華北大黑鰓金龜成蟲周年發生動態及影響因素分析

梁 超, 郭 巍,2*, 陸秀君*, 李瑞軍,于浩海, 王 偉, 趙 丹, 徐大慶

(1.河北農業大學植物保護學院, 保定 071001; 2. 北京農學院植物科學技術學院,北京 102206; 3. 河北農業大學生命科學學院, 保定 071001)

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華北大黑鰓金龜成蟲周年發生動態及影響因素分析

梁 超1, 郭 巍1,2*, 陸秀君1*, 李瑞軍1,于浩海1, 王 偉1, 趙 丹1, 徐大慶3

(1.河北農業大學植物保護學院, 保定 071001; 2. 北京農學院植物科學技術學院,北京 102206; 3. 河北農業大學生命科學學院, 保定 071001)

華北大黑鰓金龜[Holotrichiaoblita(Faldermann)]是一種為害多種作物的重要地下害蟲,為了解其近年的發生動態以便針對性防治,于2010-2013年對其成蟲出土規律進行了周年系統研究,并對其發生期和發生量影響因素進行了初步分析。結果表明,2010-2013年華北大黑鰓金龜的出土盛期仍在5月份,與文獻相比總體一致,但出土期略滯后并且時間有所延長;而2013年始發期明顯晚于其他年份,對其氣象因素分析發現,2013年春季干旱,首次降雨在5月26日,明顯晚于其他年份,其始發期也較其他年份偏晚,說明土壤濕度可能影響成蟲出土始期。出土盛期成蟲出土量與氣象因素的灰色關聯度分析表明,成蟲日出土量與平均相對濕度關聯最密切,其次是日均溫和降雨量。研究結果為華北大黑鰓金龜的預測預報以及針對性防治提供了基礎。

華北大黑鰓金龜; 氣象因子; 發生規律; 灰色關聯度分析

華北大黑鰓金龜[Holotrichiaoblita(Faldermann)]屬鞘翅目鰓金龜科,是一種分布較廣,為害嚴重的雜食性農業害蟲,成蟲可在地上取食作物、果樹、林木的葉片等;幼蟲通稱蠐螬,為害植物根部及根莖、塊莖、塊根、莢果等,是花生等油料作物的重要地下害蟲[1-2]。顧耘等經雜交試驗和RAPD研究后認為該種與東北大黑鰓金龜(HolotrichiadiomphaliaB ates)為同一物種,筆者仍沿用H.oblita這一學名[3]。近年來,由于耕作制度改革,作物布局調整,栽培技術發生變化,復種指數提高,大面積秸稈還田和施用未腐熟的有機肥,加之適宜的氣候條件和缺乏高效的防治技術,使蠐螬的為害逐年加重[4-7]。對草坪害蟲種類及為害調查表明,華北大黑鰓金龜已經成為其為害期最長、為害最重的種類[8]。因此,該蟲的科學防控已經成為生產上害蟲防治的重要任務之一。科學、高效防控方案的制訂,需建立在掌握害蟲周年發生規律的基礎上,因此明確其發生規律的演替變化十分必要。本研究于2010-2013年對華北大黑鰓金龜成蟲出土狀況進行了系統調查,結合其成蟲發生期的氣象條件,分析其出土時間、出土量與日均溫、平均相對濕度及降雨量等的關系,以期了解華北大黑鰓金龜成蟲出土規律是否發生了變化,同時也為進一步準確預測預報華北大黑鰓金龜發生情況,科學防控提供依據。

1 材料與方法

1.1 試蟲的采集

華北大黑鰓金龜成蟲采自河北省保定市河北農大教學實驗園和軍校廣場。河北農大教學實驗園種植有花生、大豆,棉花、小麥、玉米,各種林木和草坪等,軍校廣場內有大量林木、草坪等植被。本試驗于2010至2013年每年的3月20日至7月15日進行,4年期間對固定的3.5 hm2土地進行調查,種植作物固定,采取平行取樣法,在被調查區域每隔4 m為一個調查點,每調查點寬4 m,長400 m(由于人工草坪形狀不同每調查點長度略有不同)。由本實驗室14人于每晚19：00-22：00之間用戶外強光充電礦燈照射進行人工徒手捕捉,捕捉后將成蟲裝入網兜帶回實驗室進行飼養并統計數量。

1.2 方法

1.2.1 華北大黑鰓金龜成蟲在冀中地區的出土規律調查

逐日記錄華北大黑鰓金龜成蟲出土數量。采用“日報”原則,對華北大黑鰓金龜的捕捉記錄精確到頭/d,采用Excel統計其出土規律,根據其發生數量推測其發生始期、始盛期、盛期、盛末期和末期的發生時間,在逐年比對基礎上,與資料進行比較,分析其出土規律及其變化。

1.2.2 氣象因子對華北大黑鰓金龜成蟲發生的影響

本次試驗的氣象因子數據由保定市氣象局提供。本研究對2010-2013年華北大黑鰓金龜的發生情況與氣象因子進行了逐年分析,選擇2012年數據對日均溫、平均相對濕度和降雨量與發生期、發生量的關系進行了分析。對2010-2013年華北大黑鰓金龜成蟲發生數量與氣候因素的關系采用灰色關聯度分析 (grey relational analysis),關聯度表示對2個系統或2個因素之間關聯性大小的量度。關聯系數Loi(k)可由下式計算:

其中,Δoi(k)表示k時刻兩比較序列的絕對差,Δmin和Δmax表示所有比較序列各個時刻絕對差中的最小值和最大值,ρ為分辨系數,數據分析采用數理統計軟件DPS 7.05完成。在進行關聯度分析時,綜合2010-2013年的數據,對盛發期與各個氣象因子進行關聯計算,分析氣象因子對華北大黑鰓金龜出土的影響。

2 結果與分析

2.1 華北大黑鰓金龜成蟲在冀中地區的出土規律

2010年至2013年華北大黑鰓金龜成蟲在保定的累計出土數量統計結果見圖1,出土百分率(%)=∑日出土量/全年總出土量×100。由圖1可以發現,華北大黑鰓金龜成蟲出土期在4月中旬至6月下旬,出土高峰在5月上旬至6月上旬,對其始盛期、盛期和盛末期時間分析表明,年度間略有不同。2010-2012年始盛期為5月2-3日,盛期為5月13-14日,盛末期為5月23-25日,而2013年始盛期為5月9日,盛期為5月22日,盛末期為6月4日。華北大黑鰓金龜成蟲的出土與降雨有關,通過比對分析當年的氣象資料得出2013年在5月26日才出現第一次降雨可能是導致華北大黑鰓金龜成蟲出土期延遲的原因。文獻表明,華北地區華北大黑鰓金龜成蟲于1991年4月中、下旬進入出土盛期,4月下旬至5月上旬達到出土高峰[10]。2002年成蟲4月中旬開始出土,盛發期在5月上、中旬[11]。2010-2013年表現為4月中、下旬開始出土,盛發期在幾乎整個5月份。華北大黑鰓金龜的出土盛期與資料比較有所延后并且時間有所延長。說明華北大黑鰓金龜成蟲出土規律發生了一定變化。

圖1 2010-2013年華北大黑鰓金龜出土百分率Fig.1 Percentage of the unearthed Holotrichia oblita in 2010-2013

2.2 氣象因子對華北大黑鰓金龜成蟲出土的影響

2.2.1 日均溫對華北大黑鰓金龜出土的影響

如圖2所示,2012年4月26日氣溫達到19 ℃,在4月29日出現第一次出土高峰,之后的日均溫平緩,氣溫沒有明顯變化,出土量逐漸增加,華北大黑鰓金龜隔日出土習性明顯,在5月18日日均溫達到25 ℃這一峰值,5月19日華北大黑鰓金龜出土量達到一年的最高峰892頭。在出土盛期,當日均溫達到峰值后的1～3 d會出現出土高峰,在沒有降雨的影響下,隔日出土規律發生明顯,在5月中旬達到一年中的出土高峰,5月下旬進入盛末期,6月份出土量開始大量減少。

2.2.2 平均相對濕度對華北大黑鰓金龜出土的影響

平均相對濕度對華北大黑鰓金龜成蟲出土的影響分析結果見圖3。如圖3所示,在5月1日平均相

對濕度達到70%,華北大黑鰓金龜的出土量達到594頭的出土高峰,之后5月5-8日的平均相對濕度相對較低，在36%～53%之間,華北大黑鰓金龜的出土量也有所降低,在489頭以下。5月10-13日平均相對濕度上升至69%以上,華北大黑鰓金龜的出土量也開始回升,最多達到683頭,之后平均相對濕度再次下降,華北大黑鰓金龜的出土量也隨之下降。5月18日平均相對濕度開始回升,在5月19日達到60%,華北大黑鰓金龜的出土量也達到了892頭的全年最大值,之后華北大黑鰓金龜便進入了出土盛末期,出土量幾乎不再受到平均相對濕度的影響,開始逐漸減少。以上數據說明華北大黑鰓金龜成蟲出土盛期日出土量與當日的平均相對濕度有關,當平均相對濕度在60%～70%時利于其出土,而當平均相對濕度低于55%時其出土量降低。

圖2 日均溫對華北大黑鰓金龜出土的影響(保定，2012)Fig.2 Effects of the daily mean temperature on the unearthed H. oblita (Baoding, 2012)

圖3 平均相對濕度對華北大黑鰓金龜出土的影響(保定，2012)Fig.3 Effects of the average relative humidity on the unearthed H. oblita (Baoding, 2012)

2.2.3 降雨量對華北大黑鰓金龜成蟲出土的影響

如圖4所示,在4月21日出現第一次降雨,降雨量為7.3 mm,華北大黑鰓金龜開始出土,4月24日降雨40.1 mm,華北大黑鰓金龜開始大量出土。5月12日降雨4.6 mm,5月13日的出土量達到683頭的出土高峰。當進入到發生末期時幾乎不再受到降雨的影響。

圖4 降雨量對華北大黑鰓金龜出土的影響(保定，2012)Fig.4 Effects of rainfall on the unearthed H.oblita (Baoding, 2012)

2.3 氣象因子與華北大黑鰓金龜出土量的關聯度分析

選擇華北大黑鰓金龜成蟲出土盛期,即5月份的氣象因子與其出土量進行分析,結果如表1所示,2010-2012年三年成蟲日出土量與各氣象因子有一定關系。在華北大黑鰓金龜出土盛期金龜子成蟲的發生量與氣象因子關聯度最大的是平均相對濕度,其次是日均溫和降雨量。在2013年中,直到5月26日才出現首次降雨,所以平均相對濕度幾乎沒有到達60%以上,平均相對濕度和降雨量對華北大黑鰓金龜出土量影響的相關性也就相對較低,日均溫與金龜子發生的關聯度上升到了第一位。

表1 華北大黑鰓金龜發生量與氣候因子的關聯度

3 結論與討論

本研究對華北大黑鰓金龜成蟲出土情況進行了連續4年的調查分析,與文獻比較發現,華北大黑鰓金龜近年發生規律與文獻報道總體一致,發生盛期仍在5月份,但表現出出土始期略滯后,出土期時間有所延長的特點,個別年份可能因降雨及氣溫的影響,出現出土期延遲的現象(如2013年)。氣象因子對華北大黑鰓金龜成蟲出土的影響分析表明,平均相對濕度對華北大黑鰓金龜的出土影響最大,其次是日均溫和降雨量。在進入出土盛期后,平均相對濕度大于60%時華北大黑鰓金龜出土量相對較大,當日均溫出現峰值后的1～3 d,華北大黑鰓金龜會表現出大量出土,出現降雨后的1～3 d華北大黑鰓金龜的出土量會相對增加。2013年直到5月26日才出現了第一次降雨,這對平均相對濕度造成了影響。在平均相對濕度較高的條件下,華北大黑鰓金龜的出土量保持相對較高,但是縱觀整個發生盛期,日均溫對出土量的影響上升到了第一位。所以華北大黑鰓金龜的具體發生情況還是要綜合當時的日均溫、平均相對濕度和降雨量因素的影響來進行研究。

利用灰色系統分析法[12]可以通過分析小樣本信息的特征,來分析影響昆蟲發生的因素,可以充分利用現有的信息更好地反映昆蟲發生與其他影響因子之間的關系。對于灰色關聯分析分辨系數ρ可取值為(0～+∞),當ρ≤0.052 63時,較容易觀察關聯度的分辨率的變化,故通常應取值ρ=0.05,以提高灰色關聯分析的分辨率[13],為預測預報和有目的防治華北大黑鰓金龜提供理論依據。

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(責任編輯：王 音)

The annual occurrence dynamics and its influencing factors ofHolotrichiaoblita(Faldermann) adults

Liang Chao1, Guo Wei1,2, Lu Xiujun1, Li Ruijun1, Yu Haohai1, Wang Wei1, Zhao Dan1, Xu Daqing3

(1. College of Plant Protection, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China; 2. Plant Science and Technology College, Beijing University of Agriculture, Beijing 102206, China; 3. College of Life Sciences, Agricultural University of Hebei, Baoding 071001, China)

Holotrichiaoblita(Faldermann) is one of the most destructive agricultural pests in China. In order to reveal the annual occurrence dynamics of and analyze the effects of environmental factors on emergence of overwintering adults, a continuous survey was carried out from 2010 to 2013. The results showed that the peak emergence period still appeared in May from 2010 to 2013,which was approximately consistent with the previous data except for slightly later and longer emergence. However, the preliminary emergence period of 2013 happened later than other years due to the delayed first spring rain, which indicated that the preliminary emergence period ofH.oblitaadults was influenced by soil moisture. Grey relational analysis showed the average humidity became the critical environmental factor on the emerged adults amount at the peak emergence period,especially temperature and rainfall. Our study would lay a firm foundation for the forecast and control ofH.oblita.

Holotrichiaoblita; climate factors; annual occurrence; grey relational analysis

2014-04-02

2014-07-21

國家現代農業產業技術體系項目(CARS-14)；國家重點基礎研究發展計劃(“973”計劃)(2009CB118902)；國家自然科學基金(30971910)

S 433.8

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.03.033

* 通信作者 E-mail:guowei@hebau.edu.cn