桃紅頸天牛發(fā)生程度與環(huán)境因子的關(guān)系

曹丹丹,張?jiān)?王姣雪,李佳,魏建榮

(1 河北省生物工程技術(shù)創(chuàng)新中心,河北 保定 071002; 2河北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,生命科學(xué)與綠色發(fā)展研究院,河北 保定 071002)

桃紅頸天牛(Aromiabungii)屬于鞘翅目天?？?為東洋、古北區(qū)系共有種[1-2]。桃紅頸天牛主要為害桃、櫻桃、杏等果樹(shù)和櫻花、紅葉李等園林樹(shù)木,以幼蟲(chóng)鉆蛀危害,幼蟲(chóng)孵化后生活于樹(shù)皮下,隨著齡期增長(zhǎng)進(jìn)入木質(zhì)部,蛀食成彎曲的蛀道,導(dǎo)致寄主樹(shù)勢(shì)衰弱而死亡,其中桃樹(shù)受害最為嚴(yán)重[3-5]。桃紅頸天牛通常2-3年完成1代,第1年以幼齡幼蟲(chóng)、第2年以大齡幼蟲(chóng)或老熟幼蟲(chóng)越冬,翌年春天開(kāi)始活動(dòng),幼蟲(chóng)蛀屑及排泄物為紅褐色,較易識(shí)別。在河北地區(qū),成蟲(chóng)羽化出洞時(shí)間為 6月下旬,7月上中旬為成蟲(chóng)羽化和交配盛期[6]。

害蟲(chóng)的發(fā)生與環(huán)境因子有非常密切的聯(lián)系。影響天牛危害的因子有寄主樹(shù)齡、樹(shù)徑、坡向、坡度、坡位、地被植物覆蓋率等多種環(huán)境因子,如松褐天牛相對(duì)蟲(chóng)口數(shù)與林齡、坡位關(guān)系密切,而海拔高度、樹(shù)高、坡向 3 個(gè)因子對(duì)其影響不大[7];栗山天牛的有蟲(chóng)株率與坡位和胸徑呈顯著正相關(guān)關(guān)系,而與主林層郁閉度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系[8];光肩星天牛危害與林地的經(jīng)營(yíng)管理水平和楊樹(shù)樹(shù)干的直徑、樹(shù)皮厚度密切相關(guān),而雙條杉天牛的發(fā)生則與立地環(huán)境及林分因子的關(guān)系不明顯[9-11]。已有研究表明桃紅頸天牛危害與桃樹(shù)樹(shù)齡以及山桃的胸徑均存在一定的相關(guān)性,但未對(duì)種植地點(diǎn)的環(huán)境因子和管理水平進(jìn)行研究[12-13]。為全面探究環(huán)境因子對(duì)桃紅頸天牛發(fā)生情況的影響,本研究以河北省太行山區(qū)丘陵地帶種植的桃園為對(duì)象,對(duì)桃紅頸天牛危害程度與部分環(huán)境因子(寄主樹(shù)地徑、坡位、坡向和管理水平)的相關(guān)性進(jìn)行調(diào)查分析,以期為桃紅頸天牛的林間管理措施提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

試驗(yàn)樣地位于河北省保定市順平縣臺(tái)魚(yú)鄉(xiāng)南臺(tái)魚(yú)村(E 115°13″,N 38°83″)。該地位于太行山東麓與華北平原交接帶,主要為灰?guī)r丘陵地形,屬于暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。該村種植桃樹(shù)201 hm2,輻射周邊各村種植桃樹(shù)1 005 hm2,試驗(yàn)用地栽植種類(lèi)為鮮食毛桃,主栽品種為“京紅”“綠化九”和“久?！?栽種比例分別為：30%、50%、20%,株行距為 3 m×5 m。根據(jù)已有的調(diào)查結(jié)果,3個(gè)主栽品種在相同樹(shù)齡階段受桃紅頸天牛危害率分別為“綠化九”41.5%、“京紅”44.5%、“久?！?6.5%[14]。因此,此次調(diào)查不再涉及品種因素的影響。

1.2 桃紅頸天牛發(fā)生程度調(diào)查

2021年4月23日至27日,此時(shí)間段樹(shù)體內(nèi)越冬幼蟲(chóng)剛開(kāi)始取食、排糞,便于觀測(cè)排糞孔的數(shù)量。分別在桃樹(shù)果園內(nèi)選取不同坡向、坡位的樣地,調(diào)查樣地內(nèi)桃樹(shù)的地徑、受害率、每株桃樹(shù)的受害水平以及桃園的管理水平。由于該地屬丘陵地帶,除平地外的山地坡度幾乎相同,因此本研究對(duì)坡度與桃紅頸天牛發(fā)生程度的關(guān)系不納入考慮。依據(jù)實(shí)際情況,選取東北、東南、北、南4個(gè)坡向,每個(gè)坡向在上、中、下3個(gè)坡位各選取一塊樣地,同時(shí)在位于平地上的果園里選取3塊樣地作為對(duì)照,由于東南向坡和北向坡坡頂?shù)臉拥貫橥粯拥?因此共計(jì)14塊樣地。具體調(diào)查方法如下：

采用平行線法在每塊樣地取樣30棵以上樣樹(shù),逐一記錄桃樹(shù)的地徑與桃紅頸天牛發(fā)生程度,同時(shí)記錄每塊樣地的坡向、坡位、管理水平。由于桃樹(shù)均是矮化品種,無(wú)法測(cè)量胸徑,因此本研究以地徑表征樣樹(shù)的樹(shù)齡,即測(cè)量樣樹(shù)距地面20 cm高的直徑[15]。參考孫哲涵和韓明利桃紅頸天牛危害的分級(jí)方法,將桃紅頸天牛發(fā)生程度分為5個(gè)級(jí)別：0級(jí),未被桃紅頸天牛幼蟲(chóng)寄生;1級(jí),桃紅頸天牛排糞孔數(shù)1～5個(gè);2級(jí),排糞孔數(shù)6～10個(gè);3級(jí),排糞孔數(shù)11～20個(gè);4級(jí)：樹(shù)體上排糞孔數(shù)達(dá)20個(gè)以上[14,16]。由于桃樹(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高,因此當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)桃園實(shí)行精細(xì)化管理,對(duì)每棵桃樹(shù)的管理水平不盡相同。按管理水平對(duì)每棵受害桃樹(shù)分為3個(gè)等級(jí)：好,管理水平好,除草、施肥及除蟲(chóng)工作全部完成;中,管理水平中等,除草、施肥及除蟲(chóng)工作完成1～2項(xiàng);差,管理水平差,除草、施肥及除蟲(chóng)工作全部未完成。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

將測(cè)試的不同環(huán)境因子分別設(shè)為：地徑=X1,管理水平=X2,坡位=X3,坡向=X4。為使不同的環(huán)境因子可以進(jìn)行比較分析,將管理水平、坡位和坡向分別進(jìn)行量化(等級(jí))處理：

管理水平：“好” = 1、“中” = 2、“差” = 3;

坡位：“平地” = 0、“坡下” = 1、“坡中” = 2、“坡上” = 3;

坡向：“平地” = 0、“北坡” = 1、“東北坡” = 2、“東南坡” = 3、“南坡” = 4。

在此基礎(chǔ)上,對(duì)量化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理：用公式X=Xi,a/Xi,max(i=1,2,3,4;a=1,2,3…451)。即每一列的數(shù)據(jù)除以該列中的最大值。

首先采用單因素方差分析(LSD法)計(jì)算不同因子影響下桃紅頸天牛平均排糞孔數(shù)量和桃樹(shù)受害率間的差異,再對(duì)桃紅頸天牛危害程度與各因子的關(guān)系進(jìn)行逐步回歸分析,探究桃紅頸天牛危害程度與環(huán)境因子間的相關(guān)程度。方差分析和回歸分析前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),對(duì)不符合正態(tài)分布的百分率數(shù)據(jù)采用反正弦Arcsin(X)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,其它數(shù)據(jù)采用平方根進(jìn)行轉(zhuǎn)換。統(tǒng)計(jì)軟件為SPSS 25。

其中：桃樹(shù)被害株率%=(被害株數(shù)/總株數(shù))×100%

2 結(jié)果與分析

本研究共調(diào)查順平縣臺(tái)魚(yú)鄉(xiāng)不同立地類(lèi)型的桃樹(shù)451株,并根據(jù)桃紅頸天牛危害程度進(jìn)行分級(jí),各級(jí)受害桃樹(shù)數(shù)量及所占總數(shù)比例見(jiàn)圖1。

注：0級(jí),未被桃紅頸天牛幼蟲(chóng)寄生,沒(méi)有排糞孔;1級(jí),桃紅頸天牛幼蟲(chóng)排糞孔數(shù)1～5個(gè);2級(jí),排糞孔數(shù)6～10個(gè);3級(jí),排糞孔數(shù)11～20個(gè);4級(jí)：樹(shù)體上排糞孔數(shù)達(dá)20個(gè)以上。圖1 受桃紅頸天牛危害不同級(jí)別桃樹(shù)的百分比Figure 1 Percentage of infested peach trees of different grades by Aromia bungii

由圖1可知,調(diào)查樣地內(nèi)未受害的桃樹(shù)有106株,占調(diào)查總株數(shù)的23.5%;受害程度為1級(jí)的桃樹(shù)有228株,占調(diào)查總株數(shù)的50.55%;受害程度為2級(jí)的桃樹(shù)有92株,占調(diào)查總株數(shù)的20.4%;受害程度為3級(jí)和4級(jí)的桃樹(shù)較少,分別為22株和3株,總數(shù)合計(jì)占調(diào)查總株數(shù)的5.55%,說(shuō)明調(diào)查地的桃樹(shù)整體受桃紅頸天牛危害較輕。

2.1 不同地徑桃樹(shù)的受害情況

調(diào)查樣地內(nèi)不同地徑桃樹(shù)的受害情況,包括平均受害株率及單株平均排糞孔數(shù)統(tǒng)計(jì)分析見(jiàn)表1。

表1 不同地徑桃樹(shù)的平均受害株率及單株平均排糞孔數(shù)Table 1 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different ground-diameters of peach trees

由表1可知,桃樹(shù)的受害率隨地徑的增大而上升,地徑小于15 cm時(shí),平均受害率約為50%;地徑為15～25 cm時(shí),平均受害率約為77%;在地徑達(dá)到25 cm以上時(shí),桃紅頸天牛危害率已接近90%,且不同地徑間存在顯著差異(F=16.61,df=5,18,P<0.01)。受害桃樹(shù)的株平均排糞孔數(shù)量也隨地徑的增長(zhǎng)而上升,地徑小于20 cm時(shí),平均排糞孔數(shù)量約為3個(gè);地徑為20～30 cm時(shí),平均排糞孔數(shù)量為5個(gè);地徑大于30 cm的桃樹(shù)中達(dá)到最高,株平均排糞孔數(shù)量為9個(gè),且不同地徑桃樹(shù)間差異顯著(F=22.33,df=5,18,P<0.01)。綜上,說(shuō)明地徑越大,越容易受到桃紅頸天牛危害。

進(jìn)一步對(duì)地徑和桃樹(shù)受害率的關(guān)系及地徑與桃樹(shù)平均排糞孔數(shù)量進(jìn)行線性回歸分析,得到回歸方程Y1=2.03X+35.03(Y1為受害率,R2=0.957)和Y2=0.22X+0.32(Y2為株平均排糞孔數(shù),R2=0.940)。

2.2 不同管理水平下桃樹(shù)的受害情況

根據(jù)樣地內(nèi)除草、施肥以及對(duì)每株桃樹(shù)的蟲(chóng)害防治情況,將管理水平由良到差分為好、中、差3個(gè)等級(jí),不同管理水平下桃樹(shù)的受害程度見(jiàn)表2。

表2 桃園不同管理水平桃樹(shù)平均受害株率及單株平均排糞孔數(shù)Table 2 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different management levels of peach orchards

由表2可知,桃樹(shù)的平均受害率和受害桃樹(shù)株平均排糞孔數(shù)量隨管理水平降低而上升。管理水平好的桃樹(shù)平均受害率為67.79%,平均排糞孔數(shù)量為4.52個(gè);管理水平中等的桃樹(shù)平均受害率為77.47%,平均排糞孔數(shù)量為5.30個(gè);管理水平最差的受害率達(dá)到86.93%,平均排糞孔數(shù)量為5.37個(gè)。不同管理水平間的桃樹(shù)受害率差異顯著(F=3.96,df=2,9,P<0.05),不同管理水平間受害樹(shù)的株平均排糞孔數(shù)量差異不顯著(F=0.71,df=2,9,P>0.05)。綜上,說(shuō)明管理水平差的桃樹(shù)更容易受到桃紅頸天牛危害。

2.3 不同坡位桃樹(shù)的受害情況

分別調(diào)查了上、中、下坡及平地的桃樹(shù)受害情況,不同坡位桃樹(shù)的平均受害株率和單株平均排糞孔數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同坡位桃樹(shù)平均受害株率及單株平均排糞孔數(shù)Table 3 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different slope positions

由表3可知,桃樹(shù)的受害株率隨坡位的上升而降低。中坡位桃樹(shù)的平均受害株率為75.00%,下坡位桃樹(shù)的平均受害株率達(dá)到90.00%,而平地的桃樹(shù)受害株率較低(68.89%),與坡上部69.28%相當(dāng),且不同坡位的桃樹(shù)受害率之間差異顯著(F=3.94,df=3,10,P<0.05)。受害桃樹(shù)的株平均排糞孔數(shù)量隨坡位變化并不大,均約為5個(gè),且不同坡位之間無(wú)顯著差異。綜上,說(shuō)明下坡的桃樹(shù)更容易受桃紅頸天牛危害。

2.4 不同坡向桃樹(shù)的受害情況

按照樣地內(nèi)桃樹(shù)的栽植情況,分別調(diào)查了東北、東南、南、北坡以及平地的桃樹(shù)受害情況,不同坡向桃樹(shù)的平均受害株率及平均排糞孔的數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同坡向桃樹(shù)平均受害株率及單株平均排糞孔數(shù)量Table 4 The average infested rates of peach trees by A. bungii and the average number of larval-frass extrusion holes between different slope directions

由表4可知,東北坡和東南坡的桃樹(shù)平均受害株率為81.11%,北坡桃樹(shù)受害株率為80%,南坡(71.51%)和平地(68.89%)的桃樹(shù)受害株率相當(dāng),雖然在不同坡向間桃樹(shù)的受害株率或受害樹(shù)的株平均排糞孔數(shù)差異不顯著,但坡向朝南或偏南時(shí)桃樹(shù)的受害株率略低于北坡和東北坡。南坡和東南坡以及平地的受害桃樹(shù)的株平均排糞孔數(shù)也略少于北坡和東北坡,即陽(yáng)坡和半陽(yáng)坡的桃樹(shù)受害率低于陰坡和半陰坡,但差異未達(dá)到顯著水平。綜上,說(shuō)明位于陰坡和半陰坡的桃樹(shù)更容易受到桃紅頸天牛危害。

2.5 桃紅頸天牛發(fā)生程度與環(huán)境因子相關(guān)性分析

由于同一樣地內(nèi)存在不同地徑的樣樹(shù),不同樣地內(nèi)的不同地徑樣樹(shù)數(shù)量差異很大,而桃樹(shù)的受害率與桃樹(shù)的地徑密切相關(guān),因此在本研究中未以不同樣地的受害率對(duì)各因子進(jìn)行多元回歸分析。取排糞孔數(shù)作為桃紅頸天牛發(fā)生程度的指標(biāo),對(duì)各環(huán)境因子與桃紅頸天牛發(fā)生程度進(jìn)行偏相關(guān)分析,計(jì)算出各變量的偏相關(guān)系數(shù),并進(jìn)行相應(yīng)的t檢驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 各變量的偏相關(guān)系數(shù)Table 5 Partial correlation coefficient of different variables

由表5可知,對(duì)桃紅頸天牛發(fā)生程度影響最大的為地徑,偏相關(guān)系數(shù)為0.468;坡位、管理水平和坡向的影響依次降低,分別為0.123、0.099和0.169,相對(duì)于地徑對(duì)桃紅頸天牛發(fā)生程度的影響水平低得多,因此受害桃樹(shù)株平均排糞孔數(shù)的主要影響因子為地徑。

3 討論與結(jié)論

桃紅頸天牛作為一種對(duì)桃樹(shù)、杏樹(shù)和櫻桃樹(shù)等薔薇科經(jīng)濟(jì)林和櫻花、紅葉李等園林樹(shù)木有嚴(yán)重危害的蛀干害蟲(chóng)[17],研究其發(fā)生影響因子對(duì)掌握其發(fā)生規(guī)律、預(yù)測(cè)發(fā)生程度和及時(shí)控制危害具有指導(dǎo)意義[18-19]。本研究對(duì)北方半山丘陵地區(qū)桃園果樹(shù)受桃紅頸天牛危害的程度與桃樹(shù)地徑、管理水平、坡位及坡向的關(guān)系進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)桃樹(shù)地徑越大,受害程度越重。韓明利對(duì)順平縣桃園桃紅頸天牛危害情況調(diào)查表明,桃樹(shù)在樹(shù)齡10年后開(kāi)始受到桃紅頸天牛危害,樹(shù)齡越大受害情況越嚴(yán)重,樹(shù)齡10～15年、15～20 年、20～30年受害率分別為20%、39.8%、92.6%[15]。由于地徑與桃樹(shù)的樹(shù)齡有直接關(guān)系,因此認(rèn)同桃樹(shù)的樹(shù)齡是影響桃紅頸天牛發(fā)生程度主要因子的觀點(diǎn)。這與在我國(guó)南方發(fā)現(xiàn)的不同樹(shù)齡桃林中隨樹(shù)齡的增長(zhǎng)桃紅頸天牛幼蟲(chóng)危害率增高且同一株桃樹(shù)寄生數(shù)也隨之增加的研究結(jié)果相似[20]。本研究中,桃樹(shù)地徑大于15 cm時(shí),桃紅頸天牛的危害株率超過(guò)80%;當(dāng)?shù)貜竭_(dá)到25 cm以上后,受害率劇增到90%左右,且單株被害樹(shù)木的平均排糞孔數(shù)量也隨著地徑的增長(zhǎng)有明顯的增加趨勢(shì),因此在桃紅頸天牛防治工作中需要重點(diǎn)對(duì)樹(shù)木地徑超過(guò)15 cm以上的樹(shù)木采取合理的防治措施。

桃紅頸天牛危害率隨果園的管理水平上升而有所下降,說(shuō)明對(duì)桃林進(jìn)行除草、施肥等有利于增強(qiáng)樹(shù)木的樹(shù)勢(shì)和抗蟲(chóng)性,且及時(shí)采用物理除蟲(chóng)法有利于降低桃紅頸天牛的危害,因此建議加強(qiáng)對(duì)桃林的管理。在坡向方面,陽(yáng)坡桃林中桃紅頸天牛的危害率和被害樹(shù)木的株平均排糞孔數(shù)要低于陰坡,說(shuō)明在陽(yáng)坡生長(zhǎng)的桃樹(shù)對(duì)于桃紅頸天牛的危害有著較強(qiáng)的抗性,也可能是桃紅頸天牛更喜在略為陰濕的環(huán)境下生活。在坡位方面,桃紅頸天牛危害率隨坡位的增高而降低,雖然影響并不明顯,但仍然需要加強(qiáng)在坡位較低處桃林的蟲(chóng)害防治力度。研究結(jié)果對(duì)于桃紅頸天牛林間管理及防控措施具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

河北省順平縣南臺(tái)魚(yú)村桃園受桃紅頸天牛危害嚴(yán)重的主要為樹(shù)齡大、地徑粗的桃樹(shù)。與桃紅頸天牛發(fā)生程度相關(guān)性最高的因子為地徑,管理水平、坡位和坡向3種環(huán)境因子對(duì)于桃紅頸天牛發(fā)生程度有影響,但不顯著。