張中社,趙俊俠,喬 寬
(1.楊凌職業(yè)技術學院,陜西 楊陵712100;2.吳起縣人民政府辦公室,陜西 吳起717600)
紅脂大小蠹,亦稱強大小蠹,是一種蛀干性害蟲[1]。在我國為一新記錄的外來入侵種,國外分布于北美洲和中美洲的美國、加拿大、洪都拉斯等國[2]。國內眾多學者對其生物學特性和防治技術開展了系統(tǒng)研究[3-5]。在眾多的防治方法中,應用引誘劑防治紅脂大小蠹以其經(jīng)濟、簡便、無污染的優(yōu)點,成為監(jiān)測和防治該蟲的重要方法[6]。20世紀90年代末傳入我國山西,危害程度日益嚴重,現(xiàn)已傳播到河南、河北、陜西和北京等?。ㄊ校?,主要為害樹齡20 a以上的油松[7],國家林業(yè)局已將紅脂大小蠹納入國家級林業(yè)有害生物[8]。2012年,在馬欄林場針對紅脂大小蠹危害較重的8個林區(qū)開展了誘捕器誘捕試驗,初步掌握了紅脂大小蠹成蟲及天敵昆蟲發(fā)生規(guī)律。
試驗地設在陜西省旬邑縣東北部的馬欄林場石底營林區(qū)。馬欄林場位于子午嶺南段,地處108°27′-108°52′E、35°9′-35°33′N 。該區(qū)域屬暖溫帶半濕潤地區(qū),年均氣溫7.1℃,極端低溫-24℃,1月份均溫-6.0℃,7月份均溫20.0℃;≥10℃積溫2 294.0℃。無霜期160~180d,晚霜在5月上旬。光照時數(shù)2 340h/a。年降雨量630mm左右,主要集中在7-9月;雨熱同期。海拔高度在1 000~1 700m,相對高差200~400m ,坡度為25°左右。本區(qū)土壤主要為褐土,其次分布少量黑壚土(農(nóng)田)、紅色土(溝谷下部)。土壤成土母質為黃土,土層較?。毁|地偏輕,結構疏松,組成多中壤,保水保肥力較差。本區(qū)植被類型復雜多樣,主要為次生油松林(含遼東櫟-油松混交林)、山楊林、白樺林、遼東櫟林(含與山楊、白樺的混交林)、虎榛子灌叢、黃薔薇灌叢等。人工林有油松林、華山松林、刺槐林、側柏林、沙棘林等。本試驗林分為中齡的油松純林或混交林。主要蛀干害蟲有建莊油松梢小蠹(Cryhalus tabulaeformis chienzhuangensis)、松 橫 坑 切 梢 小 蠹(Tomicus minor)、松縱坑切梢小蠹(Tomicus piniperda)、油松毛蟲(Dendrolimus tabulaeformis)、油松球果小卷蛾(Gravitarmata margarotana)、松果梢斑螟(Dioryctria mendacella)等。2004年5月在馬欄林場的清水溝管護站所屬的坪菜溝林班發(fā)現(xiàn)紅脂大小蠹(Dendroctonus valens)危害,至今危害程度嚴重,并擴散到向甘肅與陜西交界的林區(qū)。
紅脂大小蠹性聚集素誘芯由北京中捷四方生物有限公司生產(chǎn)。主要成分為β-蒎烯、3-蒈烯及添加劑。誘芯由緩釋塑料小瓶、聚集素誘液、懸掛環(huán)3部分組成。誘捕器為山西省太原市三成塑料廠生產(chǎn)的8節(jié)漏斗狀誘捕器。
紅脂大小蠹在馬欄林場主要分布于公路兩邊的油松林內,誘捕器順溝口從坡底向坡頂依次懸掛,共計209個誘捕器。誘捕器前后左右的間距約25m,最下段距地面高度60cm,誘芯一般置于第4節(jié)誘捕器上。林緣、公路邊油松林誘捕器一般距邊緣不少于8m。誘芯每過30d更換1次。4月上旬開始懸掛誘捕器,從懸掛上開始,每隔2d觀察1次(3d觀察1次)分別統(tǒng)計誘鋪到的紅脂大小蠹的雌、雄成蟲數(shù)量。逐次記錄于誘捕記載表中。
2012年5月,選取的8個危害嚴重的林區(qū)小班沿路架設誘捕器(表1)。每日統(tǒng)計誘捕紅脂大小蠹雌雄數(shù)、建莊梢小蠹雌雄數(shù)和天敵昆蟲雌雄數(shù)。所有數(shù)據(jù)計算和統(tǒng)計 采用 Excel、DPS[9]和 MATLAB[10]軟件。
表1 試驗地基本概況及誘捕器位置Table 1 General situation of the test field and the trapping sites
為了使調查結果更加可靠、準確,對8個樣地分別統(tǒng)計誘捕紅脂大小蠹雌雄數(shù)和天敵昆蟲雌雄數(shù),計算各樣地每個誘捕器紅脂大小蠹雌雄日平均數(shù)和天敵昆蟲雌雄日平均數(shù),然后再將8個樣地日平均數(shù)再次計算平均數(shù)(即每個誘捕器日平均數(shù))。
為了更進一步了解紅脂大小蠹的發(fā)生規(guī)律,將紅脂大小蠹誘集數(shù)量與時間建立回歸模擬方程。由表2可知,紅脂大小蠹誘集總數(shù)量與時間的相關性極高。
表2 紅脂大小蠹發(fā)生規(guī)律回歸方程及其診斷值Table 2 Occurrence regularity,regression equation and diagnostic values
從圖1可以看出,紅脂大小蠹及天敵昆蟲發(fā)生呈“S”變化,分為緩慢增加期、快速增加期、快速減少期和緩慢減少期。Logistic生長曲線上的3個拐點,下拐點為標志著紅脂大小蠹越冬出蟄進入盛期,成蟲防治工作應立即開始。上拐點則標志成蟲活動盛期即將結束,數(shù)量逐漸減少,進入幼蟲危害期。中拐點(成蟲數(shù)量高峰值,也是圖2的日誘集數(shù)量最大值)預示成蟲正處在出蟄、交尾和覓尋寄主、產(chǎn)卵活動高峰期,也是成蟲危害的高峰期,隨后成蟲危害降低,逐步轉入幼蟲危害期。根據(jù)成蟲出現(xiàn)高峰期,可劃定高峰前、后各一個月為防治、誘殺的關鍵時期,對指導紅脂大小蠹非常重要。
從Logistic生長曲線和圖2的紅脂大小蠹日平均誘集量變化曲線可知,誘集的紅脂大小蠹的雌蟲種群數(shù)量明顯多于雄蟲,這意味著該區(qū)域的紅脂大小蠹的繁殖潛力較強,其種群數(shù)量呈遞增態(tài)勢。從其危害來看,危害程度呈現(xiàn)持續(xù)加重的狀況,防治工作需要繼續(xù),不能放松。
圖1 紅脂大小蠹和天敵昆蟲變化Fig.1 The charge of the D.valens and natural enemies insects
圖2 紅脂大小蠹變化Fig.2 The charge one day of the D.valens
紅脂大小蠹的天敵昆蟲也呈現(xiàn)Logistic生長曲線反應的變化趨勢,其數(shù)量低于紅脂大小蠹的成蟲數(shù)量,天敵昆蟲數(shù)量尚難以控制紅脂大小蠹的危害。Logistic生長曲線顯示,紅脂大小蠹的天敵昆蟲的雌蟲數(shù)量也多于雄蟲,同樣呈現(xiàn)遞增趨勢。因此,在紅脂大小蠹防治中,應采取避免在天敵昆蟲發(fā)生高峰期施藥和選擇對天敵昆蟲相對安全的生物農(nóng)藥,最大限度保護天敵昆蟲,發(fā)揮其作用。如果天敵昆蟲數(shù)量接近紅脂大小蠹數(shù)量,則不必開展防治,天敵昆蟲可控制其危害。
對回歸模擬方程求導以揭示調查時間以外紅脂大小蠹的發(fā)生規(guī)律,其結果作理論圖(圖2)。紅脂大小蠹雌蟲日變化在3月下旬-4月下旬(-30~0 d,誘集開始日期為0起點)為緩慢增加期(0.001 0~0.102 5個/d);5月上旬-5月下旬(0~32d)為快速增加期(0.102 5~0.676 1個/d);6月2日(32 d),日增加數(shù)達到最大值0.676 1個/d;6月上旬-6月下旬(32 ~62d)為快速減少期(0.676 1~0.091 4個/d);7月上旬-7月下旬(62~93d)為緩慢減少期(0.091 4~0.000 1個/d)。
紅脂大小蠹雄蟲日變化在3月下旬-4月下旬(-30~0d)為緩慢增加期(0.000 7~0.098 7個/d);5月上旬-5月下旬(0~34d)為快速增加期(0.102 5~0.497 8個/d);6月4日(34d),日增加數(shù)達到最大值0.497 8個/d;6月上旬-6月下旬(34~64d)為快速減少期(0.497 8~0.097 8個/d);7月上旬-7月下旬(64~94d)為緩慢減少期(0.091 4~0.001 0個/d)。
由圖2還可知,紅脂大小蠹的雌、雄成蟲是同步發(fā)育的,該回歸方程比較客觀地反映了紅脂大小蠹成蟲活動規(guī)律。由于海拔、坡向導致積溫的不同及紅脂大小蠹個體間差異,該時期前后持續(xù)50d余。
對誘捕器中誘集到的天敵昆蟲數(shù)量進行統(tǒng)計,紅脂大小蠹主要天敵昆蟲有蟻形郭公甲(Thanasimus f ormicarius)、日本弓背蟻(Camponotus japionicus)、纖細閻甲(Platysoma attenuate)等[11]。通過對誘捕的天敵昆蟲統(tǒng)計,3種天敵昆蟲比例為15.6%、42.9%和41.5%。
由圖3可看出,每個誘捕器內天敵昆蟲總數(shù)日增加數(shù)在3月下旬-4月下旬(-30~0d)為緩慢增加期(0.000 9~0.205 6個/d);5月上旬-5月下旬(0~34d)為快速增加期(0.205 6~0.706 7個/d);6月4日(34d),日增加數(shù)達到最大值0.706 7個/d;6月上旬-6月下旬(34~64d)為快速減少期(0.706 7~0.208 2個/d);7月上旬-7月下旬(64~94d)為緩慢減少期(0.208 2~0.001 4個/d)。
圖3 天敵昆蟲日變化Fig.3 Daily charges of natural enemies
由圖4可知,在紅脂大小蠹誘捕器中捕獲的天敵昆蟲日變化與紅脂大小蠹同步,并呈現(xiàn)追隨現(xiàn)象,即天敵昆蟲數(shù)量隨著紅脂大小蠹數(shù)量的增加而增加。紅脂大小蠹先發(fā)生,天敵昆蟲隨后追隨,并且天敵昆蟲雌、雄蟲日變化的高峰也具有同步性。
圖4 紅脂大小蠹和天敵昆蟲日變化Fig.4 Daily charge of D.valens and its enemies
雖然天敵昆蟲日增加數(shù)量在6月4日后超越了紅脂大小蠹,但天敵昆蟲總數(shù)量低于紅脂大小蠹的種群數(shù)量,天敵昆蟲尚不能完全控制紅脂大小蠹的危害,還需要對松林系統(tǒng)輔助人為措施才能實現(xiàn)控制紅脂大小蠹的危害之目標。
通過對209個紅脂大小蠹誘捕器成蟲誘捕數(shù)量數(shù)據(jù)分析以及天敵昆蟲的調查,經(jīng)數(shù)學模型分析,紅脂大小蠹、天敵昆蟲發(fā)生均呈現(xiàn)Logistic生長曲線“S”變化。其緩慢增加期在3月下旬-4月下旬,快速增加期在5月上旬-5月下旬,快速減少期在6月上旬-6月下旬,緩慢減少期在7月上旬-7月下旬。紅脂大小蠹成蟲總數(shù)的日變化高峰期出現(xiàn)在6月2日,天敵昆蟲總數(shù)的日變化高峰期在6月4日。紅脂大小蠹成蟲雌蟲總數(shù)以及日出蟲數(shù)均高于雄蟲且高峰期早出現(xiàn)2d左右。
紅脂大小蠹誘集試驗表明,馬欄林區(qū)的紅脂大小蠹種群仍處于發(fā)展時期,危害還會持續(xù),必須加強其監(jiān)測工作,并抓住關鍵時期積極開展有效的防治,采取立木磷化鋁熏蒸、樹干噴藥、藥劑涂環(huán)等防治方法控制紅脂大小蠹的危害[12-13]。盡管紅脂大小蠹傳入本區(qū)多年,也發(fā)現(xiàn)了多種天敵昆蟲,但在馬欄林區(qū)尚未形成有效的優(yōu)勢天敵昆蟲種群,紅脂大小蠹種群控制仍需要人為干預,否則危害會進一步加重。由于馬欄林區(qū)沒有氣象站,紅脂大小蠹成蟲發(fā)生期的溫度資料缺乏,未能建立日溫度與成蟲出現(xiàn)的相關預測模型,有待進一步研究。各年度的春季的溫度回升的速度不同,紅脂大小蠹成蟲出現(xiàn)的高峰日期可能提前或推后,不盡一致。
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