指標(biāo)(和碩縣，2011年7-9月)Table 2 Dynamics of aggregation index of Tetranychus truncatus in middle(Heshuo，2011，July-Sep.)

(續(xù)上表)

表3 截形葉螨在下層樹冠的各項聚集度指標(biāo)(和碩縣，2011年7-9月)Table 3 Dynamics of aggregation index of Tetranychus truncates in lower(Heshuo，2011，July-Sep.)

表4 截形葉螨在東部樹冠的聚集度指標(biāo)(和碩縣，2011年7-9月)Table 4 Dynamics of aggregation index of Tetranychus truncates in east(Heshuo，2011，July-Sep.)

(續(xù)上表)

表5 截形葉螨在西部樹冠的聚集度指標(biāo)(和碩縣，2011年7-9月)Table 5 Dynamics of aggregation index of Tetranychus truncates in west(Heshuo，2011，July-Sep.)

表6 截形葉螨在南樹冠的聚集度指標(biāo)(和碩縣，2011年7-9月)Table 6 Dynamics of aggregation index of Tetranychus truncates in south(Heshuo，2011，July-Sep.)

表7 截形葉螨在北部樹冠的聚集度指標(biāo)(和碩縣，2011年7-9月)Table 7 Dynamics of aggregation index of Tetranychus truncates in north(Heshuo，2011，July-Sep.)

2.2 截形葉螨在不同棗園棗樹空間分布型

2.2.1 聚集度指標(biāo)結(jié)果

聚集度指標(biāo)計算結(jié)果見表8。表中可見:平均擁擠度m*＞1，Moore 指標(biāo)I＞0，聚塊指數(shù)m*/m＞1，久野指數(shù)CA＞0，擴(kuò)散系數(shù)C＞1，負(fù)二項分布的K 值K＞0，表明截形葉螨在紅棗上呈聚集分布。

2.2.2 回歸分析

2.1.2.1 Taylor 冪法則

根據(jù)田間數(shù)據(jù)，得出S2-m 回歸方程為:lgS2=0.839+1.512lgm。相關(guān)系數(shù)r=0.8991 其中l(wèi)ga=0.839＞0，b＞1，說明截形葉螨在一切密度下，都為聚集分布，且具有密度依賴性，密度越大，聚集度愈高。

表8 截形葉螨空間分布型各項聚集指標(biāo)(阿瓦提縣，2012年8月)Table 8 Aggregation index for the adults of Tetranychus truncates(Awati，2012，Aug.)

2.1.2.2 Iwao 回歸分析法

從表8 數(shù)據(jù)可以看出:將樣本平均數(shù)(m)與平均擁擠度(m*)進(jìn)行線性回歸，得出回歸方程:m*=27.673+1.451m，r=0.9281。α＞0，表明紅棗截形葉螨的分布的基本成分為個體群，個體間相互吸引。β＞1，表明個體間呈聚集分布。

2.2 聚集原因分析

取r 值分別為2.366、3.357、2.366、1.386、2.366，計算出5個樣本田塊的λ 值均大于2，由此說明截形葉螨聚集的原因受其自身聚集習(xí)性和環(huán)境共同影響。

2.3 不同密度理論抽樣數(shù)

用Iwao(1977)的理論來確定理論抽樣數(shù)n:

根據(jù)最適理論抽樣數(shù)模型得出截形葉螨在不同密度、不同允許誤差水平時的理論抽樣數(shù)(表9)，在允許誤差不同的情況下，當(dāng)蟲口密度增大時，抽樣數(shù)量應(yīng)逐漸減小。例如:蟲口密度為50 頭/葉取樣本量為102.4 葉;140 頭/葉時應(yīng)取65.6 葉。

表9 截形葉螨最適理論抽樣模型Table 9 The most suitable number of theoretical sampling of Tetranychus truncates

3 結(jié)論與討論

劉多紅等和曹騫等對葉螨在棗樹上的消長規(guī)律做過相關(guān)報道，指出棗樹害螨7月上中旬加快增長，8月中旬達(dá)到高峰，9月上中旬種群數(shù)量下降一較為穩(wěn)定的密度，后隨氣溫下降和營養(yǎng)條件的惡化，種群密度急劇下降，且二者研究中均指出8月為葉螨防治的最關(guān)鍵時期(曹騫，2010;劉多紅，2012)。趙飛等對設(shè)施棗園截形葉螨4-7月空間時序動態(tài)變化進(jìn)行了研究，得出7月以后，截形葉螨種群聚集強(qiáng)度明顯上升(2003)，而7月之后的動態(tài)變化未做相應(yīng)的調(diào)查，且設(shè)施棗園是根據(jù)棗樹生長發(fā)育的需要，對其生態(tài)條件進(jìn)行創(chuàng)造、調(diào)節(jié)或控制并使之生境可控、整齊一致，而大田栽培條件下的棗樹受環(huán)境影響比較大，因此，本研究選擇7-9月在大田棗園中進(jìn)行時序動態(tài)調(diào)查結(jié)合8月大規(guī)模調(diào)查的方法進(jìn)行，能夠更準(zhǔn)確的反映出截形葉螨各個時期在樹冠上的分布特性，以便在生產(chǎn)中對截形葉螨制定出合理的防治措施，調(diào)查結(jié)果表明:樹冠層次上，截形葉螨種群在7月21 日-9月8 日，上、中、下三層I＞0、CA＞0、m*/m＞1、C＞1、K＞0 且非+∞，屬聚集分布。9月13 日，各項聚集度指標(biāo)表明上層樹冠截形葉螨為聚集分布，中下層均為均勻分布。9月18 日，上中下三層I＜0、CA＜0、m*/m＜1、C＜1、K＜0，均屬均勻分布;樹冠方位上，7月24日-9月8 日，東部樹冠I＞0、CA＞0、m*/m＞1、C＞1、K＞0 且非+∞，屬聚集分布。9月13 日以后，各項聚集度指標(biāo)表明東部樹冠截形葉螨為聚集分布;西部樹冠8月23 日-9月2 日各項聚集度指標(biāo)均表現(xiàn)為聚集分布，除了9月13 日之后2次調(diào)查，其余各次調(diào)查表現(xiàn)為均勻分布;南部樹冠8月28 日-9月2 日表現(xiàn)為聚集分布，除了9月13 日與9月18 日，其余各次調(diào)查均顯示為均勻分布;北部樹冠僅9月2 日為聚集分布，除9月18 日以外，其余各時期均為均勻分布。這與趙飛，劉多紅的研究結(jié)果相吻合。

運(yùn)用Taylor 冪法則、Iwao 回歸方程對8月截形葉螨空間分布型進(jìn)行了回歸分析。結(jié)果表明，截形葉螨在棗樹上呈聚集分布，截形葉螨種群一切密度下均為聚集分布，聚集原因分析聚集度對密度有依賴性，隨著密度的升高，聚集度不斷增大，分布的基本單位為個體群，導(dǎo)致聚集的原因主要由截形葉螨自身的聚集習(xí)性和環(huán)境共同影響。截形葉螨屬于高溫活動型，平均溫度、空氣相對濕度、日照時數(shù)和降雨量均對棗樹截形葉螨種群數(shù)量變化作用很大，日均溫度持續(xù)在25 ℃以上，種群數(shù)量急劇上升進(jìn)入高峰期，尤其當(dāng)日均溫度持續(xù)在30 ℃左右時為猖獗期，相對濕度40%-70%最適合葉螨的生長(唐周懷，1993;劉衍，2013)。新疆阿克蘇地區(qū)8月中旬日均氣溫基本都在30 ℃以上，相對濕度基本在50%-60%(劉衍，2013)，且夏季氣候干旱少雨，雨水對截形葉螨的沖刷十分有限，因此造成截形葉螨在棗樹上聚集。

運(yùn)用Iwao(1977)的理論來確定了截形葉螨在不同密度、不同允許誤差水平時的理論抽樣數(shù)。結(jié)果表明，在允許誤差不同的情況下，隨著密度上升，抽樣數(shù)量逐漸減小。在實際調(diào)查中需要根據(jù)實際情況，選擇相應(yīng)的允許誤差，初步確定調(diào)查地塊的蟲口密度，然后再查表從而確定調(diào)查時應(yīng)該選取的樣本數(shù)。

截形葉螨近年來在新疆棗樹上的危害日漸嚴(yán)重，弄清楚其在田間的分布規(guī)律，以及對其抽樣技術(shù)的研究，對棗樹葉螨的預(yù)測預(yù)報和綜合防治關(guān)鍵時期、防治策略的制定均有一定的實際應(yīng)用價值。選擇在8月之前防治，可達(dá)到更好的防治效果，從而減少在葉螨大爆發(fā)時的施藥次數(shù)，既降低了防治成本又可以延緩截形葉螨抗藥性的產(chǎn)生。

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