作物布局對玉米螟種群發生與危害的影響

王小武，丁新華，付開赟，劉芳慧，張惠菊，吐爾遜，郭文超

(1.新疆農業科學院微生物應用研究所/新疆特殊環境微生物重點實驗室，烏魯木齊 830091；2.新疆農業科學院植物保護研究所，烏魯木齊 830091；3.伊吾縣農業農村局，農產品質量檢測中心，新疆哈密 839300；4.烏魯木齊海關，烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】玉米螟Ostriniafurnacalis是玉米上的主要害蟲[1-2]，隨著玉米種植面積的擴大、耕作栽培模式的改變,氣溫逐年上升等因素的影響，玉米螟危害日趨嚴重[2-4]。針對玉米螟的防控，開展了化學防治、生物防治(釋放赤眼蜂、應用斯氏線蟲和白僵菌、麥蛾柔繭蜂)、利用抗螟品種、植物誘集、人工去雄、誘捕器誘集以及玉米秸稈粉碎還田等研究[2-3]，對玉米螟的防控起到了一定作用，但因其防治成本、防治時機和操作要求高等因素影響。目前，對玉米螟的防治以化學防治為主。然而隨著對化學殺蟲劑引發的食品安全、用藥安全以及環境污染等問題意識的增強，尋找簡單、便捷、安全、有效的防治措施已成為玉米螟防治工作所面臨的首要任務[4]。研究玉米螟發生與作物布局的關系，對生存防控玉米螟有重要意義。【前人研究進展】不同作物布局影響昆蟲的分布與多樣性[5-7]，較單一作物種植，合理的作物布局(間作、套作、鄰作)能減緩“天敵-害蟲跟隨現象”的時滯效應[8]，對害蟲種群的發展具有較好的抑制作用，從而減輕作物受害程度[9-11]。關于玉米與其他作物合理布局控制玉米螟的相關研究已有大量報道，包括玉米與菜田套作[12]、玉米與甘蔗[1]、豆類作物(綠豆和菜豆)[13-14]、花生、甘薯[13]、禾本科作物(高粱和谷子)[15]、茄科作物(紅薯和辣椒)[16]間作以及玉米與核桃[17]大蒜[18]等作物套作。【本研究切入點】玉米螟的發生與危害受作物種類[19-22]、分布地區[23-24]、種植方式[25]等因素的差異而有所不同。有關新疆地區玉米與其他作物不同布局對玉米螟發生為害的影響尚未見報道。【擬解決的關鍵問題】棉花(Tr1)、玉米+甜瓜(Tr2)、玉米+小麥(Tr3)等3種不同鄰作模式下玉米螟種群動態與危害。分析玉米、棉花、甜瓜和小麥種植比例與玉米螟發生量的關系，以及玉米、棉花、甜瓜和小麥3種不同種植模式與玉米螟田間發生量的關系，為玉米螟的生態防控提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

在新疆喀什地區疏勒縣巴合齊鄉、塔孜洪鄉、英爾力克鄉新疆南部春播玉米種植區，選擇玉米+棉花鄰作(Tr1) 、玉米+西瓜鄰作(Tr2)和玉米+小麥鄰作(Tr3)的正播玉米田進行試驗。其中，巴合齊鄉有較大面積的棉花、玉米、小麥種植，棉花面積略大；塔孜洪鄉、英爾力克鄉3 種作物種植面積均在 0.47 ×104hm2以下，除棉花外，塔孜洪鄉玉米面積略大，英爾力克鄉小麥面積略大，不同試驗點中心田塊距離村莊(蟲源地)基本相同，以減少試驗點距離差異之間因玉米螟遷飛產生的相互干擾。

玉米品種為新玉29號(春播玉米)；小麥品種為新冬2號；甜瓜品種為新密11號；棉花品種為新陸早48號。

誘捕器裝置及誘芯為亞洲玉米螟性誘劑誘芯，北京中捷四方生物科技有限公司。

2016～2018年針對不同種植結構格局，跟蹤玉米田玉米螟發生及為害動態。

1.2 方 法

1.2.1 喀什地區疏勒縣玉米螟田間種群時空動態

玉米螟在新疆喀什地區1年發生3代(有世代重疊現象)，以老熟幼蟲在玉米秸稈中越冬，第2年初春老熟幼蟲羽化為成蟲，稱為越冬代成蟲，隨后越冬代成蟲產1代卵， 8月上中旬為1代成蟲高峰期：1代成蟲產2 代卵，9月上旬為2代成蟲高峰期； 隨后2 代成蟲越冬代產卵孵化，10 月上旬以老熟幼蟲開始越冬。圖1

圖1 玉米螟種群數量(成蛾)田間時空動態(引自劉芳惠，2016)Fig.1 Temporal and spatial dynamics of the number of Ostrinia furnacalis moth population (cited Liu Fang hui, 2016)

1.2.2 誘捕器安置

誘捕器安置方法參考劉芳惠[3]，①“誘盆+誘芯”裝置，誘盆(盆口直徑：30 cm，深度：6 cm)口用鐵絲穿過盆兩側作為懸掛誘芯的支撐且盆內盛2/3體積的0.2%洗衣粉水，誘芯懸掛于離中央誘盆水面3 cm左右的鐵絲上并固定；②將①裝置于高1.5 m的三角架上；誘盆水每5 d補給1次，誘芯每25 d更換1次。每天上午收集并統計誘盆中所誘集到的玉米螟成蛾數量。

1.2.3 作物布局對玉米螟發生動態影響

玉米毗鄰棉花田、玉米毗鄰小麥田以及玉米毗鄰甜瓜田中，分別在玉米種植區放置誘捕器，每塊田誘捕器兩兩之間相距 30 m 左右，成蟲種群調查采用誘捕器誘查，從4月下旬開始至9月下旬結束，每日記錄誘蛾量，幼蟲調查采用大田普查，選擇具有代表性的玉米田 8～10 塊，采用“Z”形抽樣調查法，每點取20株玉米。以誘捕器誘到成蛾作為羽化成蟲田間種群動態的指標，以落卵量作為第1代玉米螟田間種群動態的指標。

1.2.4 作物布局與玉米螟田間發生危害的關系

玉米毗鄰棉花田、玉米毗鄰小麥田以及玉米毗鄰甜瓜田中，分別在玉米種植區放置性誘捕器，每塊田誘捕器兩兩之間相距 30 m 左右，從4月下旬開始至9月下旬結束，每日記錄誘蛾量，并做好記錄；于1 代幼蟲發生初期，每7 d調查1次并統計玉米植株上的幼蟲蟲量、玉米蛀稈率、危害株數，折算玉米百株蟲量和被害株率；在玉米生育期以 5 點取樣法(每點取20 株玉米)檢查玉米莖稈和果穗上的蛀孔數，并解剖統計活蟲數。以玉米蛀稈率、玉米莖稈和果穗上蛀孔數、活蟲數評價玉米螟為害情況，如遇雨天順延。

1.3 數據處理

試驗數據使用 Microsoft Excel 2010作圖，采用SPSS20.0統計軟件Tukey 檢驗法進行顯著檢驗 。

2 結果與分析

2.1 作物布局對玉米螟種群發生動態的影響

研究表明,從全世代看，玉米+棉花(Tr1)鄰作田成蛾量顯著高于玉米+甜瓜(Tr2)和玉米+小麥(Tr3)鄰作田，其中，越冬代蛾量Tr1鄰作與Tr3鄰作田差異不顯著，1 代和2 代蛾量，Tr1鄰作田亦顯著高于Tr2和Tr3鄰作田(P< 0.005)，Tr2和Tr3鄰作田全世代差異均不顯著(P> 0.005)。表1

表1 不同鄰作模式田間成蛾發生量比較(新疆，喀什，2016年)Table 1 Comparison of field moths in different adjacent cropping patterns (Kashi, Xinjiang，2016)

玉米與棉花、西瓜和小麥3種作物鄰作對玉米螟落卵量(百株)、幼蟲數量(百株)和蛹量(百株)影響差異顯著(P< 0.005)。其中，Tr1鄰作田玉米螟落卵量(百株)、幼蟲數量(百株)和蛹量顯著高于Tr2和Tr3鄰作田，而Tr2和Tr3鄰作田，玉米螟落卵量(百株)、幼蟲數量(百株)和蛹量(百株)差異不顯著(P> 0.005)，但在發生數量方面，Tr2鄰作高于Tr3鄰作。

對于田間落卵量發生動態而言，5月24日～6月24日為1代玉米螟(越冬代)落卵期，落卵峰值為6月8日，7月14～8月4日為2代玉米螟落卵期，落卵峰值為7月19～28日。對于田間幼蟲數量發生動態而言， 6月15日～8月4日為1代、2代幼蟲世代重疊期，此期正值春播玉米生長大喇叭口后期，也是幼蟲蛀干危害期。對于田間蛹量發生動態而言，1代玉米螟蛹始見6月24日，7月14日是Tr1鄰作和Tr3鄰作田玉米螟成蛹盛期，Tr2鄰作田為7月19日。圖2

注：a、b、c依次為不同鄰作模式玉米螟落卵量、幼蟲及蛹發生動態Note: a, b and c are the dynamics of the number of eggs, larvae and pupa in different neighboring models圖2 不同鄰作模式玉米螟落卵量、幼蟲及蛹發生動態(新疆，喀什，2016年)Fig. 2 Dynamics of egg mass, larvae and pupa in different orbital models (Kashi, Xinjiang，2016)

2.2 作物布局對玉米螟為害的影響

玉米螟主要在玉米生長中后期進行危害，不同鄰作模式下玉米螟蛀稈率差異顯著(P< 0.005)，蛀稈率均值為18.03% ，其中Tr1鄰作田蛀稈率顯著高于Tr2和Tr3鄰作田(P< 0.005)。在玉米莖稈蛀孔數方面：Tr1鄰作田總蛀孔數顯著高于Tr2和Tr3鄰作田(P< 0.005)，Tr1鄰作與Tr2鄰作模式下莖稈蛀孔差異不顯著(P>0.005)，但果穗蛀孔數差異顯著(P< 0.005)；在玉米螟活蟲數方面：Tr1、Tr2、Tr3 3種鄰作模式下莖稈活蟲數、總活蟲數差異顯著(P< 0.005)；其中，Tr1鄰作模式莖稈活蟲數、總活蟲數均最高，依次為9.32±2.38 、16.69±3.18；Tr3鄰作最低，分別是4.13±1.34 、9.15±2.08。 表2

表2 不同鄰作模式玉米植株危害情況(新疆，喀什，2016年)Table 2 Survey of maize plant damage in different neighborhood patterns (Kashi, Xinjiang，2016)

3 討 論

3.1 作物布局與玉米螟種群發生動態的關系

農田景觀格局中不同作物布局/組合種植，不僅是通過影響害蟲對寄主的產卵選擇性/幼蟲取食選擇性而影響其種群數量，還是調節天敵群落結構從而達到生物控制有害物種的目的[14，26-27]。何康來等[28]認為， 作物(玉米)揮發物是影響玉米螟產卵選擇性的重要因素；蔣興川等[20]研究發現，雖然玉米、甘蔗氣味對玉米螟落卵量無顯著影響，但初孵幼蟲對甘蔗氣味表現出很強的“逃逸行為”；陳斌等[1]研究發現，較單一種植玉米田，玉米+甘蔗間作可明顯降低玉米螟落卵量、蛀孔密度和百稈蟲量；此外，陳斌[1]、周大榮等[29,30]研究還發現，較單一種植玉米田，間作玉米田對寄生蜂、赤眼蜂的種群更具誘集作用；田耀加等[14]研究表明，在玉米各個生育期內，玉米與綠豆、菜豆、甘薯和花生間作模式下,玉米螟落卵量與單一種植玉米無顯著差異，但在玉米收獲期，單一種植生境玉米螟為害率高于間作生境；魯新等[25]研究發現，玉米與向日葵間作對玉米螟具有驅避作用；呂仲賢等[31]研究發現，較玉米而言，玉米螟初孵幼蟲更偏好取食棉花。研究發現，喀什地區第1代(越冬代)成蟲羽化后更偏好于向玉米-棉花(Tr1)鄰作田遷移且1 代和2代成蟲也更喜歡玉米周圍有棉花種植的田，5月24日～6月24日為1代玉米螟(越冬代)落卵期，6月15日～8月4日為1代、2代卵、幼蟲和蛹的世代重疊期，此期正值春播玉米生長大喇叭口期，也是幼蟲蛀干危害期。

研究中，較玉米+甜瓜(Tr2)和玉米+小麥(Tr3)鄰作田，1代成蟲更偏好于玉米+棉花(Tr1)鄰作的玉米田塊且差異顯著(P< 0.005)，而玉米+甜瓜(Tr2)、玉米+小麥(Tr3)鄰作的田塊偏好性差異不顯著(P>0.005)，但玉米+甜瓜(Tr2)鄰作模式下玉米螟發生量高于玉米+小麥(Tr3)鄰作，這可能與1代成蟲羽化后需要棉花、哈密瓜花蜜作為補充營養所致，調查發現，巴合齊鄉、塔孜洪鄉、英爾力克鄉作物種植均以棉花+玉米鄰作為主，種植面積占作物總種植面積的72.88%；較其他作物而言，棉花種植面積最大，花期相對最長，哈密瓜種植面積低于棉花，花期相對較短，上述2種作物的花期與1代玉米螟羽化期(羽化期為8月中上旬與棉花和甜瓜花期)重疊，且其均可為玉米螟成蟲提供食源，也印證了鱗翅目昆蟲羽化后需要取食富含碳水化合物的蜜源植物以補充營養，促進性細胞的發育成熟且卵巢發育程度與成蟲取食的營養質量呈正相關[32-33]。也初步印證了該研究的結果，而對于蜜源植物鄰作模式下，玉米螟成蟲可能具有補充營養習性的印證試驗，有待進一步深入研究。

3.2 作物布局對玉米螟發生為害的影響

研究調查發現，Tr1鄰作模式下蛀稈率、蛀孔數及活蟲數均高于Tr2和Tr3鄰作生境，造成這一差異的原因可能由天敵種類、數量所致[1，24-25]。有關玉米與棉花、甜瓜和小麥鄰作模式下對天敵物種多樣性及優勢種分布的影響，以及不同蟲態下玉米螟與鄰作模式下的天敵亞種間的互作，還有待深入探討。

4 結 論

作物布局對玉米螟的發生與危害均有一定的影響，較玉米+甜瓜(Tr2)和玉米+小麥(Tr3)鄰作模式，玉米+棉花(Tr1)鄰作模式下，玉米螟的發生量包括越冬代、1代和2代成蛾種群、百株落卵量、幼蟲量和蛹量均最高，且玉米+棉花(Tr1)鄰作模式下，玉米螟的發生與危害最重，而玉米+小麥(Tr3)鄰作模式最輕，玉米螟蛀稈率從大到小排序為玉米+棉花鄰作(Tr1)>玉米+哈密瓜鄰作(Tr2)>玉米+小麥鄰作(Tr3)。