閆 乾, 洪楠楠, 趙中華, 周 峰, 孫長海, 王備新*
(1.南京農業大學植物保護學院,南京 210095;2.全國農業技術推廣服務中心,北京 100125)
蠐螬,是為害我國大豆、花生、馬鈴薯、蔬菜及草坪地下部分的最主要的一類地下害蟲[1]。在一些發生嚴重地區,由于蠐螬為害造成的作物減產可達70%~80%,乃至顆粒無收[2-3]。
20世紀90年代,為了應對蠐螬等地下害蟲的危害,進行了全國性的調查與防治研究。提出了以成蟲防治為重點,結合幼蟲的防控措施,取得了顯著效果[4-5]。
但是,近年來隨著我國農業生產制度的轉變,即更復雜的混合種植制度、經濟作物的大量種植、植保防治重點的轉移、免耕還田的廣泛推廣以及大面積的農田林網化,使得蠐螬的發生呈現抬頭趨勢[6]。此外,農村經濟發展造成的環境變化,對于天敵昆蟲的保護不夠,以及高效劇毒農藥的禁用,也在一定程度上加重了蠐螬的危害。而由于蠐螬為害的隱蔽性,使得農戶無法直觀的確定其危害,導致防治重視程度不足,無法及時、有效進行針對防治。
在上述因素的共同作用下,蠐螬田間發生的新特點與發生規律,近年來研究報道相對較少。因此,開展蠐螬田間發生調查,明確蠐螬發生種類、發生特點和發生規律的變化,對于摸清蠐螬的田間空間分布、發生規律,制定蠐螬發生預測與防控方案具有重要的意義。
本研究旨在明確宿州地區農田蠐螬種類組成結構,以及不同土質下蠐螬發生特點與發生規律,為蠐螬防控方案制定提供科學依據。
調查在安徽省宿州市蕭縣地區進行。蕭縣是農業大縣,地處我國中部黃淮海平原,耕地面積10萬hm2,農產品種類豐富,是國家商品糧、優質棉與優質水果生產基地。農田大部分為旱作,以小麥-大豆/玉米輪作為主,是安徽省小麥、大豆主產區之一。該地每年6月中下旬播種大豆,10月上中旬收獲;于10月中下旬種植小麥,至次年6月上中旬成熟收割。
蕭縣地區土壤組成多樣,具3種不同的土質,砂土(黃河古道潮土)、砂壤土(兩合土,偏沙性)以及黏土(山淤土)。砂土分布在蕭縣北部黃河古道一帶,砂壤土分布于蕭縣圣泉鄉中部及南部絕大部分平原地區,而蕭縣縣城附近為平原丘陵地形,土壤多為黏土。
根據當地農業栽培制度與蠐螬歷史發生狀況,選取崗子村、柴莊村、圣泉村三地進行蠐螬蟲情調查,調查時間為2011年8月(大豆生長盛期)、2011年10月(小麥秋播前)、2012年3月(小麥返青期),具體調查地點信息如表1。

表1 調查時間與地點Table 1 Survey time and locations
通過問詢與實地觀察,根據土質、地勢、茬口、農作方式、周邊環境等因素綜合考慮,于3村分別選取1塊具有代表性的蠐螬多發農田,面積1334~3335m2,進行定點調查。調查采用十點隨機挖土法,每點1m×1m×0.4m[7]。將挖出土壤打細過篩,仔細挑揀出土中的蠐螬,每點挖查時前后檢查3遍(過篩,篩下土壤,還土)。挑出蠐螬用開水浸泡10~20s,使用85%乙醇保存,帶回實驗室逐頭鑒定并制作標本保存。
試驗數據使用Excel 2010整理,將調查數據按土質、采樣時間分組后進行比對。運用SPSS 20.0進行單因素方差分析,分別分析土質、時間對蠐螬發生數量的影響;使用Primer 6.0對數據進行NMDS(non-metric multi-dimensional scaling,非度量多維尺度分析)與 ANOSIM(analysis of similarities,相似性檢驗)分析,通過二維尺度空間排序與種群相似性檢驗來驗證不同土質與時間下農田蠐螬種群組成是否存在顯著差異[8-9]。
70個樣方共獲得蠐螬772頭。調查結果表明,宿州地區農田分布金龜子群落3科14種,包括鰓金龜科、麗金龜科和花金龜科。其中優勢種為暗黑齒爪鰓金龜(Holotrichia parallela Motschulsky),于8月、10月調查中分別占總蟲量的75.4%與79.3%;小闊脛瑪絨金龜[Maladera ovatula(Fairmaire)]在8月調查中大量發生,達到總蟲數的17.0%;至10月,農田金龜子種類數與發生量均出現下降,但中華弧麗金龜[Popillia quadriguttata(Fabricius)]所占比例上升,數量比例從8月的0.2%上升至10月的15.8%。此外,華北大黑鰓金龜[H.oblita(Faldermann)]、銅綠異麗金龜(Anomala corpulenta Motschulsky)等我國主要農業金龜子害蟲種類于蕭縣也有發生,具體數據見表2。

表2 安徽省蕭縣農田金龜子群落組成Table 2 The scarab community of farmland at Xiao County,Anhui Province
2.2.1 土質對蠐螬發生的影響
2.2.1.1 土質對蠐螬發生數量的影響
2011年8月調查結果顯示,蕭縣地區3種土質間蠐螬發生量呈顯著差異(圖1)。其中,砂土蠐螬發生量(30.7頭/m2)顯著高于砂壤土(21.4頭/m2,P=0.018)和黏土(3.9頭/m2,P=0.000),砂壤土蠐螬發生量與黏土之間也存在顯著差異(P=0.000)。

圖1 不同土壤類型區蠐螬蟲量對比Fig.1 The amount of grubs in different types of soils
2.2.1.2 土質對蠐螬發生種類的影響
ANOSIM 結果(Global R=0.401,P=0.001)顯示,2011年8月調查中3種土質蠐螬群落組成之間差異顯著,兩兩間也均有顯著差異(表3)。使用NMDS分析后發現,不同土質群落組成間存在差異,可在二維尺度空間排序圖上明顯區分(stress=0.12)(圖2)。

表3 不同土質間ANOSIM分析結果Table 3 The results of ANOSIM analysis of three soil types

圖2 不同土質蠐螬群落BC相似性的非度量多維尺度排序Fig.2 The 2-dimensional NMDS ordinal configuration of three soil types
2.2.2 蠐螬發生的時間變化
2.2.2.1 蠐螬發生數量的時間變化
崗子村與柴莊村2011至2012年間3次調查結果顯示,不同時間下蠐螬田間平均發生量存在顯著差異,并于2011年8月至2012年3月間呈現出明顯的遞減趨勢(圖3 田間最大發生量出現在2011年8月(崗子村30.7頭/m2,柴莊村21.7頭/m2),10月蟲量發生下降(崗子村11.2頭/m2,柴莊村8.7頭/m2),2012年3月調查中并未發現小麥蠐螬蟲情。

圖3 不同采樣時間蠐螬蟲量對比Fig.3 The amounts of grubs in different months
2.2.2.2 蠐螬發生種類的時間變化
ANOSIM 結果(Global R=0.451,P=0.001)顯示,不同時間下農田蠐螬群落組成具有顯著差異;NMDS分析后發現,不同時間下蠐螬群落組成存在差異,可在二維尺度空間排序圖上明顯區分(stress=0.13)(圖4)。

圖4 不同采樣時間蠐螬群落BC相似性的非度量多維尺度排序Fig.4 The 2-dimensional NMDS ordinal configuration covering three months
宿州市蕭縣地區農田共有蠐螬3科14種,其中優勢種類為暗黑齒爪鰓金龜與小闊脛瑪絨金龜兩種。與前人研究結果相比[6,10-11],暗黑齒爪鰓金龜仍保持農田蠐螬主要優勢種地位,但次要優勢種類發生了變化,由銅綠麗金龜與大黑鰓金龜轉變為小闊脛瑪絨金龜。而目前對于小闊脛瑪絨金龜幼蟲農田發生情況、發生規律與生活習性的報道較少,其危害性尚有待評估。研究還進一步明確了農田蠐螬發生特點與土壤類型和時間的聯系。
蕭縣地區砂土中蠐螬平均發生量最大,砂壤土次之,黏土發生量最少。這個結論與此前報道相符,說明土壤類型確實是決定蠐螬發生量的關鍵環境因子[12]。通常認為砂土與砂壤土濕度適中,利于卵的孵化與低齡幼蟲的生存[13];土質比較松散、沙粒居多、黏粒較少,利于蠐螬在土壤中的活動[14]。
此前關于環境因子對蠐螬發生影響的研究多集中在數量差異方面[15]。本研究所使用的NMDS與ANOSIM分析方法,可定量化描述環境因子對蠐螬種群組成差異的影響。結果表明,即使調查區域相近,農業措施相同,蠐螬群落組成也會因土壤環境不同而存在顯著差異(Global R=0.401,P=0.001)。三種土壤中,砂土具蠐螬3種(307頭)、砂壤土8種(214頭),黏土發生6種(40頭)。砂土中蠐螬發生種類相對單一,發生量大;黏土中蠐螬種類較多,但蟲情較輕;而砂壤土蠐螬種群具有高發生量、多種類并發的特點。
作者認為,環境因子對蠐螬群落組成的巨大影響可能導致臨近區域種類調查結果的顯著差異。因此,為了得到更可靠的結論,在選取調查區域時需事先根據資料與實地情況進行農田類型劃分,審慎考慮各種環境因子可能造成的影響。而深入了解環境因子與蠐螬群落組成的內在聯系,可能是降低調查工作量、提高結論準確度的新型潛在途徑。
結果顯示,宿州地區田間蠐螬發生盛期多出現于8月附近,在10月與次年3月調查中出現發生種類與發生數量的降低,不同時期田間蠐螬發生數量與種群組成(Global R=0.451,P=0.001)差異顯著。
其中,關于農田蠐螬種群8月至10月間的數量降低此前多有報道。劉小陽等發現,宿州地區花生田蠐螬盛發期在7月上旬至8月下旬,其田間調查最大蟲量出現在7月20日,達35頭;至10月18日最后一次調查中僅發現21頭,且蠐螬發現深度多從淺層(0~10cm)轉移至中層(11~20cm)與深層(21~30cm)[16]。臧東初等認為,黃泛區大豆田蠐螬為害盛期為8月下旬前后,對大豆造成的產量損失達40%以上[2]。這種數量降低可能是由于8月時農戶多不對大豆田進行蠐螬防治,田間發生近于自然狀態;而到了10月,此時農田蠐螬多位于土壤表層,大豆的收割、小麥播種前的翻耕等農業措施均可能對其造成有效殺傷,從而減少了農田蠐螬的發生。
歷史上蕭縣地區小麥田是有蠐螬為害的,而在此次3月份農田調查中,出現了蠐螬發生數量與種類下降至0的現象。作者認為,可能包括以下幾方面原因:首先由于蠐螬自身生活史發生了變化。以暗黑齒爪鰓金龜為例,文獻記載,其在蘇、魯、豫、皖、冀等地多于10月下旬地溫降至10℃時潛入深層土壤越冬,深度范圍15~40cm,多在20~40cm深度[17]。此次調查結果表示,宿州地區蠐螬的下潛越冬深度可能發生了變化,超出了挖土調查深度(40cm)。其次,在于農業與化學防控措施的施用。日前小麥在播種時(10月中下旬)多進行拌種,部分地區還輔以毒餌、毒土的撒放,這些防治措施亦可能導致3月份調查中農田越冬蠐螬的消失。最后,由于該地農田蠐螬越冬蟲口密度較低,使用與發生盛期相同的十點調查法可能無法滿足統計需求,需要加大調查面積或者增加調查點數來進行彌補。但是,此次調查中蟲量與種類的下降是否確實與上述原因存在因果關系,或者還有其他因素,尚需要進一步的后續研究來證實。
[1] Anuar Morales-Rodriguez A,Peck D C.Synergies between bi-biological and neonicotinoid insecticides for the curativea tive control of the white grubs Amphimallon majale and popillia japonica[J].Biological Control,2009,51(1):169-180.
[2] 臧冬初,王永峰,裴桂英,等.黃泛區夏大豆田間蠐螬發生與防治的初步研究[J].吉林農業大學學報,2011,33(2):165-168.
[3] 李明友,劉德平,朱運龍.大豆田蠐螬重發成因及綜合防治策略[J].安徽農學通報,2007,13(11):221-221.
[4] 宋協松,亓樹亮,宋文武,等.化學農藥對金龜甲的毒力測定[J].植物保護學報,1986,13(4):239-240.
[5] 羅益鎮.暗黑齒爪鰓金龜發生規律和防治方法[J].植物保護學報,1981,8(3):179-184.
[6] 白廣京.宿州市地下害蟲的演變及防治[J].安徽農學通報,2002,8(2):46-48.
[7] 王振榮,儲占歐,張東生,等.花生、大豆田蠐螬土內分布型與抽樣調查[J].昆蟲學報,1986,29(4):395-400.
[8] Fiele J G,Clarke K R,Warwick R M.A practical strategy for analysing multispecies distribution patterns[J].Marine Ecology Progress Series,1982,8(1):37-52.
[9] Clarke K R,Gorley R N.PRIMER v5:user manual/tutorial[M].Plymouth:PRMER-EL td,2001:91.
[10]徐建國,范慧,趙平厚,等.花生田蠐螬的發生規律與防治試驗研究[J].植物醫生,2008,21(1):37.
[11]伍椿年.淮北蠐螬優勢蟲種發生規律和防治[J].植物保護,1981,7(4):9.
[12]羅益鎮,吳青雷.毛黃鰓金龜(Holotrichia trichophora Fair.)發生規律和防治方法的研究[J].植物保護學報,1979,6(3):37-50.
[13]葛鍾麟,張漢鵠.銅綠金龜子的研究[J].昆蟲學報,1959,9(6):491-514.
[14]李文強,洪波,賀達漢,等.黑絨鰓金龜種群發生及測報技術的研究[J].農業科學研究,2001,22(2):5-10.
[15]羅宗秀,李克斌,曹雅忠,等.河南部分地區花生田地下害蟲發生情況調查[J].植物保護,2009,35(2):104-108.
[16]劉小陽,王海潮,張興桃,等.宿州市花生主產區蠐螬的優勢種群及其發生特點[J].宿州學院學報,2010,25(11):58-59.
[17]魏鴻鈞,張治良,王蔭長,等.中國地下害蟲[M].上海:科學技術出版社,1989:93.