騰沖紅花油茶果實桃蛀螟的空間分布及抽樣技術

蔣 華, 黃佳聰*, 謝 胤, 余祖華, 楊繼萍

(1.云南省保山市林業(yè)和草原技術推廣站, 保山 678000; 2.云南省騰沖市林業(yè)和草原技術推廣站, 騰沖 679100; 3.云南省騰沖市林業(yè)和草原生態(tài)修復站, 騰沖 679100)

騰沖紅花油茶CamelliareticulataLindl是云南省特有的云南山茶花原始種,屬國家二級保護珍稀植物[1],天然分布僅限滇中、滇西海拔1 600～2 600 m溫涼濕潤地區(qū),是一種具有局限性的生態(tài)幅物種[2]。其樹高可達14～17 m,為中型喬木,可高產優(yōu)質食用油,目前云南省自然生長與栽植面積近2萬hm2,是其適生區(qū)發(fā)展森林綠化及木本油料的重要樹種[2-3]。然而,隨著規(guī)?；兞衷龆?、樹齡老化,各類病蟲害種類滋生為害嚴重[4],尤其以桃蛀螟ConogethespunctiferalisGuenée幼蟲蛀果為害對單位面積的果實質量和籽油產值造成的影響最為突出[5],嚴重影響騰沖紅花油茶產業(yè)發(fā)展及農戶經濟收入。

桃蛀螟屬鱗翅目螟蛾科,國內分布于華北、華南、中南、西南、西北及臺灣地區(qū),國外分布于日本、朝鮮、韓國、尼泊爾、越南、緬甸、泰國、馬來西亞、印度、斯里蘭卡等國家,已知的寄主植物多達100余種[6]。印度曾報道桃蛀螟是姜科Zingiberaceae植物的毀滅性害蟲,可導致姜科植物年產量損失50%[7]。在國內該蟲對農業(yè)生產已造成巨大威脅,山東泰安地區(qū)每年因桃蛀螟為害損失板栗Castaneamollissima高達25萬kg以上,減產20%[6];黃淮海地區(qū)桃蛀螟為害造成玉米Zeamays產量損失率達17.71%[8];浙江麗水、金華等地區(qū)桃蛀螟對普通油茶Camelliaoleifera果實的為害率高達31.27%[9]。作者于2017年-2020年調查發(fā)現,桃蛀螟為害騰沖紅花油茶面積達443 hm2,果實受害率34.74%,造成年產量減少36.02%(未發(fā)表)。因此,研究明確桃蛀螟對騰沖紅花油茶的為害特點、空間分布及抽樣技術,對該蟲的防控工作有十分重要的意義。

害蟲種群的空間分布型是種群的主要屬性之一,可分析出害蟲種群的發(fā)生、猖獗及擴散趨勢,在抽樣技術、預測預報和科學防治中發(fā)揮著重要作用[10]。目前,對害蟲種群的空間分布型研究主要采用聚集度指標法和回歸模型法兩種[11],已廣泛應用于桃蛀螟在玉米、板栗等經濟作物上的空間分布型分析[12-14],以及油茶[15-16]、山核桃Caryaillinoinensis[17]、小?？Х菴offeaarabica[18]等經濟作物主要病蟲害的空間分布型及抽樣技術研究。而關于桃蛀螟在騰沖紅花油茶上的空間分布型及抽樣技術未見報道,作者于2020年采用標準地隨機抽樣對騰沖紅花油茶分布區(qū)的桃蛀螟為害特征、空間分布及抽樣技術進行了調查研究,以期為該害蟲的監(jiān)測防控提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 研究方法

2020年7月-9月在云南省保山市9個騰沖紅花油茶天然分布及人工種植林分內,每林分采用五點取樣法,分別設置單塊面積大于800 m2具有代表性的調查樣地5塊,每塊標準地內隨機調查30株,每株樹冠東、西、南、北方向隨機調查總共20個果實,詳細記錄每株桃蛀螟幼蟲的數量和為害情況。

1.2 空間分布型分析方法

1.2.1聚集度指標法

根據調查數據,計算各林分內調查樣株的平均幼蟲量(m)和方差(S2),計算分析各項聚集度指標,測定桃蛀螟幼蟲的空間分布型[19](表1)。

表1 聚集度指標計算公式及判別標準[19]

1.2.2回歸分析法

Iwao的m*—m回歸法[20]。根據Iwao的回歸關系式:m*=α+βm,由α和β值分析種群的分布情況。當α>0時,分布的基本成分為個體群,且個體間相互吸引;當α=0時,分布的基本成分為單個個體;當α<0時,個體間相互排斥。當β>1時,為聚集分布;當β=1時,為隨機分布;當β<1時,為均勻分布。

Taylor冪法則[21]。根據Taylor的回歸關系式:lgS2=lga+blgm,式中b表示種群聚集度對密度依賴性測量度。當lga=0,b=1時,種群為隨機分布;當lga>0,b=1時,為聚集分布,種群聚集度不具有密度依賴性;當lga>0,b>1時,為聚集分布,種群聚集度具有密度依賴性;當lga<0,b<1時,為均勻分布,種群密度越高分布越均勻。

1.3 聚集原因分析

采用Blackith種群聚集均數λ=mr/2k分析聚集原因,式中,m為平均蟲口密度,k為負二項分布指數值,r是自由度為2k、0.5概率值對應的卡方值。當λ<2時,說明個體的聚集是由環(huán)境因素引起;當λ≥2時,說明個體的聚集是由昆蟲的自身行為習性和環(huán)境因素綜合作用引起[22-23]。

1.4 理論抽樣數的確定

1.4.1理論抽樣技術

采用Iwao提出的理論抽樣數計算公式:N=(t/D)2[(α+1)/m+β-1],計算出騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲在不同允許誤差下不同蟲口密度的最適理論抽樣數。公式中,N為理論抽樣數,D為允許誤差(取D=0.1,0.2,0.3),t為保證可靠概率為95%條件下的正態(tài)離差值(取t=1.96),α、β為Iwao回歸關系式m*=α+βm對應的值[22-23]。

1.4.2序貫抽樣技術

2 結果與分析

2.1 桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶果實上的發(fā)生為害

調查結果顯示,騰沖紅花油茶果實成熟期的9塊林中均不同程度發(fā)生桃蛀螟幼蟲為害,各林分平均蟲口密度范圍為0.07～2.49頭/果,果實受害率為3.07%～99.27%,二者具有顯著相關性(R2=0.978 4,P<0.001,表2,圖1)。對不同海拔段桃蛀螟幼蟲種群密度及果實受害率分析結果表明,海拔1 250～1 600m的騰沖紅花油茶林分內幼蟲種群密度為0.07頭/果,果實受害率為3.07%;海拔1 650～1 980m林分幼蟲種群密度為1.63頭/果,果實受害率為65.33%;海拔2 025～2 300m林分幼蟲種群密度為0.31頭/果,果實受害率為12.83%。3個海拔段的桃蛀螟幼蟲種群密度及果實受害率均存在顯著差異(P<0.05,圖2),該蟲在1 650～1 980m海拔段的種群密度及果實受害率顯著高于其余海拔段,1 250～1 600m海拔段的種群密度及果實受害率最低。

圖2 不同海拔段桃蛀螟幼蟲的發(fā)生與為害

表2 桃蛀螟在騰沖紅花油茶林分中的發(fā)生為害情況1)

圖1 桃蛀螟幼蟲密度與果實受害率的關系

2.2 桃蛀螟幼蟲的空間分布型

2.2.1聚集度指標分析

桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶所有調查林分內聚集度指標分別為C<1、I<0、Ca<0、k<0、m*<1、m*/m<1,表明該蟲在騰沖紅花油茶整體上呈均勻分布。在調查的9個林分中,1～5林分的桃蛀螟幼蟲聚集度指標C<1、I<0、Ca<0、k<0、m*/m<1,說明在1～5各林分內桃蛀螟幼蟲的空間分布型為均勻分布;6～9林分的聚集度指標C>1、I>0、Ca>0、m*<1、m*/m>1,并且0

表3 騰沖紅花油茶林分中桃蛀螟幼蟲聚集度指標

2.2.2Iwao和Taylor回歸分析

根據桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶各林分的蟲口密度調查結果,將1～5林分定為高蟲口林分,6～9林分定為低蟲口林分,分別建立Iwao和Taylor回歸模型(表4)。結果顯示,在蟲口密度高的林分α>0、β<1,表明桃蛀螟幼蟲呈均勻分布,分布的基本成分是個體群,且個體間相互吸引;同時lga<0、b<1,也同樣表明桃蛀螟幼蟲呈均勻分布,并且蟲口密度越高分布越均勻。在蟲口密度低的林分α>0、β>1,表明桃蛀螟幼蟲呈聚集分布,分布的基本成分是個體群,且個體間相互吸引;lga>0、b>1,表明種群呈聚集分布,并且具有密度依賴性,幼蟲聚集度隨蟲口密度的升高而上升。從整體林分構建的模型上看,α>0、β<1且lga<0、b<1,說明桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶林分整體上中呈均勻分布,且蟲口密度越高分布越均勻。同時,也驗證了聚集度指標分析結果。

表4 騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲的Iwao和Taylor回歸模型

2.2.3聚集原因分析

根據Blackith種群聚集均數λ理論公式[22-23]計算得到,桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶6～9林分中的種群聚集均數λ均小于2(表3),表明桃蛀螟幼蟲在騰沖紅花油茶林分中的聚集可能是由某些環(huán)境因素作用引起的,比如樹齡、掛果量、海拔、溫度等。

2.3 抽樣技術

2.3.1理論抽樣數模型

根據Iwao提出的理論抽樣數計算公式,將騰沖紅花油茶整體調查林分桃蛀螟幼蟲種群的Iwao回歸模型α=0.026 6,β=0.592 3代入理論抽樣公式得到桃蛀螟幼蟲的最適理論抽樣模型為N=(3.84/D2)(1.026 6/m-0.407 7)?；谠撃Ｐ?可計算出當允許誤差D為0.1、0.2、0.3時,桃蛀螟幼蟲在相應蟲口密度m時的最適理論抽樣數N(表5)。

表5 騰沖紅花油茶林分內不同蟲口密度桃蛀螟幼蟲的理論抽樣數

2.3.2序貫抽樣技術

表6 騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲種群序貫抽樣表

3 結論與討論

糧油安全是關乎民生的重大戰(zhàn)略問題,保障騰沖紅花油茶等木本油料安全生產對糧油健康發(fā)展及山區(qū)林農增收至關重要[2,5,9]。本研究發(fā)現,桃蛀螟可嚴重為害騰沖紅花油茶果實造成減產,對油茶產業(yè)構成了威脅。滇西主要栽培及分布區(qū)油茶果受害率為3.07%～99.27%,蟲口密度為0.1～2.5頭/果,平均受害率達34.74%,發(fā)生量遠高于桃蛀螟對國內部分省區(qū)的普通油茶及其他經濟作物的為害[8,9,12-14]。因此,需及時開展該害蟲在騰沖紅花油茶主產區(qū)的種群監(jiān)測,掌握害蟲的空間分布及抽樣技術,指導做好害蟲的監(jiān)測防控。

本研究通過6個不同聚集度指標并應用Iwaom*—m回歸模型和Taylor冪法則分析結果均表明,桃蛀螟幼蟲在滇西騰沖紅花油茶的適生及栽培區(qū)內總體呈均勻分布,分布的基本成分是個體群,且個體間相互吸引,蟲口密度越高分布越均勻;而蟲口密度相對較低時呈聚集分布,聚集原因主要是由某些環(huán)境因素引起的。研究結果與前人在浙江普通白花油茶桃蛀螟幼蟲的分布及為害調查結果類似[9],但與桃蛀螟幼蟲在板栗果實上呈高度聚集的結果有明顯不同[14],這可能與桃蛀螟對不同寄主植物果實營養(yǎng)成分及揮發(fā)物的選擇行為有關[24-25]。

選擇合理的抽樣技術既能有效提高調查質量,還能節(jié)約人力物力資源,對害蟲的監(jiān)測與防治工作具有重要的指導意義[22]。本研究通過對滇西騰沖紅花油茶桃蛀螟幼蟲空間分布型分析,建立了適應滇西地區(qū)開展騰沖紅花油茶桃蛀螟的監(jiān)測調查理論抽樣數模型和序貫抽樣模型。基于桃蛀螟幼蟲整體呈均勻分布的研究結果,實踐中,調查員可根據理論抽樣模型計算理論抽樣數，例如在桃蛀螟幼蟲種群密度為0.6頭/果的林分(果實受害率約為30%),建議每林分調查501個果實,可保證誤差≤0.1;種群密度達到1.2頭/果的林分(果實受害率約為50%),建議每林分調查172個果實,可保證誤差≤0.1；既可避免調查工作量大，又可保證調查結果精準。同時,可基于指定的防治指標按照序貫抽樣模型及抽樣表開展蟲量調查,來決定是否需要進行防治作業(yè)。本文所用的桃蛀螟幼蟲的防治指標閾值(0.3頭/果),來自前期大量的調查分析擬定,目前國內外沒有關于桃蛀螟為害油茶類型樹種的防治閾值界定。我們在調查中發(fā)現當林分內蟲口密度達到擬定指標時,果實受害率超過10%,并極易引起果實炭疽病的發(fā)生和大量落果,所以建議該蟲在騰沖紅花油茶上的防治指標采用0.3頭/果。由于桃蛀螟幼蟲對騰沖紅花油茶果實的為害受立地環(huán)境、氣候條件及天敵種類等多種因素影響[6,9],防治指標應充分結合實際及相關考核指標,進一步研究和優(yōu)化序貫抽樣技術。