小麦中后期草地贪夜蛾为害特征观察

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  摘要 自草地貪夜蛾入侵我国以来,多地出现其幼虫为害麦苗的报道,但其对小麦中后期的为害特征未有明确的描述。为明确草地贪夜蛾幼虫期与黄淮海麦区小麦生育期吻合时能否造成危害,本文通过在河南新乡、北京延庆进行田间笼罩和网室接虫试验,对草地贪夜蛾在小麦中后期的为害特征进行了系统观测。结果表明,4月-6月草地贪夜蛾可以为害小麦;罩网情况下草地贪夜蛾可以取食小麦叶片、叶鞘,钻蛀小穗,造成蛀孔,还可以啃食小麦籽粒。在平均百株虫量为6头的网室内,平均被害穗率为11.0%。被害穗剥检发现,蛀孔率平均为1780%,最高可达3548%。研究结果为麦田草地贪夜蛾的预测预报和有效防控提供了参考。但本结果仅为笼罩条件下的数据,在田间自然状态下草地贪夜蛾幼虫对中后期小麦的为害情况有待进一步研究。
  关键词 草地贪夜蛾; 小麦; 为害; 识别
  中图分类号: S 435.13
   文献标识码: A
   DOI: 10.16688/j.zwbh.
  2020348
  Observation on the damage characteristics of Spodoptera frugiperda to wheat in middle and late stages
  ZHANG Zhi1,2, LIN Peijiong1,3, CHEN Zhiyong1, Batuxi1, JIANG Yuying4, MU Changqing2 ,
  GUO Shuchen5, WANG Shaolin5, LU Rungang5, QI Junfeng6, ZHANG Yunhui1*
  (1. State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests, Institute of Plant Protection, Chinese Academy
  of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China; 2. Beijing Plant Protection Station, Beijing 100029, China;
  3. College of Plant Protection, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 4. National Agro-Tech
  Extension and Service Centre, Beijing 100125, China; 5. Yanqing Plant Protection Station of Beijing, Beijing
  102100, China; 6. Beijing Lüfulong Agricultural Technology Co., Ltd., Beijing 102100, China)
  Abstract
  Since the invasion of the fall armyworm(Spodoptera frugiperda)(FAW) to China, the damage of its larvae to wheat seedling were found in some provinces, but no reports on the damage characteristics of FAW to wheat at middle or late developmental stages. To find out whether the FAW larvae occur at the heading stage could also cause damage to wheat, the experiments were carried out in net cages by artificial infection with laboratory reared FAW larvae in Xinxiang, Henan and Beijing (Yanqing). The results showed that FAW larvae could cause damages to wheat from April to June. FAW larvae could eat wheat leaves, leaf sheath, bore spikelets and make small holes, and sometimes could eat wheat grains. The damaged head was 11.0% in average in the two cages with an average population of six larvae per 100 tillers. The average rate of bored seed was 17.80%, and the highest reached to 35.48%. The results provide basic data for forecasting and integrated control of FAW in wheat fields. However, because the experiments were conducted in net cages, the real damage need to be further verified in open fields.
  Key words
  Spodoptera frugiperda; wheat; damage; identification   草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith),也称秋黏虫,隶属于鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae,原分布于美洲热带和亚热带地区[1]。2018年12月,草地贪夜蛾从云南省入侵我国,截至2019年10月8日,迁飞扩散至26省(区、市)1 538个县(区、市),最北端到達北京延庆[2]。根据草地贪夜蛾生物学特性和各地有效积温,我国整体划分为周年繁殖区、迁飞过渡区和重点防范区。2019/2020年冬季,草地贪夜蛾在我国北纬27°以南区域已经建立周年繁殖区,条件适宜时可向北迁飞为害[3-4]。
  草地贪夜蛾为多食性害虫,寄主植物涉及76 属350 余种[1,5],入侵我国后已经对玉米、甘蔗、高粱、谷子、小麦、薏米、花生、莪术、香蕉、生姜、竹芋、水稻、马铃薯、油菜、辣椒等15种作物和多种杂草造成危害[6]。小麦是我国主要粮食作物,在草地贪夜蛾周年繁殖区、迁飞过渡区和重点防范区均有大面积种植。室内研究表明,草地贪夜蛾取食小麦也可以完成生活史,并且在小麦上也有较高的适合度[7]。据全国农业技术推广服务中心发布的病虫情报,自2019年9月下旬以来,云南、安徽、江苏、河南、山东、四川6省15个县麦田查见草地贪夜蛾幼虫,云南寻甸严重田块虫株率达95%以上,安徽涡阳最高虫量125头/m2,四川会东县小麦被害株率为43%,山东滕州小麦平均被害株率57.6%,最高779%。11月下旬河南南部、湖北、安徽等麦区田间调查仍能发现草地贪夜蛾不同龄期的幼虫,12月上旬以后其主要在云南、四川冬麦区发生为害[4,8]。国内学者调查发现,草地贪夜蛾主要在冬前为害秋苗期小麦,田间分布型显示,低龄幼虫呈聚集分布,高龄幼虫为均匀分布,安徽等地主要在冬前小麦秋苗上为害,云南等地在小麦拔节期、灌浆期也观察到草地贪夜蛾为害[9-11]。2020年1月-4月经过各级植保部门的通力合作,有效压低了周年繁殖区越冬虫源基数,4月-6月未出现草地贪夜蛾成虫大规模迁入河南、山东、河北等小麦种植大省,在周年繁殖区和迁飞过渡区田间调查也未发现草地贪夜蛾对中后期小麦造成严重损失,因此在国内尚不清楚草地贪夜蛾对小麦中后期的为害特征和造成的产量损失情况。为了明确草地贪夜蛾对我国黄淮海麦区小麦拔节、孕穗、灌浆等生育期的潜在威胁及为害识别特征,本研究于2020年4月-5月,分批次在河南新乡和北京延庆开展了田间笼罩和网室接虫试验,定期观察草地贪夜蛾为害情况,以期为麦田草地贪夜蛾的预测预报和有效防控提供依据。
  1 材料与方法
  1.1 试虫及收集方法
  草地贪夜蛾种群采自云南省德宏州玉米田(由中国农业科学院植物保护研究所棉虫组提供),在室内用新鲜小麦苗继代饲养繁殖,成虫用5%的蜂蜜水饲喂,收集所产卵块,作为供试虫源。
  1.2 田间笼罩和网室
  河南新乡试验设置在中国农业科学院新乡综合试验基地(35°18′13″N, 113°55′15″E),小麦品种为‘矮抗58’,行距20 cm,笼罩大小为1.5 m×1.5 m×1.5 m,共计10个笼罩。北京延庆试验设置在北京绿富隆有机蔬菜基地(40°32′26″N,116°3′16″E),小麦品种为‘航麦247’,行距25 cm,网室大小为6 m×6 m×2.5 m,共计6个网室。
  1.3 接虫及观察方法
  河南新乡接虫时间为4月12日,小麦处于拔节-孕穗期。北京延庆分别在3个不同生育期接虫,每次接2个网室,第1次接虫在5月10日,小麦处于孕穗期,第2次接虫时间为5月17日,小麦处于抽穗-扬花期,第3次接虫时间5月24日,小麦处于扬花-灌浆期。两地均按约100头/m2密度接虫,接虫时,将带卵纱布轻轻放于小麦植株上部,以便初孵幼虫扩散至周边植株。接虫后每周调查1次,记录为害特征,小麦乳熟期调查1次生态位分布及被害株率,收获时剥穗检查被害籽粒。
  2 结果与分析
  2.1 草地贪夜蛾在小麦不同部位的为害特征
  田间接虫表明,拔节-孕穗期至小麦成熟期草地贪夜蛾均可取食为害小麦,由于小麦是密植作物,田间生物量高,低龄幼虫在田间调查时不易被发现,但随着龄期的增加,其啃食叶片造成的白斑会越来越明显,高龄幼虫取食造成叶片缺刻甚至吃光整片叶(图1a~b)。低龄幼虫为害叶鞘,在叶鞘外面可以看到灰白色的为害状,拨开叶鞘可以看到正在取食的幼虫,幼虫主要取食叶鞘内部,留下外部表皮(图1c~d)。1~2龄幼虫取食刚抽穗的小麦颖壳,并可以钻蛀进入小穗内部,穗上可以看到白色的虫粪和幼虫,一头幼虫可为害多个小穗,小穗被取食后会留下一个明显的蛀孔,蛀孔周围会留下白色粒状虫粪(图1e~h)。3龄以后幼虫多不再蛀入麦粒,在裸露的麦穗表面啃食小穗,最后只剩外壳(图1i),幼虫主要取食嫩粒中的浆液和柔软部分,收获时可以看到因受害而造成的霉变(图1h)。幼虫老熟时,每株一般只有1头幼虫。如果小麦乳熟时,幼虫还没有老熟,此时为害特点就变得非常复杂。如果麦穗颖壳外张较大(‘航麦247’),此时幼虫可以通过颖壳缝隙啃食麦粒,严重时可将整个籽粒吃光,只留表皮。在小麦乳熟后期,籽粒较硬时,啃食穗部顶端部分或转移到相对幼嫩的植株继续为害。如果颖壳较紧,则幼虫会转移至旗叶及下部叶片,造成缺刻或吃光整个叶片。
  2.2 麦田草地贪夜蛾老熟幼虫形态特征及为害程度调查
  不同时期接虫,幼虫存活率差异较大,河南新乡4月12日接虫,低龄幼虫在叶部、穗部、旗叶叶鞘部位为害特征明显,小麦乳熟期只在穗部零星发现老熟幼虫,小麦收割时(6月6日)网罩内调查未见成虫,对网罩内10 cm以上土层进行筛土查蛹,发现2头死蛹。延庆网室首次接虫调查未见幼虫和为害状,即在低龄期幼虫已全部死亡;第2次接虫后乳熟期百株虫量平均0.1头,最高1头;第3次接虫后乳熟期百株虫量平均3.9头,最高达12头。幼虫龄期为5~6龄,大部分仍在穗部取食或停留在穗部,占39.5%,旗叶、旗下叶及底部叶片的幼虫总计占49%,仅有少量个体位于茎秆上。幼虫体色多变,体色类型有淡黄色、橄榄绿、棕色、灰色或黑色,背中线颜色或浅红或浅白色,背侧线以外的条带或深或浅(图2)。在平均百株虫量为6头的两个笼罩内,平均被害穗率为(11.0±1.0)%。剥穗检查发现,蛀孔率平均(17.80±1.73)%,最高可达35.48%。   3 讨论
  草地贪夜蛾作为一种重大迁飞性害虫,成功入侵后,其发生和为害将常态化,形成类似黏虫北迁南回、周年循环发生的重大害虫[12]。在我国多种农作物的生育期随季节和纬度变化,由南至北递次推移,这种寄主资源在时间空间上的互补,为草地贪夜蛾种群区域性迁移为害提供了充足的食物资源。本文根据小麦生育期,在河南新乡和北京延慶通过田间接虫模拟草地贪夜蛾提前迁入并观察可能造成的危害。河南新乡田间接虫当日温度为8~21℃,4月21日-23日出现1次低温天气,最低温度为5℃,其他时间最低温度都在10℃以上。5月3日当地出现1次高温天气,最高温度39℃,从接虫到小麦收割当地干旱少雨,6月1日-8日出现持续高温天气,最高温度38℃。新乡田间笼罩接虫前期(5月1日之前)调查,可以发现低龄幼虫在植株不同部位为害,后期调查中虫量减少,到高龄幼虫期只零星见虫,是否因为特殊年份高温干旱所致还需要田间进一步验证。北京延庆5月10日接虫,当日温度为8~22℃,后期调查所接虫全部死亡;5月16日接虫成活率较低,只有5月24日接虫的成活率相对较高,在小麦灌浆后期至乳熟期老熟幼虫田间密度仍然较高,为害较重的网室平均百株虫量为6头。上述结果初步证实,在黄淮海地区如果草地贪夜蛾在4月-6月迁入,有可能会在小麦上存活并发生为害。在为害特征方面,草地贪夜蛾可以取食小麦叶片、叶鞘,也可以钻蛀小穗,啃食麦粒。草地贪夜蛾钻蛀为害麦粒时,造成的为害特征与棉铃虫类似,均会产生蛀孔,蛀孔周围也会残留白色虫粪[13-14]。由于本研究结果基于人工网罩接虫,草地贪夜蛾在小麦田的发生为害规律是否和棉铃虫、黏虫相似,还需要田间进一步观测证实。
  小麦上的老熟幼虫体色变化大,有些个体体色甚至会与黏虫幼虫混淆。杨现明等在云南省寻甸县金源乡田间调查表明,草地贪夜蛾为害时期可从小麦苗期持续至灌浆期[9]。本次研究发现在人工接虫的情况下,小麦灌浆后期草地贪夜蛾仍然可以在田间造成危害,高龄幼虫喜欢停留在穗部,啃食接近成熟的麦粒,或造成直接损失,或导致籽粒霉变。在平均百株虫量为6头的两个笼罩内,平均被害穗率为11.0%。对被害穗剥检发现,平均蛀孔率为1780%,最高可达35.48%。黄淮海麦区是我国的小麦主产区,网室接虫试验表明,草地贪夜蛾春季可以在该区小麦上存活并造成危害,因此,密切关注草地贪夜蛾在该区小麦生长中后期的发生为害,对该害虫的预测预报十分重要。
  参考文献
  [1] SPARKS A N. A review of the biology of the fall armyworm [J]. Florida Entomologist, 1979, 62(2): 82-87.
  [2] 姜玉英, 刘杰, 杨俊杰, 等. 2019年草地贪夜蛾灯诱监测应用效果[J]. 植物保护, 2020,46(3): 118-122.
  [3] 农业农村部.全国草地贪夜蛾防控方案[EB/OL]. (2019-06-21). https:∥www.natesc.org.cn/News/des?id=a5f172d2-534e-4835-9d07-d03398857700
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