一種估算草地貪夜蛾卵塊中卵粒數(shù)量的簡易方法

李子園，唐 敏，邵 屯，林丹敏，王 磊，陸永躍*，陳科偉，2*

(1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，廣州 501642；2. 廣東省生物農(nóng)藥創(chuàng)制與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 501642； 3. 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院，廣州 510225；4.廣州海關(guān)，廣州 510623)

草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda(Smith)原產(chǎn)于美洲(Earlyetal., 2018)，2019年1月在我國云南省局部地區(qū)發(fā)現(xiàn)危害(王磊等, 2019)，之后通過不斷遷飛蔓延，當(dāng)年10月就侵入了26個省區(qū)1 538個縣區(qū)，2020年截止7月9日我國共有 21個省(市、區(qū))1 029縣(區(qū))發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾幼蟲，危害面積近66.7萬hm2(王磊和陸永躍, 2020)。我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部預(yù)計2020年草地貪夜蛾全年發(fā)生面積1億畝左右，威脅區(qū)域占玉米種植區(qū)域的50%以上，同時，西南、華南地區(qū)甘蔗、高粱，以及黃淮以南地區(qū)冬小麥也存在受害風(fēng)險。

開展草地貪夜蛾監(jiān)測調(diào)查、明確蟲情是做好其預(yù)報和防控的前提和基礎(chǔ)(冼繼東等, 2019)。害蟲卵量調(diào)查是蟲情調(diào)查的重要內(nèi)容之一，獲得準(zhǔn)確的卵量對明確蟲情、預(yù)測種群發(fā)生發(fā)展趨勢、制定防控方案、開展防控等均具有重要意義(張孝羲, 2011)。在進(jìn)行草地貪夜蛾田間卵量調(diào)查時一般僅記錄卵塊數(shù)量。但是由于該蟲的卵塊常呈不規(guī)則形狀，大小差異較大，層數(shù)不同，因此所含卵粒的數(shù)量也顯著不同，從數(shù)十粒到200粒不等(Prasannaetal., 2018)。另外，由于草地貪夜蛾的卵粒較小，且卵塊上通常覆蓋著鱗毛(趙勝園等, 2019)，使得在田間調(diào)查中通過目測很難快速判斷出卵塊中的卵粒數(shù)量。本文測量了草地貪夜蛾卵塊面積，記錄了卵粒數(shù)量，分析、建立了卵塊中卵粒數(shù)量與卵塊大小之間關(guān)系模型，提出以卵塊面積判斷卵粒數(shù)量的分級表，為田間調(diào)查中卵塊中卵粒數(shù)量的快速判斷提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

草地貪夜蛾：2019年4月在廣州市花都區(qū)花山鎮(zhèn)紅群村玉米地(23.4829°N, 113.2673°E)采獲幼蟲，在實(shí)驗(yàn)室條件下用人工飼料飼養(yǎng)、保持種群(李子園等, 2019)。飼養(yǎng)條件：溫度26±1℃，相對濕度60%～70%,光周期16 L ∶8 D(PQX-450B-22HM型人工氣候箱，寧波萊福科技有限公司)。

1.2 供試植株

供試玉米品種為粵甜28號(粵審玉20170004)。將玉米種植在塑料花盆(外徑23 cm, 底徑14.5 cm, 內(nèi)徑19.5 cm, 高20 cm)中，種植基質(zhì)為土壤與有機(jī)生物肥按5 ∶1比例方式配制，土壤表面距花盆高度為5 cm，種植密度為3株/盆。待玉米植株高約60 cm，約有8片葉完全展開時進(jìn)行試驗(yàn)。

1.3 試驗(yàn)方案

以草地貪夜蛾F6代作為試驗(yàn)蟲源，幼蟲采用新鮮玉米葉單頭單管(3.2 cm×10 cm)飼養(yǎng)，每日更換足量新鮮葉片。待成蟲羽化后隨機(jī)挑選10對健康成蟲，移入放有4盆玉米(共12株)的養(yǎng)蟲籠(100 cm×100 cm×100 cm)內(nèi)，并添加15%蜂蜜水作為補(bǔ)充營養(yǎng)。每日收集產(chǎn)在玉米葉片上的卵塊，記錄形狀完整的卵塊的長(卵塊兩端最長距離)、寬(長的垂直處兩端最長距離)、層數(shù)和卵粒數(shù)量等參數(shù)，散產(chǎn)卵粒不在記錄范圍。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

草地貪夜蛾卵塊面積按近似橢圓形面積公式計算，多層卵面積按每增加一層較底層面積遞減50%計算，具體計算公式如下：

單層卵塊面積：X=L×W×π/4

①

含兩層卵的卵塊面積：X=1.5×L×W×π/4

②

含三層卵的卵塊面積：X=1.75×L×W×π/4

③

其中，X為卵塊面積，L為卵塊的長(mm)，W為卵塊的寬(mm)。

采用SAS 9.1軟件中NLIN語句進(jìn)行指數(shù)函數(shù)Y=e(a+bX)的擬合，其中Y為卵塊卵粒數(shù)量的平方根，X為卵塊面積，模型的適合性采用χ2檢驗(yàn)。計算預(yù)測值±25%的區(qū)間，當(dāng)實(shí)際卵粒數(shù)量落于該區(qū)間時認(rèn)為預(yù)測值與實(shí)際值相吻合，反之則不吻合。試驗(yàn)共記錄了117個卵塊數(shù)據(jù)，其中97個卵塊數(shù)據(jù)用于模型的擬合，20個卵塊數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證模型預(yù)測的準(zhǔn)確率。采用origin 2020b軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 卵粒數(shù)量與卵塊大小的關(guān)系

對草地貪夜蛾卵塊數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明，隨著卵塊面積的增大，卵粒數(shù)量呈幾何增長，卵塊所含卵粒數(shù)量與卵塊面積的關(guān)系可用指數(shù)方程Y=e(2.1596+0.00832X)(R2=0.9916,P<0.0001)來進(jìn)行描述，其中Y為卵塊中卵粒數(shù)量的平方根，X為卵塊面積。預(yù)測模型具有較高的適合度(χ2檢驗(yàn),χ2=10.2828,P=1, df=97; 圖1)。試驗(yàn)中用于模型擬合的共有97個卵塊，其中有17個卵塊的實(shí)際卵量落于估值區(qū)間范圍之外，模型回測的準(zhǔn)確率為82.47%；用于模型驗(yàn)證的有20個卵塊，其中有5個卵塊的實(shí)際卵量落于估值區(qū)間范圍之外，吻合率為75%(表1)。

圖1 草地貪夜蛾卵塊中卵粒數(shù)量與卵塊面積的關(guān)系Fig.1 Relationship between the number of eggs and the area of egg mass of Spodoptera frugiperda

表1 草地貪夜蛾卵塊含卵量預(yù)測結(jié)果

續(xù)表1 Continued table 1

續(xù)表1 Continued table 1

續(xù)表1 Continued table 1

2.2 卵塊所含卵量快速估算的分級表

基于以上關(guān)系模型，提出了通過計算卵塊面積，以計算卵量±25%作為估值區(qū)間來快速估計草地貪夜蛾卵塊含卵量的分級表(表2)，而卵塊面積可通過記錄卵塊的長、寬及層數(shù)，按照公式①～公式③計算獲得。例如，田間調(diào)查獲得某一卵塊面積為81～90 mm2時，卵的數(shù)量應(yīng)在213～420粒之間。

表2 草地貪夜蛾卵塊卵量快速估算分級表

3 結(jié)論與討論

草地貪夜蛾危害范圍大、面積廣，在調(diào)查中需要記錄卵、幼蟲、蛹和成蟲數(shù)量、作物受害程度等(劉杰等, 2019)，其難度和工作量均較大。因此，建立快速獲得卵數(shù)量的方法可以為田間調(diào)查降低一定的難度，并提高工作效率。在養(yǎng)蠶產(chǎn)業(yè)中常應(yīng)用稱重法大致估計家蠶Bombyxmori卵數(shù)量(劉中文, 2018)。劉巧(2016)研究顯示福壽螺Pomaceacanaliculata卵塊的重量與卵粒數(shù)量有極顯著的正相關(guān)性。但是，利用重量估計卵數(shù)量一般適用于較大的卵塊，草地貪夜蛾的卵塊較小，在調(diào)查中難以將其從植株上剝離并進(jìn)行稱重。Bean(1961)提出了以云杉卷葉蛾Choristoneurafumiferana卵塊長度和行數(shù)進(jìn)行卵數(shù)量的估計方法，但是該方法僅適用于一般為單層多行的云杉卷葉蛾卵塊。本試驗(yàn)統(tǒng)計了一定數(shù)量卵塊長、寬、層數(shù)和卵數(shù)量，分析、建立了相關(guān)模型，為田間草地貪夜蛾卵塊卵數(shù)量的快速判斷提供了方法。在田間調(diào)查時可用細(xì)毛筆輕刷去除草地貪夜蛾卵塊上的鱗毛，觀察卵塊層數(shù)，可更準(zhǔn)確測量卵塊大小。在試驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)卵塊的形狀、頂層的卵粒數(shù)量差異很大。當(dāng)卵塊頂層僅有少數(shù)粒卵時，排除頂層后計算面積，通過分級表判斷卵粒數(shù)量后，再將頂層卵粒數(shù)量計入會使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確些。何莉梅等(2019)發(fā)現(xiàn)溫度對草地貪夜蛾的卵孵化率有顯著影響。本試驗(yàn)得出的模型僅限應(yīng)用于田間調(diào)查卵塊中卵粒數(shù)量的大致計算，應(yīng)對不同季節(jié)、不同環(huán)境下草地貪夜蛾各個蟲期的存活、發(fā)育等進(jìn)行深入研究、分析，才能準(zhǔn)確掌握并預(yù)測該蟲種群發(fā)生和發(fā)展趨勢。