桑天牛越冬幼蟲的空間分布與抽樣技術(shù)

蘇振國，劉永輝，劉建波，朱紅濤

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶桑蜜蜂研究所，云南 蒙自 661101)

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桑天牛越冬幼蟲的空間分布與抽樣技術(shù)

蘇振國，劉永輝，劉建波，朱紅濤

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶桑蜜蜂研究所，云南 蒙自 661101)

為明確桑天牛(AprionagermariHope)越冬幼蟲的空間分布，采用6種聚集度指標(biāo)(m*/m，C，k，Iδ，I，CA)和2種回歸模型(Taylor的冪法則和m*-m)測(cè)定其空間分布，并利用Blackith種群聚集均數(shù)λ解析該幼蟲種群的聚集成因。結(jié)果表明，其呈均勻分布，建立了桑天牛越冬幼蟲抽樣數(shù)公式(N=t2(1.0097m-0.1971)/D2)和序貫抽樣模型(T(n)=0.2n± 0.4405)，該模型可為桑天牛的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治提供理論依據(jù)。

桑天牛；越冬幼蟲；空間分布；抽樣技術(shù)

桑天牛(AprionagermariHope)，別名褐天牛、鐵泡蟲等，屬鞘翅目(Coleoptera)，天?？?Cerambycidae)，分布極廣泛，在河北、遼寧、江蘇、浙江、山東、江西、安徽、云南、四川等省普遍發(fā)生。該蟲寄主范圍廣，除為害桑樹(MorusalbaL.)外，還可為害楊樹、蘋果、枇杷、柳等樹種，以幼蟲蛀食桑樹枝干，造成桑樹生長不良，嚴(yán)重時(shí)致全株枯死。桑天牛越冬幼蟲擴(kuò)散能力有限，生活在樹干內(nèi)經(jīng)歷2～3個(gè)冬季[1-2]。研究昆蟲的種群空間分布在理論上有助于了解昆蟲的生態(tài)學(xué)特性及種群所處環(huán)境的相互關(guān)系，在實(shí)踐上是確定生物統(tǒng)計(jì)分析的資料代換方式和制定抽樣技術(shù)方案的依據(jù)[3]。為此，我們于2014年12月至2015年1月對(duì)桑天牛越冬幼蟲的空間分布進(jìn)行了調(diào)查研究，以期為該害蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況及取樣方法

試驗(yàn)地位于云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶桑蜜蜂研究所試驗(yàn)桑園，調(diào)查的桑樹是2～3年樹齡的云桑2號(hào)，屬于新種植桑園，園內(nèi)海拔1 280 m，地勢(shì)平坦，土壤為紅色黏土，屬亞熱帶季風(fēng)氣候類型，年平均氣溫18.6 ℃，無霜期337 d，降雨主要集中在6—9月份，冬、春季干旱少雨，年均日照時(shí)數(shù)2 234 h，最高氣溫35.2 ℃，最低氣溫2.0 ℃[4]，園區(qū)周圍種植有枇杷、石榴、葡萄等果樹。調(diào)查共選取21塊樣地，每樣地逐株調(diào)查桑樹195株，由于天牛幼蟲在枝干內(nèi)取食，難以直接得到天牛幼蟲數(shù)量。因此，根據(jù)天牛幼蟲蛀孔行為特征，以有新鮮蟲糞的蟲孔數(shù)作為幼蟲的數(shù)量指標(biāo)[5]。

1.2空間分布型測(cè)定的分析方法

根據(jù)田間調(diào)查得到的數(shù)據(jù)，以樣地為單位，計(jì)算出幼蟲均值即蟲口密度m(頭/株)、方差(S2)。通過計(jì)算平均擁擠度m*、擴(kuò)散系數(shù)C、David指標(biāo)I、Cassie指標(biāo)CA、Waters指標(biāo)k、Lloyd聚塊性指標(biāo)m*/m、Morisita指標(biāo)Iδ等參數(shù)指標(biāo)測(cè)定該幼蟲的空間分布型。其中C<1為均勻分布，C=1為隨機(jī)分布，C>1為聚集分布；I<0為均勻分布，I=0為隨機(jī)分布，I>0為聚集分布；CA<0為均勻分布，CA=0為隨機(jī)分布，CA>0為聚集分布；k<0為均勻分布，k>0為聚集分布；m*/m<1為均勻分布，m*/m=1為隨機(jī)分布，m*/m>1為聚集分布；Iδ<1為均勻分布，Iδ=1為隨機(jī)分布，Iδ>1為聚集分布[6]。運(yùn)用Iwao法m*=a+bm[7]和Taylor法S2=amb[8-9]對(duì)分布型及成因進(jìn)行分析檢驗(yàn)。

1.3聚集成因分析

利用Blackith提出的種群聚集均數(shù)λ=mr/2k[10]，式中m為蟲口密度均值，k為負(fù)二項(xiàng)分布指數(shù)，r是自由度為2k時(shí)0.5概率值對(duì)應(yīng)的χ2。當(dāng)λ<2時(shí)，其聚集是由某些環(huán)境因素所致，而不是由于昆蟲本身的聚集習(xí)性活動(dòng)的緣故；當(dāng)λ≥2時(shí)，其聚集是由于上述2個(gè)因素中的任一個(gè)因素所引起。

1.4最適理論抽樣數(shù)模型

運(yùn)用Iwao提出m*-m直線回歸式為基礎(chǔ)的最適理論抽樣數(shù)模型，即運(yùn)用公式：

式中，N為最適理論抽樣數(shù)；t為一定置信度下t分布值(取t=1)；D為允許誤差，一般取D=0.1，0.2，0.3；a，b為m*-m直線回歸式中的常數(shù)；m為平均蟲口密度。

1.5序貫抽樣

根據(jù)Iwao提出的新序貫抽樣理論，確定序貫抽樣表。公式為：

式中n為抽樣株數(shù)，m0為臨界防治密度，a，b為m*-m直線回歸式中的常數(shù)。

1.6數(shù)據(jù)處理

調(diào)查數(shù)據(jù)用Excel和DPS軟件進(jìn)行計(jì)算處理。

2　結(jié)果與分析

2.1空間分布型的測(cè)定

2.1.1聚集度指標(biāo)法的測(cè)定結(jié)果

應(yīng)用6種聚集度指標(biāo)測(cè)定桑天牛越冬幼蟲空間分布型結(jié)果見表1。其中擴(kuò)散系數(shù)C<1，David指標(biāo)I<0，Cassie指標(biāo)CA<0，Waters指標(biāo)k<0，Lloyd聚塊性指標(biāo)m*/m<1，Morisita指標(biāo)Iδ<1，判定桑天牛越冬幼蟲在桑樹上的空間分布為均勻分布。

2.1.2Iwao線性回歸法的測(cè)定

根據(jù)相關(guān)指標(biāo)計(jì)算得到m*-m直線回歸式為m*=0.0097+0.8029m，r=0.937 7，式中0

2.1.3Taylor的冪法則的測(cè)定

根據(jù)相關(guān)指標(biāo)計(jì)算得到logS2=0.9533logm-0.0485，r=0.997 3，loga<0，b<1，說明該幼蟲為均勻分布，種群密度越大分布越均勻。

2.2聚集因素分析

運(yùn)用Blackith的種群聚集均數(shù)公式，計(jì)算不同樣地的聚集均數(shù)，結(jié)果如表2所示。各樣地的λ值均小于2，說明幼蟲的均勻分布原因是某些環(huán)境因素所引起[11]。

2.3Iwao理論抽樣數(shù)模型

將建立的m*-m回歸模型中a，b的值帶入Iwao最適理論抽樣數(shù)模型，得出最適抽樣數(shù)公式：

表1桑天牛越冬幼蟲的聚集度指標(biāo)

Table 1Aggregation indexes of overwintering larvae ofAprionagermariHope

樣本采集地編號(hào)平均蟲口密度m/(頭·株-1)平均擁擠度m*方差S2擴(kuò)散系數(shù)CWaters指標(biāo)kCassie指標(biāo)CALloyd聚塊性指標(biāo)m*/mMorisita指標(biāo)IδDavid指標(biāo)I10.24620.19830.23440.9522-5.1485-0.19420.80570.8229-0.047820.25130.21380.24190.9625-6.7053-0.14910.85080.8685-0.037530.21030.16600.20100.9558-4.7561-0.21030.78970.8094-0.044240.19490.16300.18870.9682-6.1189-0.16340.83650.8591-0.031850.30770.23980.28680.9321-4.5349-0.22050.77940.7927-0.067960.24100.18930.22860.9483-4.6594-0.21460.78530.8024-0.051770.22560.18100.21560.9554-5.0560-0.19780.80220.8208-0.044680.25640.21640.24620.9600-6.4145-0.15590.84410.8613-0.040090.23590.19930.22730.9634-6.4393-0.15530.84470.8634-0.0366100.21540.18770.20940.9723-7.7778-0.12860.87140.8926-0.0277110.27180.24360.26410.9718-9.6319-0.10380.89610.9134-0.0282120.22050.19070.21390.9702-7.3877-0.13540.86460.8852-0.0298130.15900.13960.15590.9807-8.2245-0.12160.87840.9076-0.0193140.23080.18380.21990.9531-4.9160-0.20340.79650.8146-0.0469150.24620.22390.24070.9778-11.0638-0.09040.90960.9289-0.0222160.26150.21900.25040.9575-6.1503-0.16260.83740.8541-0.0425170.27690.22640.26290.9495-5.4844-0.18230.81760.8330-0.0505180.26670.22150.25460.9549-5.9091-0.16920.83070.8470-0.0451190.17950.15940.17590.9799-8.9216-0.11210.88790.9140-0.0201200.20510.18160.20030.9765-8.7151-0.11470.88520.9079-0.0235210.28210.26170.27630.9796-13.8387-0.07230.92770.9449-0.0204

表2桑天牛越冬幼蟲種群密度與聚集均數(shù)分析

Table 2Analysis of average aggression size of overwintering larvae ofAprionagermariHope

樣地m2kλ10.2462-10.2970-0.223320.2513-13.4105-0.231230.2256-9.5122-0.184340.1949-12.2378-0.180650.3077-9.0698-0.282960.2513-9.3188-0.215770.2256-10.1120-0.208480.2513-12.8289-0.226790.2359-12.8787-0.2077100.2256-15.5556-0.1986110.2718-19.2637-0.2588120.2205-14.7753-0.1991130.1590-16.4490-0.1483140.2359-9.8319-0.1958150.2462-22.1277-0.2374160.2564-12.3006-0.2411170.2769-10.9688-0.2358180.2667-11.8182-0.2333190.2256-17.8431-0.1644200.2051-17.4302-0.1923210.2564-27.6774-0.2684

N=t2/D2(1.009 7m-0.197 1)，取t=1，允許誤差D為0.1，0.2，0.3時(shí)，蟲口密度為0.09，0.11，0.13，0.15，0.17，0.19，0.21，0.23，0.25，0.27，0.29，0.31，0.33，0.35，0.37頭·株-1時(shí)，求出桑天牛越冬幼蟲最適理論抽樣數(shù)量結(jié)果見表3。

2.4序貫抽樣模型

擬設(shè)桑天牛幼蟲防治指標(biāo)m0=0.2頭·株-1，t=1，a=0.009 7，b=0.802 9，代入可得序貫抽樣模型：T(n)=0.2n±0.4405，令n=10，20，30，40，……200，可得出序貫抽樣表見表4。

3　討論

本文通過對(duì)桑天牛越冬幼蟲的6種聚集度指標(biāo)法、Iwao和Taylor回歸方程、聚集均數(shù)的判定表明，桑天牛越冬幼蟲空間分布型呈均勻分布，此種分布是由幼蟲個(gè)體間相互排斥和環(huán)境因素引起。而黃大莊等[12]研究認(rèn)為，桑天牛幼蟲在楊樹上為聚集分布，且具有密度依賴性。劉康成[13]則認(rèn)為，桑天牛幼蟲在桑樹上的空間分布型為聚集分布，且幼蟲個(gè)體間相互吸引，可見，桑天牛幼蟲在不同寄主或同種寄主的不同生長環(huán)境中其空間分布會(huì)有所不同。具體分析形成均勻分布的原因可能是，桑天牛產(chǎn)卵更喜歡選擇在樹體高大粗壯的寄主上產(chǎn)卵[14]，本次調(diào)查的桑樹樹齡2～3年，樹形、樹勢(shì)尚處于生長階段還未完全定型，會(huì)降低桑天牛產(chǎn)卵量和引起桑天牛幼蟲間的食物競爭[15]；調(diào)查所采用的方法是根據(jù)新鮮排糞孔作為幼蟲蟲口數(shù)的判定指標(biāo)，桑天牛的幼蟲活動(dòng)如排糞隨季節(jié)、光照、溫度的變化，冬季氣溫低于10 ℃排糞也幾乎停止，可見環(huán)境因素當(dāng)中的溫度因子也會(huì)帶來一定影響[16]，可以解釋此種均勻分布是由幼蟲個(gè)體間相互排斥和環(huán)境因素相互作用引起。

文中建立了最適抽樣數(shù)公式：N=t2/D2(1.0097m-0.1971)和序貫抽樣模型：T(n)=0.2n±0.4405。在蟲口密度低的情況下，抽樣量較多，蟲口密度高的情況下，抽樣量較少。在相同蟲口密度下，允許誤差的大小也決定抽樣量的多少。在田間應(yīng)用序貫抽樣調(diào)查時(shí)，若調(diào)查樣本的累計(jì)蟲量超過上限，即判為防治對(duì)象田；低于下限則認(rèn)為暫時(shí)不需要防治；當(dāng)累計(jì)蟲量在上下限之間，則應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行調(diào)查，直到最大抽樣數(shù)。

表3桑天牛越冬幼蟲理論抽樣數(shù)

Table 3Theoretical sampling number of overwintering larvae ofAprionagermariHope

允許誤差D蟲口密度/(頭·株-1)0.090.110.130.150.170.190.210.230.250.270.290.310.330.350.370.111028987576535745124614193843543283062862692530.2276225189163144128115105968982767267630.312210084736457514743393634323028

表4桑天牛越冬幼蟲序貫抽樣表

Table 4Sequential sampling table of overwintering larvae ofAprionagermariHope

抽樣量抽樣株數(shù)102030405060708090100110120T(n)上限368111315182022242729T(n)下限124579101214161719

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(責(zé)任編輯張韻)

Spatial distribution pattern and sampling technique of overwintering larvae of Apriona germari Hope

SU Zhen-guo， LIU Yong-hui， LIU Jian-bo， ZHU Hong-tao

(InstituteofSericultureandApiculture，YunnanAcademyofAgriculturalSciences，Mengzi661101，China)

The spatial distribution patterns of overwintering larvae ofAprionagermarilarva inMorusalbawere studied using six spatial distribution pattern analysis methods(m*/m，C，k，Iδ，I，CA)and two regression equations(Taylor power and m*-m)， the assembling reasons were analyzed with average aggression size λ. The results indicated that spatial distribution patterns ofAprionagermarilarva population was in uniform distribution. The optimal sampling equation(N=t2(1.0097m-0.1971)/D2) and sequential sampling equation(T(n)=0.2n±0.4405) were established. This paper may provide the basis for prediction and control ofAprionagermari.

AprionagermariHope; overwintering larvae; spatial distribution pattern; sampling techniques

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.02.20

2015-07-11

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金“蠶桑”(CARS-22-SYZ27)

蘇振國(1983—)，男，山西右玉人，碩士，助理研究員，從事桑樹病蟲害防治工作。E-mail：szgmcn@163.com

Q968.1

A

1004-1524(2016)02-0302-04

蘇振國，劉永輝，劉建波，等. 桑天牛越冬幼蟲的空間分布與抽樣技術(shù)[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，28(2)： 302-305.