甘蔗生長中后期稻蛀莖夜蛾蛀孔垂直分布及抽樣技術研究

羅志明 尹炯 黃應昆

摘要 2013年-2015年我們調查了甘蔗生長中后期稻蛀莖夜蛾為害形成的蛀孔，應用統計學方法對蛀孔在蔗莖上的垂直分布特征進行研究。結果表明，蛀孔在蔗莖上的垂直分布呈現單峰型分布特征，分布于蔗莖14節以下。蛀孔基本成分為個體群，個體間相互吸引，在蔗莖上呈聚集分布。應用Iwao的理論抽樣數模型，計算出一定允許誤差和一定種群密度下的理論抽樣數。

關鍵詞 甘蔗； 稻蛀莖夜蛾； 垂直分布； 抽樣技術

中圖分類號： Q 968.1

文獻標識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2017331

Abstract From 2013 to 2015， we surveyed the borer holes caused bySesamia inferens in the middle and later growth periods of sugarcane， and analyzed vertical distribution characteristics of borer holes in cane stalk by statistical methods. The results showed that holes in cane stalk presented single peak with vertical distribution characteristics， distributing in 1st-14th of cane stalk. Holes in cane stalk had an aggregated distribution pattern， and the basic element of vertical distribution was an individual colony in cane stalk. Individuals attracted each other and the holes were of aggregated distribution. Using Iwaos regression， we derived theoretical sampling formula with the permissible error and the population density.

Key words sugarcane； Sesamia inferens； vertical distribution； sampling technique

分布格局是昆蟲種群的重要屬性之一，是其在生存空間中的自然表達，由昆蟲的遺傳特性和生態環境條件所決定[1]。研究害蟲種群分布格局不僅可以揭示害蟲種群的空間結構狀況，還可以準確掌握害蟲種群的發生規律和數量變化特征，這對指導害蟲監測預警及制定防控措施具有重要現實意義[2]。

螟蟲是為害甘蔗普遍且嚴重的一類鉆蛀性害蟲[3]，主要包括稻蛀莖夜蛾（夜蛾科，舊稱大螟）Sesamia inferens Walker、二點螟Chilo infuscatellus Snellen、黃螟Argyroploce schistaceana Snellen、條螟Proceras venosatus Walker、紅尾白螟Tryporyza intacta Snellen和臺灣稻螟Chilotraea auricilia Dudgeon等。在甘蔗整個生長期螟蟲均有發生。其中，在苗期為害甘蔗生長點造成枯心苗，降低田間有效苗量；在生長中后期鉆蛀蔗莖，破壞蔗莖組織，形成螟害節，感染赤腐病等，降低甘蔗產量和糖分。由于甘蔗生長周期長、植株高大、密植等，再加上螟蟲種類繁多、年發生5～6代且世代重疊嚴重[4]，給螟蟲的監測工作帶來了較大難度。枯心苗和螟蛀節是螟蟲在甘蔗不同生長階段的重要螟害特征，跟蹤它們的發生動態是準確掌握蔗田不同階段螟蟲種群較簡便且有效的方法。通過對螟害枯心苗相關特征研究，明確了甘蔗苗期螟蟲種群結構和種間關系[5]、螟蟲空間分布型及發生動態[6-7]，同時還能評價不同甘蔗品種的抗螟性[8]。目前，針對甘蔗螟蛀節的研究甚少，其內容也主要局限于甘蔗品種抗性評價[9-10]和產量糖分損失[11]等幾方面，而對于應用甘蔗生長中后期螟害分布來揭示螟蟲發生動態的研究未見報道。

螟害蛀孔是螟蟲為害蔗莖的唯一入口，其數量分布動態可直接反映受害蔗莖上的螟蟲種群動態[12-13]，但受生物學特性影響，各種螟蟲分布差異較大。本文以甘蔗稻蛀莖夜蛾為害蛀孔為研究對象，應用統計學方法系統分析了蛀孔在蔗莖上的垂直分布特征。

1 材料與方法

1.1 調查地點

試驗設于云南省農業科學院甘蔗研究所基地（23.7°N， 103.23°E），海拔1 050 m。水田，地勢平整，土壤肥力中等，排灌方便，多年來一直種植甘蔗。該地蛀食甘蔗的為稻蛀莖夜蛾，田間種群自然繁殖。調查品種為‘云蔗05-51，新植，種植行距1 m，面積500～800 m.2不等。甘蔗種植及管理按常規進行。

1.2 調查方法及數據整理

于2013年-2015年甘蔗成熟期，選擇5塊長勢一致的新植蔗田進行稻蛀莖夜蛾蛀孔調查。5點取樣法，每點連續調查10株，共調查250株。調查前先剝除甘蔗葉鞘（僅留梢部心葉），然后自下而上逐節觀察稻蛀莖夜蛾蛀孔，按節間位置記錄蛀孔數。甘蔗節順序自下而上排列，即從土表開始為第1節，向上依次為第2節、第3節等。調查數據轉化成100株蛀孔數，并按節位進行整理。

1.3 垂直分布型測定[1，14]

1.3.1 聚集度指標法

以年度數據為統計樣本單元，分別求出各樣本的平均值m、方差S.2及平均擁擠度m.*。計算擴散系數C、叢生指數I、聚集性指標m.*/m、CA指標和負二項分布K值等5個聚集度指標，分析稻蛀莖夜蛾蛀孔垂直分布型。

m.*=m+S.2m-1；C=S.2m；I=S.2m-1；

m.*/m=1+S.2m.2-1m；CA=S.2m.2-1m；K=1CA

分布型判斷依據：當m.*<1、C<1、I<0、m.*/m<1、CA<0、K<0時為均勻分布；當m.*=1、C=1、I=0、m.*/m=1、CA=0、K→+∞時為隨機分布；當m.*>1、C>1、I>0、m.*/m>1、CA>0、K>0時為聚集分布。

1.3.2 回歸分析法

利用Iwao的m.*-m線性回歸模型m.*=α+βm揭示分布特征。其中，α為分布基本成分的平均擁擠度，β為基本成分的空間分布型。當α=0時，分布的基本成分為單個個體；α>0時，個體間相互吸引，分布的基本成分是個體群；α<0時，個體間相互排斥。當β<1時，為均勻分布；β=1時，為隨機分布；β>1時，為聚集分布。

利用Taylor冪指數法則lgS.2=lga+blgm測定分布格局。其中，lga=0，b=1時，為隨機分布；lga>0，b=1時，為聚集分布，不具有密度依賴性；lga>0，b>1時，為聚集分布，具有密度依賴性；lga<0，b<1時，密度越高分布越均勻。

1.4 最適抽樣數量的確定[14-15]

應用Iwao的理論抽樣數模型確定不同密度時最適理論抽樣數。

N=t.2/D.2[（α+1）/m+β-1]；

其中，N為最適理論抽樣數，m為平均密度，t為一定概率保證下的正態離差值（取t=1，α、β為m.*-m回歸模型中的參數），D為允許誤差值，取D=0.1，0.2，0.3。

2 結果與分析

2.1 蛀孔垂直分布特征

在蛀孔分布范圍內統計整理了各節蛀孔數。蛀孔在蔗莖上的垂直分布結果見圖1。從圖中可看出，不同年度間蛀孔在蔗莖上分布范圍和基本特征較為相似。從分布范圍來看，2013年蛀孔分布在1～14節，2014年和2015年均分布在1～13節。從蛀孔分布變化趨勢來看，3年分布均接近單峰型變化，明顯呈現出兩頭較低，中間高的趨勢。其中，2013年最大數量分布于第7節（m=32），2014年和2015年最大數量均分布于第6節（m=42和40），且均向左右逐漸降低。從蛀孔數量來看，2014年各節數量普遍高于2013年和2015年，呈現出蛀孔數量隨種群密度的增加而加大的趨勢。

2.2 統計方法研究

2.2.1 數據基本特征分析

以調查范圍內最低和最高蛀孔可見節為統計范圍，整理分析了不同年度蛀孔在蔗莖上的分布數據，結果見表1。從表中可看出，不同年度間蛀孔分布位置基本一致，2013年分布在1～14節，2014年、2015年分布在1～13節。從平均值、最小值和最大值等統計數據來看，3年間略有不同，但基本特征相似。從分布類型來看，3年調查數據的變異系數均較大（大于15），因此蛀孔在蔗莖上分布不均。分布類型與正態分布相比較，坡度較為平緩（峰度<0），但聚集峰的偏度各有不同，其中2013年和2015年向右偏（偏度>0）、2014年向左偏（偏度<0）。

2.2.2 聚集度指標法分析

蛀孔聚集度指標見表2。從表中可以看出，2013年至2015年調查數據平均擁擠度m.*>1、擴散系數C>1、叢生指標I>0、m.*/m>1、CA>0、K>0，根據各指標判斷依據，表明蛀孔在蔗莖上呈聚集分布。

2.2.3 Iwao的m.*-m回歸分析法

將樣本平均值m與平均擁擠度m.*進行線性回歸，得出回歸方程為：m.*=2.708 6+1.237 9m，相關系數r=0.987 5，相關關系為極顯著。α=2.708 6>0，表明蛀孔在蔗莖上分布的基本成分是個體群，個體間相互吸引；β=1.237 9>1，表明蛀孔個體群在蔗莖上呈聚集分布。

2.2.4 Taylor冪法則

利用樣本平均值m與方差S.2的對數值計算出Taylor冪法則方程：lgS.2=0.180 2+1.575 8lgm，r=0.968 8，相關關系極顯著。lga=0.180 2>0，b=1.575 8>1，表明蛀孔在蔗莖上呈聚集分布，聚集程度隨密度的升高而增加。

2.3 最適抽樣數量的確定結果

將Iwao回歸模型中的α（2.708 6）、β（1.237 9）代入理論抽樣數公式N=t.2/D.2[（α+1）/m+β-1]（式中t=1）中得，N=（3.708 6/m+0.237 9）/D.2。當允許誤差值D取0.1、0.2、0.3和蛀孔密度m取0.5～10時，最適理論抽樣數量見表3。從表中可看出，在允許誤差一致的情況下，理論抽樣數量隨調查蔗莖的蛀孔密度增加而減少；在密度一致的情況下，理論抽樣數量隨允許誤差值增加而減少。如蛀孔密度為0.5，允許誤差為0.1時，最適抽樣數為766株；蛀孔密度為5，允許誤差為0.1時，最適抽樣數為98株；蛀孔密度為5，允許誤差為0.3時，最適抽樣數為11株。

3 小結與討論

研究結果表明，稻蛀莖夜蛾蛀孔在蔗莖上的垂直分布呈單峰型分布特征，大量蛀孔集中于蛀孔分布區域的中間位置。從蛀孔分布特征看，個體間相互吸引，以個體群形式分布，在蔗莖上的垂直分布型呈現聚集特征，聚集程度隨蛀孔密度的升高而增加，這是甘蔗生長中后期稻蛀莖夜蛾種群特征在蔗莖上的具體表現。

蛀孔是稻蛀莖夜蛾為害蔗莖的重要特征，其數量經常用來衡量甘蔗受害的嚴重程度[16-17]。為提供甘蔗生長中后期稻蛀莖夜蛾測報、為害調查最佳取樣數量和方法，本研究采用Iwao的理論抽樣數模型，推導出蔗田稻蛀莖夜蛾蛀孔不同密度下的理論抽樣數公式N=（3.708 6/m+0.237 9）/D.2，并根據公式計算出一定允許誤差和一定種群密度下的理論抽樣數。

本研究明確了稻蛀莖夜蛾在甘蔗上蛀孔垂直分布規律，結果可為甘蔗中后期稻蛀莖夜蛾化學防治、赤眼蜂蜂卡釋放和性誘劑應用等提供技術依據。

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（責任編輯：楊明麗）