寧夏辣椒花期西花薊馬的空間分布特征研究

張治科，吳圣勇，雷仲仁,3，康萍芝，杜玉寧，張麗榮(寧夏農(nóng)林科學(xué)院 植物保護(hù)研究所 寧夏植物病蟲害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寧夏 銀川75000；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所 植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京0093；3閩臺(tái)特色作物病蟲生態(tài)防控協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 福州35000)

寧夏設(shè)施蔬菜大棚中的薊馬種群大多混合發(fā)生，其中外來入侵生物西花薊馬(Frankliniellaoccidentalis(Pergande))自2012年被發(fā)現(xiàn)以來，在寧夏銀川已成功定殖，并成為優(yōu)勢(shì)種群[1]。西花薊馬隸屬纓翅目薊馬科花薊馬屬，原產(chǎn)于北美洲，1870年前，西花薊馬只分布于美國西部，上世紀(jì)70年代后期，隨著頻繁的國際貿(mào)易，西花薊馬擴(kuò)散至歐洲、非洲、亞洲、美洲、大洋洲等多個(gè)國家和地區(qū)[2]，成為世界性的入侵害蟲。1996 年我國農(nóng)業(yè)部將西花薊馬列為進(jìn)境植物檢疫潛在的危險(xiǎn)性害蟲[3]。2000年在首屆中國昆明國際花卉節(jié)參展的緬甸盆景上首次發(fā)現(xiàn)西花薊馬[4]，隨后在北京[5]、云南[6]、山東[7]、新疆[8]、浙江[9]、貴州[10]、江蘇[11]、西藏[12]、吉林[13]、寧夏[1]等省份陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。西花薊馬在我國具有廣泛的適生區(qū)[14-15]，再加上該蟲個(gè)體微小，危害隱蔽，使檢疫、預(yù)防以及防治難度增大。

西花薊馬是一種多食性害蟲，其寄主范圍極為廣泛，幾乎涉及所有的開花植物[16]，而且具有明顯的寄主譜擴(kuò)張現(xiàn)象[17]。西花薊馬成蟲、若蟲均采用銼吸式口器穿刺并挫傷花、葉組織，吸食汁液，導(dǎo)致花蕊畸變、花朵凋落、葉片干枯、果實(shí)表面?zhèn)?，?yán)重影響蔬菜、花卉等植物的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)還可作為載體傳播花生環(huán)斑病毒[18]、番茄斑萎病毒[19]、菊花莖壞死病毒[20]等，致使園藝作物受損嚴(yán)重。

昆蟲在自然界中以種群為基本單位而存在，種群由個(gè)體組成，具有特定的空間分布形式，這種特定的空間分布形式是昆蟲種群的重要屬性之一，是種群在特定時(shí)期對(duì)其生存環(huán)境條件適應(yīng)和選擇的結(jié)果。目前，國內(nèi)外對(duì)西花薊馬的研究比較多，如在發(fā)生、危害、生物學(xué)特性[3,9,21-22]以及嗅覺相關(guān)蛋白[23-26]等方面均有研究報(bào)道。有關(guān)西花薊馬的空間分布特征，在白三葉草[27]、月季[28]、辣椒[29]、石榴[30]、黃瓜[31]等植物上已有研究報(bào)道，但西花薊馬入侵后在寧夏設(shè)施蔬菜辣椒上的分布特征尚未見報(bào)道。為此,本研究對(duì)西花薊馬在寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期的空間分布特征進(jìn)行了研究，以期揭示西花薊馬種群的空間結(jié)構(gòu)及分布形式等種群屬性[32-34]，為進(jìn)一步了解西花薊馬在寧夏的發(fā)生、擴(kuò)散以及生產(chǎn)上的有效控制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 取 樣

2016年10-11月，在寧夏銀川西夏區(qū)農(nóng)牧場(chǎng)設(shè)施蔬菜基地進(jìn)行西花薊馬空間分布調(diào)查，選取5個(gè)盛花期的辣椒大棚樣地，每個(gè)大棚采用10點(diǎn)取樣(1畦為1點(diǎn))法，每點(diǎn)隨機(jī)選取16朵辣椒花，采用小毛筆將薊馬輕輕撥入盛有體積分?jǐn)?shù)70%酒精的離心管中，貼上標(biāo)簽，帶回實(shí)驗(yàn)室制作玻片標(biāo)本，鑒定并統(tǒng)計(jì)辣椒花上西花薊馬的數(shù)量。

1.2 分析方法

將調(diào)查統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)采用Microsoft office excel 2003和生物統(tǒng)計(jì)軟件DPS進(jìn)行整理，并分析西花薊馬在設(shè)施蔬菜辣椒上的空間分布特征。

1.2.1 空間分布型適合度卡方(χ2)檢驗(yàn) 將調(diào)查、鑒定得到的各棚辣椒花上西花薊馬蟲口數(shù)量整理成頻次分布表，計(jì)算樣本均數(shù)(m)和樣本方差(s2)，根據(jù)理論頻次分布公式求出潘松分布、奈曼分布、負(fù)二項(xiàng)分布、二項(xiàng)分布型等各分布型的理論概率和理論頻次，再與各棚實(shí)測(cè)頻次進(jìn)行比較，用卡方(χ2)檢驗(yàn)分析各種分布型理論頻次和實(shí)測(cè)頻次間的吻合程度，判斷實(shí)測(cè)樣方西花薊馬分布是否符合某種理論分布型。

1.2.2 聚集度指標(biāo)的檢驗(yàn) 采用聚集度指標(biāo)對(duì)各棚辣椒花上西花薊馬的空間分布特征進(jìn)行分析。

(1)MooreI指標(biāo):I=s2/m-1，其中s2為樣本方差，m為樣本均數(shù)。當(dāng)I<0時(shí)為均勻分布，I=0時(shí)為隨機(jī)分布，I>0時(shí)為聚集分布。

(2)Lloydm*/m指標(biāo):當(dāng)m*/m<1時(shí)為均勻分布(m*為平均擁擠度)，m*/m=1時(shí)為隨機(jī)分布，m*/m>1時(shí)為聚集分布。

(3)KunoCa指標(biāo):Ca=(s2-m)/m2。當(dāng)Ca<0時(shí)為均勻分布，Ca=0時(shí)為隨機(jī)分布，Ca>0時(shí)為聚集分布。

(4)擴(kuò)散系數(shù)C：C=s2/m。當(dāng)C<1時(shí)為均勻分布，C=1時(shí)為隨機(jī)分布，C>1時(shí)為聚集分布。

(5)負(fù)二項(xiàng)分布中的K指標(biāo):K=m2/(s2-m)。當(dāng)K<0時(shí)為均勻分布，0

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒花期西花薊馬的空間分布型適合度卡方(χ2)檢驗(yàn)

將調(diào)查所得的各棚辣椒花上西花薊馬蟲口數(shù)量整理成頻次分布統(tǒng)計(jì)表，結(jié)果如表1所示。由表1可知，西花薊馬在寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花朵上的分布數(shù)量為0～7頭/朵，其中分布數(shù)量為0和1頭/朵的頻次較高；其次是2和3頭/朵，頻次明顯降低，4～7頭/朵的頻次更低。

表1 寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期西花薊馬的頻次分布Table 1 Frequency distribution of Frankliniella occidentalis on flowers of Ningxia greenhouse pepper

注：f為實(shí)測(cè)頻次。Note:frepresent measured frequency.

統(tǒng)計(jì)各樣地西花薊馬總量，求得平均每朵花上分布的西花薊馬的樣本均數(shù)以及樣本方差(表2)。

表2 寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期西花薊馬的樣方均值及樣本方差Table 2 Mean and variance of Frankliniella occidentalis on flowers of Ningxia greenhouse pepper

表3 寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期西花薊馬的空間分布型擬合與卡方(χ2)測(cè)定Table 3 Spatial distribution of Frankliniella occidentalis and χ2 test on flowers of Ningxia greenhouse pepper

2.2 寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期西花薊馬分布的聚集度指標(biāo)檢驗(yàn)

經(jīng)MooreI指標(biāo)、Lloydm*/m指標(biāo)、KunoCa指標(biāo)、擴(kuò)散系數(shù)C、負(fù)二項(xiàng)分布中的K指標(biāo)以及Bliackth聚集均數(shù)(λ)對(duì)西花薊馬在寧夏辣椒花期的分布進(jìn)行聚集度檢驗(yàn)。結(jié)果(表4)表明，西花薊馬各聚集度指標(biāo)分別為I>0，m*/m>1，Ca>0，C>1，K>0，據(jù)此可判定西花薊馬在寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期的分布屬于聚集分布，且各樣地K值均較小，說明聚集度較大；各樣地聚集均數(shù)(λ)值均小于2，說明西花薊馬聚集原因是由環(huán)境異質(zhì)性引起的。

表4 寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期西花薊馬分布的聚集度指標(biāo)檢驗(yàn)Table 4 Aggregation indexes test of Frankliniella occidentalis on flowers of Ningxia greenhouse pepper

3 討 論

本研究發(fā)現(xiàn),寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花上的西花薊馬空間分布屬于奈曼分布和負(fù)二項(xiàng)分布，其中負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)K的估計(jì)采用矩法和最大或然法，零頻率法不適合用于估計(jì)參數(shù)K(由于樣本中零頻率較小)。將所有樣地的數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體樣本分析后，發(fā)現(xiàn)檢驗(yàn)結(jié)果與各樣地分別檢驗(yàn)的結(jié)果一致，即屬于奈曼分布和負(fù)二項(xiàng)分布，說明西花薊馬種群可能正處于這2種類型空間分布過渡階段。害蟲分布同時(shí)符合兩種分布型并非首次報(bào)道，張治科等[32]研究發(fā)現(xiàn),甘草螢葉甲成蟲空間分布型既符合核心分布又符合負(fù)二項(xiàng)分布；鄭伯平等[27]報(bào)道，西花薊馬在白三葉草大部分生長期內(nèi)的分布型為負(fù)二項(xiàng)分布，小部分生長期內(nèi)的分布型也符合核心分布，這與本研究結(jié)果不完全一致，本研究是在辣椒同一生長期(花期)內(nèi)西花薊馬同時(shí)屬于兩種分布型，這可能與作物不同或調(diào)查取樣方法的差異有關(guān)。

聚集度指標(biāo)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，西花薊馬在寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期屬于聚集分布。有研究報(bào)道，西花薊馬在白三葉草[27]、月季[28]、石榴[30]、非洲菊[35]、黃瓜和架豆[31]上的空間分布均為聚集分布，與本研究結(jié)果一致，并且在月季、非洲菊上聚集度隨種群密度的升高而增加。西花薊馬在這些作物上聚集分布的原因不盡相同，在白三葉草上的聚集程度與蟲口密度有關(guān)，其空間分布不會(huì)因?yàn)橐恍┤藶楦蓴_而改變[27]；在月季上聚集行為主要由環(huán)境因子造成[28]；在石榴上的聚集是由生物學(xué)特性和環(huán)境因素引起的[30]；在非洲菊上成蟲的聚集原因主要是環(huán)境因素和自身的習(xí)性，若蟲的聚集原因主要是環(huán)境因素[35]；在黃瓜和架豆上西花薊馬的空間分布型不受種群密度的影響，也不隨取樣時(shí)間的變化而變化[31]。本研究發(fā)現(xiàn)，西花薊馬在寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期聚集度較大，聚集原因是由環(huán)境異質(zhì)性所致。

關(guān)于西花薊馬在寄主植物上的垂直分布方面，有研究報(bào)道成蟲在辣椒上部葉的種群密度明顯高于中、下部葉，若蟲數(shù)量以中部葉片最多[29]；成蟲和若蟲在黃瓜植株的中部葉片分布較多，未展開的葉片、嫩葉和下部老葉危害較輕[31]；成蟲在石榴上的垂直空間分布差異不顯著，而若蟲在石榴植株上層花朵與中、下層花朵之間差異極顯著[30]。本研究不涉及西花薊馬在辣椒不同部位的分布情況，這在今后的研究中可深入探討。

本試驗(yàn)主要研究了西花薊馬在寧夏設(shè)施蔬菜辣椒花期的分布情況，今后還可針對(duì)其在辣椒整個(gè)生育期的分布情況進(jìn)行跟蹤調(diào)查，以進(jìn)一步系統(tǒng)掌握該害蟲在設(shè)施蔬菜辣椒上的分布情況，為有效控制其傳播擴(kuò)散提供理論依據(jù)。

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