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滇西南不同海拔高山茶园茶黄蓟马的空间格局分析

2018-07-13杜广祖瞿发文卢朝炳赵育惠许有忠寸待金夏景华郑亚强陈斌

南方农业学报 2018年2期
关键词:蓟马空间分布茶园

杜广祖 瞿发文 卢朝炳 赵育惠 许有忠 寸待金 夏景华 郑亚强 陈斌

摘要:【目的】探究滇西南3個不同海拔高山茶园中茶黄蓟马的空间分布格局,为茶黄蓟马的综合防治提供参考依据。【方法】采用检叶数虫法对云南省陇川县3个不同海拔(低海拔、中海拔和高海拔)高山茶园中的茶黄蓟马发生动态进行调查,并应用聚集度指标及Iwao的m*-m回归分析法和Lloyd幂法对3个不同海拔茶园中茶黄蓟马成虫的空间分布格局进行测定和分析。【结果】茶黄蓟马种群的空间分布型均以聚集分布为主,主要分布在茶树的嫩芽部位。茶黄蓟马成虫的聚集原因主要由其喜食茶叶的幼嫩叶片引起。低、中和高3个不同海拔茶园中茶黄蓟马成虫理论抽样模型分别为N=[t2D2]([1.006m] +0.367)、N=[t2D2]([21.509m] +1.083)和N=[t2D2]([-21.107m] +1.223);序贯抽样模型分别为T0(n)=2n±7.1488、T0(n)=2n±6.8811和T0(n)=2n±1.8655;当茶黄蓟马成虫的密度为100.0头/叶时,3个不同海拔茶园的理论抽样数分别为9、32和36片。累计虫量达2.4头/叶时,在低海拔和中海拔茶园均应继续进行观察,而高海拔茶园需进行防治。【结论】3个不同海拔茶园中茶黄蓟马均主要聚集在嫩芽部位,累计虫量2.4头/叶可作为高海拔茶园防治茶黄蓟马的指标。

关键词: 茶园;蓟马;茶黄蓟马;空间分布;滇西南

中图分类号: S435.711 文献标志码:A 文章编号:2095-1191(2018)02-0287-08

Abstract:【Objective】The spatial distribution pattern of Scirtothrips dorsalis Hood in tea plantations at three diffe-rent altitudes in southwest Yunnan to provide reference for comprehensive control of S. dorsalis. 【Method】S. dorsalis population dynamics in tea plantations at three different altitudes(low altitude, middle altitude and high altitude) in Longchuan County,Yunnan were investigated by leaf checking and pest counting method.The spatial distribution pattern of S. dorsalis in tea plantations at three different altitudes were surveyed and determined using aggregation level indexes, m*-m regression analysis of Iwao and power law of Lloyd. 【Result】The spatial distribution of S. dorsalis population was mainly in aggregated distribution and mainly distributed in fresh leaves. The aggregated pattern of S. dorsalis population was resulted from they liked eating tender leaves of tea. Theoretical sampling models of adult S. dorsalis in tea plantations at low altitude, middle altitude and high altitude were N=[t2D2]([1.006m] +0.367),N=[t2D2]([21.509m] +1.083) and N=[t2D2]([-21.107m] +1.223). Their sequential sampling models were T0(n)=2n±7.1488,T0(n)=2n±6.8811 and T0(n)=2n±1.8655 respectively. The theoretical sampling numbers for tea plantations at three different altitudes were 9, 32 and 36 respectively when the density of S. dorsalis was 100 insect/leaf. When the accumulative population reached 2.4 insect/leaf, tea plantations at low altitude and middle altitude should be observed and tea plantations at high altitude should be controled. 【Conclusion】S. dorsalis in tea plantations at three different altitudes are concentrated in tender parts of tea. Accumulative population 2.4 insect/leaf can be used as a indicator for the control of S. dorsalis in tea plantation at high altitudes.

Key words: tea plantation; thrip; Scirtothrips dorsalis Hood; spatial distribution; southwest Yunnan

0 引言

【研究意义】茶黄蓟马(Scirtothrips dorsalis Hood)隶属于缨翅目蓟马科,是茶园重要害虫之一(肖星等, 2013)。该虫是云南省陇川县高山茶园蓟马的优势种,近年来发生危害日益严重,其不仅危害茶树嫩叶,还危害叶柄、嫩茎和老叶,对茶叶的产量和品质造成严重影响。目前,对于茶园蓟马的防治主要采用化学方法,而化学农药的滥用是制约当前茶叶产业发展的重要因素之一。因此,明确茶黄蓟马在不同海拔茶园上的空间分布格局和理论抽样数,可为当地茶黄蓟马的监测及预报提供指导。【前人研究进展】空间分布格局既是昆虫种群空间分布的重要属性,又是昆虫种群的基本数量特征之一(石爱霞等, 2007)。对于蓟马的空间分布,共有聚集分布(Deligeorgidis et al., 2002;Parajulee et al., 2006;盖海涛等, 2012)、均匀分布(邢楚明等,2017)和随机分布(Pearsall and Myers, 2000;Cho et al., 2001;刘玉良等, 2009)3种类型,其中聚集分布为主要分布型(高建玲等, 2012;刘凌等, 2014)。前人研究发现,西花蓟马[Frankliniella occidentalis(Pergande)]在黄瓜、架豆、石榴、非洲菊、月季和白三叶草上的空间分布型均为聚集分布(路虹等,2007;郑伯平等, 2011;陈雪娇等,2012;何平等,2012;刘凌等, 2014);榕管蓟马(Gynaikothrips uzeli)在垂叶榕上的空间分布型也为聚集分布(陈红星和童晓立, 2014)。目前对于茶黄蓟马的研究主要集中在生物学特性、防治方法及其对作物品质等指标的影响等方面。如Chu等(2006)研究发现,茶黄蓟马对黄色黏板、蓝板均具有趋性;刘霞等(2011)研究发现,蓝板区对茶黄蓟马的诱杀量分别是黄板区和黄蓝混合区的24和6倍;也有研究发现黄色板与蓝色板对茶黄蓟马的诱集效果差异不明显,但均显著高于红色板和浅蓝色板(万利, 2014);圆形色板的诱捕效果显著高于立体诱板、等边三角形和正方形等其他形状色板(Mainali and Lim, 2010;王琛等, 2015)。黄文艺和林泗海(2015)研究发现,受茶黄蓟马危害的铁观音茶叶中可溶性蛋白、可溶性糖和叶绿素含量明显下降。黄丽莉等(2016)通过扫描电镜技术观察发现茶黄蓟马触角上共有7种感器,且成虫触角节数比若虫多,U形感器仅存在于成虫触角,花蕊刺形感器仅存在于若虫触角。【本研究切入点】目前,对于高山茶园茶黄蓟马的空间格局研究尚未见系统报道。【拟解决的关键问题】通过对云南陇川县不同海拔的高山茶园中茶黄蓟马数量定期进行系统调查,明确其茶黄蓟马的空间分布格局,揭示该地区茶园茶黄蓟马种群的空间分布及其动态变化,为全面研究云南省茶黄蓟马的發生规律提供理论依据,进而为不同海拔茶园茶黄蓟马的综合防治提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验地点

2015年4月7日~2016年5月5日,于云南省德宏州陇川县王子树乡新中山村、王子树乡中学和章凤镇弄门村茶园进行蓟马种类和数量调查,调查地信息见表1。

1. 2 调查方法

采用检叶数虫法(李云瑞, 2004)调查茶黄蓟马的数量。采用棋盘式选取10个有代表性的地块进行定点统计调查,每个点按东南西北中的方位顺序随机抽取100张叶片,分别记录茶黄蓟马成虫和若虫数量,每2周调查1次,调查时间选在清晨露水未干时或阴雨天。春季出新芽前调查上年留存叶片,出芽后调查嫩叶(芽下第2叶或对夹第2叶),收茶结束后调查当年留的新叶。叶片正反面均要观察,并详细记录茶黄蓟马的成虫和若虫数。

1. 3 统计分析

调查数据采用Excel 2016和SPSS 20.0进行处理分析。

1. 3. 1 空间分布型的测定方法 空间分布型参数参照沈佐锐(2009)的方法,包括丛生指标I(I=V/m-1)、扩散系数C(C=V/m)、负二项分布参数K[K=m2/(V-m)]、平均拥挤度M*(M*=m+V/m-1)和Lloyd的聚块性指标C*(C*=m*/m)和Kuno的聚集指数CA[CA=(V-m)/m2]。式中,V表示方差,m表示平均数(戈峰, 2008)。

1. 3. 2 聚集成因分析 用种群聚集均数(λ)分析茶黄蓟马的聚集原因。λ=m(2K)-1r(公式1),式中,r为自由度2K时χ20.05的值。

1. 3. 3 理论抽样数 依据Iwao(1976)的m*-m回归关系的分布参数α和β,按以下公式确定理论抽样数。N=[t2D2]([α+1m]+β-1)(公式2)。式中,N为理论抽样数,t(t =1)为置信度,D为允许误差,取D=0.1,0.2。

1. 3. 4 序贯抽样技术 采用Iwao(1976)提出的序贯抽样理论,公式为:

T0(n)=nm0±t[n[(α+1)mo+(β-1)mo2]](公式3)。式中,n为抽样数,t(t=1)为置信度,m0为判别密度或防治指标。

2 结果与分析

2. 1 不同海拔茶园茶黄蓟马种群的动态空间分布格局

运用种群聚集度分析各茶园中茶黄蓟马种群在不同时间的分布格局,结果(表2)显示,从2015年4月7日~2016年5月5日,高海拔茶园茶黄蓟马种群的空间分布型有15次聚集分布和12次均匀分布,其中,2015年4和5月的空间分布型均为均匀分布;2015年10、12月和2016年1、5月均为聚集分布。

中海拔茶园茶黄蓟马种群自2015年4月7日~2016年5月5日的空间分布型以聚集分布为主,共有17次聚集分布和10次均匀分布,其中,2015年4~6月为均匀分布,2015年7~9、12月和2016年1~3、5月为聚集分布(表3)。

低海拔茶园茶黄蓟马种群自2015年4月7日~2016年5月5日的空间分布型以聚集分布为主,共有20次聚集分布和7次均匀分布,其中,2015年7、9、10、12月和2016年1~4月均为聚集分布,2015年4月7日、4月21日、5月26日、6月10日、8月11日、11月10日和2016年5月5日为均匀分布(表4)。

2. 2 不同海拔茶园茶黄蓟马种群的空间格局及聚集成因

总体来看,3个不同海拔茶园的I>0,K>0,C*>1,C>1,说明茶黄蓟马成虫在3个海拔茶园中的空间分布型均为聚集分布(表5)。

将3个不同海拔高山茶园茶黄蓟马成虫的平均虫量按m*-m回归法分别进行线性回归,得到高海拔茶园茶黄蓟马成虫的回归方程为:m1*=-22.107+2.223m1,r=0.961,其中α1<0,說明个体间相互排斥;中海拔茶园茶黄蓟马成虫的回归方程为:m2*= -20.509+2.083m2,r=0.902,其中α2<0,说明个体间相互排斥;低海拔茶园茶黄蓟马成虫的回归方程为:m3*=0.006+1.367m3,r=0.975,其中α3>0,说明个体间相互吸引,分布的基本成分为个体群;3个方程中β>1,说明3个茶园的茶黄蓟马成虫均为聚集分布。

应用Lloyd幂法则将数据转换成对数进行线性回归,得到高海拔茶园茶黄蓟马成虫的回归式为:lg(v1)=-6.099+6.092lg(m1),r=0.999;中海拔茶园茶黄蓟马成虫的回归式为:lg(v2)=-4.729+4.948×lg(m2),r=0.963;低海拔茶园茶黄蓟马成虫的回归式为:lg(v3)=-0.354+1.973lg(m3),r=0.922;3个回归式中的β>1,说明茶黄蓟马成虫的分布均为聚集分布,与用聚集度方法测定的结果一致。因此,可推断茶黄蓟马成虫在陇川县3个不同海拔茶园中的空间分布型均为聚集分布。

从表6可看出,3个不同海拔茶园中茶黄蓟马成虫的λ均大于2,说明茶黄蓟马成虫在3个海拔茶园中的聚集是由自身行为所引起,其原因可能与茶黄蓟马成虫喜食茶叶的嫩叶习性有关。

2. 3 茶黄蓟马种群密度的最适理论抽样数

若分别选取低海拔茶园(弄门村)、中海拔茶园(新中山村)和高海拔茶园(王子树乡中学)茶黄蓟马成虫的Iwao线性回归系数α1=0.006,β1=1.367;α2=20.509,β2=2.083;α3=-22.107,β3=2.223;将其分别代入公式2得到理论抽样模型分别为:N=[t2D2]([1.006m]+0.367)、N=[t2D2]([21.509m]+1.083)和N=[t2D2]([-21.107m]+1.223)。取t=1,D=0.1,0.2,得到不同虫口密度下的理论抽样数(表7)。由表7可看出,在相同的允许误差条件下,低、中、高3个不同海拔茶园茶黄蓟马的理论抽样数均随着虫口密度的增大而逐渐减少,如取t=1,D=0.2,当茶黄蓟马成虫的密度为0.1头/叶时,3个不同海拔茶园的理论抽样数分别为261、5404和5807叶;当茶黄蓟马成虫的密度为100.0头/叶时,3个不同海拔茶园的理论抽样数分别为9、32和36叶。

2. 4 建立序贯抽样模型

拟定判别密度m0为2.0头/叶,取α1=-22.107,β1=2.223;α2=20.509,β2=2.083;α3=0.006,β3=1.367;t=1,分别代入公式3,分别得到低、中和高海拔茶园中茶黄蓟马成虫的序贯抽样模型:T0(n)=2n±7.1488和T0(n)=2n±6.8811和T0(n)=2n±1.8655;令n=20、50、100、150和200,得出序贯抽样图。从图1可看出,当累计虫量在上限上方是需防治区域,在下限下方是不需防治区域,在上下限之间则应继续进行调查。不同海拔的茶园需要防治的指标存在一定差异,如当抽样数为50叶时,若累计虫量达120头,即2.4头/叶时,分别在低海拔[503 讨论

本研究3个不同海拔茶园中茶黄蓟马成虫的λ均大于2,表明3个不同海拔茶园中茶黄蓟马成虫聚集均是由害虫自身原因所致,且均为聚集分布,与李慧玲等(2013)的研究结果一致。此外,不同海拔茶园的茶黄蓟马防治指标存在差异,当抽样数为50叶时,若累计虫量达120头(即2.4头/叶)时中、低海拔茶园应继续观察,高海拔茶园则需要进行防治。而董建萍(2017)采用黄、蓝板监测德宏州不同海拔茶园茶黄蓟马时所得出的防治指标是月平均达100头/板以上,其原因可能是调查方法和地区不同所致。

刘玉良等(2009)指出,蓟马体型较小,取食时移动性强,容易逃逸,采用危害特征的空间分布来代替蓟马的空间分布更具有稳定性和实用性。而多数学者采用蓟马数量来反映其空间分布型(高建玲等, 2012; 刘凌等, 2014)。本研究也采用调查茶黄蓟马数量的方法分析其在不同海拔茶园中的空间分布型,并系统调查了不同海拔高山茶园中茶黄蓟马种群在不同时期的动态空间分布格局,这对不同高山茶园中茶黄蓟马在不同时期的防治技术与方法的使用具有较好的指导意义。

李慧玲等(2013)对茶黄蓟马在茶树1芽7叶茶梢上的分布情况的调查发现,茶黄蓟马主要在嫩梢芽下2~4叶位的叶片背面取食危害,叶片背面的虫口数量高达88.66%。有研究报道,不同种类蓟马在植株垂直方向的分布情况不尽相同,如桑蓟马成虫多在桑树的上层,若虫多在下层(Shahram et al.,2007);西花蓟马成虫在石榴植株的垂直空间分布差异不显著,而若虫在上层花朵与中、下层花朵间差异显著(刘凌等, 2014);还有学者分别采用灰色系统分析、空间格局分析和生态位分析等方法评价天敌对害虫的控制作用(毕守东等, 2000; 邹运鼎等, 2004,2007; 柯胜兵等, 2011;唐晓琴和卢杰,2017;王迎春等,2017)。本研究在调查期间发现3个不同海拔高山茶园中茶黄蓟马种群的空间分布型随着调查时间的推移在聚集分布和均匀分布之间变动,大多数时间以聚集分布为主,且在嫩芽部位的叶片背面数量较多。本研究未系统地统计茶树不同部位茶黄蓟马成虫和若虫的数量分布情况,且未对天敌种类及数量进行系统的调查分析,因此,下一步应系统地调查陇川县不同海拔高山茶园茶树不同部位上茶黄蓟马成虫和若虫的数量及其天敌的种类和数量,分析茶黄蓟马成虫、若虫在茶园的垂直分布情况及天敌与茶黄蓟马的跟随关系,为该地区茶黄蓟马综合防治体系的建立和天敌的保护利用提供理论依据。

4 结论

本研究结果表明,云南陇川县王子树乡中学(高海拔)、王子树乡新中山村(中海拔)和章凤镇弄门村(低海拔)3个不同海拔高山茶园中茶黄蓟马均以聚集分布为主,且不同海拔茶园的理论抽样数和防治指标存在差异,累计虫量2.4头/叶可作为高海拔茶园防治茶黄蓟马的最低虫口密度指标。

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(責任编辑 麻小燕)

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