武汉南湖地区南亚果实蝇种群动态

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  摘要 [目的]了解湖北省武汉南湖地区南亚果实蝇的种群动态和发生情况。[方法]以武汉市南湖地区的华中农业大学校内蔬菜基地和果树林为调查地点,于2016年4月—2017年4月使用诱蝇酮为性引诱剂的果实蝇诱捕器开展诱捕调查,并结合武汉市气象因子对实蝇种群动态的影响进行评估。[结果]华中农业大学内蔬菜基地和果树林的南亚果实蝇种群动态模式基本一致。南亚果实蝇于4月下旬之后出现,6—8月中旬为发生盛期,且主要呈单高峰特点,于11月后不再诱捕获得。相关性和主成分统计分析结果表明,气温条件(平均气温、平均最高温、平均最低温)和平均水气压为影响果实蝇种群动态的关键气候因子。[结论]该研究首次报道了武汉南湖地区南亚果实蝇的周年发生动态,有助于了解武汉乃至湖北的南亚果实蝇发生规律,为该害虫的防治提供理论依據。
  关键词 南亚果实蝇;种群动态;湖北武汉;气候因子
  中图分类号 S433文献标识码 A文章编号 0517-6611(2018)33-0132-04
  南亚果实蝇作为我国重要的检疫性害虫和华南、西南地区重要的瓜果类蔬菜害虫,近年来在华中地区的发生日益严重,然而鲜有报道。南亚果实蝇[Bactrocera tau(Walker)]又名南瓜实蝇,作为一种世界性的检疫害虫和我国的重要进境植物检疫性害虫,在热带和亚热带地区对蔬菜瓜果生产造成了严重危害[1]。南亚果实蝇隶属于双翅目(Diptera)实蝇科(Tephritidea)果实蝇属(Bactrocera),与其他的实蝇害虫相似,可通过雌虫将卵产于新鲜瓜果的果皮之下或果肉中,造成瓜果变形或感染霉菌,而孵化出的幼虫继续取食果肉,造成瓜果腐烂或变形,失去商品价值。南亚果实蝇的寄主(取食)作物非常广泛,达16科80余种,主要取食南瓜属、丝瓜属、冬瓜属、苦瓜属、葫芦属、番木瓜属、西番莲属、茄属、番茄属、西瓜属、甜瓜属等蔬菜瓜果品种,同时也可取食柑橘、木瓜、番石榴、芒果、蒲桃、文定果和罗汉果等水果品种。由于其特殊的取食方式和广泛的取食对象,南亚果实蝇目前是东南亚地区的主要实蝇害虫之一,在我国华南和西南部分地区也发生严重,造成了巨大的经济损失[1-3]。
  相较于主要发生区,南亚果实蝇在包括湖北省在内的华中地区发生较少。根据适生区拟合预测分析,随着地理维度的增加,南亚果实蝇的发生可能性逐渐降低,湖北相对于华南和西南省份的发生可能性更低。然而近年来随着气候变暖、农作物种植结构调整等变化的出现,南亚果实蝇的发生明显增多,危害明显增大(与农户交流结果),表现为向北扩散的趋势。研究表明,近年来华中地区的月平均气温和降水量均呈增加趋势[4-5],将有利于提高南亚果实蝇在该地区的越冬存活率;而持续增加的蔬菜种植面积也为南亚果实蝇的发生提供了有利条件[6]。但对南亚果实蝇在华中地区的发生情况鲜见报道,尤其是长期或周年种群动态相关的调查。为了明确当前气候和农业生产条件下华中区域南亚果实蝇的发生动态,笔者选取武汉南湖片区华中农业大学校内的果树林和蔬菜地,于2016年4—2017年4月进行了周年连续调查,以期为相关的预测与防控提供基础信息。
  1 材料与方法
  1.1 试验材料
  南亚果实蝇的性引诱剂采用常州市禾丰生化研究所生产的99%诱蝇酮(Cuelure)。诱捕器采用广州多宇多生物科技有限公司生产的果实蝇诱捕器(采用专利技术CN 201976635 U)。
  1.2 试验方法
  诱捕实蝇的方法参照诱捕器说明书,即将500 μL诱蝇酮滴加至诱捕器内吊杆底部的吸药板,组装好后吊挂于距离地面1.0~1.5 m的粗壮枝条上。各诱捕器距离25~50 m。每隔10~15 d调查一次,收集诱捕器中的实蝇虫体并保存于75%乙醇,于当日内送回实验室完成形态鉴定与计数,同时清理诱捕器,并补充诱蝇酮500 μL。
  调查地点包括武汉市华中农业大学校园内的1个蔬菜基地和2个果树林:①蔬菜基地,为华中农业大学学生蔬菜种植实习场所,面积约为28 875 m2,于每年3—9月种植瓜果蔬菜(丝瓜、黄瓜、南瓜、瓠子、西葫芦、番茄、茄子、辣椒),10月—次年3月搭棚种植叶菜类蔬菜(大白菜、小白菜、菠菜等),设置5个诱捕点;②橘树林,面积约为1 800 m2,园内种植品种主要为不知火、香柚,位于蔬菜基地南侧,相隔10 m,设置4个诱捕点;③桃树林,面积约为1 924 m2,园内种植品种主要为黄桃、寿桃,位于橘园南侧,无隔离,设置3个诱捕点。
  1.3 气象数据
  采用的湖北武汉市江夏区气候原始记录数据由中国气象局气象信息中心和湖北省气象局气象服务中心提供。2个调查时间点之间的原始记录数据计算平均值,获得平均温度(X1)、平均最高温(X2)、平均最低温(X3)、平均相对湿度(X4)、平均水气压(X5)、平均降雨量(X6)、平均风速(X7)。不同气象因子与实蝇发生动态之间的相关性、主成分分析通过SPSS软件完成。
  2 结果与分析
  2.1 诱捕实蝇害虫种类与性比
  2016年4月—2017年4月共诱捕到724头实蝇害虫。经过经典的形态学特征鉴定观察[1],确定全部为南亚果实蝇。通过外生殖器的观察,确定全部为雄虫。
  2.2 南亚果实蝇在蔬菜地的年发生动态
  在华中农业大学蔬菜基地中,南亚果实蝇于4月25日出现,6—7月上旬为诱捕盛期,6月25日达到最高峰,直到9月10日仍可诱捕到少量个体,其后消失(图1)。
  2.3 南亚果实蝇在果树林的年发生动态
  在华中农业大学内相邻的橘树林和桃树林中,南亚果实蝇的发生动态模式基本一致,又略有不同(图2)。在橘树林中,南亚果实蝇于4月25日开始出现,6—7月为诱捕盛期,6月25日达到最高峰,其后迅速消失,10—11月出现一个小高峰,小峰值出现在10月10日,11月下旬之后再未检测到。在桃树林中,南亚果实蝇于6月10日开始出现,6月下旬—8月上旬为诱捕盛期,7月25日达到最高峰,其后几乎消失,仅出现小数字纪录。这表明南亚果实蝇在2个果园中出现盛期均集中于6—8月上旬,而在橘树林中盛期出现更早,且在10—11月出现一个次高峰。   2.4 气象因子对南亚果实蝇发生动态的影响
  为了进一步了解气候条件对南亚果实蝇发生规律的影响,进一步分析了2016年4月—2017年4月平均温度(X1)、平均最高温(X2)、平均最低温(X3)、平均相对湿度(X4)、平均水气压(X5)、平均降雨量(X6)、平均风速(X7)这7种气象因子与南亚果实蝇发生动态的关系。结果显示,平均温度(X1)、平均最高温(X2)、平均最低温(X3)、平均水气压(X5)、平均降雨量(X6)与其种群动态呈显著正相关(P<0.05)(表1)。进而对这5个气候因子进行主成分分析,发现第1个主成分的特征值为3.994,贡献率为79.887%,为最主要的主成分(表2),根据主成分1在各个气候因子变量上的载荷,发现平均温度(X1)、平均最高温(X2)、平均最低温(X3)、平均水气压(X5)的载荷数值较大(> 0.978)(表3),认为这4个气候因子的综合作用对南亚果实蝇发生的影响最大;而第2个主成分的特征值为0.936,贡献率为18.728%(表3),为辅助性主成分,其中,平均降雨量(X6)在主成分2上有高载荷(0.946)(表3),可认为平均降雨量气候因子能单独对南亚果实蝇的发生产生显著影响。平均气温(X1)、平均最低温(X2)、平均最高温(X3)、平均水气压(X5)具有相似的变化趋势,均在5—8月处于持续升高过程,而到9月达到最高峰,随后持续下降(图3),与南亚果实蝇的发生明显正相关。而平均降雨量(X6)在4—7月总体上降雨量较大,至7月达到最高峰,这与南亚果实蝇的发生高峰期几乎重合,呈明显正相关;7月后平均降雨量(X6)迅速降低,总体水平偏低(图4)。
  3 结论与讨论
  该研究采用诱蝇酮作为实蝇害虫性诱剂,仅引诱到南亚果实蝇,而未发现瓜实蝇的发生。在众多华南、西南地区的实蝇害虫种群研究中,使用诱蝇酮可同时引诱到瓜实蝇和南亚果实蝇,且瓜实蝇的发生程度高于南亚果实蝇[7-10]。此种发生模式的地区差异可能与武汉地区的较高纬度气候条件,尤其是冬季低温特点,以及2种实蝇害虫的生物学特性,尤其是低温生长发育能力差异密切相关。目前虽然没有武汉地区南亚果实蝇和瓜实蝇的越冬能力研究,但根据笔者个人经验,武汉地区冬季晴日仍可见南亚果实蝇成虫活动,而从未发现瓜实蝇的存在。事实上,对2种实蝇在我国适生区的预测分析也进一步证明南亚果实蝇的适生区范围更广,适生区纬度明显增高,表明其对低温环境的适应能力更强。根据吴淇铭[11]的预测结果,南亚果实蝇的高风险区北界可达到辽东半岛和黄河以北,而瓜实蝇的高风险区北界仅达到淮河以南。另一方面,研究表明,南亚果实蝇的卵、幼虫、蛹、产卵前期和全世代的发育起点温度明显低于瓜实蝇[12-14],因此南亚果实蝇在冬季低温后的发生起始时间也早于瓜实蝇。因此,南亚果实蝇相对于瓜实蝇更加适应武汉更高纬度的冬季低温条件,且发育时间更早,有利于其更早占据生态位。同时2种实蝇的取食对象相似,可能产生明显的生态位竞争,而瓜实蝇在此过程中可能处于不利的竞争地位,也会导致南亚果实蝇对瓜实蝇种群规模的抑制。
  该研究调查点的南亚果实蝇初现时间为4月下旬,终现期为11月中旬,这与大多数其他地区的相关报道较为相似,如浙江台州黄岩地区使用诱蝇酮诱捕的南亚果实蝇初现期和终现期分别为4月下旬和11月下旬[8]。考虑到在冬季晴日仍可见南亚果实蝇成虫的活动,推测南亚果实蝇可在武汉地区越冬,至3月平均气温已升至10 ℃以上,南亚果实蝇的越冬蛹羽化并产卵,第二代成虫出现时间推测为4月中下旬,这与该研究调查结果一致。然而,该研究中南亚果实蝇的发生高峰期为6—8月中旬,且基本呈单峰趋势,与海南儋州的报道相似,但相较于其他地区明显提前,如浙江浙江台州黄岩地区发生高峰为9—12 月,重庆和杭州发生高峰为7—9 月[8,15-16],且呈多峰趋势。这表明南亚果实蝇的发生高峰期除受所处的纬度和气候条件特征影响外,还有更显著的影响因素。如该研究调查蔬菜基地种植的蔬菜瓜果品种包括丝瓜、黄瓜、南瓜、瓠子、西葫芦、番茄、茄子、辣椒,皆为南亚果实蝇偏好寄主,且挂果成熟期为6—7月,而丝瓜可持续挂果到11月,为南亚果实蝇的发生高峰和持续发生创造了有利条件。而根据陈海东等[10]的调查结果,1989—1992年广州地区南亚果实蝇的发生在3—4月和10—12月各有一个高峰,与春秋两季南瓜的成熟期一致。这表明调查所在地的蔬菜瓜果种植结构和成熟时期的特点与南亚果实蝇的发生高峰期密切相关。气象因子的相关性和主成分分析结果表明气温因子(包括平均气温、平均最高温、平均最低温)和水气压因子(平均水气压)是影响南亚果实蝇种群动态的关键气象因子。这可能是由于气温不仅可以直接影响南亚果实蝇的发育和繁殖,而且通过影响寄主的生长与成熟而发挥间接作用。同时,水气压的大小很大程度上也是由气温决定的。因此,气温对南亚果实蝇的发生起关键作用。这与前人的研究结果基本一致[13]。另外,平均降雨量也与南亚果实蝇的发生呈显著正相关,且两者的高峰期也几乎重合,因此降雨量对南亚果实蝇的动态,尤其是其发生高峰具有显著影响;这可能是由于南亚果实蝇取食的蔬菜瓜果在成熟期需水量大,因此此阶段的高降雨量将有利于瓜果成熟,从而促进南亚果实蝇种群的迅速扩大。
  比较蔬菜基地和果树林南亚果实蝇发生动态,可发现其发生模式基本一致,且距离蔬菜基地较近的橘树林内南亚果实蝇发生时期和高峰期与蔬菜基地相同,而相对距离较远的桃树林则明显延后,推测果树林中的南亚果实蝇应该来源于蔬菜基地,逐步扩散到周边果园,且随距离大小而有扩散先后之别。事实上,南亚果實蝇具有较强的飞行能力,因此往往能以发源地为中心发生较广范围的扩散[17]。同时,也有研究证明南亚果实蝇虽然在正常情况下不能危害健康的果树果实(如柑橘),但可在果皮有刺孔或橘小实蝇产卵孔的果实上产卵继续危害[18]。因此果园中诱捕得到的南亚果实蝇应是从周边蔬菜地出发迁移过境的个体,或是被橘小实蝇危害果实吸引而来的个体。   该研究首次开展了湖北地区南亚果实蝇的周年发生动态研究,明确了其发生特点,并首次分析了气候因子对其作用的可能模式和限制性气候因子。该研究不仅发现了南亚果实蝇,而非瓜实蝇为武汉地区蔬菜瓜果类主要实蝇害虫,且明确了其主要发生时期,这为武汉乃至湖北地区的蔬菜瓜果等重要经济作物的实蝇害虫防控提供理论依据。该研究在武汉华中农业大学校园范围内开展首次小范围研究,后期还需要进一步扩大调查范围,以期提供更为全面的调查结果。
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