耕作制度变更对平原区害虫及天敌消长动态的影响

时间：2024-05-23

颜金龙+史跃玲+程金艳+王改芹+史磊+赵红荣

摘要：通过对邯郸地区农作物、土地植被和害虫、天敌调查资料，选择主要部分进行分析、研究，阐述了冀南平原季候区耕作制度、自然环境变更等对害虫、天敌发生消长的影响；明确了植被、害虫、天敌是相互依存、相害相生的矛盾统一体。一旦出现植被演替加速，有利于害虫生境的形成，将会导致天敌作用的失控、虫害的猖獗。植被演替与害虫及天敌发生消长具有5种关系；伴随耕作制度变更农业害虫消长呈现4个特点。在科技高度发达和高度开放的社会，贸易的自由化带给了人们极大的物质丰富，但同时也有不良后果，例如化学农药的使用、夏播棉的推广而产生的虫害猖獗及美国白蛾的引入等。在引进或不当引入有害新物种后，一定要严格程序评估、监控，对有害物种要防除有力，切不可因疏漏和放松警惕而出现新的严重后果。

关键词：耕作制度；植被演替；害虫；天敌；消长动态

中图分类号：S181.6 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.03.021

Effects of Changes of Tillage System on the Growth and Decline Dynamics of Pests and Natural Enemies in Plain Area

YAN Jinlong1， SHI Yueling1， CHENG Jinyan1， WANG Gaiqin2， SHI Lei1， ZHAO Hongrong1

（1. Guantao County Agricultural Bureau of Hebei Province， Guantao，Hebei 057750， China； 2. Agriculture and Animal Husbandry Bureau of Handan City Hebei Province， Handan，Hebei 056001， China）

Abstract： The reform and change of farming and cultivation system is formed under certain production level and historical condition. Through to the Handan area， land vegetation and crop pests and their natural enemies in survey data， selection of main part analysis， and illustrates the influences of South Hebei season cropping system， the natural environment changes on the occurrence of insect pests and natural enemies； clear vegetation， insect pests and natural enemies are the unity of opposites of interdependence and harm health. Once vegetation succession accelerates， it is beneficial to the formation of pest habitat， which will lead to the loss of natural enemies and rampant pest.Vegetation succession and occurrence of pests and natural enemies in the 5 kinds of relationships； with the change of farming system of agricultural pests and showed 4 characteristics. In science and technology highly developed and highly open society， free trade and gives people great material wealth， but also have adverse consequences. Such as the use of chemical pesticides， the spread of the spread of summer cotton and insect pests rampant introduction of American white moth. In the introduction of new species after introducing harmful or inappropriate， must strictly program assessment and monitoring of harmful species， to control effectively， must not be due to omissions and relax their vigilance and serious consequences of the new.

Key words： cyopping system； vegetation replacement； pest； natural enemy； dynamics of growth and decline

耕作栽培制度的改革变更是在一定生产水平和历史条件下形成的，是随着人们物质生活水平的需要而改变的。由于耕作制度变更的幅度较大，导致平原耕作区植被的大范围演替，进而对害虫及天敌生育和活动场所、食物链、生态小气候等产生了诸多影响，因此，影响了害虫和天敌的发生和消长。早在1979年，吉林省农业科学院桂承明[1]对东北地区耕作制度对农田害虫种群数量变动的作用进行过研究；金翠霞等[2]对耕作制度变革与害虫的发生和演替进行了研究；胡景辉等[3]对河北滨海平原种植区种植结构调整进行了研究；段红平[4]就湖南省耕作制度50年（1949—1998）演变进行了研究；张世煌等[5]对耕作制度改革及其对农业技术发展的影响进行了研究；余露[6]對新型耕作制度下病虫害防控技术进行了研究；胡志全等[7]对二熟耕作区耕作制度演变规律与粮食安全对策进行了研究，这些研究都从不同角度和侧面论述了耕作制度的变革，从根本上改变了农田生态环境，对主要农业害虫及益虫发生消长有着重大影响和举足轻重的作用。

耕作栽培制度的改革变更是平原季候区植被演替的主要动因，植被演替与害虫、天敌消长动态是农业生态系统与自然生态系统中相互关系的重要组成部分[8]。耕作栽培制度的变更导致了植被演替，进而导致害虫生态环境变化，再由于害虫生态优势种（dominant specices）的发生消长，而影响其制约因素天敌种群的发生消长，并形成各自的生态位（niche）[9]。影响农业害虫、天敌消长的因素很多，包括气温、降水等。

本研究主要通过耕作栽培制度的变更等生态大环境变迁，观察农业害虫与天敌的消长动态，旨在为害虫发生规律研究及生物防治利用提供参考。

1 材料和方法

1.1 材料

本研究载体主要包括作物植被：粮、棉、油、菜作物等；自然植被：耕地、荒坡草地及主要野生植物等，同时结合部分气候、气象资料，进行分析研究。

1.2 方法

采用5点调查或多点调查法，一、二、三类田平均取得数据资料。

1.2.1 作物栽培资料统计运用邯郸地区作物植被变化资料，即1975—2013年粮棉油菜面积、产量及单产、总产的变动情况，分析各种作物植被量的变动和植被质的优化，评估作物植被作为农业害虫重要的食物链和害虫天敌的重要栖息地的承载作用，进一步分析评估耕作制度变更而引发的作物植被演替，以及对害虫与天敌的影响。从以粮食生产为主的温饱型种植形式，到以棉花等经济作物为主的经济型种植形式，再到以蔬菜、优质粮油等为主的消费型种植形式，进行分阶段分析耕作制度变更、作物植被演替以及害虫重发、暴发的主要年份及天敌发生和控制作用等多方面的相互关系，探索它们之间相生相害、相互影响的农业生态系统的平衡与变动及新平衡的形成。

1.2.2 自然植被资料统计运用邯郸地区土地利用即自然植被的变化资料，即从1985—2010年土地总面积、未利用面积、平原荒坡、耕地、园地、林地、牧草、水面等变动情况，从自然植被变动、害虫及天敌栖息地的演替、变迁过程中，分析主要害虫及其天敌的消长动态，评估自然植被作为害虫食物链的一部分及害虫天敌的“中转站”或栖息地，对害虫及天敌发生消长的影响。

1.2.3 病虫测报及发生防治资料统计运用邯郸地区等一些主要害虫发生暴发的资料，选取耕作改制的关键时间节点1980年前后、1990年前后和2010年后害虫暴发的典型年份，分析耕作制度变更对平原季风气候农业区主要植被演替和主要害虫发生消长的影响。针对植被演替的频繁期与害虫发生、暴发的发生规律和相互关系，进行深入研究和比较分析，进一步明确耕作改制、植被演替是引发某些害虫暴发的主导因素或诱因。

1.2.4 害虫天敌调查和普查资料运用邯郸地区平原县1980年前后和2010—2013年对害虫天敌的调查和普查资料，分析评估害虫天敌与害虫之间共生依存的关系，天敌依存于害虫的发生消长，同时又制约和控制着害虫的发生。从耕作改制、植被演替、气候变化等一系列因素变化中，分析害虫天敌与害虫的消长关系，进而研究对害虫天敌保护利用的有效途径和方法。

2 结果与分析

2.1 栽培密度增加，植被生物量增长，促使害虫重发、暴发

20世纪七八十年代后，耕作制度和优良品种、化学肥料的变更和普及，使农作物经济量、植被蓄积量大幅增加，为害虫的发生提供了条件。1980年前后是以粮食生产为主和粮棉油增长产量的“温饱型”种植模式，改革开放后，粮棉油等单产、总产都有了突破性的增加。1986—1990年年均单产、总产与1980—1985年相比，粮食年均每667 m2单产由144.4 kg增长到224.5 kg，增长55.5%，总产由166.1万t增长到253.7万t，增长52.7%；棉花单产由每667 m2 30.5 kg增长到47.8 kg，增长56.7%，总产由4.5万t增长到11.7万t，增长160%；油料单产由每667 m2 77.6 kg增长到129.8 kg，增长67.3%，总产由7.4万t增长到13.8万t，增长86.5%；蔬菜年均总产由70万t增长到135万t，增长92.9%。

2.1.1 偶发性害虫连年重发生 1979，1981年2、3代黏虫频繁重发。其中，1979年2代黏虫特大发生，馆陶县8月11—13日调查显示，西苏村六组10 m2晚夏谷有黏虫1 192头，邯郸发生面积达3.3万hm2；1981年再次大发生，邯郸发生面积超过2.1万hm2，馆陶县25块谷田平均10 m2有黏虫467头。

2.1.2 常发性害虫频繁成灾随着作物生物量的增长，麦蚜、棉蚜成为重发、大发生虫害。1980年冀南麦蚜发生面积为13.4万hm2，全省麦蚜发生面积67万hm2，小麦减产达20%以上；1987年邯郸麦蚜发生面积为22万hm2，防治19.7万hm2，挽回小麦损失4.5万t，5月23—25日调查，平均百株蚜量肥乡县有6 770头；鸡泽没防治田有麦蚜30 200头；武安有麦蚜6 580头；馆陶县有麦蚜4 260头。1977，1978年棉蚜连续大发生，邯郸棉蚜发生面积为11.0万～13.5万hm2（据各县《病虫情报》）。

2.2 耕作模式变更，植被质量变优，促使害虫暴发成灾

由于棉田迅速扩大，尤其是20世纪90年代初期，大面积推广了夏播棉，种植面积达6.67万hm2，优化了棉铃虫种群的食物结构。由于大量晚熟棉的出现，使越冬代4代棉铃虫由不完全越冬变为完全越冬。棉花播种面积从9.67万hm2增长到16.3万hm2，近年又下降到3万～5万hm2。同时，棉花种植品种转基因抗虫棉推广达99%～100%，对虫害发生及天敌的消长有重大影响。1978，1982，1989年后棉田棉铃虫连年重发、暴发，并在谷田、玉米田等持续大发生[10]。1992，1993年麦田1代、棉田2代棉铃虫大发生。馆陶县1992年9月21日调查显示，每667 m2有蛹数量为：棉田810～1 160头；没喷药的高粱田1 710～41 920头；玉米田2 610～10 430头。1993年一农户在麦田用臉盆捕幼虫一天可捕13.2 kg；1992，1993年2代百株分别落卵3 522，1 880粒。1992年吴桥县在2代棉铃虫发生期，利用杨树枝把诱蛾量达11.8 t。全省棉田累计发生236.6万hm2，造成棉花损失20%以上[11]。

2.2.1 以棉铃虫为例进行害虫与虫源的相关分析以多次暴发的棉铃虫发生程度（卵量）与其相关的主导因子上年度越冬虫源（越冬蛹数）进行相关分析，结果如表1所示。

统计分析棉田二代棉铃虫发生程度与上年度越冬基数的相关性，由表1数据计算：∑x1=46 ，∑y1=50 ，（∑x1）2=2 116 ，（∑y1）2=2 500，

∑x1y1=158 ， ∑x12=158， ∑y12=186 。

由公式

rxy= （1）

[r][x1y1] = =0.628 2（2）

查相关系数r显著性检验表可知，P0.05=0.460，P0.01=0.598。

经计算得r=0.628 2>0.598 0 ，达到极显著标准。

由此可见，上年越冬基数多少是棉铃虫发生程度的主导因子，而越冬基数的多少受上年植棉面积、棉花生长后期长势等棉铃虫越冬前的适生环境影响较大。正如20世纪90年代初，夏播、晚熟棉大幅增加，棉株生长幼嫩，9—10月气温较高，为后几年棉铃虫的大发生提供了条件。

2.2.2 二代棉铃虫发生期与气候的关系

（1）预测式的建立。根据棉铃虫生长发育受温度制约特别敏感，以及棉铃虫是以蛹的形态在地下生育一个时期才能完成一个世代，蛹的羽化受地表硬度，即自然降水的影响，选取了3—5月平均气温和五月水分积分指数（冀东南经计算，水分积分指数=降雨量÷34.16）2个主导因子建立回归预测式：y2=41.720 91-1.509 170 5x2+0.555 933x3±2.123 4。回归方程经显著性检验达极显著标准。

（2）运用1980—1998年的实测资料。把历年x2、x3数值输入到回归预测式里，再综合验证各年一类田二代棉铃虫的卵盛日、平均卵盛日、得出的结果符合率达100%。

2.3 新品种引进加速植物残体引入，促使新老害虫齐暴发

2.3.1 植物残留体及残留土等的引入，引发了新害虫的暴发二点委夜蛾暴发是近年传入河北省的暴发性害虫。2005年首先在河北发现，2010年永年县等部分地块严重发生，被害株率达32%～53%；2012年7月在邯郸地区暴发，主要在永年、馆陶、大名县等；2011年在全省蔓延，发生65万hm2，涉及廊坊以南91个县（市、区），造成玉米毁种补种12.3万hm2；2013，2014年冀南发生范围不断增加，危害加重，扩大到磁县、峰峰矿区、邯郸县等。

美国白蛾（Hyphantria cunea（Drury））属鳞翅目灯蛾科，是世界性外来型害虫，已列入我国首批外来入侵有害物种。该虫1979年传入辽宁丹东，1981年传入山东荣城，并不断向山东、河北、天津、河南等地蔓延[12]，2010年9月底河北发生面积15.9万hm2。近年，不断蔓延，形成严重威胁。

2.3.2 新品种的引进，使老虫害呈现新的严重发生态势由于专用优质小麦等新品种注重了品种的特质、丰产性，而抗虫性较差，在20世纪发生较重的小麦吸浆虫、黏虫、豆天蛾[13]等近几年又重新出现大、重发生。2012年7—8月，雨量多，湿度大，虫源多，为黏虫提供了适生条件，辽宁、河北等玉米田，8月20日统计，发生黏虫333.3万hm2（据中央电视台、河北电视台）；2014年磁县、邱县等黏虫、二点委夜蛾混发，2代黏虫在南城乡、路村营乡、林坊鎮等，一般每m2虫量达10～20头，玉米田、谷田较重，最高单株玉米5头，每m2谷田43头，2012，2014年为20年来黏虫最重的年份。

2.3.3 蔬菜面积大增为白粉虱大发生提供了条件大面积日光温室，有利于白粉虱越冬、繁殖[14-16]。蔬菜2009—2013年种植面积由1980年的2万hm2增长到14万hm2，总产由70万t增长到824万t，增长了11倍。2007，2009，2010，2012年白粉虱连续大发生，据这4年8—9月发生盛期的调查，番茄顶部3片叶平均5株有虫量分别为1 040，2 590，1 890，1 200头。

2.4 耕作改制幅度大植被趋向单一化，天敌优势种群数量趋减

2.4.1 植被趋向单一化

（1）耕地减少。耕地由68.8万hm2下降到65.19万hm2，虽平原区对33 400 hm2未开发利用土地进行了开发利用，但耕地仍减少36 000 hm2。

（2）荒坡草地减少。邯郸中东部1980年左右每个平原县有2 700～5 300 hm2的荒坡草地，其内有丰富的野生植物灰灰菜（Chenopodium album Linn）、扫帚菜（Kochia scoparia （linn.） Schrad）、英英菜（Amaranthus viridis L.）、紫穗槐（Amorpha fruticosa Linn.）等超过20种。2010年后大部分荒坡草地被开发利用，减少了害虫天敌的栖息地。

（3）杂粮油料作物减少。30多年间邯郸地区粮食播种面积在75.33万～77.49万hm2浮动，单产平均增长了2.27倍，总产由166.1万t增长到533.1万t，增长了2.21倍，复种指数由1.35增长到1.55左右；杂粮由18.08万hm2下降到6.05万hm2，由占粮田总面积的24%左右下降到7%～8%；油料播种面积由7.07万～6.80万hm2下降到4.29万hm2，下降36.9%～39.3%。减少了农田种类的多样性，影响了害虫天敌的中转、栖息地。

2.4.2 天敌优势种群普查情况在1979—1981年天敌普查的基础上，2010—2013年又进行了普查和观察，农田及周边荒坡草地的害虫天敌种类有9目54科249种[17-18]，其中，优势种群有瓢虫类、草蛉类、蜘蛛类、食虫蝽、食蚜蝇、寄生蜂类等。

（1）普查、调查害虫天敌种类。其主要包括鞘翅目 Coleoptera ，瓢虫科（Coccinellidae）有七星瓢虫（Coccinella septempunctata）、龟纹瓢虫（ Propylaea japonica （Thunberg））、多异瓢虫（Adonia variegata （Goeze））、异色瓢虫（Harmonia axyridis）、菱斑和瓢虫（Synharmonia conglobaga L.）、展缘异点瓢虫（Anisosticta kobensis Lewis）、十三星瓢虫（Hippodamia tredecimpunctata （Linnaeus））、黑襟毛瓢虫（Scymnus （Neopullus） hoffmanni Weise ）、素鞘瓢虫亚种（Illeis koebelei Timberlake）、六斑显盾瓢虫（Hyperaspis gyotokui Kamiya）、孪斑瓢虫（Coccinella geminopunctata Liu ）小毛瓢虫亚科（Scymnus sp.）（发现1金色，体长1 mm金黄色特微小瓢虫新种，1980年毛金龙先生把标本带走，准备命名）等42种或变种；步甲科（carabidae）5种；虎甲科（Cicindelidae ）3种；芫青科（Meloidae）3种；隐翅甲科（Staphylinidae）7种；葬甲科（Silphidae，carrion beetles）1种；龙虱科（Dytiscidae）1种。

膜翅目Hymenoptera，姬蜂总科（Ichneumonoidea）包括姬蜂科（Ichneumonidae）、茧蜂科（Braconidae）32种；小蜂总科（Chalcidoidea）24种；胡蜂总科（Vespoidea；wasps ）4种；泥蜂总科（Sphecoidea）8种；土蜂总科（Scolioidea）4种；青蜂总科（Chrysidoidea）1种；肿腿蜂科（Bethylidae）1种；细蜂总科（Proctotrypoidea）2种；蚁蜂科（Mutillidae）1种。赤眼蜂属（Trichogramma）8种

半翅目Hemiptera，姬蝽科（Nabidae）3种；猎蝽科（Reduviidae）5种；花蝽科（Anthocoridae）1种；长蝽科（Lygaeidae）1种；蝽科（Pentatomidae）2种；盲蝽科（Miridae ）1种。

双翅目Diptera，食蚜蝇科（Syrphidae）16种；食虫虻科（Diptera）11种；寄蝇科（Tachinidae；tachinid flies）14种，头蝇科（Pipunculidae） 1种；

脉翅目 Neuroptera，草蛉科（Chrysopidae）5种；蚁蛉科（ Myrmeleontidae ）3种。

蜻蜓目Odonata，原蜻蜓目（学名Protodonata或Meganisoptera）均翅亚目（Zygoptera）3种；差翅亚目（Anisoptera）5种。

螳螂目Mantodea，螳螂科（Mantdae）3种。

蜘蛛目Araneida，Araneae 圆蛛科（Araneidae）、狼蛛科（Lycosidae）、蟹蛛科（Thomisidae）、跳蛛科（Salticidae；jumping spider）、猫蛛科（Oxyopidae）、球腹蛛科（Theridiidae；cobwebweaver）、逍遥蛛科（Philodromidae）、管巢蛛（Cuiattopo）、皿蛛科草间小黑蛛（Hylyphantes graminicola（Sundevall））等25种。革翅目Dermaptera 蠼螋科（Labidura） 3种。

（2）近年与20世纪80年代比较天敌数量趋减。20世纪80年代前后，粮棉油料作物、杂粮、周边荒坡草地主要有瓢虫、草蛉、蜘蛛、食虫蝽、食蚜蝇、寄生蜂类等，不少年份蜻蜓类大量出现。田间天敌2010—2013年与1979—1981年相比，目、科数没有变化，而个别种群数量有所减少。例如，常见的瓢虫类：麦田1978，1979，1980，1981年5月上中旬，麦蚜发生盛期平均百株蚜量分别为279，70.6，1 145，518头，相应地块每667 m2有瓢虫量分别为8 391，666，4 995，5 400头。2010，2011，2012年5月上中旬，麦蚜发生盛期平均百株蚜量分别为220，346，566头，相应地块每667 m2平均瓢蟲量分别为2 633，3 333，2 934头，这7年中除1979年麦蚜发生很轻，由于食量不足，单位瓢虫量仅有666头，1978—1981年3年平均每667 m2有瓢虫量6 246头，而 2010—2012年平均瓢虫量为2 967头，仅是1978—1981年的1/2左右。1980年异色瓢虫有15个变种，近年仅查到11个变种。

草蛉类：有叶色草蛉、中华草蛉、丽草蛉、大草蛉等，在棉田卵虫发生盛期调查3种类型田块各50株，1979年7月21至8月1日为卵虫高峰期，7月22日当日最高卵虫量平均为88.3头（粒）；1980年7月14—29日为卵虫高峰期，7月27日当日最高卵虫量平均为172.7头（粒）；1981年7月20至8月3日为卵虫高峰期，7月21日当日最高卵虫量平均为55.3头（粒）；2011，2012年由于种植了抗虫棉，棉铃虫等虫害发生较轻，棉田草蛉在7月下旬卵虫高峰期，当日最高卵虫量平均分别为56.7，43.3头（粒），而此时草蛉主要在蔬菜、豆类作物田控制着害虫的发生，2011年7月下旬5 m2茄果类蔬菜、菜豆、大豆田卵虫高峰期，当日最高卵虫量平均分别为86.7，95.3，79.3头（粒）。

蜘蛛类：80年代初，在害虫、蜘蛛发生盛期有24～26种，粮棉油菜田10 m2有16～19头，最多25头，而2010—2012年主要种类查到23种，平均有9.6，最多16头。

寄生蜂类： 5月21—25日麦蚜寄生率80年代3年平均为68.8%，而2010—2012年平均寄生率为42.3%。

蜻蜓类：20世纪七八十年代每到初秋季节常常出现数万头蜻蜓在农田长廊飞舞的现象，而现在很少见到这种情形。

分析部分害虫天敌种群有所下降的原因，主要是：（1）杂粮、油料种植面积大幅减少，农田周围沟坡荒草面积减少；（2）80年代后，长期大量使用化学农药；（3）由于地下水位显著下降，雨季积水期从原来的2～3个月变为几乎无积水期，整个大气候越来越干旱、干燥。种植结构调整、天敌的适生环境减少等影响了害虫天敌消长。

3 讨论

3.1 植被演替与害虫及天敌发生消长具有5种关系

植被演替的频繁期是害虫暴发消长波动时期；作物植被生物量增长，促使常发害虫向重发转变；植被趋向的单一化，使天敌种群出现了减量趋势；特质性作物优种的普及，使老虫害继发、重发成灾；植物新物种及残体的引进，引发害虫新物种的引入。

3.2 伴随耕作制度变更农业害虫消长呈现4个特点

3.2.1 棉铃虫种群下降趋势明显抗虫棉的推广、棉花面积的大幅减少，棉铃虫虫源基数减少，制约了棉铃虫的发生，但仍需警惕适生新种群的发生。

3.2.2 偶发性害虫有加重趋势黏虫具迁移性，一旦发生期降雨多、湿度大、虫源多，就有可能暴发。蝗虫是随涝、旱而暴发的虫害，并有迁飞习性，频繁出现洪涝后的水位降落和干旱，会出现大量适于蝗虫生育的荒地草滩，而引发蝗灾。重点是加强预报预警、及时灭除虫源、综合治理适生环境、做到防控迅速有力。

3.2.3 常发性害虫重发形势严峻麦吸浆虫、白粉虱、麦蚜等新品种抗虫性有所降低，植被生物蓄积量不断增加，如遇有利气候，将形成常年发生、偶然暴发。要选好抗病虫品种、生防化防结合、加强综合治理、减少重发暴发。

3.2.4 外来害虫暴发蔓延势头突出二点委夜蛾、美国白蛾等由点到面，蔓延重发，虽已经重视和严防，但由于害虫发生的特点，仍然不可避免地存在严重危害。要突出重点、彻底到面、不留死角、除治有力、严防蔓延重发。

3.3 大宗作物大幅度耕作改制前要做好全面严密评估

（1）搞好试点调研。广泛布点，专家跟进，多方参与，做好全面、细致、科学、严密的试点和调研。（2）做好全面评估。专家论证，集思广益，多层次、全方位的评定利弊、得失，取得广泛一致认可。（3）循序渐进改制。试验、示范、推广三步走，不搞一刀切，最后确定由小到中、再到大范围的耕作改制。

致谢：原中国科学院动物研究所毛金龙先生、张广学先生等曾于1980年对害虫天敌标本给予鉴定，一并致谢。

参考文献：