應(yīng)用 SPSS軟件研究桑螟羽化進(jìn)程的累積頻率模型

方利民

(江蘇省吳江市植保站,江蘇吳江 215200)

桑樹病蟲害的測報(bào)工作正在向準(zhǔn)確、定量測報(bào)方向發(fā)展,而對桑園害蟲種群進(jìn)行系統(tǒng)模擬和數(shù)量測報(bào)是病蟲害防治的基礎(chǔ)[1]。

桑螟(Piaphaniapyloalis Walker)是吳江地區(qū)桑園發(fā)生最頻繁且危害嚴(yán)重的暴發(fā)性害蟲[2]。開展桑螟成蟲羽化監(jiān)測,結(jié)合田間實(shí)地調(diào)查桑螟幼蟲發(fā)生,可以用于桑螟的發(fā)生期、發(fā)生量預(yù)報(bào)。研究桑螟成蟲的羽化規(guī)律,是做好桑螟預(yù)測、預(yù)報(bào)工作的關(guān)鍵。測報(bào)燈是監(jiān)測桑螟成蟲羽化進(jìn)程的重要工具。準(zhǔn)確監(jiān)測桑螟成蟲的發(fā)生動(dòng)態(tài),是制訂防治決策的重要依據(jù)。吳江市一直通過使用白熾燈監(jiān)測桑螟成蟲羽化進(jìn)程,來預(yù)測幼蟲的發(fā)生期,并成功地應(yīng)用多年。為了進(jìn)一步提高預(yù)報(bào)的科學(xué)性、正確性,吳江市分別于 2005年和 2006年引進(jìn)河南湯陰佳多科工貿(mào)有限公司生產(chǎn)的佳多牌蟲情測報(bào)燈對桑螟成蟲種群動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

對桑螟的研究,目前主要側(cè)重于生物學(xué)特性以及發(fā)生后的防治等方面[3-4],尚未對桑螟種群進(jìn)行模擬,即建立桑螟的生長速率、生存率和產(chǎn)卵量等重要生命參數(shù),隨環(huán)境因素不斷變化的數(shù)學(xué)關(guān)系式等。為了掌握桑螟羽化的變化規(guī)律,為建立種群模擬模型及預(yù)測、預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確的參數(shù)[5]。我使用 SPSS中的 Logstic曲線分別對 2006—2008年第 1代至第4代桑螟成蟲燈誘蛾量的累積頻率進(jìn)行了模擬,擬合效果良好。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

蟲情測報(bào)燈(JDA型,使用黑光燈管)5臺(tái),由河南湯陰佳多科工貿(mào)有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

將 5臺(tái)蟲情測報(bào)燈分布在震澤、平望、七都、盛澤和桃源鎮(zhèn)這 5個(gè)重點(diǎn)鎮(zhèn)的桑園中(桑園面積達(dá)3149hm2,占全市桑園面積的 90%),于 2006—2008年對吳江市 5個(gè)測報(bào)點(diǎn)的第 1代到第 4代桑螟成蟲種群動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

1.3 分析方法

采用 SPSS軟件(SPSS軟件交互性好,不需編程,易學(xué)易用,方便快捷[6];啟動(dòng) SPSS后,單擊主菜單的 “Analyze”下的 “Regression”中 “Nonlinear”項(xiàng) )進(jìn)行分析。根據(jù) 3年桑螟成蟲誘蛾的資料計(jì)算出羽化進(jìn)程的累積頻率,再用 SPSS的非線性回歸(Nonlinear Regression)擬合 Logistic方程,同時(shí)計(jì)算方程參數(shù) K、a、b,擬合優(yōu)度系數(shù)(R2),殘差平方和(Q)。

y(t)為某日的累積發(fā)育頻率,從出現(xiàn)第 1只成蟲時(shí)開始算起,每增加 1d加 1;K為曲線中漸近線上橫坐標(biāo)的值;a,b為常數(shù);exp是以 e為底數(shù)的指數(shù)函數(shù)。在邏輯斯蒂模型中估計(jì)的參數(shù)初始值為:K=0.1;a=3;b=0.1。

2 結(jié)果與分析

2.1 桑螟誘蛾的累積頻率分析

根據(jù)桑螟成蟲誘蛾的資料用 Microsoft office Excel2003軟件繪出 2006—2008年第 1代至第 4代桑螟誘蛾累積頻率實(shí)測圖(圖 1-3)。從圖 1-3中可以看出誘蛾累積頻率曲線是一個(gè)平滑的 S形曲線,而累積頻率分別達(dá) 0.16、0.50、0.84時(shí),為桑螟成蟲發(fā)生的始盛、高峰、盛末期。

2.2 各代的擬合 Logstic曲線方程的參數(shù)值

圖1 2006年第 1代至第 4代桑螟誘蛾累積頻率

圖2 2007年第 1代至第 4代桑螟誘蛾累積頻率

圖3 2008年第 1代至第 4代桑螟誘蛾累積頻率

表1 2006—2008年燈誘桑螟成蟲蛾量累積頻率的 Logstic擬合的參數(shù)估計(jì)值

3 小結(jié)與討論

3.1 昆蟲發(fā)育進(jìn)度隨時(shí)間變化的模型與擬合的效果

害蟲出現(xiàn)的遲早不僅是預(yù)測預(yù)報(bào)的重要內(nèi)容,也是確定防治適期的依據(jù)。在自然狀態(tài)下,昆蟲個(gè)體是由個(gè)別零星出現(xiàn),數(shù)量緩慢增加,到急劇增加到高峰,再急劇下降,轉(zhuǎn)而緩慢減少,直到絕跡;害蟲數(shù)量的變化,近似正態(tài)分布。張孝羲[7-8]將害蟲的發(fā)育進(jìn)度按其種群數(shù)量在時(shí)間上的分布進(jìn)度,劃分為始見期、始盛期、高峰期、盛末期及終見期,如以累積發(fā)育進(jìn)度統(tǒng)計(jì)某一蟲態(tài)數(shù)量逐漸增加的情況,其累積比例逐漸增加,表現(xiàn)為 S形曲線。正如張孝羲指出的那樣,昆蟲發(fā)育的累積數(shù)量比例,表現(xiàn)為 S形曲線。本文以 Logstic曲線對桑螟誘蛾逐日累積頻率進(jìn)行了模擬,經(jīng)檢驗(yàn),擬合效果良好。從實(shí)例分析看,用 SPSS軟件非線性回歸擬合 Logistic曲線的擬合優(yōu)度系數(shù) R2最低為 0.9735,最高為 0.9976,表明模型對數(shù)據(jù)的擬合程度非常好。數(shù)量模型的建立對今后模擬描述該害蟲的發(fā)生,預(yù)測預(yù)報(bào)提供了十分重要的依據(jù)。

3.2 關(guān)于 Logstic曲線的 K值

Logstic曲線在昆蟲的生長發(fā)育和數(shù)量變化中有著廣泛的應(yīng)用,從 Logstic曲線本身參數(shù)的含義,在擬合桑螟成蟲羽化的累積頻率時(shí),理論上 K值為 1,而我在擬合過程中并不都是 1,其中的原因有待于今后進(jìn)一步研究。

3.3 關(guān)于數(shù)量模型的建立和應(yīng)用問題

從上述的初步討論和計(jì)算可以看出,數(shù)學(xué)模型的研討和應(yīng)用,必須著重注意模型的生物學(xué)含義、建立模型的生物學(xué)假設(shè)、參數(shù)的生物學(xué)意義、模型的應(yīng)用前提和應(yīng)用范圍等。本文中的桑螟成蟲誘蛾數(shù)據(jù)均在自然條件下獲得,而在自然條件下,桑螟成蟲的羽化除了受幼蟲發(fā)育因子的影響外,還受氣象因子、營養(yǎng)、天敵等諸多因子的影響,所以桑螟成蟲的種群在自然條件下的動(dòng)態(tài)機(jī)制,還需要進(jìn)一步研究。

選擇第 1到第 4代桑螟成蟲的羽化進(jìn)程進(jìn)行研究,一方面是由于越冬代桑螟成蟲羽化進(jìn)程時(shí)間長,羽化峰多,而產(chǎn)生的第 1代桑螟正處在春蠶期,發(fā)生量小,危害輕;二是研究第 1到第 4代桑螟成蟲的羽化進(jìn)程、發(fā)生規(guī)律,對防治好第 2代至第 5代桑螟具有實(shí)際的指導(dǎo)意義,其研究結(jié)果可為當(dāng)?shù)胤乐伟l(fā)生代桑螟提供科學(xué)依據(jù)。

[1]謝立群.試論昆蟲的累積發(fā)育頻率模型及其應(yīng)用[J].江蘇蠶業(yè),1998,20(3):11-15.

[2]方利民,朱引根,邢雪林,等.佳多新型蟲情測報(bào)燈在桑螟測報(bào)中的應(yīng)用[D].中國蠶學(xué)會(huì)桑樹病蟲害防治學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,2008:24-27.

[3]錢祥明,洪志英,王衛(wèi)明,等.桑螟的生物學(xué)特性研究[J].蠶業(yè)科學(xué),1995,21(1):50-52.

[4]謝立群,王衛(wèi)明.桑螟幼蟲的生長和越冬后的發(fā)育[J].中國蠶業(yè),2002,23(3):18-19.

[5]謝立群,王衛(wèi)明.桑螟實(shí)驗(yàn)種群數(shù)量變動(dòng)的模擬[J].蠶業(yè)科學(xué),2002,28(3):261-264.

[6]盧紋岱.SPSSfor Windows統(tǒng)計(jì)分析[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006:345.

[7]張孝羲.害蟲測報(bào)原理和方法[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1979:211-223.

[8]張孝羲.昆蟲生態(tài)及預(yù)測預(yù)報(bào)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1985:303-317.