北京地區褐足角胸肖葉甲發生規律的初步研究

張 智, 王澤民, 張占龍, 謝愛婷,葉少鋒, 楊建國, 楊伍群, 王福賢

(1. 北京市植物保護站, 北京 100029; 2. 北京市順義區植保植檢站, 北京 101300; 3. 北京市平谷區植保植檢站, 北京 101299; 4. 天津市植保植檢站, 天津 300221; 5. 北京市大興區植保植檢站, 北京 102609; 6. 北京市密云區植保植檢站, 北京 101500)

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北京地區褐足角胸肖葉甲發生規律的初步研究

張 智1, 王澤民2, 張占龍3, 謝愛婷1,葉少鋒4, 楊建國1, 楊伍群5, 王福賢6

(1. 北京市植物保護站, 北京 100029; 2. 北京市順義區植保植檢站, 北京 101300; 3. 北京市平谷區植保植檢站, 北京 101299; 4. 天津市植保植檢站, 天津 300221; 5. 北京市大興區植保植檢站, 北京 102609; 6. 北京市密云區植保植檢站, 北京 101500)

通過普查、系統調查、室內飼養和田間籠罩觀察等方法,對褐足角胸肖葉甲在北京地區的發生為害規律開展了研究。結果表明,褐足角胸肖葉甲在全市均有分布,北部山區的蟲口密度顯著低于南部潮土區。在春夏玉米交錯分布區,未發現褐足角胸肖葉甲取食春玉米。北京地區有紅棕型和銅綠鞘型2種色型,其中紅棕型占93.32%,為絕對優勢色型。普查中發現該蟲可取食多種植物,其中馬齒莧、野艾蒿、茵陳蒿等3種雜草是寄主植物新記錄。系統調查表明,北京1年僅見1代成蟲,7中下旬是該蟲在北京為害的關鍵期。調查分析顯示北京地區褐足角胸肖葉甲在夏玉米田符合聚集分布特征。行為觀察發現褐足角胸肖葉甲為害玉米時,喜歡從正面啃食。室內飼養和田間籠罩觀察發現成蟲平均壽命約為20 d。通過調查,首次證實在北京地區,褐足角胸肖葉甲以幼蟲在玉米根部5～10 cm土層中越冬。本研究初步明確了褐足角胸肖葉甲在北京地區的發生規律,可促進相關預測預報技術的提升,為綜合防控提供決策依據。

褐足角胸肖葉甲; 越冬; 發生規律

褐足角胸肖葉甲[Basileptafulvipes(Motschulsky)]隸屬于鞘翅目肖葉甲科,是一種分布范圍較廣、寄主植物眾多的鞘翅目昆蟲,主要以成蟲造成危害[1]。在我國北方，成蟲可為害禾本科(谷子Setariaitalica、玉米Zeamays、高粱Sorghumbicolor等)、豆科(大豆Glycinemax、花生Arachishypogaea)、大麻科(大麻Cannabissativa)等科的多種作物,在南方主要為害菊花(Dendranthemamorifolium)、香蕉(Musanana)和油茶(Camelliaoleifera)[1-6]。

北京是最早報道褐足角胸肖葉甲可嚴重為害玉米的地區。2001年,僅順義區該蟲的發生面積就高達0.67萬hm2,平均百株蟲量31頭,最高達130頭,平均被害株率為31%,最高為80%[7]。繼北京發現該蟲為害玉米以后,2003年河北省靈壽縣也發現褐足角胸肖葉甲對夏玉米造成危害。此后,褐足角胸肖葉甲在河北省石家莊、廊坊、邢臺、保定等地區都有不同程度的發生與為害,且為害呈加重趨勢[8-11]。成蟲為害玉米時,喜歡集中在心葉內啃食葉肉,造成許多網狀小孔,有時被啃食的小孔連接起來,使葉片被橫向切斷或呈破碎狀[7,9]。

雖然褐足角胸肖葉甲在北京、河北玉米田發生為害較早,但是其越冬、產卵、發育等相關研究主要在南方香蕉種植區開展。目前,褐足角胸肖葉甲的相關研究還比較薄弱,這極大地制約了褐足角胸肖葉甲監測預警及綜合防治措施的制定與實施。此外,在某些方面尚未得到統一結論,如在越冬蟲態方面,有資料報道褐足角胸肖葉甲在廣西以成蟲聚集在隱蔽處越冬[12],但也有研究指出褐足角胸肖葉甲是以幼蟲在土中越冬[5]。北京地區在首次報道玉米田褐足角胸肖葉甲嚴重發生以后,相關研究開展較少。考慮到北京地形復雜,春播玉米和夏播玉米混合種植等因素,測報方法和防治指導意見不能照搬他地,因此,非常有必要結合具體情況,調查其發生為害規律,以便因地制宜提出測報調查方法,為今后褐足角胸肖葉甲的防控提供決策依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

人工氣候箱:寧波江南儀器廠制造,型號為RXZ-4368B,自動控制溫度、濕度和光照,用于開展室內飼養。

養蟲籠:規格為60 cm×35 cm×35 cm(長×寬×高),由碳纖維管和轉角組裝,外罩80目尼龍網罩,主要用于室內褐足角胸肖葉甲封閉飼養,觀察產卵、壽命等基本生物學參數。

田間籠罩:規格為1.5 m×1 m×2.5 m(長×寬×高),由不銹鋼方管制作,可拆卸組裝,外罩40目尼龍網罩,主要用于定期觀察褐足角胸肖葉甲的生活史,明確各蟲態特征及越冬蟲態。

1.2 研究地點

系統調查田位于北京順義區木林鎮賈山村(116.78°E, 40.27°N),該地往年褐足角胸肖葉甲發生較重。系統調查田塊在冬小麥收獲后機器貼茬播種玉米,播種時間6月18日,品種為‘紀元1號’,行距50 cm,株距30 cm。普查玉米田設置在順義、平谷、延慶、密云、房山、大興等區縣,品種有‘鄭單958’、‘聯科968’、‘遼單565’等,株行距與系統調查田類似。田間籠罩安放在北京市植物保護站科技展示基地(116.61°E, 40.16°N),籠罩內玉米播期、株行距與系統調查田基本一致,品種為‘鄭單958’。

1.3 研究方法

1.3.1 系統調查

為獲得褐足角胸肖葉甲的種群動態規律,提出最佳防治時期,本試驗從玉米苗3葉期開始,每3 d調查1次,每次調查5點,每點調查20株。由于成蟲活躍善轉移,田間有為害狀時,未必見成蟲,因此,記錄指標包括有蟲株數(有成蟲的株數)、被害株數(有被害狀的株數)和成蟲數量。

1.3.2 普查

系統調查發現成蟲出土5 d后,開始全市大范圍普查,以確定褐足角胸肖葉甲在北京地區的分布范圍、受害作物種類、各區縣的發生程度等。每個參與普查的區縣調查不少于5個鄉鎮,每個鄉鎮不少于10塊田,且需包括當地常見農作物種類如玉米、大豆、花生、甘薯等。普查時,每田調查5點,每點調查20株,記錄調查時間、地點、蟲株數、被害株數和成蟲數量等。調查過程中,如遇褐足角胸肖葉甲成蟲為害雜草,則詳細記錄雜草種類及為害情況,不能識別的,田間拍照并取樣至室內鑒定。

1.3.3 色型調查

褐足角胸肖葉甲體色變異較大,可分為標準型、銅綠鞘型、藍綠型、黑紅胸型、紅棕型和黑足型6種色型[1,13]。為明確北京地區的常見色型,本試驗選擇百株蟲量超過100頭的地塊,使用捕蟲網、徒手抓取或塑料瓶反扣等手段捕獲成蟲,記錄各種色型的數量,計算各色型的比例。

1.3.4 室內飼養觀察

選擇發生較重的地塊,捕捉成蟲裝入專用的集蟲網袋,帶至實驗室接入養蟲籠,然后放置于溫度28℃±0.5℃,濕度60%±5%的人工氣候箱中。飼料為小喇叭口期玉米苗和帶皮香蕉。玉米苗為中國農業科學院植物保護研究所害蟲監測預警技術研究組種植,品種為‘鄭單958’,香蕉為超市采購。飼喂玉米苗整株放入,營造田間取食心葉的環境,同時投入香蕉作為補償食物。觀察期間,每天投入1次食物,檢查1次萎蔫玉米苗和成蟲蟲量,以明確產卵特點、壽命等生物學參數。

1.3.5 行為觀察

田間選擇觀察目標,在確保不影響其正常活動的情況下,觀察記錄成蟲的取食為害行為,以明確成蟲的為害特征,為防治提供科學依據。

1.3.6 成蟲田間分布特征調查

在選定的系統田中,采用全田均勻取樣,每10 m一個取樣點,每點調查20株,記錄蟲株率、被害株率和成蟲數量等。

1.3.7 越冬調查

2014年7月中旬,玉米田褐足角胸肖葉甲成蟲數量較多時,田間捕捉成蟲并接入放置在北京市植物保護站科技展示基地的田間籠罩內開展越冬調查等研究內容。11月份凍土層形成以前,選擇前茬作物為玉米的田塊,挖土過篩,檢查土中褐足角胸肖葉甲數量,確定褐足角胸肖葉甲的越冬蟲態。次年3月份以后,每隔15 d對田間籠罩內幼蟲發育情況進行一次檢查,以最終明確褐足角胸肖葉甲的越冬蟲態。越冬調查時,每次取完整玉米根1～3個,從下至上仔細剖檢,以確定幼蟲在根際的位置。不能確定是否為褐足角胸肖葉甲時,通過咨詢專家、查詢專著或結合室內飼養獲得的資料進行綜合判斷。

1.4 數據分析

根據蟲株數、被害株數和成蟲數量,計算蟲株率、被害株率和百株成蟲數量。比較各區縣發生情況的差異時,采用單因素方差分析,并采用最小顯著差數法(LSD)進行多重比較。判斷褐足角胸肖葉甲的分布類型時,選擇擴散系數、叢生指標、CA、La/m、聚集性指標(M*/m)等指標進行檢驗[14]。無特殊說明,數據均以平均值±SE表示。統計分析均是在SPSS for Windows 16.0 中進行,制圖在Excel 2003中完成。

2 結果與分析

2.1 分布與為害

全市農作物種植區均有褐足角胸肖葉甲分布,南部平原區發生較為普遍,蟲口密度也顯著高于北部山區(表1)。普查發現,春玉米田僅在地頭雜草,或鄰近該蟲發生較重的夏玉米田的地塊中零星發現一些成蟲,普查未發現春玉米受害。在夏玉米種植區,褐足角胸肖葉甲呈不均勻分布,發生較為普遍的是順義、平谷、密云和房山,大興零星可見一些成蟲。延慶春玉米田未見成蟲,在地頭雜草中掃網12次,捕到2頭成蟲。在普遍發生區,不同區域的田塊間蟲量差異較大,蟲口密度較高的鄉鎮是順義區木林鎮、南彩鎮,密云的河南寨鎮,平谷的峪口鎮、平谷鎮,房山的竇店鎮。上述重發區,90%的土壤類型屬于潮土(土壤類型出自北京土肥信息網,http:∥www.bjtf.org/)。

2014年,北京地區見蟲面積近0.67萬hm2,平均有蟲株率12.21%±2.25%,平谷最高，為20.29%± 5.94%,有蟲株率最高地塊出現在順義,達96%。全市平均被害株率18.05%±4.74%,密云最高，為31.50%±4.11%,平谷和順義各有1處單田最高被害株率達100%。全市平均百株蟲量為(23.12±5.98)頭,順義最高，為(36.48±15.67)頭,最高百株蟲量也出現在順義,為460頭(表1)。有蟲株率(df=82,F=2.53,P=0.02)和被害株率(df=82,F=2.53,P=0.02)在部分區縣間差異顯著,但百株蟲量在不同區縣間的差異不顯著(df=82,F=1.33,P=0.25)。

表1 2014年夏玉米田褐足角胸肖葉甲發生情況1)Table 1 Occurrence of Basilepta fulvipes adults in corn fields in Beijing in 2014

1) 同列不同小寫字母表示在0.05水平差異顯著。

The different small letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level.

2.2 色型

北京地區僅見紅棕型和銅綠鞘型2種色型的褐足角胸肖葉甲,未發現其他色型個體。普查時,13次共捕捉褐足角胸肖葉甲747頭,色型數量統計表明,以紅棕型為主,占93.32%,其余為銅綠鞘型,占6.68%。兩種色型所占比例在不同區縣間略有差異,但夏玉米發生區紅棕型個體均占絕對優勢。

2.3 寄主

普查發現,褐足角胸肖葉甲在北京主要為害夏玉米,部分區縣如密云和順義發現褐足角胸肖葉甲可取食花生和大豆,在平谷區發現其可為害向日葵(Helianthusannuus)。夏玉米田邊上種植向日葵時,玉米田的蟲口密度和被害率都有所增加。雜草方面,在通州發現其取食葎草 (Humulusscandens),在順義發現褐足角胸肖葉甲可取食馬齒莧(Portulacaoleracea),在延慶發現其取食野艾蒿(Artemisialavandulaefolia)和茵陳蒿(Artemisiacapillaris),除葎草外,其余3種為新記錄的雜草寄主。

2.4 種群動態調查

2014年,系統調查表明,褐足角胸肖葉甲首次出土時間在7月5日,夏玉米生育期為7～8葉期。7月中旬是出土高峰期,7月13 日后,種群數量開始減少,8月初進入末期。種群動態分析表明,北京地區1年僅見1代成蟲(圖1)。

2.5 成蟲空間分布特征

經過計算,6塊夏玉米田中20株玉米上褐足角胸肖葉甲數量的擴散系數、叢生指標、CA、La/m、聚集性指標(M*/m)均服從聚集分布(表2),因此,褐足角胸肖葉甲在夏玉米田的分布類型為聚集分布。

圖1 2014年褐足角胸肖葉甲種群動態Fig.1 Population dynamics of adult Basilepta fulvipes in Beijing of 2014

2.6 行為習性觀察

成蟲為害玉米時,呈群集為害特征,常常3～10頭成蟲聚集在一株。強光時,躲在心葉內休息或取食,光線較弱時,到嫩葉葉尖取食。成蟲喜歡從葉片正面啃食,取食后,殘留下表皮。成蟲為害向日葵時,也呈現群集為害的特點,向日葵受害后,葉片出現小孔洞。成蟲不善飛翔,遇驚嚇時,大多數個體假死墜落心葉里面,一些個體飛至相鄰葉片,少數個體可飛2～5 m,轉移到另一株。室內觀察發現,褐足角胸肖葉甲在表層土或萎蔫的玉米葉背面產卵,幼蟲孵化后入土取食玉米根部。7月13日帶回室內的成蟲,飼養到8月初時,存活率約為60%,室內飼養條件下,大部分個體的壽命約20 d。

2.7 越冬蟲態和位置

室內飼養后期,成蟲全部死亡,土中枯葉下未發現存活成蟲。田間籠罩內,玉米收獲后, 2014年11月,第一次調查發現田間褐足角胸肖葉甲的蟲態為幼蟲, 2015年3月份,第二次挖土調查,也僅發現幼蟲,未發現其他蟲態,此后多次調查,均只發現幼蟲,未發現其他蟲態。褐足角胸肖葉甲在北京地區的越冬蟲態為幼蟲,位置在玉米根部5～10 cm的土層內。在河北、天津未翻耕的夏玉米田和翻耕后種植的冬小麥田調查時,也僅發現幼蟲越冬,深度與北京基本相同。

表2 2014年北京地區玉米田褐足角胸肖葉甲成蟲空間分布類型的檢驗結果1)Table 2 Distribution pattern of Basilepta fulvipes adult in corn fields in Beijing in 2014

1)m為平均值;s2為樣本方差。

m: Mean;s2: Sample variance.

3 討論

褐足角胸肖葉甲是一種分布范圍較廣的昆蟲[1-2,15]。2001年,北京市植物保護站首次報道褐足角胸肖葉甲在玉米田嚴重發生[7]。此后,陸續有研究報道褐足角胸肖葉甲對香蕉、油茶等作物造成嚴重危害[4,6]。近年來,在華南香蕉和華北玉米種植區,褐足角胸肖葉甲的發生范圍正逐年擴大,為害程度呈加重趨勢,褐足角胸肖葉甲逐漸成為香蕉和玉米生產上的一種常見害蟲[13,16]。

受積溫、降水、種植習慣等因素的影響,北京北部山區的玉米種植以春玉米為主,南部平原地區既是春玉米種植區,也是冬小麥-夏玉米的輪作區。耕作方式的差異往往導致害蟲發生為害的差異。褐足角胸肖葉甲的發生與為害可能會受到耕作方式的影響。全市調查發現,雖然褐足角胸肖葉甲在全市均有分布,但是不同地區的蟲口密度差異較大。北部山區僅在雜草上零星發現一些成蟲,南部平原潮土區夏玉米受害較重,部分田塊受害率可達100%,百株蟲量可達460頭。調查還發現,在春夏玉米交錯分布區,夏玉米嚴重受害時,褐足角胸肖葉甲幾乎不為害春玉米。

褐足角胸肖葉甲成蟲體色變異較大,可分為標準型、銅綠鞘型、藍綠型、黑紅胸型、紅棕型和黑足型6種。文獻記載,北京地區存在多種色型的褐足角胸肖葉甲[1,7,13]。2014年大范圍普查只發現了紅棕型和銅綠鞘型2種色型,其中紅棕型占93.32%,為絕對優勢色型。此外,普查發現了2種色型個體之間可以交配,但數量非常少。目前,尚不清楚紅棕型個體占據優勢的生態學意義,有關方面還有待進一步深入研究。

褐足角胸肖葉甲的寄主植物眾多,除主要為害玉米、香蕉、油茶等以外,還可取食惡性雜草如葎草等[4,6-8,17]。本調查除再次驗證文獻報道的一些寄主之外,還新發現褐足角胸肖葉甲可取食馬齒莧、野艾蒿、茵陳蒿等3種雜草。同時還初步發現,玉米和向日葵相鄰種植時,兩種作物的受害程度均有所加重。

受各地有效積溫的限制,不同地區的褐足角胸肖葉甲發生世代數量并不相同。廣西南寧1年發生5代[12],云南省河口一年發生3代[5],廣東省一年發生6代[6]。田間調查發現,北京1年可見1代成蟲,首次出土時間在7月5日。7月中旬是出土高峰期,7月13日后種群開始減少,8月初進入末期。根據種群動態結果,7中下旬是褐足角胸肖葉甲在北京為害的關鍵時期,也是開展防治的最佳時期。據文獻報道,褐足角胸肖葉甲在田間呈聚集為害的特點[9,17]。通過調查計算,20株玉米苗上褐足角胸肖葉甲的擴散系數、叢生指標、CA、La/m、聚集性指標(M*/m)均服從聚集分布,因此,褐足角胸肖葉甲在夏玉米田的分布型為聚集分布。今后,開展相關普查時,要參考聚集分布昆蟲的測報技術標準,采用平行線或“Z”字形抽樣方法,獲得更為準確的調查數據。

研究資料記載,成蟲聚集為害玉米時,喜歡從葉背面啃食。本研究觀察發現,褐足角胸肖葉甲為害玉米時,與為害香蕉一樣[4,12],喜歡從正面啃食表皮與葉肉,殘留葉背表皮,此發現為今后開展從正面噴霧防治提供了最基本的依據。通過飼養研究發現,南方香蕉種植區雌蟲壽命平均為9.46 d,雄蟲平均壽命為6.42 d[5]。在北京地區,經過室內飼養和田間籠罩調查,發現成蟲平均壽命約為20 d,遠遠長于前人的研究結果。壽命的長短與所造成的損失密切相關,褐足角胸肖葉甲成蟲壽命相對較長會加劇其對玉米的為害。

截至目前,各地報道的褐足角胸肖葉甲越冬蟲態并不相同。研究表明,在亞熱帶季風氣候區或熱帶季風氣候區,褐足角胸肖葉甲可以多種蟲態越冬,例如在廣西南寧褐足角胸肖葉甲或以成蟲群集于隱蔽處越冬[12],或以各齡幼蟲在蕉地雜草下5～20 cm的土層中越冬[18],而在廣東省褐足角胸肖葉甲則以老熟幼蟲在土內越冬[6],在云南河口以幼蟲在土室內越冬[5]。北京、天津和河北屬于溫帶季風區,冬季氣溫較低。通過多次調查,在上述未翻耕的玉米田中,褐足角胸肖葉甲以幼蟲在玉米根部5～10 cm的土層內越冬,夏玉米田翻耕種植冬小麥后,越冬蟲態仍為幼蟲,越冬位置在小麥根部,深度與未翻耕的玉米田基本相同。由于尚不清楚褐足角胸肖葉甲各蟲態的抗寒能力,因此,還無法判斷其他蟲態在這些地區越冬的可能性。

開展褐足角胸肖葉甲發生為害規律研究,可促進相關預測預報技術的提升,為綜合防控提供決策依據。當前,褐足角胸肖葉甲在北京及周邊夏玉米田發生與為害呈現加重趨勢[16],但其發生規律研究還比較薄弱。本項研究通過調查初步摸清了褐足角胸肖葉甲在北京地區的發生規律和生物學特性,在今后的工作中,需將褐足角胸肖葉甲發生程度與氣象條件之間的關系模型化,以便定量開展相關預測預報。此外,應盡快研究防治指標,以便及時指導農民科學進行防控。

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(責任編輯：楊明麗)

Preliminary study on the occurrence ofBasileptafulvipesin Beijing

Zhang Zhi1, Wang Zemin2, Zhang Zhanlong3, Xie Aiting1,Ye Shaofeng4, Yang Jianguo1, Yang Wuqun5, Wang Fuxian6

(1. Beijing Plant Protection Station, Beijing 100029, China; 2. Plant Protection and Quarantine Station of Shunyi District, Beijing 101300, China; 3. Plant Protection and Quarantine Station of Pinggu District, Beijing 101299, China; 4. Plant Protection and Quarantine Station of Tianjin,Tianjin 300221, China; 5. Plant Protection and Quarantine Station of Daxing District,Beijing 102609, China; 6. Plant Protection Quarantine Station of Miyun District, Beijing 101500, China)

The occurrence regularity ofBasileptafulvipesin Beijing was investigated by general and systematic surveys, indoor rearing, field cage with nylon mesh. The results showed thatB.fulvipesdistributed in every suburb districts, but the population density in the north area of cinnamon soils was significantly lower than that in the south districts of fluvo-aquic soils. Among the mixed area where spring maize was planted close to summer maize fields, no damage was found on spring maize. In Beijing, allB.fulvipesadults could be divided into 2 types, one is of red-brown color, and the other is of patina color. The former color type was the dominant type, accounting for 93.32%. In fields,B.fulvipesadults could feed on not only the reported plants, but also three weed plants, includingPortulacaoleracea,ArtemisialavandulaefoliaandArtemisiacapillaris,which are the new records of the host plants of the pest. Field surveys indicated that only one generation ofB.fulvipesadults appeared in 2014 in Beijing, and generation peak time was in late July, which was the critical period of the damages ofB.fulvipesadults. Distribution pattern ofB.fulvipesadults in summer maize fields accorded with the characteristics of aggregated distribution.B.fulvipesadults preferred to gnaw on the front of the corn leaves. The indoor rearing and field cage test showed that the average longevity was about 20 d. It was the first report thatB.fulvipeslarvae overwintered in the soil with the depth of 5 to 10 cm in Beijing. The above results are not only helpful for the improvement of forecasting techniques, but also provide a decision basis for the pest integrated managements.

Basileptafulvipes; overwintering; occurrence regularity

2015-11-14

2016-01-22

北京市農業局科技新星項目(20140214，20150204)；北京市農業局糧食高產創建項目；糧食作物產業技術體系北京市創新團隊項目

S 435.132

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.05.034

致 謝： 本研究得到北京市各區縣植保植檢站、中國農業科學院植物保護研究所害蟲監測與信息技術組、河北省滄州市農業科學院植物保護研究所、河北望都縣植保站、河北正定縣植保站、天津薊縣植保站等單位老師們的大力支持,野生寄主鑒定時，北京市植物保護站的車晉滇研究員提供了諸多幫助，在此一并致謝。

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