彭兆普, 馬明勇, 傅 強(qiáng), 李一波, 鄧龍飛
(1.湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,長沙 410125;2.中國水稻研究所,水稻生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,杭州 310006;3.湖南省臨湘市植物保護(hù)站,臨湘 414300;4.湖南省漢壽市植物保護(hù)站,漢壽 415900)
水稻是熱帶、亞熱帶以及溫帶地區(qū)主要的糧食作物,世界上50%的人口(特別是在亞洲地區(qū))主要以稻米為主食[1],而在我國更是多達(dá)60%的人口以稻米為主食[2]。同時(shí),水稻也是昆蟲的主要食物來源,取食水稻的昆蟲多達(dá)100多種,其中褐飛虱因其遷飛性、暴發(fā)性等特點(diǎn),成為我國、日本和越南等國家水稻上的重要害蟲[1]。湖南省水稻種植面積從2006年開始一直保持在400萬hm2以上,2009年湖南省水稻種植面積達(dá)440萬hm2,2010年更是達(dá)到460萬hm2,水稻總產(chǎn)量居全國首位。隨著耕作制度的變化,褐飛虱成為湖南水稻上的主要害蟲,其危害位居湖南水稻“三大害蟲”首位[3],對湖南水稻的生產(chǎn)和食品安全造成嚴(yán)重威脅。本文研究與分析了2008-2010年褐飛虱在湖南四地主要推廣品種上種群消長及災(zāi)變規(guī)律,旨在為預(yù)測預(yù)報(bào)褐飛虱在湖南發(fā)生情況和綜合防治褐飛虱提供科學(xué)依據(jù)。
由于湖南南北緯度和東西經(jīng)度均相差6°左右,同時(shí)湖南獨(dú)特的“七山一水二分田”地形,致使湖南氣候形成區(qū)域性差異。根據(jù)湖南的氣候特點(diǎn)、結(jié)合湖南各地水稻種植情況,選擇岳陽臨湘(E113.25°,N29.36°)、常德漢壽(E 111.71°,N28.84°)、永州道縣(E111.46°,N25.47°)和 長 沙 寧 鄉(xiāng) (E112.08°,N28.49°)4個(gè)不同地區(qū)主要水稻種植區(qū)域設(shè)置雙季稻調(diào)查圃(1 500~3 000m2)。調(diào)查圃施25%強(qiáng)農(nóng)牌配方肥(N∶P∶K=14∶5∶6)600kg/hm2、氯化鉀120kg/hm2為底肥,按20cm×20cm行間距標(biāo)準(zhǔn)移栽種植四地主栽品種,常規(guī)稻移栽按每叢2~3株基本苗,雜交稻每叢2株基本苗。移栽后7d追加尿素60kg/hm2和使用一次除草劑,其他生育期內(nèi)不進(jìn)行化學(xué)防治。
褐飛虱發(fā)生規(guī)律采用蟲情測報(bào)燈和田間蟲情系統(tǒng)調(diào)查相結(jié)合的方法[4]。
蟲情測報(bào)燈法采用測報(bào)燈(JDA0-Ⅲ型,佳多公司生產(chǎn)),每年的3月開燈,10月末撤燈,逐日監(jiān)測褐飛虱發(fā)生動態(tài)。根據(jù)季節(jié)變化適時(shí)調(diào)整開關(guān)燈時(shí)間,一般為黃昏前后開燈,黎明前后關(guān)燈。每日對誘捕的褐飛虱進(jìn)行收集,統(tǒng)計(jì)褐飛虱上燈量。
田間蟲情系統(tǒng)調(diào)查法采用33cm×45cm的白瓷盤每隔7d按“Z”字形調(diào)查褐飛虱種群數(shù)量。調(diào)查時(shí),將白瓷盤底部輕輕靠在稻叢基部,上端與稻株呈45°左右夾角,快速拍打稻株基部2~3下,統(tǒng)計(jì)褐飛虱成蟲、低齡若蟲(1~2齡)和高齡若蟲(3~5齡)蟲量。每塊系統(tǒng)田調(diào)查10~20點(diǎn),每點(diǎn)查2~4叢(蟲口密度低于300頭/百蔸時(shí)查4叢)。
各調(diào)查圃數(shù)據(jù)換算成百蔸蟲量后,經(jīng)Origin 8.0進(jìn)行制圖。燈下數(shù)據(jù)先經(jīng)對數(shù)轉(zhuǎn)換后,再通過Origin 8.0進(jìn)行制圖。
2008-2010年,調(diào)查點(diǎn)蟲情測報(bào)燈下褐飛虱始見日波動較大(表1)。整體而言,2009年褐飛虱上燈始見日略早于2008年和2010年,2010年除漢壽外,其他3個(gè)調(diào)查點(diǎn)褐飛虱上燈始見日均晚于2008年。4個(gè)調(diào)查點(diǎn)中漢壽褐飛虱上燈始見日早于其他3個(gè)點(diǎn),特別是2009年和2010年在3月25日和3月17日即發(fā)現(xiàn)有零星上燈褐飛虱個(gè)體。漢壽褐飛虱全年上燈蟲量遠(yuǎn)大于其他3個(gè)地方,3年分別為89 469、81 641頭和33 137頭。道縣褐飛虱全年上燈蟲量最少,3年分別為1 125、4 584頭和2 404頭。
表1 湖南2008-2010年四地測報(bào)燈數(shù)據(jù)
逐日監(jiān)測褐飛虱上燈蟲量顯示近三年漢壽出現(xiàn)一個(gè)自5月下旬開始、直至6月上旬褐飛虱持續(xù)遷入高峰(圖1),在此高峰期間2008年單日上燈量最大達(dá)12 672頭(5月30日)和10 304頭(6月1日);2008年和2009年9月中下旬褐飛虱上燈蟲量出現(xiàn)一個(gè)高峰,2009年9月23日和24日單日上燈量達(dá)7 984頭和4 208頭,但2010年漢壽褐飛虱上燈蟲量并未出現(xiàn)峰值,而是以小幅波動為主。2008-2010年道縣褐飛虱上燈蟲量均較小,無明顯上燈高峰期,全年以小幅波動為主,三年日上燈蟲量最高記載為514頭(2009年7月27日)。臨湘2008-2010年褐飛虱上燈蟲量呈現(xiàn)明顯的雙峰型:即5月下旬至6月中旬的遷入峰和8月下旬至9月中旬的遷出峰,但2010年在兩峰之間還夾有一7月中下旬的上燈高峰;三年單日褐飛虱上燈最大值分別為:1 088頭(9月14日)、1 140頭(9月18日)和2 040頭(9月16日)。寧鄉(xiāng)2008年褐飛虱上燈蟲量自5月上旬呈波浪形增加至7月中旬(早稻收割期),而2010年自5月下旬開始至7月中旬,但2009年此時(shí)段褐飛虱卻沒有出現(xiàn)上燈高峰;2008-2010年9月初至9月末出現(xiàn)又一個(gè)褐飛虱上燈高峰,特別值得一提的是2009年寧鄉(xiāng)9月中旬至10月初褐飛虱上燈蟲量占到2009年全年上燈蟲量(42 518頭)的80%左右;3年單日褐飛虱上燈最大值分別為:3 872頭(10月3日)、14 080頭(9月24日)和3 680頭(9月20日)。
圖1 2008-2010年湖南四地蟲情測報(bào)燈誘捕褐飛虱數(shù)量
田間褐飛虱系統(tǒng)調(diào)查表明臨湘和寧鄉(xiāng)2009年和2010年早稻褐飛虱發(fā)生量?。▓D2),成蟲、低齡若蟲和高齡若蟲均未達(dá)到化學(xué)防治指標(biāo)。6月中旬前,道縣和漢壽褐飛虱早稻田間數(shù)量緩慢增長,6月中旬后至早稻收割,成蟲和若蟲數(shù)量持續(xù)增長,且增長迅速。道縣和漢壽兩地2010年若蟲數(shù)量高于2009年,2010年漢壽低齡若蟲、高齡若蟲高峰期百蔸蟲量分別為923頭和1 158頭。
圖2 2009年和2010年早稻田間褐飛虱發(fā)生動態(tài)
晚稻田間系統(tǒng)調(diào)查表明9月上旬前道縣、漢壽、臨湘和寧鄉(xiāng)四地晚稻田褐飛虱成蟲和若蟲數(shù)量增長緩慢,9月上旬后成蟲和若蟲開始迅速增長,2008年四地褐飛虱成蟲、低齡若蟲和高齡若蟲呈持續(xù)增長直至晚稻收割,而2009年和2010年成蟲和高齡若蟲數(shù)量于9月末10月初達(dá)到高峰(圖3)。2008年道縣晚稻褐飛虱田間數(shù)量最大,收割前期高齡若蟲達(dá)到2 289頭/百蔸,而臨湘田間褐飛虱種群數(shù)量較小,成蟲、低齡若蟲和高齡若蟲合計(jì)百蔸蟲量最大值尚不足500頭(470頭)。2009年臨湘晚稻褐飛虱數(shù)量遠(yuǎn)小于其他三地,收割前期道縣、漢壽、寧鄉(xiāng)低齡若蟲百蔸蟲量分別為3 633、4 550頭和3 563頭,高齡若蟲高峰期百蔸蟲量分別為1 778頭(9月27日)、1 465頭(10月4日)和1 855頭(9月20日)。2010年漢壽晚稻褐飛虱田間數(shù)量最大,收割前期低齡若蟲百蔸蟲量達(dá)到2 810頭,而道縣、臨湘和寧鄉(xiāng)褐飛虱成蟲和若蟲數(shù)量遠(yuǎn)小于2008年和2009年。
圖3 2008-2010年晚稻田間褐飛虱發(fā)生動態(tài)
褐飛虱種群在湖南四地?cái)?shù)量增長表明其發(fā)生的季節(jié)性和環(huán)境異質(zhì)性[4],測報(bào)燈下褐飛虱的始見日、遷入量是預(yù)測褐飛虱在該地發(fā)生情況的重要依據(jù)[5]。4個(gè)調(diào)查圃中采用蟲情測報(bào)燈法表明2008-2010年道縣褐飛虱全年上燈量最少,漢壽上燈量大、始見日較早;田間蟲情系統(tǒng)調(diào)查法表明2008-2010年漢壽早稻、晚稻褐飛虱發(fā)生量都比較大。褐飛虱是一種遷飛性昆蟲,每年都做周期性的南北遷飛,前期稻田的遷入量多少與褐飛虱種群在該地的發(fā)生量有重要關(guān)系,齊國君等認(rèn)為遷入基數(shù)是遷飛性害蟲大發(fā)生的決定因素[6-7],本研究發(fā)現(xiàn)2008-2010年漢壽6月上中旬褐飛虱上燈量明顯多于其他3個(gè)調(diào)查圃,早期高遷入量使褐飛虱田間蟲口基數(shù)增大,導(dǎo)致漢壽3年褐飛虱種群數(shù)量明顯大于其他地方。包云軒等認(rèn)為不同季節(jié)、不同氣候區(qū)和不同地形地貌的外界風(fēng)場、溫場、降雨和垂直氣流場對褐飛虱遷飛有重要影響[8-11],漢壽處于我國第二階梯與第三階梯過渡分界線南端雪峰山邊緣,東臨洞庭湖,呈現(xiàn)特有的“兩山夾一凹”地形,氣候?qū)僦衼啛釒虮眮啛釒н^渡的季風(fēng)濕潤氣候,漢壽早期高遷入量(2008年5月30日和6月1日單日上燈量達(dá)12 672頭和10 304頭)可能與地形所致的風(fēng)溫場變化或垂直氣流攪動有關(guān),該觀點(diǎn)還需待進(jìn)一步通過GRADS氣象圖形軟件[12-13]對漢壽地區(qū)遷飛期天氣學(xué)背景的時(shí)空分布進(jìn)行分析驗(yàn)證。
溫度作為影響褐飛虱重要環(huán)境因子之一,不僅影響褐飛虱的遷飛[12],而且也會影響褐飛虱在田間的種群動態(tài)[14-16]。2010年寧鄉(xiāng)自9月23日起,連續(xù)5d出現(xiàn)最高溫低于20℃,甚至出現(xiàn)15℃的同期極低溫,道縣和臨湘也分別出現(xiàn)16℃和18℃極低溫。受此階段低溫影響,寧鄉(xiāng)、道縣和臨湘三地田間褐飛虱種群數(shù)量急劇減少,延緩了褐飛虱成蟲發(fā)育,特別對低齡若蟲延緩明顯,甚至導(dǎo)致大部分低齡若蟲死亡,致使褐飛虱田間數(shù)量遠(yuǎn)小于2008年和2009年。
通過蟲情測報(bào)燈和調(diào)查圃田間蟲情系統(tǒng)調(diào)查法調(diào)查2008-2010年道縣、漢壽、臨湘和寧鄉(xiāng)褐飛虱發(fā)生情況,將湖南褐飛虱年際發(fā)生規(guī)律總結(jié)為:褐飛虱于4月底至5月上旬有零星成蟲遷入湖南,6月上旬末到中旬初蟲情測報(bào)燈和田間蟲情系統(tǒng)調(diào)查均發(fā)現(xiàn)長翅型成蟲集中遷入。由于營養(yǎng)條件及溫度有利于褐飛虱快速繁衍,6月下旬至7月上旬出現(xiàn)褐飛虱第1次明顯的2代若蟲盛發(fā)期,7月上旬末成蟲不斷出現(xiàn),并且短翅型成蟲比例不斷提高,以致7月中旬出現(xiàn)一個(gè)明顯的3代成蟲高峰期。7月中、下旬湖南雙季早稻開始收割,但由于橋梁稻面積不斷擴(kuò)大,使之成為褐飛虱主要生境,導(dǎo)致出現(xiàn)褐飛虱第2次若蟲盛發(fā)期,同時(shí)連晚秧田也起到了一定的作用。7月下旬由于收早插晚,大量破壞褐飛虱生境,加之營養(yǎng)條件差和副熱帶高氣壓控制湖南帶來的高溫干燥環(huán)境,不利其發(fā)生,褐飛虱蟲口數(shù)量驟減。8月上旬雙季晚稻返青期結(jié)束,田間有少量成蟲出現(xiàn),以致8月上旬出現(xiàn)4代若蟲盛期。受生境環(huán)境和營養(yǎng)影響,8月中旬至下旬初褐飛虱出現(xiàn)一次成蟲盛期,并且短翅型成蟲所占比例增加,9月上旬出現(xiàn)5代若蟲盛期。9月下旬出現(xiàn)一個(gè)成蟲為害繁殖高峰,若氣候條件良好將導(dǎo)致9月下旬至10月初出現(xiàn)6代若蟲盛發(fā)期,同時(shí)還有部分從高緯度回遷的成蟲,該部分成蟲也有可能在降落區(qū)取食后交配產(chǎn)卵。10月中、下旬由于晚稻大量收割、食料缺乏,氣溫下降,導(dǎo)致部分第6代褐飛虱若蟲不能完成該世代而死亡,褐飛虱蟲量明顯減少,但11月上、中旬稻田尚能發(fā)現(xiàn)褐飛虱成蟲及小部分高齡若蟲。通觀全年:褐飛虱在我省可發(fā)生不完全6代,褐飛虱對7月上中旬的遲熟早稻、8月中下旬處于乳熟期的一季稻和9月中下旬處于孕穗-乳熟期的雙季晚稻危害尤為嚴(yán)重。
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