第三章林业有害生物预报技术Word文档格式.docx
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发生期预测即预测病害的病程期,害虫某一虫态或龄期的发生期或危害期。
如对卵孵化期、幼虫活动危害期、化蛹期、成虫羽化期、迁飞期等。
发生期的预测常用的主要方法有发育进度预测法、有效积温法、物候期法等。
发生量预测即根据多年资料的积累,以进行中、长期预报,预测害虫在未来的发生量、有虫株率、林间虫口密度,病害的感病指数、感病株率,害鼠(兔)的数量、捕获率,有害植物的密度、覆盖率等,较可靠的估算其数量是否会造成危害、是否需要防治并进行防治准备。
但暴发性害虫的数量变动幅度大,有的年份销声匿迹,有的年份猖獗,因而对其发生量进行预测十分重要。
常用的发生量预测方法包括有效基数预测法、生物气候图法、经验指数预测法和形态指标预测法等。
发生范围预测即根据林业有害生物的发生地点、发生面积、生物和生态学习性,确定其在某一区域中的发生范围,为开展相应的防治准备提供依据。
危害程度预测即林业有害生物对寄主植物可能造成危害的程度(以轻、中、重三级表示)。
如产量损失、生长量损失等。
将危害程度预测结果与森林生态效益、经济效益和社会效益受损害情况相结合考虑,可确定有无防治的必要。
第二节林业有害生物发生期预测方法
发生期预测是否准确,关系到能否掌握有利时机进行有效防治。
对具有迁飞、扩散习性的害虫,根据其在发生基地内的发生动态、数量及其生物学、生态学特性,气象预测资料,及迁出迁入地区的寄主情况等因子,预测其迁飞时期、迁飞数量及发生区域。
对于有害植物,在其侵入后要经过一个持续发展的过程才能成灾,可将其侵害过程划分为若干个阶段。
常用的发生期预测方法分为生物学方法、物理方法、化学方法、物候学方法4大类。
一、生物学方法
害虫的生长发育过程,是其自身遗传特性和外界生态环境相互作用和影响的结果。
因此,可以利用害虫在所处环境条件下生长发育特性的变化,预测其未来种群发生的变化。
1.发育进度预测法发育进度预测法是森林病虫害常用的预测方法,应用在病害虫预测上,又称为历期推算预测法。
该方法主要是根据害虫在林间实际发育进度,参考当时或以后一定时期内气候资料加上相应的发育(或侵染)历期,推算以后某虫态(虫龄)的发生期或发病期、流行期或侵染期。
其优点是参考了多方面的环境因素,尤其是温度对害虫发育速度的影响,湿度和温度综合对病原微生物发育、侵染能力的影响,并且是以病虫林间实际发育状况作为推算依据的,因此准确度高,实用价值大。
这类方法应掌握的要点是,采用不同的方法查准当时害虫的发育进度,各有一套不同条件下的发育阶段历期的资料,参考当时(或推算期间内)的天气预报进行推算。
在有害生物发生期测报中,常将害虫某一虫态或某一龄期的发生期,按其种群内所有个体随着时间推移的变化进度分为始见期、始盛期、高峰期、盛末期、终止期。
通常将最初见到某种害虫某一状态的时间称为始见期、最后见到的时间称为终见期,将发育进度达到16%、50%、84%作为划分始盛期、高峰期和盛末期的数量标准。
发育进度预测应先进行林间调查或室内、外饲养观察,获得随着时间推移各个虫态出现的时间和数量,并绘制时间分布曲线,再将该曲线与各虫态的发育历期相结合,即可预测出相应虫态的始盛期、高峰期、盛末期等。
常用的方法有:
(1)外部形态变化分级推算法。
害虫各个虫态的发育进度总是反应到外部形态的变化上,如卵块或卵粒的颜色,幼虫体长,头壳大小及虫体颜色,蛹形态及颜色,卵巢发育进度等;
病害也同样,在各发育阶段内也总是要反映到外部形态的病症、病状的变化上。
所以在不同的发育阶段,有一定的形态指标。
如,马尾松毛虫DendrolimuspunctatusWalker的卵初产出时是淡绿色,次日卵面变为淡紫红色、逐渐变为紫红色,接近孵化时转变为深褐色;
青脊竹蝗CeracrisnigricornisWalker卵初为淡黄色,复眼显著时25d~30d孵化,而当卵内若虫体背出现褐斑、足明显时,约15d孵化。
我们只要选择在病(或虫)害发育阶段的关键发生期(如常年的始见期、始盛期、盛末期等),在林间作2次~3次发育进度调查,将采集的病(虫)标本,按照不同发育阶段的形态指标,进行卵分级、幼虫分级、蛹分级、卵巢分级、病症分级、病状分级的分类,并计算出各龄(类)占总样本单元数的百分率,然后加上相应发育阶段的历期,就可推算出预测的发育阶段的始盛期和盛期。
这种方法是在系统调查或研究已搞清病(或虫)发育历期的基础上进行的。
系统调查只需对某一发育阶段的形态指标作调整即可,一旦应用,还可以逐步延长预报期,即可作短期预报,也可作中期预报。
其缺点是只适用于各发育阶段历期较长的病害和害虫,不适用于发育历期较短的病虫。
这是应用时需注意的地方。
(2)历期预测法。
历期是害虫完成一定的发育阶段所经历的天数。
害虫每一发育期是固定的。
根据这一理论依据,在研究森林害虫生活史的过程中,一方面进行林间定点定时系统调查,随时掌握害虫种群动态;
另一方面通过在不同条件下的饲养观察,可获得各世代各虫态的历期,为历期预测法提供技术资料。
其方法是:
通过对前一虫期林间发育进度,如化蛹率、羽化率、孵化率等系统调查,当调查到其百分率达到始盛期(16%)、高峰期(50%)、盛末期84%的标准时,然后分别加上当时、当地气温下这个虫态的历期,便可预测下一虫态的发生期。
张鹏(2009)通过室内外饲养观察,得出黑龙江省植物园榆紫叶甲AmbrostomaquadriimpressumMotschulsky各虫态的历期(表3-1),2005年榆紫叶甲产卵始盛期是4月21日,高峰期为5月17日,分别加上卵历期14d,即可推算出孵幼虫发生始盛期为5月5日,高峰期为5月31日;
而实查初孵幼虫始盛期为5月6日,高峰期为5月30日,预测结果与实查结果基本相符。
化蛹始盛期是5月25日,高峰期是6月21日,分别加上蛹历期10d,即可推算出成虫羽化始盛期为6月4日,高峰期为7月1日;
而实查成虫羽化始盛期为6月5日,高峰期为7月2日,预测结果与实查结果只差1d。
表3-1榆紫叶甲各虫态发育进度
虫态
2005年
2006年
始盛期
高峰期
盛末期
卵
4月21日
5月7日
7月10日
4月19日
5月16日
7月9日
幼虫
5月5日
5月31日
7月24日
5月3日
5月30日
7月23日
蛹
5月25日
6月21日
8月13日
5月23日
6月29日
8月12日
成虫
6月4日
7月1日
8月23日
6月2日
8月22日
柳培华(2006)采取人工饲养的方法,对陕西榆林地区的柳毒蛾StilpnotiasalicisLinnaeus发育进度进行研究,结果表明,6月17日化蛹率达16%,6月22日达53.45%,分别加上柳毒蛾蛹在本地发育历期15d左右(连年观察平均值),可推算出成虫羽化盛期是7月2日,高峰期为7月7日;
由成虫羽化预测产卵(根据连年观察成虫羽化后3d开始产卵),始盛期为7月4日,高峰期为7月11日。
由产卵预测幼虫发生(卵在本地发育历期连年观察平均值为19d)始盛期、高峰期分别为7月26日、7月31日。
据此,可做出柳毒蛾成虫期和幼虫期的防治适期预报。
成虫防治适期=羽化高峰期+蛹历期=7月7日+15=8月22日,幼虫防治适期=成虫防治适期+产卵前期+卵历期=8月22日+3+19=9月13日。
(3)期距预测法。
期距预测法是从历期预测法的基础上发展起来的一种短、中期发生期预测方法。
一般不受世代、虫期的限制,可以跨代或跨虫期。
前一世代到后一世代的同一虫期的天数;
前一个虫态到后一个虫态所经历的天数;
同一虫态从始见期到始盛期、高峰期、盛末期或终见期所经历的天数,都是“期距”。
期距预测法的基本方法是根据前一虫态和发生期,加上距后一虫态相同发生期的期距天数,推算后一虫态的发生期;
或根据前一世代的发生期,加一个世代的期距,预测后一个世代同一虫态的发生期。
应用期距预测法进行预测,前提是必须掌握的各世代、各虫态之间的“期距”。
“期距”的确定,可以用当地多年积累的历史资料,计算出两个世代之间、两个虫态之间的时间间隔的经验值;
也可以用在不同条件下通过饲养或定点观察获得的两个世代之间、两个虫态之间的时间间隔的观察值来确定。
如,某年马尾松毛虫越冬代幼虫化蛹高峰期是5月1日,蛹距成虫发生高峰期为23.6±
1.5天,因而成虫的羽化高峰期=5月1日+23.6±
1.5=5月23日~5月26日。
2.有效积温预测法昆虫生长发育需要一定的温度(热量)条件。
在昆虫生长发育所需要的其他条件均得到满足时,在一定温度范围内,气温和发育速度成正相关,并且要积累到一定的温度总和才能完成其发育,这个温度的积累数称为积温。
积温有两种,即活动积温和有效积温。
每种昆虫都有一个生长发育的下限温度(或称生物学起点温度),这个下限温度一般用日平均气温表示。
低于下限温度时,昆虫便停止生长发育,但不一定死亡。
高于下限温度时,昆虫才能生长发育。
我们把高于生物学下限温度的日平均气温值叫做活动温度,而把昆虫某个发育期或全部发育期内活动温度的总和,称为该昆虫某一发育期或全部发育期的活动积温。
例如10℃为某昆虫的生物学零度,其中某三天12.1℃、9.8℃、13.5℃,则这三天的活动积温为25.6℃,其中9.8℃低于生物学零度,不统计在内。
活动温度与生物学下限温度之差,叫做有效温度,也就是说,这个温度对昆虫的发育才是有效的。
昆虫某个发育期或全部发育期内有效温度的总和,就叫做该昆虫这一发育期或全部发育期的有效积温。
例如,某昆虫的生物学零度为10℃,某日温度12.1℃,则该日有效温度为12.1-10.0=2.1℃,某发育时段逐日有效温度之和,即为该发育时段的有效积温。
有效积温中不包含低于生物学零度(起始温度)的温度值,所以用来表征昆虫生长发育对热量条件的要求更为准确。
与活动积温相比,有效积温变化小,相对较为稳定,多应用于昆虫发育速度的计算和发育时期的预报。
昆虫各虫态或发育阶段的发育都开始于某一温度(发育起点温度)、而不是开始于0℃,而完成某一虫态或发育阶段或整个世代的发育均需要积累够一定温度即有效积温,昆虫的发育起点温度和有效积温一般是常数。
由于温度的高低严重影响其发育的快慢、出现期迟早以及种群数量的消长。
因此,当测得昆虫的某一虫态(龄期)的发育起点温度和有效积温后,即可根据当地同期的平均气温,结合本年的气象预报,测报出下一虫态或龄期的发生期,以及这种昆虫一年中的发生世代数。
有效积温表达式是:
K=N(T-C),或N=K/(T-C)T=C+KV
式中,N为发育历期(发育天数);
K为有效积温;
T为日平均温度;
C为发育起点温度;
1/N=V;
V为发育速度。
K、C值的测定必须经过温度与发育实验,这类实验必须设置多组温度组合。
在日常工作中,一般用恒温法和自然变温法或两种方法相结合来获取有效积温。
①恒温法在人工控制的恒温条件下,将预测的害虫的某个虫态饲养在3个或3个以上的不同温度的恒温箱内(灵敏度±
0.5℃),保持该种害虫的适宜湿度和相同的食物条件。
通过观测得到在不同温度条件下的发育历期(N)。
②自然变温法在自然变温条件下测定害虫某虫期的发育起点温度和有效积温的方法。
方法是将待测定的害虫分批分期饲养在自然条件下,利用自然界季节性和昼夜性的温度变化,造成不同时期饲养的害虫所处的温度高低的不同。
从而得出在同一总积温下的发育历期在多组不同的日平均气温的差别和天数。
魏初奖、陈顺立(2012)采用恒温培养与林间观察相结合的方法对松突圆蚧HemiberlesiapitysophilaTakagi发育的起点温度和有效积温进行测定,结果表明:
松突圆蚧各虫期的发育起点温度分别为l龄若虫(6.99±
0.23)℃,2龄若虫(8.74±
1.06)℃,蛹期(13.08±
1.56)℃,雌成虫期(9.44±
1.22)℃,整个生活史(10.47±
1.03)℃;
有效积温分别为l龄若虫208.30℃·
d,2龄若虫200.23℃·
d,蛹期77.61℃·
d,雌成虫期477.80℃·
d,整个生活史810.87℃·
d。
用有效积温法估测松突圆蚧在福建省各县(市、区)和广东部分地区可能发生的世代数,估测值与实际年发生世代数基本相符,可作为松突圆蚧监测预警和防治决策的依据。
周玉江、张旭东等(2012)根据对日本松干蚧MatsucoccusmatsumuraeKuwana发生期自然积温的分析,提出了自然变温条件下有效积温模型K=ΣT-N×
C(T≥C),并建立了日本松干蚧若虫发生期预测式:
N1=(C×
N0+K-ΣT)÷
(T1-C),式中:
N0为已稳定超过5℃的日期;
Nl为预测的发育日期;
ΣT为已稳定超过5℃的累积积温;
T1为下一段时间气温的温度预测值。
从当地春季气温稳定超过5℃的日期(5d滑动平均温度)开始累积积温,将下一段时间气温(如下一旬平均温度)的温度预测值L(或用历年该发育历期气温平均温度值)代入预测式,即可得预测的下一发育日期(表3-2)。
表3-22008-2009年日本松干蚧若虫的始见期、高峰期预测结果及验证
温度值
2008年
2009年
始见期
4月中旬平均温度预测值
4月5日
4月7日
4月23日
5月10日
4月中旬5a平均温度
3月6日
4月6日
4月24日
5月50日
当年4月中旬平均温度
4月8日
4月25日
当年实际发生期
4月16日
4月14日
预测结果还要加上一定置信区间,决定系数在0.8~0.9,P值<
0.05。
其中越冬若虫始见期预测公式K=5.7678±
15.8256℃·
d,C=7.9897±
1.1512℃,相关系数=0.9969,拟合度=99.39%,置信度为95%;
高峰期预测公式K=111.0228±
163.8384℃·
d.C=6.8992±
5.9867℃,相关系数=0.9042,拟合度=81.76%,置信度为95%。
二、物理学方法
昆虫在发育过程中对光、电磁波、射线等都有特殊的反应,可以将这些反应特性与生命表系统观察、性信息素诱测、遥感技术监测、数理统计技术,以及其他生物学、生态学、物候学、气象学等相结合,进行森林害虫的测报。
灯诱害虫在我国由来已久,我们的祖先早已知道“飞蛾扑火”、“爱惜飞蛾罩纱灯”的道理。
灯诱技术已被广泛应用于农林害虫的综合治理中。
灯诱大概可以分为四个发展阶段:
第一阶段:
白炽灯光诱虫。
20世纪50年代没有专门灯具,使用普通照明灯泡诱杀,没电地区还使用煤油灯或火把。
虽然也诱杀了一定数量的害虫,但效果不甚理想,没有得到推广。
第二阶段:
黑光灯诱虫。
20世纪60年代普遍采用了60瓦和40瓦的黑光灯,比白炽灯诱杀能力提高几十倍。
尤其是作为测报的一种手段,可以准确地预测出害虫的消长动态。
因此逐步取代了用糖、酒、醋等诱剂引诱害虫进行测报的办法。
直到现在,在一些地方还在使用。
但黑光灯也存在一些不足,首先是没有成型的固定灯具,自己制作比较麻烦;
二是对天敌杀伤力较强,一些生态学工作者一直持有异议;
三是诱到的害虫是用敌敌畏等农药制成的毒瓶来收集,但有些大型昆虫如金龟子等落入毒瓶中不能马上死亡,在毒瓶中乱撞乱爬,结果把一些鳞翅目昆虫的鳞片撞掉了,给鉴定和识别造成了一定的难度;
四是诱到的害虫在毒瓶中放置一夜,带有很浓的农药气味,对第二天进行分类的测报人员造成污染。
第三阶段:
高压汞灯诱虫。
20世纪70年代作为一种防虫手段得到了广泛的应用。
但是高压汞灯也同样存在着一些不足之处。
一是高压汞灯顾名思义其电压较高,在使用过程中必须注意安全,在灯的周围要加以安全保护措施,对安灯地点要求比较苛刻,一般只能安在地势平坦的开阔地;
二是高压汞灯占地面积较大,而且灯的下面要挖一个水池,接受被灯诱杀的害虫,每隔一定时间还要补充水,一些鳞翅目的害虫落入水中后,鳞片受水浸,容易失去原有的特征,很难辨认。
第四阶段:
频振杀虫灯诱虫。
20世纪90年代中期开始大面积使用。
频振杀虫灯是利用频振波来干扰害虫的生理活动,运用光、波、色、味四种诱杀方式,近距离用光,远距离用频振波,加以色、味引诱使害虫停止取食、兴奋、拒绝交配,达到杀灭害虫,降低产卵量,压缩虫口基数,控制危害的目的。
频振杀虫灯具有以下特点:
一是诱杀能力极强,比黑光灯幼虫效率提高几十倍;
二是有固定的灯型,有杀虫灯还有测报灯,有简易型也有多功能型,在能源动力上既有适用于普通电源的,又有蓄电池和太阳能的。
测报灯还可以把不同日期诱到的害虫自动分离;
三是安装简便,高度自如。
不受地形、地势、地貌的影响,可以挂在树上,也可以挂在木杆上,占地面积小;
四是使用方便、安全、使用寿命长。
由于采用了光控装置,自动开灯关灯,减轻了人的劳动量。
频振杀虫灯可诱杀10目40多科200多种森林昆虫,现已用于马尾松毛虫、美国白蛾HyphantriacuneaDrury、春尺蠖ApocheimacinerariusErschoff、黄杨绢野螟DiaphaniaperspectalsWalker、榆毒蛾LvelaochropodaEversmann、杨毒蛾StilpnotiacandidaStaudinger、柳毒蛾StilpnrotiasalicisLinnaeus、侧柏毒蛾ParocneriafurvaLeech、雪毒蛾StilpnotiasalicisLinnaeus、山楂黄卷蛾ArchipscrataegenusHü
bner、杨柳小卷蛾GypsonomaminutanaHubner、黄刺蛾CnidocampaflavescensWalker、红腹灯蛾SpilarctiasubcarneaWalker、杨二尾舟蛾CeruramencianaMoore、云杉梢斑螟DioryctriaschuetzeellaFuchs、栗山天牛MallambyxraddeiBlessig、松墨天牛MonochamusalternatusHope、夜蛾、地老虎、粘虫、金龟子等的防治。
在物理学监测预报方法中,灯诱是应用最广泛的诱测法。
根据其设灯日期、数量与雌雄性比等参数即可进行发生期和发生量测报。
但不同的昆虫对黑光灯趋向程度不同,同一种昆虫不同性别对黑光灯的敏感性也不一样。
例如,铜绿丽金龟AnomalacorpulentaMotscehulskiy雌成虫趋光强烈,雄成虫则不趋光;
大黑鳃金龟HloltrichiadiomphaliaBatesa则是雄成虫趋光。
因此,可根据黑光灯诱获的种类、日期、数量、雌雄性比、雌成虫的遗腹卵数等,进行森林害虫种类调查、发生范围测报、分布区分析、发生期测报、发生量测报、种群消长趋势与演变规律预测、综合防治效果监测等。
如果积累了某森林害虫历年的灯诱资料、饲养或观察资料,可得出成虫羽化的始见期、高峰期、终见期之间的间隔天数以及成虫产卵期、幼虫出现期间的间隔天数。
从而可根据当代灯诱成虫的始见期,通过期距法预测出成虫的高峰期和终见期,甚至产卵期、幼虫危害期和防治适期。
高巨虎(2011)通过2008年~2009年连续2a灯诱,基本掌握了郑州市主要的林业害虫种类及其发生期,并用历期法预报防治适期。
郑州市主要的林业害虫有尺蠖、金龟子、杨小舟蛾、小地老虎、松梢斑螟DioryctriasplendidellaHerrich-Schaeffer、毒蛾等。
春尺蠖成虫灯下出现1个高峰期,最高是3月1日诱到10856头,日平均诱虫量达到1806头,这说明春尺蠖在郑州la发生1代,2月下旬至3月初是成虫羽化高峰期,所以防治成虫要在2月初开始,重点是2月下旬,防治方法以灯光诱杀、人工捕杀或阻隔杀虫为主。
利用历期法可以进行发育进度预测,根据卵前期和卵历期的时间,预测4月上旬为卵孵化盛期,再加上l龄幼虫发育历期为9d,得出4月中旬是2龄幼虫危害盛期,也就是幼虫防治最佳时期;
木燎尺蠖CulculapanterinariaBremeretGrey成虫灯下出现1个高峰期,最高是6月29日诱到820头,日平均诱虫量80多头,说明在郑州la发生l代,6月下旬为羽化盛期,可在6月进行灯光诱杀防治成虫。
根据发育进度预测出幼虫孵化盛期是7月中旬,因此,幼虫最佳防治时间是7月中下旬;
铜绿丽金龟成虫灯下出现1个高峰期,最多是6月25日诱到835头,平均每天诱到100多头,表明在郑州la发生l代,6月中旬~7月中旬是成虫羽化盛期。
因此,进行灯光诱杀时要在6月初挂灯,8月初收灯。
根据卵历期,可以推测出7月~9月是幼虫危害期,此时应适时防治幼虫;
黑绒绢金龟SericaorientalisMotschulsky成虫灯下出现1个高峰期,最多是6月16日诱到88头;
表明la发生l代,6月16日为成虫羽化高峰期。
加上已知的卵历期10d左右,幼虫期76d,就可以推出9月8日左右为幼虫危害盛期;
大云鳃金龟PolyphyllalaticollisLewis成虫灯下出现1个高峰期,