全 文 ：棉田多虫复合危害互作效应及两红复合
防治指标应用研究*
王瑞琪 张仕福 樊孝贤 黄民松 万 鹏
(湖北省农业科学院植物保护研究所, 武汉 430064)
石尚柏 (湖北省植物保护总站, 武汉 430070)
!摘要∀ 针对长江中游棉区棉花多虫复合危害问题, 设计了 6 种害虫 4 种组合的复合危
害系统.运用通径分析方法, 定量描述了多种害虫对棉花的侵害及其间的互作效应.通过
多种害虫对棉花产量和品级的直接影响效应和间接影响效应分析, 认为当多虫复合危害
时,害虫间的相互作用就其对作物的侵害而言,表现为增强效应和减弱效应.在此基础上,
研究并制定了两红 (棉红铃虫和朱砂叶螨)复合危害动态防治指标, 经验证、示范及推广
应用,取得了显著的经济、生态和社会效益.
关键词 棉田生态系 多种害虫 复合危害 互作效应 复合防治指标
Interactive eff ect of compound damages bymultipests in cotton field and application of com
pound control indicators for two red pests . Wang Ruiqi, Zhang Shifu, Fan Xiaox ian,
Huang M insong, Wan Peng ( I nstitute of Plant Protection, Hubei A cademy of Agr icultural
Sciences. Wuhan 430064) and Shi Shangbo ( General S tation of Plant Protection of H ubei
Province. Wuhan 430070) . Chin. J . A pp l . Ecol . , 1998, 9(4) : 405~ 410.
To counter the compound damage by multipests in the cottonproducing ar ea of central Yang tze
River banks, a compound damage system of six species of pests w ith three combinations w as
designed. The damage o f multipests on cotton and t heir interactive effect were quantitativ ely
descr ibed by path analysis. T he analysis for direct and indirect effects of multipests on cotton
yield and its quality indicated that the inter action of pests on the damage of cotton plants w as
posit ive or negative. On t he basis of these, the dynamic control indicators of compound damage
for tw o red pests ( Pectinophora gossyp iella and Tetranychus cinnabar inus ) were formulated,
which were demonstrated to have notable economic, ecolog ical and social benefits by experiment
and expansion.
Key words Cotton field ecosystem, Multipest, Compound damage, I nteractive effect, Com
pound control indicator .
* 国家 八五重点科技攻关项目 ( 85- 10- 04-
04)和湖北省自然科学基金资助项目( 91J07) .
1997- 01- 23收稿, 1997- 11- 17接受.
1 引 言
在棉田生态系统中, 棉花的整个生长
过程或某一生长阶段, 通常是多种害虫重
叠发生,复合危害. 然而, 以往关于棉花害
虫的发生危害及防治技术的研究, 却多以
单一害虫为对象.近年来,国内外学者开始
注意到田间多虫复合危害的事实, 并越来
越认识到,研究多虫复合危害损失及其间
的互作效应,对于制定复合防治指标,提高
害虫治理决策水平具有重要实际意
义[ 1, 7~ 9] . 80年代末期以来,针对长江中游
棉区棉花多虫复合危害问题开展了一系列
的研究, 先后设计并研究了棉花 6种害虫
3种组合的多虫复合危害系统, 建立了 3
应 用 生 态 学 报 1998 年 8 月 第 9 卷 第 4 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Aug. 1998, 9( 4)#405~ 410
种不同生态类型棉区多虫复合危害的损失
模型[ 2~ 6] . 本文旨在上述研究的基础上,
采用相关分析及通径分析方法, 对这 3 种
类型棉田生态系统中多虫复合危害之互作
效应进行分析和研究.依此原理,设计了江
汉棉区常发性重要害虫棉红铃虫和朱砂叶
螨(红蜘蛛) ,即 两红棉田复合危害生态
系统, 研究并制定了两红动态复合防治
指标.通过 4年大田验证、试验示范及推广
应用, 取得了显著的经济、生态和社会效
益.现将结果报道如下.
2 材料与方法
2. 1 试验设计
针对不同生态环境下棉田多虫复合危害的
多样性,采用田间短期罩笼、人工接虫、农药控虫
和结合自然虫源等方法, 先后设计了江汉平原集
中产棉区、鄂中丘陵分散棉区及多雨高湿年型等
3 种不同生态类型棉田的多虫复合危害系统: 1)
棉红铃虫 ( Pectinophora gossyp iella)、棉大卷叶螟
( Sy llep ta der ogata)、棉叶蝉( Empoasca biguttula)
和棉蚜 ( A phis gossyp ii ) ; 2)棉红铃虫、朱砂叶螨
( Tetranychus cinnabar inus )和棉蚜; 3) 棉红铃虫、
棉蚜和斜纹夜蛾( Prodenia litura) .
试验在武昌南湖本所试验田中进行, 连续 3
年.面积 0. 12hm2, 分别设养虫圃和试验区, 试验
区内架置罩笼 14 ~ 18 个. 每笼作为一个试验小
区,占地 8m2, 内植棉 12~ 16 株, 供试品种为 科
字 304 .苗期和蕾期以药剂喷雾, 控制害虫危害.
各小区均于始花期前罩上 20 目尼龙纱.
采摘红铃虫虫花于室内饲养, 化蛹、羽化后,
将雌雄蛾按不同数量梯度成对投放入各笼之中.
其它害虫均采用自然发生虫源或人工接虫的方
法,使各笼内虫量形成一定梯度. 留一小区作为
对照,不接虫并以药剂控制使其始终成为基本无
虫小区.
自笼内红铃虫卵始见之日起, 开始定期 (每 5
天 1 次)调查记载笼内各害虫虫量, 不定期调查
朱砂叶螨、斜纹夜蛾的为害级别, 直至 9 月中旬.
然后,每隔 1 周以药剂喷雾, 以全面控制害虫之
危害. 自试区棉花吐絮之日起,每隔 2 天摘 1 次裂
口桃,剥查并记载棉红铃虫虫量. 将籽棉晒干后
分小区称重、轧花、计产, 并检验棉花品级.
2. 2 分析方法
根据 3 种不同生境棉花多虫复合危害系统
中各害虫的发生量、棉花产量、品级的考查结果,
进行相关分析, 求得各害虫间及各害虫与棉花产
量、品级间的相关系数. 在相关分析的基础上进
行通径分析. 由所求诸相关系数建立通径系数的
标准化正规方程组, 解方程组, 得直接通径系数
P i - Y , 再依 P i- j- Y = P rjP j - Y计算出测度各害虫
对产量、品级影响的间接通径系数. 度量各因子
决定因变量变异程度的决定系数:
R 2= ∃m
1
P2i- Y + 2 ∃
i> j
R ijP i- YPj - Y ,
其剩余通径: Pe= 1- R 2 .
综合评价 3 年 3 种复合危害系统中各种害虫
对棉花产量和品级的影响程度,并揭示其间的相
互作用和互作效应.
2. 3 两红复合动态防治指标
以棉红铃虫和朱砂叶螨为标靶, 结合自然虫
源,辅之以人工结虫、控虫等手段, 设计 两红以
不同梯度组合, 同时共存的棉田复合危害生态系
统.试区品种为鄂棉 14 号, 地力均匀, 肥力中等,
各项田间管理完全一致. 试验共设 30 个处理, 3
次重复. 每 5 天调查一次虫量. 棉花成熟后,实测
各小区产量. 分析 两红复合危害互作效应, 建
立 两红复合危害产量和品级的损失模型;制定
出适用于江汉平原不同产量水平、使用不同农药
的 两红复合动态防治指标.
3 结果与分析
3. 1 多虫复合危害损失及互作效应
3. 1. 1 相关分析和通径分析 从表 1和表
2可知, X 1、X 2、X 3、X 4分别表示各害虫及
发生高峰时的单株平均棉叶蝉头数、棉大
卷叶螟虫量、三叶蚜量、红铃虫卵量; X 5、
X 6 分别表示朱砂叶螨、斜纹夜蛾发生高峰
时的单株平均危害级别.表中 Y 1 和 Y 2分
别为各危害系统中棉花单株平均籽棉重和
皮棉品级.
406 应 用 生 态 学 报 9 卷
表 1 害虫与棉花产量品级的相关系数表
Table 1 Correlation coefficient among insect pests, yield and qauli ty of cotton
系 统
S ystem
变 量
Variable
X2 X 3 X 4 X5 X6 Y 1产量 Y 2品级
% X 1(叶蝉) - 0. 5813 0. 5002 - 0. 1287 0. 1048 - 0. 2075
X 2(棉大卷叶螟) - 0. 4196 0. 5011 - 0. 7407 0. 5863
X 3(棉蚜) - 0. 0081 0. 1091 - 0. 1774
X 4(棉红铃虫) - 0. 4925 0. 8688& X 3(棉蚜) - 0. 1447 - 0. 4100 - 0. 4807 - 0. 1321
X 4(棉红铃虫) - 0. 4105 0. 3496 0. 9071
X 5(朱砂叶螨) - 0. 6589 - 0. 3854∋ X 3(棉蚜) - 0. 0226 - 0. 0730 - 0. 6511 0. 1352
X 4(棉红铃虫) - 0. 0400 - 0. 4409 0. 8986
X 6(斜纹夜蛾) - 0. 3806 - 0. 0338
X 1: Emp oasca bigu ttula ; X 2: Syl lep ta d erogata ; X3: Aphi s gossyp ii ; X4: Pec tinophor a gossyp iel la ; X5: T etr anychus
cin nabarinus; X6: Pr odenia li tura ; Y 1: Y ield; Y 2: Degree of lint .
表 2 各复合危害系统通径分析结果
Table 2 Path analysis of each system of compound infestation
通径系数
Path coeff icient
%
( Y 1)产量 ( Y 2)品级
&
( Y 1)产量 ( Y2)品级
∋
( Y 1)产量 ( Y 2)品级
直接 Direct P1- Y - 0. 4447 0. 0573
P2- Y - 1. 0202 0. 1699
P3- Y - 0. 0968 - 0. 1284 - 0. 0046 0. 0056 - 0. 6947 0. 1566
P4- Y - 0. 0393 0. 7901 - 0. 5713 0. 9005 - 0. 4746 0. 9027
P5- Y - 0. 7685 - 0. 0180
P6- Y - 0. 4503 0. 0137
间接 Indirect P1- 2- Y 0. 5931 - 0. 0988
P2- 1- Y 0. 2585 - 0. 0333
P1- 3- Y - 0. 0486 - 0. 0645
P3- 1- Y - 0. 2225 0. 0287
P1- 4- Y 0. 0051 - 0. 1017
P4- 1- Y 0. 0572 - 0. 0074
P2- 3- Y 0. 0406 0. 0539
P3- 2- Y 0. 4281 - 0. 0713
P2- 4- Y - 0. 0197 0. 3959
P4- 2- Y - 0. 5112 0. 0851
P3- 4- Y 0. 0003 - 0. 0064 0. 0827 - 0. 1303 0. 0107 - 0. 0204
P4- 3- Y 0. 0008 0. 0010 0. 0007 - 0. 0008 0. 0157 - 0. 0035
P3- 5- Y - 0. 3151 - 0. 0074
P5- 3- Y - 0. 0019 0. 0023
P3- 6- Y 0. 0329 - 0. 0010
P6- 3- Y 0. 0507 - 0. 0114
P4- 5- Y 0. 3154 0. 0074
P5- 4- Y 0. 2345 - 0. 3696
P4- 6- Y 0. 0180 - 0. 0005
P6- 4- Y 0. 0190 - 0. 0361
R 2 决定系数 0. 7179 0. 7967 0. 6586 0. 8231 0. 8330 0. 8319
Pe 剩余通径 0. 5311 0. 4507 0. 5844 0. 4206 0. 4087 0. 4099
R 2: Determinat ion coef ficient; Pe: Surplus path; Y 1: Y ield; Y 2: Degree of lint .下同 The same below .
3. 1. 2 多虫复合危害对棉花产量和品级的
直接影响效应 根据直接通径系数 P i- Yi
结果,各种害虫对棉花产量和品级的直接
影响效应为: 1)产量,第 %复合危害系统 4
种害虫组合中,棉大卷叶螟对棉花的直接
减产效应最大, 叶蝉次之,红铃虫和棉蚜都
很小.第 &复合危害系统 3种害虫组合中,
朱砂叶螨的直接减产效应最大,红铃虫次
之,棉蚜影响很小. 第 ∋复合危害系统中,
棉蚜直接减产效应最大; 红铃虫和斜纹夜
蛾也有一定的减产效应. 2)品级,在 3种复
合危害系统不同的害虫组合中,红铃虫对
4074 期 王瑞琪等:棉田多虫复合危害互作效应及 两红复合防治指标应用研究
皮棉品级的直接影响效应均最严重, 其余
各虫的影响都较小.
3. 1. 3 多虫复合危害对棉花产量和品级的
间接影响效应 间接通径系数 P i- j - Yi表
明,第 %复合危害系统,各虫通过它虫对产
量和品级的影响均有 12 条间接通径. 对
Y 1 和 Y 2 的间接通径系数绝对值排序表
明,在对产量的间接影响方面,以各虫通过
棉大卷叶螟的作用最大, 各虫通过棉叶蝉
的作用次之,而各虫通过棉蚜、红铃虫的作
用均很微弱. 在各虫通过棉大卷叶螟对产
量的间接作用之中, 又以棉叶蝉最大,红铃
虫次之,棉蚜最小.各虫对棉花品级的间接
影响方面,仅棉大卷叶螟通过红铃虫的间
接影响效应较大,其余均很小.第&复合危
害系统 3种害虫复合危害时, 每种害虫通
过其它各虫对产量和品级均有 6条间接通
径,对其绝对值排序表明,在对产量的间接
影响方面,以红铃虫通过朱砂叶螨的作用
最大,其次为棉蚜通过朱砂叶螨的作用,其
余各条间接通径影响甚微. 对品级的间接
影响效应,以朱砂叶螨通过红铃虫的作用
较大,其余均小. 第 ∋复合危害系统中,斜
纹夜蛾通过棉蚜对棉花产量的间接影响较
大,其余均很小.
3. 1. 4 棉田生态系统中多种害虫间的互作
效应 由表 2 可知, 3年 3种不同害虫组
合系统中,各种害虫对棉花均有直接减产
效应.而对棉花产量的间接效应中,红铃虫
与棉叶蝉、红铃虫与棉蚜、红铃虫与朱砂叶
螨、红铃虫与斜纹夜蛾、棉大卷叶螟与棉叶
蝉、棉大卷叶螟与棉蚜及斜纹夜蛾与棉蚜,
图 1 棉田生态系统中害虫对棉花危害及互作效应
Fig. 1 Infestat ion of the pest s on cot ton plant and interact ion in cot ton field ecosystems.
A:增强效应 Strengthening effect , B:减弱效应 Counteract ing ef fect. 直接通径Direct path P i- j, (间接通径 Indirect path
P i- j- Y; ( + )、( - )分别表示通径系数的+ 、- 号 Mean respect ively posit ive and negat ive sign of path coeff icient ; ( a) Pest
feeding leaf , ( a1) Chew ing mouth, ( a2) Chewing mouth, ( b ) Pest feeding square and boll, ( c) Polyphagous pest , ( d) Cotton
yield.
408 应 用 生 态 学 报 9 卷
双方都通过对方对棉花产量有间接的增产
效应.而棉叶蝉与棉蚜、朱砂叶螨与棉蚜、
棉大卷叶螟与红铃虫之间, 双方则都通过
对方对棉花有间接的减产效应. 从以上直
接效应和间接效应的比较可知, 前者是一
个相互减弱、相互抵消的效应,后者则是一
个相互配合、相互增强的效应.根据直接及
间接通径的正、负效应比较及上述分析结
果,将棉田生态系统中各种害虫对棉花的
危害及互作效应归纳于图 1.
3. 2 大田两红复合危害互作效应及复
合防治指标
3. 2. 1 互作效应 两红复合危害通径分
析结果见表 3. 表 3结果表明,大田两红
复合危害,其对产量和品级的直接、间接影
响效应以及它们之间的互作效应, 其规律
表 3 大田 两红复合危害系统通径分析
Table 3 Path analysis of the complex damages by two red pests in cotton field
项目
Item
( B)直接通径系数
P1- Y P2- Y
( C)间接通径系数
P1- 2- Y P2- 1- Y
决定系数
R2
剩余通径
Pe
Y 1(产量) - 0. 5741 - 0. 8328 0. 2311 0. 1736 0. 7578 0. 4922
Y 2(品级) 0. 8772 0. 0674 0. 0215 0. 2799 0. 8116 0. 4340
与前述 3年罩笼试验结论相一致.
3. 2. 2 两红复合危害产量、品级损失模
型
Y 1= - 0. 01081+ 0. 04161X 1+
9. 02117X 2 ) 5. 16886
( R= 0. 8705* * ; t 1= 2. 6080* ;
t 2= 7. 3664* * )
Y 2= 0. 18731+ 0. 00301X 1 ) 0. 09695
( R= 0. 8850* * )
式中, Y 1 为产量损失率 ( %) ; Y 2 为品级
损失率( % ) ; X 1 为棉红铃虫单株平均累计
卵量, X 2为朱砂叶螨高峰期单株平均危害
级值.以上模型表明, 两红复合危害时,
在对产量损失的影响方面, 朱砂叶螨比红
铃虫大,达极显著水平.在对棉花品级的影
响方面,仅红铃虫达极显著水平.
3. 2. 3产值损失模型
产值损失率( % ) : Y = - 0. 28195+
0. 15515X 1+ 7. 92207X 2 ) 4. 74652
( R= 0. 9386* * , t 1= 8. 3898* * ;
t 2= 7. 0377* * )
该模型说明, 两红复合危害对棉花
产值的影响均达极显著水平. 朱砂叶螨主
要是通过影响产量降低产值, 红铃虫除对
产量有一定影响外, 更突出的是降低棉花
品级而导致经济效益的降低.
3. 2. 4 两红动态复合防治指标模型
XET 1= 1. 21622( A - 2553. 042X 2)
0. 82751
XET 2= B- 0. 00065( 0. 5X1∗ ) 1. 20845
式中, X ET 1是当朱砂叶螨级值为 X 2 时红
铃虫的防治指标; X ET 2是当红铃虫百株当
日卵量为 X 1∗ 时朱砂叶螨的防治指标.模
型中参数A、B值见表 4.
表 4 两红动态复合防治指标参数值
Table 4 Parameter value of the dynamic control criterion
fo two red pests
参数
Parameter
农药品种
Insect icide
variety
中 产
Medium yield
( 1125kg+hm- 2)
高 产
High yield
( 1650kg+hm- 2)
A 2. 5% 功夫 379. 3874 259. 2394
Cyhalothrin
20% 灭扫利 405. 4293 276. 9963
Fenpropathrin
20% 速杀灭丁 358. 6039 245. 0689
Fenvalerate
B 20% 三氯杀螨醇 0. 12336 0. 09543
Dicofol
50% 杀螨丹 0. 14673 0. 11137
Shamandan
25% 单甲眯 0. 12697 0. 09790
Danjiami
3. 2. 5 应用效果 1993~ 1996年, 由湖北
省植保总站组织本省棉花主要产区对该动
态复合防治指标开展验证及应用研究,结
果表明, 本项目所制定的两红动态复合
防治指标符合江汉平原棉田实际情况,依
4094 期 王瑞琪等:棉田多虫复合危害互作效应及 两红复合防治指标应用研究
照该复合防治指标喷施农药, 既提高了防
治效果和降低了危害损失, 又减少了防治
次数,节省了药工投入,保护了生态环境. 4
年来, 累计推广应用面积达 1. 157 ,
106hm 2,增收节支总金额达 9846. 59万元,
取得了显著的经济、生态和社会效益.
4 讨 论
本项研究设计了 3种棉田生态系的多
虫复合危害系统,基本代表了湖北棉田生
态系统中的害虫发生和危害情况. 结果表
明,多虫复合危害,红铃虫主要是严重地危
害棉花品质(级) ,也能明显地影响产量.棉
大卷叶螟、朱砂叶螨、棉叶蝉和斜纹夜蛾,
均能不同程度的导致减产, 其危害程度则
随虫量增加和危害时间延长而增大. 棉蚜
一般不属棉花铃期主要害虫, 但在气候条
件对其发生极为有利的年份, 也能对棉花
产量造成较大影响. 除红铃虫外,其它 5种
害虫对棉花品质(级)的影响均较小.
多种害虫在棉花同一生育期中并存,
其对作物的侵害十分复杂. 这些害虫除仍
然遵循各自的发生规律和危害特点进行活
动,并对棉花产生直接影响而造成减产之
外,它们彼此间还能通过互作效应对棉花
产生间接影响, 或导致更大的减产,或降低
减产的程度.就对棉花危害而言,前者为相
互增强的效应, 后者为相互减弱的效应.根
据 3年的试验结果, 可初步归纳为,刺吸式
害虫与刺吸式害虫之间及咀嚼式食叶害虫
与食蕾铃害虫间,其相互作用表现为增强
效应;刺吸式害虫与食蕾铃害虫间、刺吸式
害虫与咀嚼式害虫及食蕾铃害虫与杂食性
害虫间的相互作用为减弱效应.该结论在
其它条件下是否成立, 尚需进一步研究验
证.
两红复合危害损失及动态复合防治
指标,是在 3年罩笼试验探讨多虫复合危
害规律及互作效应基础上的具体应用.其
互作效应及危害特点符合前述第二种情
况.实践证明,大田试验示范结果与田间罩
笼试验之结论相一致. 而所研究的复合危
害损失比单虫更为贴近实际.所制定的两
红动态复合防治指标经 4年验证和应用,
具有科学性和适用性, 并取得了显著的经
济、生态和社会效益.
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