桑天牛越冬幼蟲的空間分布與抽樣技術

蘇振國，劉永輝，劉建波，朱紅濤

(云南省農業科學院 蠶桑蜜蜂研究所，云南 蒙自 661101)

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桑天牛越冬幼蟲的空間分布與抽樣技術

蘇振國，劉永輝，劉建波，朱紅濤

(云南省農業科學院 蠶桑蜜蜂研究所，云南 蒙自 661101)

為明確桑天牛(AprionagermariHope)越冬幼蟲的空間分布，采用6種聚集度指標(m*/m，C，k，Iδ，I，CA)和2種回歸模型(Taylor的冪法則和m*-m)測定其空間分布，并利用Blackith種群聚集均數λ解析該幼蟲種群的聚集成因。結果表明，其呈均勻分布，建立了桑天牛越冬幼蟲抽樣數公式(N=t2(1.0097m-0.1971)/D2)和序貫抽樣模型(T(n)=0.2n± 0.4405)，該模型可為桑天牛的預測預報及防治提供理論依據。

桑天牛；越冬幼蟲；空間分布；抽樣技術

桑天牛(AprionagermariHope)，別名褐天牛、鐵泡蟲等，屬鞘翅目(Coleoptera)，天牛科(Cerambycidae)，分布極廣泛，在河北、遼寧、江蘇、浙江、山東、江西、安徽、云南、四川等省普遍發生。該蟲寄主范圍廣，除為害桑樹(MorusalbaL.)外，還可為害楊樹、蘋果、枇杷、柳等樹種，以幼蟲蛀食桑樹枝干，造成桑樹生長不良，嚴重時致全株枯死。桑天牛越冬幼蟲擴散能力有限，生活在樹干內經歷2～3個冬季[1-2]。研究昆蟲的種群空間分布在理論上有助于了解昆蟲的生態學特性及種群所處環境的相互關系，在實踐上是確定生物統計分析的資料代換方式和制定抽樣技術方案的依據[3]。為此，我們于2014年12月至2015年1月對桑天牛越冬幼蟲的空間分布進行了調查研究，以期為該害蟲的預測預報和防治提供理論依據。

1　材料與方法

1.1試驗地概況及取樣方法

試驗地位于云南省農業科學院蠶桑蜜蜂研究所試驗桑園，調查的桑樹是2～3年樹齡的云桑2號，屬于新種植桑園，園內海拔1 280 m，地勢平坦，土壤為紅色黏土，屬亞熱帶季風氣候類型，年平均氣溫18.6 ℃，無霜期337 d，降雨主要集中在6—9月份，冬、春季干旱少雨，年均日照時數2 234 h，最高氣溫35.2 ℃，最低氣溫2.0 ℃[4]，園區周圍種植有枇杷、石榴、葡萄等果樹。調查共選取21塊樣地，每樣地逐株調查桑樹195株，由于天牛幼蟲在枝干內取食，難以直接得到天牛幼蟲數量。因此，根據天牛幼蟲蛀孔行為特征，以有新鮮蟲糞的蟲孔數作為幼蟲的數量指標[5]。

1.2空間分布型測定的分析方法

根據田間調查得到的數據，以樣地為單位，計算出幼蟲均值即蟲口密度m(頭/株)、方差(S2)。通過計算平均擁擠度m*、擴散系數C、David指標I、Cassie指標CA、Waters指標k、Lloyd聚塊性指標m*/m、Morisita指標Iδ等參數指標測定該幼蟲的空間分布型。其中C<1為均勻分布，C=1為隨機分布，C>1為聚集分布；I<0為均勻分布，I=0為隨機分布，I>0為聚集分布；CA<0為均勻分布，CA=0為隨機分布，CA>0為聚集分布；k<0為均勻分布，k>0為聚集分布；m*/m<1為均勻分布，m*/m=1為隨機分布，m*/m>1為聚集分布；Iδ<1為均勻分布，Iδ=1為隨機分布，Iδ>1為聚集分布[6]。運用Iwao法m*=a+bm[7]和Taylor法S2=amb[8-9]對分布型及成因進行分析檢驗。

1.3聚集成因分析

利用Blackith提出的種群聚集均數λ=mr/2k[10]，式中m為蟲口密度均值，k為負二項分布指數，r是自由度為2k時0.5概率值對應的χ2。當λ<2時，其聚集是由某些環境因素所致，而不是由于昆蟲本身的聚集習性活動的緣故；當λ≥2時，其聚集是由于上述2個因素中的任一個因素所引起。

1.4最適理論抽樣數模型

運用Iwao提出m*-m直線回歸式為基礎的最適理論抽樣數模型，即運用公式：

式中，N為最適理論抽樣數；t為一定置信度下t分布值(取t=1)；D為允許誤差，一般取D=0.1，0.2，0.3；a，b為m*-m直線回歸式中的常數；m為平均蟲口密度。

1.5序貫抽樣

根據Iwao提出的新序貫抽樣理論，確定序貫抽樣表。公式為：

式中n為抽樣株數，m0為臨界防治密度，a，b為m*-m直線回歸式中的常數。

1.6數據處理

調查數據用Excel和DPS軟件進行計算處理。

2　結果與分析

2.1空間分布型的測定

2.1.1聚集度指標法的測定結果

應用6種聚集度指標測定桑天牛越冬幼蟲空間分布型結果見表1。其中擴散系數C<1，David指標I<0，Cassie指標CA<0，Waters指標k<0，Lloyd聚塊性指標m*/m<1，Morisita指標Iδ<1，判定桑天牛越冬幼蟲在桑樹上的空間分布為均勻分布。

2.1.2Iwao線性回歸法的測定

根據相關指標計算得到m*-m直線回歸式為m*=0.0097+0.8029m，r=0.937 7，式中0

2.1.3Taylor的冪法則的測定

根據相關指標計算得到logS2=0.9533logm-0.0485，r=0.997 3，loga<0，b<1，說明該幼蟲為均勻分布，種群密度越大分布越均勻。

2.2聚集因素分析

運用Blackith的種群聚集均數公式，計算不同樣地的聚集均數，結果如表2所示。各樣地的λ值均小于2，說明幼蟲的均勻分布原因是某些環境因素所引起[11]。

2.3Iwao理論抽樣數模型

將建立的m*-m回歸模型中a，b的值帶入Iwao最適理論抽樣數模型，得出最適抽樣數公式：

表1桑天牛越冬幼蟲的聚集度指標

Table 1Aggregation indexes of overwintering larvae ofAprionagermariHope

樣本采集地編號平均蟲口密度m/(頭·株-1)平均擁擠度m*方差S2擴散系數CWaters指標kCassie指標CALloyd聚塊性指標m*/mMorisita指標IδDavid指標I10.24620.19830.23440.9522-5.1485-0.19420.80570.8229-0.047820.25130.21380.24190.9625-6.7053-0.14910.85080.8685-0.037530.21030.16600.20100.9558-4.7561-0.21030.78970.8094-0.044240.19490.16300.18870.9682-6.1189-0.16340.83650.8591-0.031850.30770.23980.28680.9321-4.5349-0.22050.77940.7927-0.067960.24100.18930.22860.9483-4.6594-0.21460.78530.8024-0.051770.22560.18100.21560.9554-5.0560-0.19780.80220.8208-0.044680.25640.21640.24620.9600-6.4145-0.15590.84410.8613-0.040090.23590.19930.22730.9634-6.4393-0.15530.84470.8634-0.0366100.21540.18770.20940.9723-7.7778-0.12860.87140.8926-0.0277110.27180.24360.26410.9718-9.6319-0.10380.89610.9134-0.0282120.22050.19070.21390.9702-7.3877-0.13540.86460.8852-0.0298130.15900.13960.15590.9807-8.2245-0.12160.87840.9076-0.0193140.23080.18380.21990.9531-4.9160-0.20340.79650.8146-0.0469150.24620.22390.24070.9778-11.0638-0.09040.90960.9289-0.0222160.26150.21900.25040.9575-6.1503-0.16260.83740.8541-0.0425170.27690.22640.26290.9495-5.4844-0.18230.81760.8330-0.0505180.26670.22150.25460.9549-5.9091-0.16920.83070.8470-0.0451190.17950.15940.17590.9799-8.9216-0.11210.88790.9140-0.0201200.20510.18160.20030.9765-8.7151-0.11470.88520.9079-0.0235210.28210.26170.27630.9796-13.8387-0.07230.92770.9449-0.0204

表2桑天牛越冬幼蟲種群密度與聚集均數分析

Table 2Analysis of average aggression size of overwintering larvae ofAprionagermariHope

樣地m2kλ10.2462-10.2970-0.223320.2513-13.4105-0.231230.2256-9.5122-0.184340.1949-12.2378-0.180650.3077-9.0698-0.282960.2513-9.3188-0.215770.2256-10.1120-0.208480.2513-12.8289-0.226790.2359-12.8787-0.2077100.2256-15.5556-0.1986110.2718-19.2637-0.2588120.2205-14.7753-0.1991130.1590-16.4490-0.1483140.2359-9.8319-0.1958150.2462-22.1277-0.2374160.2564-12.3006-0.2411170.2769-10.9688-0.2358180.2667-11.8182-0.2333190.2256-17.8431-0.1644200.2051-17.4302-0.1923210.2564-27.6774-0.2684

N=t2/D2(1.009 7m-0.197 1)，取t=1，允許誤差D為0.1，0.2，0.3時，蟲口密度為0.09，0.11，0.13，0.15，0.17，0.19，0.21，0.23，0.25，0.27，0.29，0.31，0.33，0.35，0.37頭·株-1時，求出桑天牛越冬幼蟲最適理論抽樣數量結果見表3。

2.4序貫抽樣模型

擬設桑天牛幼蟲防治指標m0=0.2頭·株-1，t=1，a=0.009 7，b=0.802 9，代入可得序貫抽樣模型：T(n)=0.2n±0.4405，令n=10，20，30，40，……200，可得出序貫抽樣表見表4。

3　討論

本文通過對桑天牛越冬幼蟲的6種聚集度指標法、Iwao和Taylor回歸方程、聚集均數的判定表明，桑天牛越冬幼蟲空間分布型呈均勻分布，此種分布是由幼蟲個體間相互排斥和環境因素引起。而黃大莊等[12]研究認為，桑天牛幼蟲在楊樹上為聚集分布，且具有密度依賴性。劉康成[13]則認為，桑天牛幼蟲在桑樹上的空間分布型為聚集分布，且幼蟲個體間相互吸引，可見，桑天牛幼蟲在不同寄主或同種寄主的不同生長環境中其空間分布會有所不同。具體分析形成均勻分布的原因可能是，桑天牛產卵更喜歡選擇在樹體高大粗壯的寄主上產卵[14]，本次調查的桑樹樹齡2～3年，樹形、樹勢尚處于生長階段還未完全定型，會降低桑天牛產卵量和引起桑天牛幼蟲間的食物競爭[15]；調查所采用的方法是根據新鮮排糞孔作為幼蟲蟲口數的判定指標，桑天牛的幼蟲活動如排糞隨季節、光照、溫度的變化，冬季氣溫低于10 ℃排糞也幾乎停止，可見環境因素當中的溫度因子也會帶來一定影響[16]，可以解釋此種均勻分布是由幼蟲個體間相互排斥和環境因素相互作用引起。

文中建立了最適抽樣數公式：N=t2/D2(1.0097m-0.1971)和序貫抽樣模型：T(n)=0.2n±0.4405。在蟲口密度低的情況下，抽樣量較多，蟲口密度高的情況下，抽樣量較少。在相同蟲口密度下，允許誤差的大小也決定抽樣量的多少。在田間應用序貫抽樣調查時，若調查樣本的累計蟲量超過上限，即判為防治對象田；低于下限則認為暫時不需要防治；當累計蟲量在上下限之間，則應繼續進行調查，直到最大抽樣數。

表3桑天牛越冬幼蟲理論抽樣數

Table 3Theoretical sampling number of overwintering larvae ofAprionagermariHope

允許誤差D蟲口密度/(頭·株-1)0.090.110.130.150.170.190.210.230.250.270.290.310.330.350.370.111028987576535745124614193843543283062862692530.2276225189163144128115105968982767267630.312210084736457514743393634323028

表4桑天牛越冬幼蟲序貫抽樣表

Table 4Sequential sampling table of overwintering larvae ofAprionagermariHope

抽樣量抽樣株數102030405060708090100110120T(n)上限368111315182022242729T(n)下限124579101214161719

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(責任編輯張韻)

Spatial distribution pattern and sampling technique of overwintering larvae of Apriona germari Hope

SU Zhen-guo， LIU Yong-hui， LIU Jian-bo， ZHU Hong-tao

(InstituteofSericultureandApiculture，YunnanAcademyofAgriculturalSciences，Mengzi661101，China)

The spatial distribution patterns of overwintering larvae ofAprionagermarilarva inMorusalbawere studied using six spatial distribution pattern analysis methods(m*/m，C，k，Iδ，I，CA)and two regression equations(Taylor power and m*-m)， the assembling reasons were analyzed with average aggression size λ. The results indicated that spatial distribution patterns ofAprionagermarilarva population was in uniform distribution. The optimal sampling equation(N=t2(1.0097m-0.1971)/D2) and sequential sampling equation(T(n)=0.2n±0.4405) were established. This paper may provide the basis for prediction and control ofAprionagermari.

AprionagermariHope; overwintering larvae; spatial distribution pattern; sampling techniques

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.02.20

2015-07-11

現代農業產業技術體系建設專項資金“蠶桑”(CARS-22-SYZ27)

蘇振國(1983—)，男，山西右玉人，碩士，助理研究員，從事桑樹病蟲害防治工作。E-mail：szgmcn@163.com

Q968.1

A

1004-1524(2016)02-0302-04

蘇振國，劉永輝，劉建波，等. 桑天牛越冬幼蟲的空間分布與抽樣技術[J].浙江農業學報，2016，28(2)： 302-305.