異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植場的空間分布型及抽樣技術分析

2022-04-06 02:37:22呂玉華肖京林李子玲羅晨曦

西南農業學報 2022年2期

呂玉華，肖京林，李子玲，劉斌，張萌，羅晨曦

(廣西大學農學院，南寧 530004)

【研究意義】異遲眼蕈蚊(Bradysiadifformis)隸屬于雙翅目(Diptera)眼蕈蚊科(Sciaridae)遲眼蕈蚊屬(Bradysia)，是一種在世界各地廣泛分布的農林業害蟲[1]，在我國于2009年首次在云南發現和記錄，是我國食用菌害蟲的優勢種類之一[2]，可為害平菇、茶樹菇、香菇、木耳、金針菇、猴頭菇、鳳尾菇、杏鮑菇、楊樹菇和靈芝等多種食用菌[3]，已造成較嚴重的經濟損失。異遲眼蕈蚊成蟲通常將卵產在暴露于菌袋口的菌塊或子實體表面，幼蟲孵化后即在菌塊淺層咬食菌絲并逐漸向菌袋中間轉移為害，嚴重時菌絲大面積消退并留下淡灰黃色粉粒狀碎屑，造成出菇減少或不能出菇；幼蟲也可蛀入子實體菌柄和菌蓋內咬食，使子實體內部組織呈現多孔的海綿狀并枯萎、腐爛；成蟲不直接為害菌絲和子實體，但可傳播病害、螨類和線蟲，對食用菌的品質和產量造成不良影響[4]。由于異遲眼蕈蚊幼蟲在菌袋內的菌料和子實體上活動和取食，加上平菇子實體質地柔嫩、生長迅速，采用化學方法防治效果不佳且容易產生藥害和藥物殘留，因此在防治上受到很大限制。而異遲眼蕈蚊成蟲具翅，常在菇場空間飛舞，可采取燈光和色板誘殺及藥劑噴殺等多種措施進行防治[5]，但需在明確其空間分布特點、了解其生物學和生態學特性，并通過科學合理的抽樣調查掌握其田間種群發生動態才能獲得良好的防治效果。因此，分析異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植場的空間分布特點及田間調查抽樣技術，對其蟲情監測和防治具有重要意義。【前人研究進展】昆蟲種群的空間分布型是指昆蟲種群個體在其生活空間的分布形式，是昆蟲生物學特性和環境因子的不均勻程度相互疊加作用的結果[6]。近年來，國內外對異遲眼蕈蚊的研究主要集中在生物學特性[2，7]、生物防治和化學防治[8]等方面。張宏瑞等[4]在國內首次發現異遲眼蕈蚊新種后記述了其外部形態鑒別特征。李子玲等[9]通過在廣西南寧市郊幾個較大規模平菇種植場的調查，明確了異遲眼蕈蚊是廣西南寧市平菇害蟲的主要種類之一，每年2月上旬至5月上旬是其發生高峰期，對平菇生產威脅極大。劉倩等[10]、羅茵等[11]研究發現，異遲眼蕈蚊在高溫下具有與常溫下不同的生存特性，表明溫度對其種群發生動態具有極大影響。國內已開展對菇蚊蠅類害蟲的空間分布型研究[12-15]。魯武鋒等[12]研究發現，澤蘭實蠅幼蟲在野外均呈聚集分布，種群分布的基本成分是個體群，但個體間相互吸引；澤蘭實蠅蟲癭在野外也呈聚集分布，種群分布的基本成分是個體群，但個體間相互排斥。龍秀珍等[13]研究表明，杧小果普癭蚊幼蟲在芒果樹上均呈聚集分布，個體間相互吸引，聚集強度與種群密度成正比。盧巧英等[14]對異遲眼蕈蚊近緣的韭菜遲眼蕈蚊(Bradysiacellarum)進行研究，發現韭菜遲眼蕈蚊幼蟲在韭菜田呈聚集分布，服從負二項分布型，幼蟲的聚集是由生物習性所造成。梅增霞等[15]也通過聚集度指標等方法研究證實韭菜遲眼蕈蚊幼蟲在韭菜田呈聚集分布，其聚集性隨著密度的增加而增大，并通過回歸分析法確定在不同精度下的理論抽樣數及序貫抽樣數。而張毅[16]進一步研究表明在韭菜田調查韭菜遲眼蕈蚊較理想的抽樣方式為Z字形、棋盤式和平行線，并確定10、12和14點的抽樣數離散度小，是較理想的抽樣量。【本研究切入點】異遲眼蕈蚊是我國食用菌害蟲優勢種之一，但目前關于其在食用菌種植場的空間分布特點未見報道。【擬解決的關鍵問題】明確異遲眼蕈蚊成蟲在食用菌種植場的空間分布特點和在田間調查適宜采用的抽樣技術，為其成蟲的蟲情監測和防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 調查區概況

試驗在異遲眼蕈蚊發生高峰期[17](2020年的發生高峰期在3—5月)進行。試驗地點在廣西南寧市興寧區三塘鎮宇輝食用菌種場平菇種植棚內。調查區屬于亞熱帶季風氣候區[18]，平均海拔74.00～79.00 m。種植棚為簡易鋼架拱頂大棚，棚體長、寬、高分別為25.00、10.00和2.50 m，棚頂覆蓋透明大棚膜和雙層遮陽網，四周以雙層遮陽網圍擋。平菇菌包成行排列于地面，菌包長軸與菌包行垂直，每行堆疊5層，行距1.0 m，按常規方法進行管理。

1.2 調查方法

1.2.1 異遲眼蕈蚊成蟲飛行活動高度調查為考查異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植場的飛行高度，在1個平菇處于二潮出菇期(袋栽平菇一般可出菇三潮以上)的菇棚內，隨機選取5個樣點，每個樣點在菌包行上方分別懸掛3塊10.00 cm×12.50 cm的透明粘蟲板，懸掛的粘蟲板底邊與菌包行頂部菌包距離分別為-10.00、0、10.00、20.00和30.00 cm，24 h后將粘蟲板取下并用透明保鮮膜包裹帶回實驗室，在體視顯微鏡下觀察、計算5個樣點不同高度粘蟲板粘附的異遲眼蕈蚊成蟲數量，篩選出飛行活動最集中的高度。重復5次，每次調查時間間隔5 d。

1.2.2 異遲眼蕈蚊成蟲空間分布型調查采用密集棋盤式取樣法，每個菌包行選4個樣點，各樣點間隔1.75 m，隔5行菌包行取1行樣點，共取18行72個樣點。在每樣點的菌包上方懸掛1塊10.00 cm×12.50 cm的透明粘蟲板，粘蟲板底邊與菌包行頂部菌包距離為1.2.1篩選出的飛行活動最集中高度，24 h后將粘蟲板取下并用透明保鮮膜包裹帶回實驗室，在體視顯微鏡下觀察計數各粘蟲板上粘著的異遲眼蕈蚊成蟲數量，共調查3次，每次間隔5 d。

1.3 空間分布型測定

1.3.1 頻次分布法根據調查結果列出不同蟲口數量樣方實查頻次，并計算各分布型的理論頻次，對實查頻次和理論頻次進行卡方(χ2)檢驗[19]，根據檢驗結果判斷異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植棚中的空間分布型。在進行χ2檢驗時，各頻次樣本數(N)必須足夠大，理論頻次如小于5，需將小于5的各項理論頻次合并，使合并后的理論頻次大于5。

1.3.2 聚集度指標法根據調查結果，計算各重復粘蟲板粘附的異遲眼蕈蚊成蟲數的均值(m=M/N，其中，M為各重復粘附的異遲眼蕈蚊成蟲總數，N為樣本數)和各重復樣本方差S2，再計算以下6個常用聚集度指標用于判斷異遲眼蕈蚊成蟲空間分布型：擴散系數(C)(C=S2/m)、負二項分布指數(K)[K=m2/(S2-m)]、Cassie(1962)指標(CA)[CA=(S2-m)/m2]、叢生指標(I)(I=S2/m-1)、平均擁擠度(m*)(m*=m+m/K)和聚快性指標(m*/m)。

分布型判斷標準：C=1.000為隨機分布，C>1.000為聚集分布，C<1.000為均勻分布；CA=0為隨機分布，CA>0為聚集分布，CA<0為均勻分布；I=0為隨機分布，I>0為聚集分布，I<0為均勻分布； 01.000為聚集分布[20]。

1.3.3 Taylor冪函數法采用Taylor對S2與m之間的函數關系(lgS2=lga+blgm)進行分布型判斷，判斷標準：當lga=0、b=1時為隨機分布；當lga>0、b=1時為聚集分布，聚集度不因種群密度的改變而變化；當lga>0、b>1時為聚集分布，聚集度隨著種群密度的增大而增大；當lga<0、b<1時為均勻分布[21]。

1.3.4 Iwao回歸分析法根據m和m*擬合Iwao回歸方程m*=α+βm判斷異遲眼蕈蚊成蟲的空間分布型和分析聚集原因，判斷標準：當α≤0時分布的基本成分均為個體，當α>0時分布的基本成分是個體群；當β=1時基本成分為隨機分布，當β>1時基本成分為聚集分布，當β<1時基本成分為均勻分布[22]。

1.4 抽樣技術分析

1.4.1 理論抽樣數模型建立在擬合出Iwao回歸方程m*=α+βm后，即可建立最適理論抽樣數計算模型N=(t2/D2)[(α+1)/m+β-1]，式中，N為最適抽樣數，t為一定概率下的置信水平(當P=0.95時，t=1.96)，m為異遲眼蕈蚊成蟲數均值，D為允許誤差(一般取值為0.1～0.3)，α和β均為Iwao回歸方程中的參數[23]。

1.4.2 不同取樣法的適合度比較采用Z字形取樣法、平行線取樣法、棋盤式取樣法、五點取樣法和對角線取樣法在3次分布型調查所得實況圖上模擬取樣，計算模擬取樣樣點的平均數，再以分布型調查的各重復樣本平均數為對照，計算二者的相對誤差率(相對誤差率=絕對誤差/對照)，并用t測驗分析其差異顯著性，比較不同取樣方法的適合度[24]。

1.5 統計分析

試驗數據采用SPSS 19.0和Excel 2016進行統計，以Duncan’s 新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 異遲眼蕈蚊成蟲對飛行活動高度的選擇習性

從圖1可看出，在菌包上方10.00 cm處粘蟲板粘附的成蟲數最多，平均為17.30頭/板，且顯著高于其他高度(P<0.05，下同)，而其他高度處粘蟲板粘附的成蟲數間差異不顯著(P>0.05，下同)。其中，在菌包上方10.00 cm處粘蟲板粘附的成蟲數占比達46.75%，在菌包下方10.00和0 cm處粘蟲板粘附的成蟲數平均分別為8.90和10.80頭/板，占比分別為15.60%和19.10%，在菌包上方20.00和30.00 cm處粘蟲板粘附的成蟲數平均分別為11.50和8.20頭/板，占比分別為20.20%和14.50%。可見，10.00 cm是菇場中異遲眼蕈蚊的主要飛行高度，因此，在后續的異遲眼蕈蚊成蟲空間分布型調查試驗中將粘蟲板懸掛高度設置在距離上層菌包10.00 cm處。

圖柱上不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05) Different lowercase letters on the bar represented significant difference(P<0.05)圖1 不同懸掛高度粘蟲板粘附的異遲眼蕈蚊成蟲數比較Fig.1 Comparison of adult number of B.difformis attached to different hanging heights

2.2 異遲眼蕈蚊成蟲的空間分布型測定結果

2.2.1 頻次分布法的測定結果經公式計算出各分布型的理論頻次后，對實際頻次與理論頻次進行χ2檢驗，各次調查的χ2值列于表1。由表1可知，3次調查泊松分布的χ2值分別為125.630、68.980和85.340，均大于χ0.05，即泊松分布的實際頻次與理論頻次檢驗結果差異顯著，3次調查的結果均不符合泊松分布；3次調查負二項分布的χ2值分別為23.680、31.410和21.740，均小于χ0.05，即負二項分布的實際頻次與理論頻次檢驗結果差異不顯著，3次調查的結果均符合負二項分布，但僅第1次調查結果符合核心分布。參考馬小華[25]的研究方法，可判斷異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植棚的分布以聚集分布中的負二項分布為主。

表1 異遲眼蕈蚊成蟲空間分布型頻次測定法的χ2檢驗結果

2.2.2 聚集度指標法的測定結果由表2可知，3次調查所得異遲眼蕈蚊成蟲的C均大于1.000，0

2.2.3 Taylor冪函數法分析結果對表2的S2和m進行線性回歸分析，得到其線性關系式lgS2=1.6731 lgm+0.0525(R2=0.9958，P<0.01)，從線性回歸式可看出，lgα=0.0525>0且β=1.6731>1.0000，說明菇棚中的異遲眼蕈蚊成蟲為聚集分布，與聚集度指標法的測定結果一致。

表2 異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植棚的聚集度指標比較

2.2.4 Iwao回歸分析結果將m*和m進行線性回歸分析，得到線性回歸方程m*=0.4741+1.3824m(R2=0.9983，P<0.01)。從線性回歸方程可看出，α=0.4741>0，說明菇棚中異遲眼蕈蚊成蟲種群分布的基本成分為個體群，個體間相互吸引，而β=1.3824>1.0000，說明菇棚中異遲眼蕈蚊成蟲個體群為聚集分布，與聚集度指標法的測定結果一致。

2.3 田間調查抽樣技術分析

2.3.1 理論抽樣數的計算模型將Iwao m*-m回歸方程中α(0.4741)和β(1.3824)代入最適理論抽樣數公式N=(t2/D2)[(α+1)/m+β-1]，得到最適理論抽樣數計算式N=(t2/D2)(1.4741/m+0.3824)，取t=1.96，允許誤差D分別為0.1、0.2和0.3，即可得到異遲眼蕈蚊成蟲在不同蟲口密度下的最適抽樣數(表3)。在相同允許誤差條件下，隨著異遲眼蕈蚊成蟲蟲口密度的增加，所需抽樣數逐漸減少；在相同蟲口密度下，允許誤差越大，所需抽樣數越少。

表3 異遲眼蕈蚊成蟲在不同蟲口密度下的最適理論抽樣數比較

2.3.2 不同取樣方法的適合度比較用Z字形取樣法、平行線取樣法和棋盤式取樣法等5種取樣方法在3次分布型調查所得樣點實況圖上模擬取樣，所得平均數與對照平均數(各重復分布型調查樣本平均數)的相對誤差率和二者的差異顯著性見表4。由表4可看出，模擬取樣所得平均數與對照平均數相對誤差率較小的是Z字形取樣法(5.72%)和對角線取樣法(5.71%)，最大的是棋盤式取樣法(12.98%)；所有取樣法的平均數與對照平均數間均無顯著差異，但Z字形取樣法和對角線取樣法的相對誤差率較小，與實際最貼合。說明Z字形取樣法和對角線取樣法可作為調查平菇種植棚中異遲眼蕈蚊成蟲的取樣方法。

表4 不同取樣方法模擬調查異遲眼蕈蚊成蟲的平均數和相對誤差率

3 討論

對于具翅且可飛行的成蟲而言，在其發生為害場所的飛行活動高度無疑是種群空間分布特點的一個重要方面，也是進行田間調查、制定防治方案的參考依據。本研究結果表明，菇棚中的異遲眼蕈蚊成蟲主要集中在菌包上方10.00 cm高度活動，低于或者超過該高度的成蟲數量均顯著減少，因此認為，異遲眼蕈蚊成蟲在菇棚中主要位于菌包上方約10.00 cm的高度擴散，遠比韭菜遲眼蕈蚊在寄主植物上方50.00 cm高度擴散飛行[24]取食為害更近，可能與平菇菌絲或子實體揮發物較韭菜的揮發物擴散距離短及異遲眼蕈蚊對寄主揮發物感知的敏銳度較低有關，還可能是由于菌包堆疊高度遠比韭菜植株高而造成，具體形成機制有待通過更細致的調查和分析探明。因此，建議在生產中應用黃色粘蟲板誘殺異遲眼蕈蚊成蟲時，黃板的懸掛高度以底邊距離上層菌包約10.00 cm為佳。

異遲眼蕈蚊是危害食用菌的一種重要害蟲，成蟲產卵后發育的幼蟲具有發生集中和致損嚴重的特點，對菇棚栽培食用菌的質量及產量危害極大[26]。異遲眼蕈蚊的幼蟲活動性較弱，因此成蟲的空間分布決定其產卵位置和幼蟲發生位置，弄清異遲眼蕈蚊成蟲的空間分布型對田間取樣調查、蟲情測報及科學防控等均具有重要意義[27]。本研究采用C、CA、I、m*和m*/m等聚集度指標法對異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植棚中的空間分布型進行調查和判斷，結果C>1.000、 00、I>0、m*/m>1.000，根據判定標準，異遲眼蕈蚊成蟲均屬于聚集分布；采用Iwao回歸分析所得的線性關系式lgS2=1.6731 lgm+0.0525(R2=0.9958，P<0.01)及Taylor冪函數分析所得線性回歸方程m*=0.4741+1.3824m(R2=0.9983，P<0.01)進行判定，判定結果與聚集度指標法一致，說明異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植棚中呈聚集分布，且隨著蟲口密度的增加其聚集程度增大，與葉建人和林恩玲[28]對菇蚊類害蟲的空間分布判定標準和判定結果一致，且符合負二項分布。本研究使用對異遲眼蕈蚊成蟲活動影響小、計數準確的透明粘蟲板誘集成蟲，并用頻次分布法進行檢驗，更進一步明確了異遲眼蕈蚊成蟲在平菇種植棚的分布以聚集分布中的負二項分布為主，屬于高度聚集分布；平菇種植棚內通常明暗不均，各部位菌包因接種時間不同其發菌、出菇時間也不同，加上溫度、濕度、人員活動及異遲眼蕈蚊自身種的特性等因素的相互疊加，造成異遲眼蕈蚊成蟲在空間分布上呈高度不均勻、高度聚集特點。這為異遲眼蕈蚊的田間調查和防治措施的實施提供了參考，但異遲眼蕈蚊成蟲在其他種類食用菌種植棚或在其他結構種植設施中的分布型是否仍為負二項分布，有待進一步探究。

本研究采用Z字形取樣法、平行線取樣法和棋盤式取樣法等5種取樣方法在3次分布型調查所得樣點實況圖上模擬取樣，所得平均值與對照平均值(各次分布型調查樣本平均值)的相對誤差率和二者的差異顯著性進行比較，結果發現以Z字形取樣法和對角線取樣法獲得的平均值與對照平均值的相對誤差率較小，與實際最貼合，具有較強的代表性，因此，進行異遲眼蕈蚊成蟲田間調查時可采用這2種取樣法。葉建人和林恩玲[28]通過田間調查分析，提出在菇房內采用棋盤式和五點式取樣法為較優抽樣方法，而本研究采用5種取樣方式進行比較，得出Z字形取樣法和對角線取樣法優于上述2種取樣法的結論，這也與多數負二項分布型害蟲成蟲的取樣法研究結果一致[14-16]。