殷郑艳, 罗 优, 武承旭, 赵如娜, 何应琴, 代祥青, 陈文龙*

(1. 贵州大学昆虫研究所, 贵州山地农业病虫害重点实验室, 贵阳 550025; 2. 贵州大学林学院, 贵阳 550025; 3. 贵州大学茶学院, 贵阳 550025; 4. 贵州省遵义市凤冈县农业农村局, 遵义 564200)

茶网蝽StephanitischinensisDrake又称茶脊冠网蝽、茶军配虫、白纱娘,隶属于半翅目Hemiptera网蝽科Tingidae冠网蝽属Stephanitis[1]。作为茶树重要害虫,专一为害茶树叶片[2]。其主要以成虫、若虫聚集于叶背刺吸汁液[3-5],受害叶片正面轻则出现零星的白色斑点,重则斑块密集,整株茶树灰白一片,同时叶片背面伴有大量黑色蜡壳、黑点状黏性排泄物和霉菌等。虫口密度大时茶网蝽将从茶树下部向中、上部叶片进行扩散,最后遍布整株叶片,致使茶树树势衰退、叶片掉落,茶芽萌发延缓或停滞,对茶叶产量和品质造成严重影响[6]。

茶网蝽具有易繁殖、易扩散、易暴发等特点[7]。一年发生2～3代,若不进行防治,发生2年后茶园减产50%以上,3年后致90%以上叶片受害[8]。目前,包括贵州、云南、四川、重庆、广东、陕西和湖北在内的7个省份均受其害[1, 9],其为害程度已对各茶叶产区茶产业健康持续发展构成严重威胁。

关于茶网蝽,前人对其生物学特性[2]、发生动态[4-8]进行了研究,表明茶网蝽年发生世代数为2～3代(前期研究发现贵阳地区年发生代数为2代),2代地区4月下旬-5月中旬是越冬代若虫盛发期,5月下旬和6月上旬是越冬代成虫盛发期。6月中、下旬是越冬代成虫产卵的高峰期。8月底-9月底,秋季代若虫盛发期,10月初-10月底为秋季代成虫盛发期,11月,开始进入以卵越冬时期;防治方面[12]研究表明,使用背负式机动弥雾机施加拟除虫菊酯类化学农药和除虫菊素在若虫盛发期对茶网蝽防治较好。这些研究为茶网蝽防治提供了可靠依据,但目前尚无茶网蝽的种群空间格局的研究报道。

种群的空间分布结构是种群的主要特征之一,研究昆虫种群的空间分布型对了解昆虫种群的猖獗、扩散行为、种群管理及可持续性控制具有重要意义[10-11]。抽样技术关系到害虫发生预测的准确性和防治决策的有效性,在操作上要求准确、迅速、简便和节约[11]。为了解茶网蝽田间分布状况,指导田间调查取样,提高茶网蝽防治效果,本文对茶网蝽的空间分布格局进行了研究,以期为其预测预报及防控提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在贵州省农业科学院茶叶研究所茶园基地进行,调查茶树品种为‘福鼎大白茶’,双行双株种植,茶园进行常规管理。

1.2 方法

1.2.1茶网蝽调查方法

在茶网蝽秋季若虫和成虫盛发期,于2021年9月10日-10月25日,根据茶网蝽对茶树不同为害程度、不同坡地位置,选取10块样地，每样地大小为120 m2，间隔距离约50 m。各样地茶树南北为行,以平行跳跃法,进行隔行取样,每个样地调查6行,每行调查5株;每株在上、中、下3层各抽取10片叶[13],调查3次,记录叶片背面茶网蝽成虫和若虫数量。

1.2.2茶网蝽聚集度指数计算

将调查数据按照各样地进行整理,计算出各个样地的样本平均密度m(头/叶)、样本方差S2[11]。采用Lloyd的平均拥挤度m*、Beall的扩散系数C、David与Moore的丛生指数I、Lloyd的聚块性指标m*/m、Cassie的久野指数CA和Water’s的负二项分布k值[14]分析茶网蝽成虫、若虫在田间的聚集强度。m*=m+S2/m-1、C=S2/m、I=S2/m-1、m*/m=1+S2/m2-1/m、CA=(S2-m)/m2、k=m2/(S2-m)。当C<1,I<0,m*/m<1,CA<0,k<0时为均匀分布;当C=1,I=0,m*/m=1,CA=0,81,I>0,m*/m>1,CA>0,8>k>0时为聚集分布。

1.2.3茶网蝽聚集原因分析方法

1.2.4线性回归方程检验

Taylor幂法则:Taylor[16]指出样本平均数m与方差S2对数值之间存在回归关系:lgS2=lga+blgm,其中a,b为参数,a是一个与样本大小和计算方法有关的因子,受环境异质性的影响;b代表种群聚集度对密度依赖性的一个测度。当lga>0、b=1时,为聚集分布,但聚集度不依赖于密度;当lga>0、b>1时,为聚集分布,聚集度依赖密度;lga=0、b=1时,为随机分布且不受种群密度影响;当lga<0、b<1时,为均匀分布,种群密度越高越均匀[17]。

Iwaom*-m回归分析:Iwao[18-19]提出平均拥挤度m*和平均密度m存在直线回归关系:m*=α+βm,根据α、β对空间分布型进行判断。α为分布的基本成分按大小分布的平均拥挤度,β为基本成分的空间分布型。当α=0时分布的基本成分为单个个体;α>0时分布的基本成分是个体群,个体间相互吸引;α<0时分布的基本成分为单个个体,个体间相互排斥。β=1时为随机分布;β>1时为聚集分布;当β<1时为均匀分布。

1.2.5抽样技术

理论抽样数模型:应用Iwao理论抽样公式[20],建立理论抽样数模型,确定了不同虫口密度和不同误差条件下的最适理论抽样数。理论抽样数模型为n=(t/D)2[(α+1)/m+β-1][11, 21-22],式中,n为最适抽样数,m为平均密度,t为95%置信度下的t分布值,取t=1.96,α与β分别为m*-m回归模型的截距与斜率,D为允许误差。

1.3 数据分析

运用SPSS 21.0软件计算均值和方差,Excel 2016计算6种聚集度指标及抽样模型。

2 结果与分析

2.1 茶网蝽空间分布型

2.1.1聚集度指标

根据10个样地茶网蝽成虫和若虫的样本平均密度m及样本方差S2,计算各样地成虫和若虫的各项聚集度指数,结果表明,成虫、若虫的平均拥挤度m*分别介于0.643 3～3.071 4和2.422 4～24.533 1之间;扩散系数C与聚快性指标m*/m均大于1,久野指数CA和丛生指数I均大于0,负二项分布k均大于0且小于8(表1),说明茶网蝽成虫和若虫在茶园的空间分布型均为聚集分布。

表1 茶网蝽的各项聚集度指数Table 1 Aggregation indexes of Stephanitis chinensis

2.1.2茶网蝽聚集原因分析

通过Blackith的种群聚集均数λ分析可知,成虫λ值均小于2,说明茶网蝽成虫聚集原因主要由环境因素引发;若虫λ值(除样地8、9、10,λ值小于2外)总体大于2,若虫的聚集均数λ与样本平均值m存在关系式:λ=-0.430 1+0.925 8m(R=0.996 9**),当若虫密度低于2.624 9头/叶时,λ值小于2,整个种群聚集的原因主要由环境因素引起;当若虫密度高于2.624 9头/叶时,λ值大于2,其聚集原因是由环境因素和昆虫本身习性共同引起(表1)。

2.1.3Taylor幂法则

通过Taylor幂法则分别建立了茶网蝽成虫、若虫的S2-m回归关系,相应方程为:lgS2=0.156 1+1.231 3lgm(R=0.960 2**);lgS2=0.362 5+1.281 8 lgm(R=0.971 3**)。由此可知,成虫和若虫的lga均大于0,b均大于1,说明茶网蝽成虫、若虫在任何密度下均是聚集分布,且具有密度依赖性,m值越高,其聚集度也越高。

2.1.4Iwaom*-m回归分析法

通过Iwao的m*-m回归分析法分别建立茶网蝽成虫、若虫的线性回归关系,相应方程为:m*=0.044 2+1.380 0m(R=0.949 3**);m*=1.338 2+1.230 3m(R=0.983 0**)。由此可知,成虫和若虫的α均大于0,β均大于1,说明茶网蝽成虫、若虫均为个体群形式存在且个体间相互吸引,空间分布型为聚集分布,均属于负二项分布。

2.2 抽样技术

2.2.1理论抽样数模型

将Iwaom*-m回归模型中的系数α、β带入最适理论抽样数模型中,得到成虫最适理论抽样公式为:n=t2(1.044 2/m+0.380 0)/D2;若虫为:n=t2(2.338 2/m+0.230 3)/D2。当t=1.96时,可求出茶网蝽成虫、若虫在不同密度m下的理论抽样数。由表2可知,在相同允许误差下,随着虫口密度增大,所需抽样数逐渐减少;在相同虫口密度下,随着允许误差增大,所需抽样数依次减少(表2)。

表2 茶网蝽不同虫口密度下的理论抽样数Table 2 Theoretical sampling sizes under different densities of Stephanitis chinensis

2.2.2序贯抽样模型

表3 茶网蝽若虫Iwao序贯抽样序列表Table 3 Sequential sampling table of Stephanitis chinensis nymphs

3 讨论

本研究通过6种聚集度指数,即平均拥挤度m*、扩散系数C、聚块性指标m*/m、久野指数CA、丛生指数I和负二项分布k值分析发现,茶网蝽成虫、若虫在茶园中呈聚集分布。Taylor幂法则和Iwaom*-m回归法分析表明,茶网蝽成虫、若虫在10块样地内的空间分布型均呈聚集分布,其聚集程度均随密度增加而增强,平均密度越高,分布的基本成分也越趋向于个体群。这与杜鹃冠网蝽Stephanitispyriodes(Scott)[24]、桂花网蝽EteoneussigillatusDrakeetetPoor[25]、悬铃木方翅网蝽Corythuchaciliata(Say)[26]的空间分布型的研究结果一致。

利用聚集均数λ分析茶网蝽成虫、若虫聚集原因,结果表明成虫的聚集主要由环境因素所引起,若虫密度低于2.624 9头/叶时聚集是由环境因素引发,若虫密度高于2.624 9头/叶时聚集是由环境因素与昆虫本身聚集习性共同引发。造成这种差异的原因可能是上一代茶网蝽雌成虫将卵聚集产于中、下部茶树成熟叶片[27],着卵叶片卵量可达几十或上百粒,若虫孵出后,几乎不转移,直到发育为成虫,除若虫密度过高,不足以满足其成长需求才会转移到附近成熟叶为害。成虫为满足自身取食需要及寻找产卵场所,会扩散到邻近叶片。茶网蝽聚集与环境条件如光照、气温、湿度、降雨强度、风力大小、人类活动、叶片成熟度及叶片密集度等有关,也与其自身产卵行为、活动能力、虫口密度、喜荫习性等有关,决定其聚集的具体因素还需进一步探究。

利用本研究确定的理论抽样数和序贯抽样表,在4月底-6月底越冬代茶网蝽和8月底-10月底秋季代茶网蝽进行调查时对减少抽样次数、了解茶网蝽田间发生程度、田间动态监测及防控效果检测等方面均有重要意义。运用Iwao的最适理论抽样数模型确定了茶网蝽成虫和若虫在不同虫口密度、不同允许误差水平下的最适理论抽样数,提高了茶网蝽田间调查取样的精度,为茶网蝽田间发生数量的监测与防控策略提供了重要理论依据。在田间调查取样中,还需根据样地实际状况选择最适抽样模型;序贯抽样是根据实际调查情况,在一定置信范围内对样本总体作出判断,从而节省不必要耗费的人力、物力,减少抽样次数,提高调查数据的准确度,使得防控更精准。

本研究只对一个茶树品种进行了调查,没有对不同品种或多个品种同时存在的情况进行调查和分析比较,只对秋季代茶网蝽进行调查,没有对越冬代进行调查,后续将对年度发生动态进行调查,同时茶网蝽不同虫态最佳抽样技术也待进一步深入研究。