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孪斑唇瓢虫空间分布型及抽样技术研究

2010-06-12魏治钢

植物保护 2010年4期
关键词:虫口瓢虫成虫

魏治钢, 赵 莉*, 杨 森

(1.新疆农业大学农学院,乌鲁木齐 830052; 2.新疆农业科学院植保所,乌鲁木齐 830091)

昆虫在自然界中以种群为基本单位而存在,种群由个体组成,但不是简单的集合,种群不但有自己特定的年龄组配、性比、出生与死亡率,而且具有物种本身内禀特征与栖息环境相互作用形成的种群个体在空间的分布状况,因此空间分布型是昆虫种群重要特征之一,它是种群的生物学特性对其生存的环境条件在特定时期适应和选择的结果[1],其反映了种群个体的散布状况及其对生境的适应、生境对生物影响的生态学关系[2]。探明昆虫的空间分布型有助于发展精确的抽样方法,正确估计昆虫的种群密度,并对研究资料提出适当的数理统计方法,确定理论抽样量及提高虫情测报的准确性[3]。

孪斑唇瓢虫(ChilocorusgeminusZaslavskij)属鞘翅目(Coleoptera)瓢虫科(Coccinellidae)盔唇瓢虫属(Chilocorus)[4],是多种果树介壳虫的重要捕食性天敌,尤其对桑白蚧的自然控制作用较强。孪斑唇瓢虫的研究迄今仅为其发生规律的观察和捕食功能反应方面,对其分布型和抽样技术的研究未见有文献报道。为准确估测孪斑唇瓢虫种群密度,确定理论抽样量,为提高生物防治效率提供科学依据,作者于2008年在新疆喀什地区对孪斑唇瓢虫空间分布情况进行调查,分析了其种群空间结构、种群数量动态情况以及田间抽样技术,旨在为开展孪斑唇瓢虫虫情调查提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

调查试验地设在喀什地区疏勒县塔孜洪乡,所选地区2008年7-9月的平均湿度达37.8%~45.2%,平均气温在18.9~26.6℃。桃树品种为‘毛桃’,平均树龄6~8年,树高平均3~4 m,株行距4 m×12 m,桃树左右间作玉米。调查期间除孪斑唇瓢虫外还存在桑白蚧另一种捕食性天敌—日本方头甲,但由于其数量较少,且零星分布,对孪斑唇瓢虫的干扰作用不明显。

1.2 试验方法

2008年7-9月,在喀什地区疏勒县塔孜洪乡8村对桃树上孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的空间分布情况进行调查。每7 d调查1次,每次随机调查5个样点。取桑白盾蚧为害严重而未进行化学防治的桃树,每点随机调查10株树,共计50株树。调查时每株树分东、南、西、北4个方位,系统调查每个方位孪斑唇瓢虫成虫、幼虫、蛹的数量。

1.3 空间分布型的测定[5-6]

统计调查数据,计算平均数m、方差S2、扩散系数C、聚集指数I、负二项分布K值、平均拥挤度M*、聚块性指标M*/m、指数Ca等指标分析孪斑唇瓢虫的空间分布型,以种群聚集度均数λ分析聚集原因。利用Taylor幂法则和Iwao的(M*-m)回归分析法测定种群的分布格局和内部结构。采用Iwao的最适抽样理论模型拟合最适理论抽样数。

2 结果与分析

2.1 聚集度指标测定

对孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹在桃树上数量调查结果进行分析,得出孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的聚集度指标,结果见表1~3。

由表1,2和3可以看出,孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的各项空间分布型聚集度指标均符合聚集度检验标准,检验结果显示:M*/m>1,Ca>0,扩散系数C>1,K>0,I>0。以上各聚集指标均表明孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹在桃树上的空间分布型属于聚集分布。

2.2 Iwao的M*-m回归分析法

根据田间调查资料,计算出有关参数和聚集度指标,经拟合求得Iwao的M*-m的回归方程:

成虫:M*=0.589 39+1.239 32m(R=0.843 1);

幼虫:M*=0.829 10+10.488 78m(R=0.857 5);

蛹:M*=13.160 31+4.578 14m(R=0.844 6);

表1 孪斑唇瓢虫成虫的各项聚集度指标

表2 孪斑唇瓢虫幼虫的各项聚集度指标

表3 孪斑唇瓢虫蛹的各项聚集度指标

由Iwao的M*-m回归方程可以看出,孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的α值均大于0,说明孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的个体间相互吸引,分布基本成分为个体群;β值均大于1,说明孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的个体群的分布基本上是聚集分布。测定结果与聚集度指标检验相吻合。

2.3 Taylor幂法则

用Taylor公式:将S2=amb代换为对数式lgS2=lga+blgm拟合调查资料,得到方差与平均密度的回归关系:

成虫:lgS2=0.248 2+1.057 8 lgm(R=0.971 6);

幼虫:lgS2=0.862 3+2.324 3 lgm(R=0.928 0);

蛹:lgS2=1.147 6+1.499 4 lgm(R=0.960 8);

从上述方差与平均密度的回归关系可以看出,孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的a值和b值均大于1,说明孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的种群在一切密度下都是聚集的,且聚集强度随种群密度的升高而增加。

2.4 聚集原因的分析

根据Blackith(1961)提出种群聚集均数λ来分析昆虫分布的聚集原因:λ=(m/2K)×r[7]。

上式中m为平均虫口密度;K为负二项分布参数值;r为具有自由度等于2K的(卡方)分布的函数值,即r等于“χ2值表”中自由度等于2K与概率对应的χ2值,根据公式计算孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹的λ值。

成虫:λ=(m/2K)×r=0.42<2;

其中平均虫口密度m=0.63,负二项分布参数值K=0.91,故查表得出r=1.21,因此根据Blackith对昆虫的聚集因素分析可知:λ<2,说明孪斑唇瓢虫成虫聚集原因是由于环境因素(如食料等)引起的。

幼虫:λ=(m/2K)×r=5.59>2;

其中平均虫口密度m=1.95,负二项分布参数值K=0.08,故查表得出r=0.45,根据Blackith对昆虫的聚集因素分析可知:λ>2,说明孪斑唇瓢虫幼虫聚集原因是昆虫本身习性和环境共同作用引起的。

蛹:λ=(m/2K)×r=5.88>2;

其中平均虫口密度m=1.49,负二项分布参数值K=0.06,故查值表得出r=0.45,根据Blackith对昆虫的聚集因素分析可知:λ>2,说明孪斑唇瓢虫蛹聚集原因是昆虫本身习性和环境共同作用引起的。

2.5 最适抽样数的确立

应用Iwao(1971)的统计方法,在确立了M*=α+βm的直线回归方程后,根据最适抽样模型来确定最适理论抽样数:N=(t2/D2)[(α+1)/m+β-1][8];

上式中,N为最适理论抽样数,α、β为聚集度参数,t为一定概率保证下的正态离差值(一般取t=1),D为允许误差(一般取D=0.1,0.2,0.3),m为平均虫口密度。将已经求得的α和β值代入理论抽样模型得:

成虫:N=(t2/D2)[(1.589 4+1)/m+0.239 3-1];

幼虫:N=(t2/D2)[(1.829 1+1)/m+9.488 8-1];

蛹:N=(t2/D2)[(14.160 3+1)/m+3.578 1-1];

根据其最适抽样模型求出孪斑唇瓢虫成虫、幼虫和蛹在不同种群密度,不同允许误差及不同概率保证时的理论抽样数(表4~6)。

表4 孪斑唇瓢虫成虫不同密度下最适理论抽样数

表5 孪斑唇瓢虫幼虫不同密度下最适理论抽样数

表6 孪斑唇瓢虫蛹不同密度下最适理论抽样数

由表4,5和6及图1可以看出,在允许误差相同的情况下,随着虫口密度平均数的增大,抽样数量逐渐减少。当种群密度上升到一定数量时,由于生存空间的限制,种群数量达到环境的最大容量,抽样数量也趋于稳定。如在允许误差D为0.1时,当平均虫口密度为0.05头/株时,孪斑唇瓢虫成虫的最适抽样数为3 202株;平均虫口密度为1头/株时,孪斑唇瓢虫成虫的最适抽样数为183株;平均虫口密度为3头/株时,孪斑唇瓢虫成虫的最适抽样数仅为77株。可见,当允许误差固定时,该虫的最适抽样数随平均虫口密度的增大而下降,只是下降的幅度逐渐缩小。在平均虫口密度不变的情况下,随着允许误差的增大,抽样点数逐渐减少。如平均虫口密度为1头/株,当允许误差D为0.1时,孪斑唇瓢虫成虫的最适抽样数为183株;允许误差D为0.2时,孪斑唇瓢虫成虫的最适抽样数为46株;允许误差D为0.3时,孪斑唇瓢虫成虫的最适抽样数仅为20株。可见,当虫口密度固定不变时,该虫的最适抽样数随允许误差的增大而下降。幼虫和蛹的最适抽样数也是如此。

图1 孪斑唇瓢虫的最适理论抽样数

3 结论与讨论

本文通过David和Moore的聚集指标I,Cassie和Kuno的Ca值,Water的负二项分布K值指标,Lloyd的聚块性指标M*/m和扩散系数C等聚集度指标;以及采取Taylor的幂法则及Iwao的回归式分析法,并利用Blackith的种群聚集均数λ值来分析和测定孪斑唇瓢虫成虫、幼虫、蛹的空间分布型。结果表明,孪斑唇瓢虫成虫、幼虫、蛹在桃树上的空间分布型均呈聚集分布,分布的基本成分是以个体群的形式存在,并且种群在一切密度下都是聚集的,且聚集强度随种群密度的升高而增加,孪斑唇瓢虫成虫的聚集原因是由环境因素引起的,孪斑唇瓢虫幼虫和蛹的聚集原因是由它们本身的习性和环境因素共同作用引起的。

采用Iwao’s的最适抽样理论模型来计算昆虫的最适理论抽样数。结果表明,在允许误差相同的情况下,随着孪斑唇瓢虫成虫、幼虫、蛹平均虫口密度的增大,抽样数量逐渐减少。当种群密度上升到一定数量时,由于生存空间的限制,种群数量达到环境的最大容量,抽样数量也趋于稳定。当允许误差固定时,孪斑唇瓢虫成虫、幼虫、蛹的最适抽样数随平均虫口密度的增大而下降,只是下降的幅度逐渐缩小。在平均虫口密度不变的情况下,随着允许误差的增大,抽样点数逐渐减少。另外,在对孪斑唇瓢虫成虫、幼虫、蛹进行试验研究时,允许误差要求严格可取D=0.1,而大田调查时允许误差可以略为放宽,可取D=0.2或0.3,以便更好地处理工作量与精确度这一矛盾。因此,在保证一定的虫情调查准确度情况下,只要抽取合理的桃树数量进行调查就可取得较准确的虫情资料,为孪斑唇瓢虫的保护和利用提供依据。

[1]武德兰,王秀莉.麦田食蚜蝇幼虫空间分布型的初探[J].安徽农业科学,2002,30(2):250-251.

[2]梁波,于艳华,彭红梅,等.杨小舟蛾空间分布型的初步研究[J].江苏林业科学,2002,29(3):15-18.

[3]巫厚长,魏重生,谢明,等.烟田草间小黑蛛种群的空间动态及抽样技术研究[J].安徽农业大学学报,1999,26(2):141-145.

[4]庞雄飞,毛金龙.中国经济昆虫志,第十四册,瓢虫科(二)[M].北京:科学出版社,1979:88-89.

[5]丁岩钦.昆虫种群生态学原理与应用[M].北京:科学出版社,1994:84-124.

[6]徐汝梅.昆虫种群生态学[M].北京:北京师范大学出版社,1985:7-13.

[7]苗耀奎,李定旭,陈根强,等.麦田瓢虫幼虫空间分布型及抽样技术研究[J].昆虫天敌,1998,20(1):24-29.

[8]任广伟,申万鹏,马剑光.烟田异色瓢虫幼虫空间分布型及抽样技术[J].昆虫天敌,2000,37(3):164-166.

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