基于氣象因子篩選的柑橘園橘小實蠅種群數量監測與分析

橙色水果和蔬菜的重要重要性。它可能會影響40多個水果科300多個水果，并對許多重要的熱帶和亞熱帶水果產生嚴重的威脅（al.2009.shuklaandzhangxiang）。該害蟲1912年首次報道于我國臺灣,迄今已廣泛分布在亞州及環太平洋的多數國家和地區(Christenson&Foot,1960;Fullaway,1953;Hsu,1973)。近年來,隨著種植結構的改變,且對外交往日趨頻繁,橘小實蠅在我國南方部分地區暴發成災,對水果生產造成嚴重的經濟損失(陳鵬和葉輝,2006、2007;呂欣等,2008)。同時,隨著冬季氣候變暖以及南方攜蟲水果頻繁調運,橘小實蠅逐漸向北擴散危害(李達林和汪恩國,2011;趙琳等,2008)。臨海地處浙江中部沿海地區(28°50′N、121°06′E),年平均溫度17℃,年降水量1550mm,5～6月為梅雨季節,7～9月以晴天為主,常年種植柑橘11700hm2,為浙江柑橘重要產區之一。橘小實蠅自2007年10月首次在臨海柑橘園監測發現以來,危害不斷加重,致使柑橘果實未成熟就變黃、腐爛或脫落成為“蛆果”(李云明等,2012)。各地對橘小實蠅的種群動態、空間分布型、預測預報、防治方法諸方面做了較深入的研究,但有關浙中南的柑橘園橘小實蠅種群數量消長規律,尤其以旬量為單位對橘小實蠅成蟲數量與氣象要素進行數學建模方面的研究較為鮮見(和萬忠等,2002;張小亞等,2011)。為此,筆者應用性誘劑監測方法對橘小實蠅種群數量進行定點、系統的跟蹤監測,并對其與氣象要素的關系進行篩選,創建橘小實蠅成蟲數量變動數學模型,進而分析影響橘小實蠅種群數量的主要氣象因子,以期為橘小實蠅的監測預警和防控提供依據。1材料和方法1.1柑橘橘園監測點根據橘小實蠅入侵發生及分布情況,選擇浙江省臨海市古城街道伏龍村的柑橘園為監測點。柑橘園面積15hm2,品種為宮川;其生育期:3～4月春芽萌動至現蕾開花期,5～6月謝花至幼果生長期,7～9月果實膨大期,10～11月果實成熟采收期。1.2誘捕器的使用監測時間為2008年1月1日～2010年12月30日,每7d調查1次,收集和記錄每個誘捕器的成蟲數量。以誘蠅醚(成份為甲基丁香酚,2mL·支-1)作為橘小實蠅引誘劑,將誘芯注入誘蠅醚并用專用誘捕器誘捕。按南北向雙行懸掛4個誘捕器,以間距50m布器監測。誘捕器懸掛在橘樹枝中,并選取有利風向,避免被樹葉直接遮蔽和陽光直射,在誘捕器的吊線上涂凡士林,以防止螞蟻等昆蟲取食。每30d更換1次誘芯(明珂等,2010)。1.3調查和測定指標根據田間橘小實蠅性誘監測情況,在柑橘掛果期(10月下旬至11月上旬)套透明袋觀察成蟲羽化與交配產卵習性,并調查果實危害情況。采用對角線5點取樣法,每點調查10株,共50株橘樹,隨機調查1000個樹上果,采集樹上全部爛果,記錄橘小實蠅危害株數,統計有蟲株率,并剝查樹上蟲果數和每個蟲果幼蟲數;然后隨機收集落地果50個,剝查落地果蟲果數和每個蟲果幼蟲數。以落果率為權重,將地上果加權后計算綜合有蟲果率和綜合果蟲量。綜合有蟲果率(%)=[樹上有蟲果率×(1-平均落果率)+地上有蟲果率×平均落果率]×100綜合果蟲量計算方法同上。1.4數據分析和結果根據橘小實蠅種群存活動態和分布特征,結合氣象資料和田間調查情況,通過對當旬成蟲數量與當旬及其前延5個旬氣象要素(旬平均溫度、旬雨量、旬日照時數)進行逐旬單因素相關篩選,并以相關系數處于顯著水平的旬氣象要素進行單因素二項式建模;然后對此3個因素做逐步回歸建模,依此對成蟲盛發期(8月上旬至11月下旬)3個因素也做逐步回歸建模,分析影響種群數量消長的主要氣象因素。同時,以實測值為A,擬合值為B,則吻合率=[∣1±(A-B)∣/A]×100%,回測檢驗模型的擬合程度。采用DPSV5.12分析調查數據,原始調查數據不做任何轉換(唐啟義和馮明光,2002)。所用2008～2010年的旬平均溫度、旬降雨量及旬日照時數氣象資料由當地氣象部門提供。2結果與分析2.1地上有蟲果率及果蟲量表1顯示,臨海柑橘園柑橘樹有蟲株率為52%。其中,樹上有蟲果率為1.43%,平均果蟲量為3.84條·個-1;而地上有蟲果率達49.33%,平均果蟲量3.27條·個-1。通過調查(10月下旬),柑橘園落果率平均為5.36%,將地上果按此權重加權后統計得出,綜合有蟲果率為4.00%(2.47%～6.23%),綜合果蟲量為3.81(3.56～3.98)條·個-1。由此可知,柑橘園果實成熟期落果主要由橘小實蠅危害所致。2.2成蟲誘集量圖1顯示,柑橘園橘小實蠅種群數量時序變化呈單峰型曲線。成蟲初見期年度之間差異大,2008年為8月3日,2009年為6月22日,2010年為7月20日;8月初為成蟲數量增長拐點,其成蟲誘集量為0.50～1.25頭·器-1;之后進入種群數量快速增長期,9、10月為成蟲數量高峰期,其平均成蟲誘集量達6.99頭·器-1(3.00～10.69頭·器-1),2008年持續至11月上旬(成蟲誘集量10.25頭·器-1);隨后成蟲誘集量逐漸下降,到12月下旬未誘集到成蟲。由此可見,臨海柑橘園橘小實蠅盛發時間長,成蟲對果實產卵危害突出。2.3自然因素對橙色蒼蠅群體的數量的影響2.3.1橘小實蠅不同季節動態誘變效果及與年齡的關系通過統計分析2008～2010年4月上旬至11月下旬72個旬期橘小實蠅成蟲數量與旬平均溫度的關系發現,橘小實蠅當旬成蟲數量(Mn)與其前第3旬旬平均溫度(Tn-3)存在極顯著相關關系(圖2),其數學模型為Mn=0.0269Tn-32-0.6586Tn-3+3.6294(n=72,r=0.4719,r0.01=0.3017)。經擬合,單器旬誘集量3頭以上存在擬合意義,平均吻合率為53%;對雨量、日照時數2個要素的統計分析發現,橘小實蠅當旬成蟲數量無論與當旬還是前延逐旬的雨量、日照時數,相關性均不顯著(n=72,r雨≤0.1780,r照≤0.2102)。由此可知,橘小實蠅是氣溫型害蟲,其種群數量隨著前一個月溫度的升高而增長。圖2表明,旬平均溫度15～16℃為其后過3旬橘小實蠅成蟲起始活動的臨界溫度;當旬平均溫度在15℃以下時成蟲較難成活或無活動;當旬平均溫度在16℃以上時其后過3旬橘小實蠅種群開始處于低位運行;當旬平均溫度處于21℃以上時其后過3旬橘小實蠅種群數量快速增長;旬平均溫度在25～30℃時其后過3旬橘小實蠅種群數量趨向高峰。因此,其峰期可持續到11月份,與柑橘掛果期相吻合。2.3.2橘小實蠅成蟲盛發期的氣象要素對2008～2010年的4月上旬至11月下旬72個旬期當旬成蟲誘集量(Mn)與當旬日照時數(Sn)、當旬雨量(Rn)及其前第3旬旬平均溫度(Tn-3)進行多元逐步回歸分析,其模型為Mn=0.4426Tn-3+0.0078Rn-0.0232Sn-5.8247(n=72;rT=0.4448,P=0.0001;rR=0.1212,P=0.3103;rS=-0.1006,P=0.4007;R=0.4654),表明橘小實蠅全年種群數量動態變化與其前第3旬旬平均溫度的關系達極顯著水平,而與當旬雨量和當旬日照時數的關系不顯著。由此可見,橘小實蠅全年種群數量變化的氣象要素以溫度為主(圖3)。圖3顯示,橘小實蠅當旬平均溫度處于15℃以上時其后過3旬成蟲起始活動;當旬平均溫度在20～26℃時其后過3旬成蟲種群進入高位運行;當旬平均溫度在27～31℃時其后過3旬種群發展趨向高峰;當旬平均溫度處于33℃以上時其后過3旬種群數量趨向回落。這進一步表明橘小實蠅成蟲活動的溫度范圍為15～33℃。但全年4～6月柑橘園生育期處于開花期至幼果期,且其前旬溫度較低,不利于橘小實蠅成蟲發生,因此,4～6月基本無法誘集到橘小實蠅成蟲。對柑橘園橘小實蠅成蟲盛發期(8月上旬至11月下旬)的誘集量(Mn)與當旬日照時數(Sn)、當旬雨量(Rn)及其前第3旬旬平均溫度(Tn-3)進行多元逐步回歸分析,其數學模型為Mn=0.5812Tn-3+0.05351Rn-0.0139Sn-12.0814(n=36;rR=0.4522,P=0.0056;rT=0.3196,P=0.0574;rS=-0.0068,P=0.9685;R=0.5054,r0.01=0.4182),表明橘小實蠅成蟲盛發期種群數量變化與當旬雨量的關系達極顯著水平,而與其前第3旬旬平均溫度和當旬日照時數的關系不顯著。由此可見,橘小實蠅盛發期種群數量變化的氣象要素以雨量為主(圖4)。圖4顯示,當旬降雨量處于85mm以下時橘小實蠅成蟲盛發期種群數量不穩定;當旬降雨量為100～300mm時成蟲種群數量隨降雨量增大而逐漸增長。模型擬合表明,單器旬誘集量3頭以上存在擬合意義,橘小實蠅全年種群數量動態變化與其前第3旬旬平均溫度關系模型的平均吻合率為60.25%,橘小實蠅成蟲盛發期種群數量變化與當旬雨量關系模型的平均吻合率為63.38%,具有良好的擬合效果。3橘小實蠅成蟲生長與溫度的關系本研究發現,臨海柑橘園橘小實蠅對柑橘的危害主要表現為入侵果實致其腐爛和落果,其地上落果近50%是由橘小實蠅危害造成,嚴重田塊總有蟲果率(含樹上果和地上果)可達6.23%,對柑橘產量和品質造成嚴重威脅。此外,臨海柑橘園橘小實蠅種群數量時序變化呈單峰型曲線,成蟲初見期在6月下旬至8月初,高峰期在9月上旬至11月上旬,年度之間較為穩定,11月中旬后成蟲數量逐漸下降,到12月下旬未誘集到成蟲。這是由于柑橘園掛果生長、成熟采收和氣候變化綜合影響所致。經單因素二項式相關分析表明,柑橘園橘小實蠅當旬成蟲數量與其前第3旬旬平均溫度存在顯著的相關關系,其數學模型為Mn=0.0269Tn-32-0.6586Tn-3+3.6294(n=72,r=0.4719),但與旬降雨量和旬日照時數的相關性不顯著。多因素逐步回歸分析表明,橘小實蠅當旬成蟲誘量與其前第3旬旬平均溫度也存在顯著相關性,其數學模型為Mn=0.4426Tn-3+0.0078Rn-0.0232Sn-5.8247(n=72;rT=0.4448,P=0.0001;rR=0.1212,P=0.3103;rS=-0.1006,P=0.4007;R=0.4654)。該模型分析表明,橘小實蠅成蟲起始活動的旬平均溫度為15～16℃;當旬平均溫度處于27～31℃時其后過3旬種群發展趨向高峰;當旬平均溫度達33℃以上時其后過3旬種群數量趨向回落。這與吳佳教等(2000)、Arai(1975)和Vargasetal.(1996)的研究結果基本一致,即橘小實蠅生長發育的溫度范圍為15～34℃,最適溫度為18～30℃。多因素逐步回歸分析還表明,臨海柑橘園橘小實蠅成蟲種群數量全年變動以旬平均溫度為決定要素,季節性變化以旬降雨量為決定要素[Mn=0.5812Tn-3+0.0535R-0.013