甘肃武威地区酿酒葡萄园叶蝉种群动态及其与气象因子的关系研究

郭艳兰，张学金，焦旭东，牟德生，金 娜，刘 伟，李 栋，董存元

(1. 武威市林业科学研究院，甘肃武威 733000；2. 武威市林业综合服务中心，甘肃武威 733000)

酿酒葡萄Vitisvinifera是生产葡萄酒的原料，也是葡萄生产的重要组成部分。葡萄叶蝉隶属于半翅目Hemiptera叶蝉科Cicadellidae小叶蝉亚科Typhlocybinae，是葡萄生产中的重要害虫，主要以成、若虫栖息于葡萄叶背面刺吸为害，造成叶片失绿、脱落，阻碍光合作用和枝条发育，从而影响葡萄产量和品质(Gnezdilovetal.，2008；王慧卿等，2011)。据报道，葡萄叶蝉在很多酿酒葡萄产区已成为害虫优势群体，对酿酒葡萄产业的健康发展造成了严重威胁(陈玉宝等，2010；吕兴等，2013；王颖等，2016；漆录平，2018)。

对害虫发生规律的研究是对其进行有效控制的基础，有助于把握最佳防治时机，从而实现有害生物综合治理的目标。影响害虫发生的因子众多，其中，气象因子是重要因素，它可直接影响昆虫的生长发育和繁殖，从而造成害虫发生期、发生量、危害程度等的不同(方精云，2000；常晓娜等，2008)。因此，研究害虫种群发生动态及其与气象因子间的关系对于防治关键期的掌握、预测预报以及科学有效防控措施的制定等具有重要的指导意义。目前，国内学者对酿酒葡萄园的叶蝉生物学特性、种群消长规律、防治措施、天敌等方面已有相关研究(沙月霞等，2011；余金咏等，2013；赵荣华等，2013；陈萍等，2014；曹文秋等，2017)，但有关气象因子对酿酒葡萄园叶蝉种群动态的影响还未见相关报道。

本研究连续2 a对酿酒葡萄园葡萄叶蝉种群动态进行了监测，并分析了其与气象因子的相关性，旨在揭示该地区酿酒葡萄叶蝉种群变化规律及影响其变化的主要原因，为该地区酿酒葡萄叶蝉的预测预报及有效防控提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点概况

试验地点位于武威市林业科学研究院院内。供试酿酒葡萄品种为贵人香，面积2.3 hm2，篱架栽培，南北向，株行距3 m×1 m，8年生。葡萄园北靠围墙，西、南邻苗圃地。园区管理精细，定期进行灌水、修剪、除草、施肥等。8-9月园区内每隔2周喷洒1次波尔多液预防病害发生，全年不使用杀虫剂。

1.2 研究方法

2017-2018年，自酿酒葡萄出土萌芽至10月1日，在酿酒葡萄园内根据棋盘式取样法选取10个点，在距地面高1.2 m处悬挂40 cm×25 cm的黄色诱虫板，诱虫板两侧均涂有粘虫胶。诱虫板由北京中捷四方生物科技有限公司生产。每7 d调查一次(如遇雨天则顺延)，记录诱虫板上葡萄叶蝉成虫数量，并更换诱虫板。

1.3 气象数据采集

气象数据由武威市林业科学研究院院内气象站点采集。根据2次调查时间点之间的原始气象数据计算平均温度、平均相对湿度、降雨量等，得到后一个调查时间点对应的平均最高温度X1(℃)、平均最低温度X2(℃)、平均温度X3(℃)、平均相对湿度X4(%)、降雨量X5(mm)、平均最高相对湿度X6(%)和平均最低相对湿度X7(%)。

1.4 数据统计及分析

葡萄叶蝉种群数量为当日所有调查点数量的总合，酿酒葡萄叶蝉种群动态变化图采用Excel进行制作。

不同年度间叶蝉种群差异应用LSD法进行方差分析；采用SPSS 25.0统计分析软件以调查日葡萄叶蝉种群数量为因变量，以平均最高温度X1(℃)、平均最低温度X2(℃)、平均温度X3(℃)、平均相对湿度X4(%)、降雨量X5(mm)、平均最高相对湿度X6(%)和平均最低相对湿度X7(%)为自变量进行相关分析；以调查日葡萄叶蝉种群数量为因变量，平均最低温度X2(℃)、平均相对湿度X4(%)、平均最高相对湿度X6(%)和平均最低相对湿度X7(%)为自变量进行回归分析、通径分析及主成分分析。应用Excel分析葡萄叶蝉种群数量与平均最高温度X1(℃)、平均最低温度X2(℃)、平均温度X3(℃)、平均相对湿度X4(%)、降雨量X5(mm)、平均最高相对湿度X6(%)和平均最低相对湿度X7(%)的灰色关联系数。

2 结果与分析

2.1 酿酒葡萄园叶蝉种群消长规律

2017-2018年酿酒葡萄园叶蝉种群发生趋势基本一致，在整个酿酒葡萄生长期共有4个高峰期(图1)。第1个发生高峰期在5月底至6月初，此时葡萄叶蝉的种群数量最高，且明显高于其他3个高峰期，2017和2018年第1个发生高峰期叶蝉种群数量分别达269、480头；第2、3、4个种群发生高峰期分别在7月中旬、8月上中旬、9月中旬，种群数量均在100头以下；2018年虫口密度大于2017年，但并无显著差异(F=2.8317，P=0.1002>0.05)。

图1 2017-2018年酿酒葡萄园叶蝉种群动态Fig.1 Occurrence dynamics of leafhopper in wine vineyard in 2017 and 2018

2.2 气象因素对葡萄叶蝉种群动态的相关性分析

平均最高温度(X1)、平均最低温度(X2)、平均温度(X3)、平均相对湿度(X4)、降雨量(X5)、平均最高相对湿度(X6)、平均最低相对湿度(X7)与叶蝉的发生均呈负相关(表1)。其中，叶蝉种群动态与平均相对湿度(X4)和平均最低相对湿度(X7)的相关性达极显著水平(P<0.01)，与平均最低温度(X2)和平均最高相对湿度(X6)达显著水平(P<0.05)，与平均最高温度(X1)、平均温度(X3)和降雨量(X5)的相关性均不显著(P>0.05)。由此表明，平均最低温度(X2)、平均相对湿度(X4)、平均最高相对湿度(X6)和平均最低相对湿度(X7)对酿酒葡萄园叶蝉种群数量的变化有较大影响，而平均最高温度(X1)、平均温度(X3)和降雨量(X5)对叶蝉种群变化影响较小。

表1 酿酒葡萄园叶蝉种群动态与气象因子的相关性分析

2.3 气象因素对葡萄叶蝉种群动态的回归分析

根据相关性分析结果，以葡萄叶蝉诱捕量(Y)为因变量，以平均最低温度(X2)、平均相对湿度(X4)、平均最高相对湿度(X6)、平均最低相对湿度(X7)为自变量进行回归分析，建立种群数量与气象因子的回归方程。

Y=331.0207-1.3675 X2-2.4469 X4-0.2919 X6-1.7668 X7

上述回归方程中，F值为3.7554，显著性概率(P)为0.0116<0.05，表明回归模型显著，可以用于叶蝉种群发生的预测预报。且分析结果表明，平均最低温度(X2)、平均相对湿度(X4)、平均最高相对湿度(X6)和平均最高相对湿度(X7)4因素综合影响着葡萄叶蝉种群的发生。

2.4 气象因素对葡萄叶蝉种群动态的通经分析

依据回归分析结果，将综合影响叶蝉种群动态的平均最低温度(X2)、平均相对湿度(X4)、平均最高相对湿度(X6)和平均最低相对湿度(X7)4个因素根据相关系数的组成效应，把各气象因子(Xi)与种群数量(Y)的相关系数剖分为直接作用和通过其他因子(Xj)的间接影响两部分进行通径分析(何东进等，2000)。结果表明(表2)，平均相对湿度(X4)的反向直接作用最大，其次是平均最低相对湿度(X7)，且两个因子的反向直接作用均大于反向间接作用；平均最低温度(X2)和平均最高相对湿度(X6)的反向间接作用大于反向直接作用，平均最低温度(X2)的反向间接作用主要通过平均相对湿度(X4)发生，而平均最高相对湿度(X6)的反向间接作用主要通过平均最低相对湿度(X7)发生。综上所述，平均相对湿度(X4)和平均最低相对湿度(X7)是影响酿酒葡萄园葡萄叶蝉种群变化最重要的气象因子。

表2 酿酒葡萄园叶蝉种群动态与气象因子的通径分析

2.5 气象因素对葡萄叶蝉种群动态的主成分分析

以葡萄叶蝉种群数量为因变量，平均最低温度(X2)、平均相对湿度(X4)、平均最高相对湿度(X6)和平均最低相对湿度(X7)4个因子为自变量，对影响酿酒葡萄园叶蝉种群发生数量气象因素进行主成分分析。结果表明(表3)，第一主成分至第二主成分的方差贡献率分别为58.80%、26.66%，累积方差贡献率达85.46%，表明前2个主成分已反映出影响酿酒葡萄园叶蝉种群变化气象因子85%的信息，因此可以作为气象因子选择的综合指标来进行分析。

表3 酿酒葡萄园叶蝉种群动态与气象因子的主成分分析

各气象因子的主成分荷载结果显示(表4)，第一主成分中平均最低相对湿度(X7)的荷载最大，为0.8604，其次为平均最低温度(X2)，主成分荷载为0.7830，说明第一主成分中平均最低相对湿度(X7)和平均最低温度(X2)是主要影响因素；第二主成分中平均最低温度(X2)和平均相对湿度(X4)的荷载分别为0.4076、0.6603，表明第二主成分主要由平均相对湿度(X4)决定，平均最高相对湿度(X6)的主成分荷载为-0.5796，表明其为限制种群增长的主要因素。

表4 气象因子的主成分荷载

2.6 气象因素对葡萄叶蝉种群动态的灰色关联度分析

2017年，平均最高温度(X1)、平均最低温度(X2)、平均温度(X3)、平均相对湿度(X4)、降雨量(X5)、平均最高相对湿度(X6)和平均最低相对湿度(X7)的关联度分别为0.8204、0.8183、0.8340、0.9481、0.8689、0.8264、0.9629，关联度大小排序为X7>X4>X5>X3>X6>X1>X2，2018年各气象因子关联度大小排序为X4>X7>X5>X3>X1>X6>X2，2017和2018年综合关联度顺序为X4>X7>X5>X3>X6>X1>X2。由此说明，对酿酒葡萄园葡萄叶蝉种群动态影响最大的因子是平均最低相对湿度和平均相对湿度，其次为降雨量，影响最小的为平均最低温度(表5)。

表5 酿酒葡萄园叶蝉种群数量动态与气象因子的灰色关联度分析

综合以上分析与比较说明，平均相对湿度和平均最低相对湿度是影响酿酒葡萄园叶蝉种群数量变化的主要气象因子。

3 结论与讨论

酿酒葡萄园叶蝉种群动态监测结果表明，不同年度间其种群消长动态基本一致，在酿酒葡萄生长期共有4个发生高峰，5月底至6月初为第1个发生高峰期，此时正值酿酒葡萄花期，大量越冬代成虫进入葡萄园进行为害，种群发生数量较高，此后葡萄叶蝉世代重叠，7月中旬、8月上中旬、9月中旬分别为葡萄叶蝉第2、3、4个发生高峰。这与漆录平(2018)报道甘肃河西走廊葡萄叶蝉6月初第1代成虫发生，8-10月为第2代、第3代成虫发生盛期，王少山等(2011)报道葡萄斑叶蝉EzythroneuraapicahsNawa在石河子地区5月底开始迁移至葡萄上为害，7月底为种群始盛期，8月底达最高峰，陈玉宝等(2010)报道葡萄二星叶蝉在新疆昌吉6月上旬出现第1代若虫，中下旬发生第l代成虫，7月中旬发生第2代若虫，8月出现第2代成虫，王慧卿等(2010)报道葡萄斑叶蝉在吐鲁番地区每年4月中旬开始迁入葡萄园，8月达到高峰均存在一定差异，且已有的报道中，葡萄叶蝉的发生期与高峰期也存在着差异，主要原因是不同报道中的研究区域、寄主植物不同。另外，也可能与栽培管理措施等外界干扰因素有关。为有效预防病害发生，本试验区域果园在管理过程中，7-9月每间隔15 d喷施一次杀菌剂，化学药剂的喷施可能对葡萄叶蝉种群数量增长具有一定的干扰。但关于葡萄叶蝉后期种群的变化是否受药剂影响及药剂影响作用如何等还需进一步深入研究。

温度、湿度等气象因素影响着叶蝉的发生与繁殖，且因叶蝉种类不同其影响不同(李慧玲和林乃铨，2012；雒珺瑜等，2015；周天跃，2015)。毛迎新等报道，气温是影响假眼小绿叶蝉Empoascavitis种群变动的最主要因子，其次是降雨和湿度，在一定温度范围内，最高温度的升高不利于种群增长，最低温度的提高有利于假眼小绿叶蝉种群增长(毛迎新等，2014)；雒珺瑜等研究认为，影响棉叶蝉Empoascabiguttula的关键气象因子是1-4月的降雨量，其次是1-8月的相对湿度，而平均气温与其相关性很低(雒珺瑜等，2015)。

本文的相关性分析表明，酿酒葡萄园叶蝉种群动态与平均最低温度(X2)和平均最高相对湿度(X6)呈显著负相关，与平均相对湿度(X4)和平均最低相对湿度(X7)呈极显著负相关；回归分析、通径分析、主成分分析及灰色关联度分析表明，叶蝉种群的变化受这4个因素的综合影响，其中以平均相对湿度(X4)和平均最低相对湿度(X7)的影响最大。说明湿度是影响酿酒葡萄园叶蝉种群变化的最主要气象因子，其次是温度。这主要与武威地区特殊的气候条件有关。22～28℃为葡萄斑叶蝉较适宜的生长发育温度，以28℃为最佳(马德英等，2004)。武威地区干旱少雨、昼夜温差大，5-9月月平均最高气温在22.8℃以上，处于叶蝉生长发育所需的温度范围，而5-9月月平均最低气温最低达7.18℃，对叶蝉的生长发育非常不利。由此可知，较大的温差对叶蝉种群的影响较大。此外，该地区7-8月降雨量较多，为全年最高，月平均相对湿度最高达81.37%，而平均最低相对湿度仅为22.6%，说明平均相对湿度的增大和平均最低相对湿度的减小均不利于叶蝉的发生。

气象因素对昆虫的影响是多方面的。本文在分析气象因素的影响时，仅选择了温度、湿度、降雨及与这3种因素密切相关的气象指标对酿酒葡萄园叶蝉种群动态的影响进行了分析，关于其它气象因子，比如日照时数、风速、气压等对叶蝉种群的变化是否有影响还有待进一步研究，且本文虽建立了预测预报多元回归方程，但方程的准确性及稳定性还有待进一步研究及验证。此外，除气象因素外，葡萄叶蝉的发育及繁殖还受自身繁殖能力、天敌、寄主等因素的影响，因此，酿酒葡萄园叶蝉种群数量变化过程中，各因素对其影响如何，也还需要进一步深入系统的研究。