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川西北牧區(qū)四種主栽禾草粘蟲危害的差異性分析

2012-04-29 07:47:48劉金平游明鴻白史且
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年18期
關(guān)鍵詞:老芒麥粘蟲燕麥

劉金平 游明鴻 白史且

摘要:以被害率、病情指數(shù)、嚴(yán)重度、蟲口密度、損失率等為指標(biāo),對川西北主要栽培的禾本科牧草老芒麥(Elgmus sibiricus L.)、虉草(Phalaris arundinacea L.)、仲彬草[Kengyilla rigidula(Keng) J.L.]和燕麥(Avena sativa L.)進(jìn)行粘蟲(Mythimna separate Walker)危害調(diào)查與分析。結(jié)果表明,4種禾本科牧草在孕穗期、抽穗期受粘蟲危害,粘蟲危害老芒麥、虉草早于燕麥與仲彬草。4種禾本科牧草總被害率、病情指數(shù)、嚴(yán)重度存在極顯著差異;蟲口密度有極顯著差異;枝最大蟲數(shù)、枝均蟲數(shù)存在顯著差異;粘蟲蟲齡組成與結(jié)構(gòu)存在極顯著差異;葉片面積損失率存在極顯著差異;鮮草產(chǎn)量損失率為8.06%~18.65%,存在極顯著差異;花序損失率存在極顯著差異,種子產(chǎn)量損失率存在極顯著差異。

關(guān)鍵詞:粘蟲;川西北牧區(qū);老芒麥;虉草;燕麥;仲彬草

中圖分類號:S433.4;S812.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:0439-8114(2012)18-4006-04

Difference Analysis of Armyworm Infection on Four Main Cultivated Grasses in the Pastoral Areas of Northwest Sichuan

LIU Jin-ping1,YOU Ming-hong2,BAI Shi-qie2

(1. College of Life Sciences, China West Normal University, Nanchong 637009,Sichuan, China;

2. Sichuan Academy of Grassland Science, Chengdu 611731,China)

Abstract: Elymus sibiricus L., Phalaris arundinacea L., Kengyilla rigidula(Keng)J.L. and Avena sativa L., main cultivated grasses in the northwest Sichuan plateau, were used as research objects to investigate and analyze the damage of Mythimna separate Walker. The result showed that these grasses were easily infected by armyworms in the booting and heading stage. And the infection of E. sibiricus and P. arundinacea was earlier than that of A. sativa and K. rigidula. There was a very significant difference among the total infected rate, the disease index and severity (P<0.01) for those grasses. A greatly significant difference among population density for the grasses and a significant difference between the max insects per shoot and the number of insect per shoot were found. Meanwhile, there was a significant difference between insect instar and population structure on those grasses (P<0.01). A significant difference for leaf area loss resulted in a great fall of fresh grass yield(P<0.01), with the loss rate of fresh grass of 8.06%~18.65%. The difference for the loss rate of inflorescence also lead to a significant decrease of seed yield (P<0.01).

Key words: armyworm; northwest Sichuan plateau; Elymus sibiricus L.; Phalaris arundinacea L.; Avena sativa L. Kengyilla rigidula(Keng)J.L.

粘蟲(Mythimna separate Walker)為鱗翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)昆蟲,具群聚性、遷飛性、雜食性、暴食性,為重要農(nóng)林害蟲[1]。川西北牧區(qū)位于青藏高原東南緣,海拔多在3 500 m以上,牧草生長期短,鮮有粘蟲危害的報道[2]。近年來,由于相關(guān)項目的帶動,川西北牧區(qū)的草地資源利用、生產(chǎn)能力提高,栽培耕作制度等方面有了較大改良[3-6],天然草地補(bǔ)播和人工草地建植面積不斷擴(kuò)大。草地的生產(chǎn)者組成改變后,會引起消費者種類與數(shù)量變化,尤其會改變植食性昆蟲的演替與發(fā)育。開展川西北牧區(qū)昆蟲的系統(tǒng)跟蹤研究,對川西北牧區(qū)草地畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

試驗以四川省草原科學(xué)研究院選育并在川西北牧區(qū)大面積種植的4種主要禾本科牧草(禾草)為對象,調(diào)查粘蟲在禾草上的發(fā)育情況、數(shù)量變化及禾草的被害率、病情指數(shù)、蟲害嚴(yán)重度、損失率等指標(biāo),比較不同禾草粘蟲危害的差異性,為草地粘蟲的預(yù)測預(yù)報與防治提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗在四川省阿壩州紅原縣邛溪鎮(zhèn)二農(nóng)場進(jìn)行,試驗地東經(jīng)102°32′、北緯32°46′、海拔3 497 m,年均氣溫1.1 ℃,極端高溫23.5 ℃,極端低溫-33.8 ℃,年降水量738 mm,相對濕度71%,≥10 ℃年積溫865 ℃,屬大陸性高原寒溫帶季風(fēng)氣候。土壤為草甸土,0~20 cm土壤的有效氮、有效磷、有效鉀含量分別為276.0、10.2、131.0 mg/kg,有機(jī)質(zhì)含量5.87%,pH 5.91。

1.2試驗材料

老芒麥為2年生川草2號老芒麥(Elgmus sibiricus L.cv.Chuancao No.2)、虉草為2年生川草引3號虉草(Phalaris arundinacea L. cv.Chuancao No. 3)、仲彬草為2年生阿壩硬稈仲彬草[Kengyilla rigidula(Keng)J. L. cv. Aba]、燕麥為當(dāng)年生阿壩燕麥(Avena sativa L. cv. Aba),人工草地。

1.3試驗方法

栽培禾草于7月初發(fā)現(xiàn)粘蟲,開始危害不大,考慮經(jīng)濟(jì)閾值與生態(tài)安全,只通過栽培措施控制,到7月中下旬危害加劇,但由于受泥石流等自然災(zāi)害影響,直到8月初農(nóng)藥才到達(dá)。施藥前調(diào)查被害率、病情指數(shù)、嚴(yán)重度、枝最大蟲數(shù)、蟲口密度、枝均蟲數(shù)、花序損失率、鮮草產(chǎn)量損失率,種子成熟后測定種子產(chǎn)量損失率。各項調(diào)查進(jìn)行3次,取平均值分析[7]。

被害率:每種材料隨機(jī)選1㎡刈割,測總枝條數(shù)與受害枝條數(shù)。被害率=受害枝條數(shù)/調(diào)查總枝條數(shù)×100%。

病情指數(shù):每種材料隨機(jī)?。常埃皞€枝條。危害分級:1為輕度,20%以下葉片受害;2為中度,20%~40%葉片受害;3為較重,40%~60%葉片受害;4為嚴(yán)重,60%以上葉片受害。病情指數(shù)=∑(病級數(shù)×相應(yīng)病級樣本數(shù))/(最高病級數(shù)×調(diào)查總樣本數(shù))×100。

嚴(yán)重度:每種材料隨機(jī)?。常埃叭~,用坐標(biāo)紙法測定缺刻(斑點)占葉面積的百分比,取平均值為葉片(受害)嚴(yán)重度;每種資源隨機(jī)取300個花序,計算受害小穗量占總小穗量的百分比,取平均值為花序(受害)嚴(yán)重度。

枝最大蟲數(shù):測定蟲口密度前,檢測每樣方內(nèi)單枝附著粘蟲的最大數(shù)。

蟲口密度:每種材料隨機(jī)選1 m2拍打后齊地刈割,馬上測定樣地內(nèi)植株、留茬、地表的幼蟲數(shù)量、發(fā)育齡期(表1)和各齡幼蟲所占比例,爾后翻轉(zhuǎn)根際松土,檢查潛土的幼蟲,蟲口密度為調(diào)查的單位面積總蟲數(shù)3次重復(fù)的平均值。

枝均蟲數(shù):枝均蟲數(shù)=蟲口密度/單位面積枝條數(shù)。

損失率:測定蟲口密度時1㎡齊地刈割鮮草量為單位面積鮮草產(chǎn)量,待種子成熟后測定單位面積種子產(chǎn)量。因二農(nóng)場相關(guān)禾草全部受害,所以未受害田平均產(chǎn)量為過去3年栽培措施一致的未受害田對應(yīng)平均產(chǎn)量。產(chǎn)量損失率=(未受害田平均產(chǎn)量-受害田平均產(chǎn)量)/未受害田平均產(chǎn)量×100%。

1.4數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 11.5軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2結(jié)果與分析

2.1 不同禾草蟲害發(fā)生與癥狀差異

粘蟲屬遷飛性害蟲,在北緯33°以北地區(qū)任何蟲態(tài)均不能越冬[8,9],四川為二代區(qū),成蟲為5月10日至6月20日由南方遷飛而來。試驗區(qū)海拔3 500 m左右,測定當(dāng)年氣溫偏高,6月中下旬干旱少雨,草地蜜源植物開花提前,為粘蟲遷入與繁殖提供了條件。成蟲產(chǎn)卵于闊葉植物葉背、心葉皺縫間,4種禾草上未見卵塊。卵43 d·℃就完成發(fā)育,初孵幼蟲開始向外擴(kuò)展。不同禾草莖葉質(zhì)地不同造成粘蟲初始入侵時間和蟲齡都有所差異(表1,表2),始現(xiàn)蟲日期相差可達(dá)20余天,始現(xiàn)蟲蟲齡不同致使受害癥狀不同。但4種禾草均為孕穗期、抽穗期受害,與該生育期植物抗性降低和粘蟲食性有關(guān),仲彬草莖葉堅硬,只4齡以上暴食期粘蟲幼蟲采食。

2.2禾草被害率、病情指數(shù)與嚴(yán)重度差異

禾草被害率、病情指數(shù)與嚴(yán)重度情況見表3。粘蟲最早侵害老芒麥,但虉草受害最嚴(yán)重,多重比較說明,不同禾草總被害率、病情指數(shù)與嚴(yán)重度存在極顯著差異,F值說明結(jié)果可信度高。受害指標(biāo)差異由大到小依次為被害率、病情指數(shù)、花序嚴(yán)重度、葉片嚴(yán)重度。草種間比較可見,虉草受害程度極顯著重于其他3種禾草,老芒麥?zhǔn)芎Τ潭却沃?,燕麥與仲彬草除花序嚴(yán)重度外其他受害指標(biāo)差異不顯著。4種禾草盡管受害情況存在差異性,但被害率高達(dá)28.33%~72.67%,病情指數(shù)高達(dá)42.75~75.50,均屬于嚴(yán)重受害。

2.3受害禾草蟲口密度與蟲齡組成差異

受害禾草蟲口密度與蟲齡組成情況見表4。4種禾草蟲口密度存在極顯著差異,虉草為907頭/m2,極顯著高于其他禾草,老芒麥次之為428頭/m2,燕麥與仲彬草差異不顯著;虉草枝最大蟲數(shù)達(dá)9頭、枝均蟲數(shù)達(dá)0.54頭,極顯著高于其余3種禾草,而老芒麥與燕麥、仲彬草差異不大;不同禾草間粘蟲蟲齡組成與結(jié)構(gòu)存在極顯著差異,各禾草都沒有1齡粘蟲為害,危害老芒麥、虉草的為2~6齡,危害燕麥與仲彬草的為4~6齡;不同禾草上的1齡以上的各齡粘蟲所占比例有極顯著差異,差異由大到小依次為4齡、5齡、6齡、3齡、2齡。

2.4受害禾草損失率差異

受害禾草損失率情況見表5。粘蟲造成禾草葉片面積損失率為28.32%~54.77%,4種禾草葉片面積損失率存在極顯著差異;因主要同化器官與重要產(chǎn)量構(gòu)成因子葉片的缺失,導(dǎo)致禾草鮮草產(chǎn)量損失率為8.06%~18.65%,禾草鮮草產(chǎn)量損失率存在極顯著差異。但受4種禾草莖葉比不同的影響,僅虉草與其他禾草鮮草產(chǎn)量損失率差異極顯著,老芒麥、燕麥、仲彬草鮮草產(chǎn)量損失率差異不顯著。

粘蟲危害花序?qū)е滦∷?、小花被采食,花序軸、小穗柄、小花柄被咬斷或撕裂,花序干枯、種子干秕等現(xiàn)象發(fā)生。不同禾草花序類型、花序數(shù)量、花序結(jié)構(gòu)及附屬芒刺都會影響粘蟲采食,致使花序損失率存在極顯著差異?;ㄐ蚺c葉片的損失對種子產(chǎn)量構(gòu)成與物質(zhì)累積的影響不同,造成不同禾草種子產(chǎn)量損失率存在極顯著差異。虉草葉面積損失率54.77%,花序枯萎嚴(yán)重、損失率達(dá)34.32%,種子干秕、產(chǎn)量損失率高達(dá)45.22%,高于其他禾草;老芒麥?zhǔn)芎ψ钤?,種子產(chǎn)量損失率也高于受害晚的燕麥與仲彬草。

3小結(jié)與討論

3.1禾草孕穗期與抽穗期受害的原因

1)供試禾草是川西北牧區(qū)選育的品種,6月下旬植物進(jìn)入孕穗與抽穗期,8月中旬種子進(jìn)入成熟期,該時期植物主要進(jìn)行生殖生長,分生與再生能力減弱。試驗地≥10 ℃年積溫865 ℃,且水熱同期,高溫與高濕的氣候為害蟲生長繁殖發(fā)育提供了較好環(huán)境。禾草在孕穗期與抽穗期抗性降低加之環(huán)境適宜,易遭受嚴(yán)重的蟲害。

2)粘蟲為遷飛性害蟲,適宜生活環(huán)境為溫度10~25 ℃、相對濕度85%,適宜產(chǎn)卵環(huán)境為溫度19~22 ℃、相對濕度90%左右;成蟲需取食花蜜補(bǔ)充營養(yǎng),如蜜源豐富則產(chǎn)卵量高;成蟲產(chǎn)卵積溫需111 d·℃,同時滿足以上條件才能夠造成蟲害大面積發(fā)生[8]。試驗當(dāng)年,川西北牧區(qū)氣溫偏高,降雨偏少,蜜源植物開花早,為粘蟲成蟲的遷入、繁殖與幼蟲發(fā)育提供了有利條件。

3)供試禾草孕穗期與抽穗期的溫濕度與粘蟲發(fā)生條件相吻合,故造成了該期粘蟲大量發(fā)生。試驗地禾本科牧草人工草地水肥充足、生長茂密,利于該蟲大發(fā)生。

3.2粘蟲危害時間與癥狀差異的原因

初孵粘蟲幼蟲腹足未全發(fā)育,行走如尺蠖,僅能啃食葉肉,移動范圍小,一般就近侵害禾草,受害葉片呈現(xiàn)白色斑點狀癥狀,檢測發(fā)現(xiàn)老芒麥與虉草受害早于燕麥與仲彬草,與其更靠近天然草地蜜源植物有一定的關(guān)系,也可能是測產(chǎn)后堆放在田埂與路邊的秸稈為粘蟲產(chǎn)卵提供了場所。而到7月中下旬粘蟲發(fā)育到4齡后,活動能力增強(qiáng),食量增大,取食葉片成缺刻,危害范圍、對象擴(kuò)大,致使莖葉堅硬的仲彬草也受到危害。

3.3禾草蟲害評估指標(biāo)選擇的依據(jù)

禾草分蘗能力強(qiáng),試驗以1 m2作為取樣面積,老芒麥、虉草、燕麥、仲彬草密度分別為1 465、1 672、927、1 027枝/m2。被害率表明枝條受害數(shù),病情指數(shù)表明葉片受害數(shù),不能具體說明葉片的損失面積,所以試驗引入嚴(yán)重度測定葉片的平均受害程度。為了更直觀地呈現(xiàn)蟲害嚴(yán)重程度,在分析蟲口密度與蟲齡結(jié)構(gòu)的同時,分析了枝最大蟲數(shù)與枝平均蟲數(shù)。考慮到牧草有飼草生產(chǎn)與種子生產(chǎn)兩種收獲目的,試驗測定了葉片損失率、花序損失率以及由此導(dǎo)致的鮮草產(chǎn)量損失率和種子產(chǎn)量損失率,表明產(chǎn)量損失不僅是構(gòu)件缺失或受損造成的,也受物質(zhì)合成與積累的影響。不同禾草株高、分蘗能力、莖葉比、適口性等的不同,以及花序類型、花序數(shù)量、花序結(jié)構(gòu)及附屬芒刺等的不同,都會影響粘蟲采食,使被害率、嚴(yán)重度、損失率出現(xiàn)差異。

3.4川西北牧區(qū)粘蟲蟲害研究的重點

試驗僅就粘蟲幼蟲對禾草的危害進(jìn)行了調(diào)查與分析,對成蟲、卵、幼蟲發(fā)育進(jìn)度等未進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查。粘蟲完成1個世代的有效積溫為 685.2 d·℃[8],而試驗區(qū)域≥10 ℃年積溫865 ℃,粘蟲無法完成生活史,且當(dāng)?shù)刈畹蜏囟龋常常?℃,粘蟲任何蟲態(tài)均不能安全越冬,說明該地粘蟲為遷飛而來的。粘蟲基數(shù)受成蟲狀態(tài)如交配、產(chǎn)卵、發(fā)育程度等因素影響[9],也受蟲源地、經(jīng)歷地、目的地等條件影響,而粘蟲產(chǎn)卵、孵化、發(fā)育、危害等過程都要受溫度、濕度、光周期、食源、天敵等諸多因素影響[10-14]。川西北牧區(qū)屬大陸性高原寒溫帶季風(fēng)氣候,是偶然還是必然導(dǎo)致了試驗?zāi)攴輫?yán)重的粘蟲蟲害發(fā)生,以及該地粘蟲蟲源、遷飛路線、產(chǎn)卵場所等有待深入研究。

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收稿日期:2011-12-07

基金項目:國家科技支撐計劃項目(2011BAD17B03);四川省科技支撐計劃項目(2011NZ0064)

作者簡介:劉金平(1972-),男,山西臨縣人,副教授,博士,主要從事植物病蟲害防治教學(xué)與研究,(電話)13281952484(電子信箱)

jpgg2000@163.com;通訊作者,游明鴻,(電子信箱)ymhturf@163.com。

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