湘中地區(qū)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生為害與氣象條件的關(guān)系

胡國(guó)強(qiáng), 鄧 梅, 伍智文, 朱倩霞, 胡英超

(1.湖南省婁底市氣象局, 婁底 417000; 2. 氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)沙 410118; 3. 湖南省婁底市農(nóng)業(yè)局, 婁底 417000)

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湘中地區(qū)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生為害與氣象條件的關(guān)系

胡國(guó)強(qiáng)1,2, 鄧 梅1*, 伍智文1, 朱倩霞3, 胡英超1

(1.湖南省婁底市氣象局, 婁底 417000; 2. 氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)沙 410118; 3. 湖南省婁底市農(nóng)業(yè)局, 婁底 417000)

為探明湖南省中部地區(qū)五(4)代稻縱卷葉螟的發(fā)生與氣象條件的關(guān)系。本文利用婁底市2007-2014年期間稻縱卷葉螟的觀測(cè)數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù),采用相關(guān)性分析和通徑分析等方法,分析了五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生的氣象特征,并建立了五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的預(yù)測(cè)模型。研究結(jié)果表明:溫濕系數(shù)、相對(duì)濕度、日平均氣溫以及降水日數(shù)是影響五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生的主導(dǎo)決定因子,其中溫濕系數(shù)的直接和間接作用最大,表明五(4)代稻縱卷葉螟對(duì)溫度和濕度有較高的要求;五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期出現(xiàn)的適宜氣象條件為:溫濕系數(shù)大于2.4,氣溫26～30℃,相對(duì)濕度在80%以上,且蛾高峰期出現(xiàn)的前兩天和當(dāng)天有降水的概率為88.9%。本文研究結(jié)果可為湖南省中部地區(qū)稻縱卷葉螟的準(zhǔn)確測(cè)報(bào)和科學(xué)防控提供參考。

稻縱卷葉螟; 氣象條件; 相關(guān)分析; 通徑分析; 蛾高峰期

近年來(lái),由于耕作制度調(diào)整,雜交稻、優(yōu)質(zhì)稻大面積推廣種植,橋梁田增多,農(nóng)田生態(tài)平衡遭到破壞,天敵控制力減弱;受季風(fēng)氣候變化的影響,以及當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境適宜等為稻縱卷葉螟提供了優(yōu)越的環(huán)境條件,稻縱卷葉螟常呈暴發(fā)性發(fā)生為害[1]。2003、2005、2007、2008 年為近年來(lái)特大發(fā)生年,給水稻生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的損失[2-3]。湖南省婁底市是國(guó)家重要的商品糧基地市之一,常年水稻種植面積達(dá) 20萬(wàn)hm2左右。

稻縱卷葉螟是婁底市普遍性、常發(fā)性害蟲(chóng)。該地區(qū)具有明顯的水稻生產(chǎn)區(qū)位優(yōu)勢(shì),從4月開(kāi)始到10月都處于水稻生長(zhǎng)發(fā)育季節(jié),能為稻縱卷葉螟提供豐富的食料條件和適宜的生存環(huán)境[4-5]。按照全國(guó)稻縱卷葉螟發(fā)生區(qū)劃分的方法,婁底市屬于江嶺區(qū)的嶺北亞區(qū),稻縱卷葉螟常年發(fā)生5～6代,即第二代-第六代(第七代)。其中,五(4)代稻縱卷葉螟為主害代之一,蟲(chóng)源較復(fù)雜,以本地繁殖為主,有部分遷入和遷出,主要為害一季中稻和雙季晚稻。據(jù)統(tǒng)計(jì)五(4)代稻縱卷葉螟暴發(fā)頻率較高,發(fā)生面積較大,危害性較強(qiáng)。如據(jù)調(diào)查2010年婁底市五(4)代稻縱卷葉螟中等偏輕發(fā)生,發(fā)生面積6.27萬(wàn)hm2, 防治9.0萬(wàn)hm2,通過(guò)防治挽回?fù)p失6.99萬(wàn)t,防治后仍然損失4.95萬(wàn)t。氣象條件是影響稻縱卷葉螟發(fā)生輕重的重要決定因素,雨日多、濕度大對(duì)稻縱卷葉螟發(fā)生最有利,適溫高濕情況下,有利于成蟲(chóng)產(chǎn)卵、卵孵化和幼蟲(chóng)成活[6-7]。據(jù)唐平等[8]的研究稻縱卷葉螟生長(zhǎng)發(fā)育的適宜溫度為22～28℃,相對(duì)濕度為80%以上。丁海紅等[9]認(rèn)為,稻縱卷葉螟大暴發(fā)的基礎(chǔ)條件是蟲(chóng)源基數(shù)大,后期的氣候條件適宜是必要條件。

7-8月是五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生時(shí)期,也是婁底市的主汛期,氣溫較高,降水日數(shù)和降水量都較多,且該時(shí)段是一季稻和雙季晚稻生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵期,為稻縱卷葉螟的發(fā)生提供了適宜的環(huán)境條件,對(duì)婁底市的水稻生產(chǎn)構(gòu)成巨大威脅。稻縱卷葉螟田間種群動(dòng)態(tài)因同時(shí)受到環(huán)境因子的綜合作用,故有必要分析環(huán)境因子對(duì)種群動(dòng)態(tài)的影響。本文根據(jù)婁底市2007-2014年的稻縱卷葉螟發(fā)生資料和氣象資料,分析得到影響五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生的關(guān)鍵氣象因子,并據(jù)此建立了預(yù)測(cè)模型;另外,分析了五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期的氣象條件,得到蛾高峰發(fā)生期的氣象條件特征,為婁底市有效防治稻縱卷葉螟提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的確定

根據(jù)稻縱卷葉螟測(cè)報(bào)調(diào)查規(guī)范確定五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生的程度,將其分為輕、中偏輕、中等、中偏重和大發(fā)生5級(jí),如表1[10]。

表1 稻縱卷葉螟發(fā)生程度分級(jí)Table 1 Occurrence degree classification of Cnaphalocrocis medinalis

1.2 資料數(shù)據(jù)

稻縱卷葉螟田間調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)源于婁底市植保植檢站提供的2007-2015年期間農(nóng)作物重大病蟲(chóng)害防治周報(bào)及婁底市氣象臺(tái)農(nóng)氣人員觀測(cè)的頻振式測(cè)報(bào)燈燈下誘蛾資料;氣象資料由婁底市氣象局提供,包括2007-2014年的相對(duì)濕度、降水、平均溫度和日照時(shí)數(shù)等逐日數(shù)據(jù)。

1.3 分析方法

根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)稻縱卷葉螟測(cè)報(bào)技術(shù)規(guī)范[10],得知本稻區(qū)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生時(shí)間為7月21日至8月20日左右。因而選擇此時(shí)間段的相對(duì)濕度、日平均氣溫、降水強(qiáng)度、降水日數(shù)、日照時(shí)數(shù)、降水量以及溫濕系數(shù)等主要?dú)庀笠蜃?與稻縱卷葉螟發(fā)生程度進(jìn)行相關(guān)性分析和通徑分析,并統(tǒng)計(jì)了五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰發(fā)生期的氣象條件。

2 結(jié)果與分析

2.1 五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度與相關(guān)氣象因子的通徑分析

2007-2014年五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生期間天氣條件見(jiàn)表2?；诖藬?shù)據(jù),對(duì)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度與氣象因子進(jìn)行了通徑分析(表3)。影響五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的7個(gè)條件因子中,相對(duì)濕度的相關(guān)性最高,相關(guān)系數(shù)為0.981,達(dá)到極顯著水平,其直接作用效應(yīng)較大,通徑系數(shù)為0.121,且通過(guò)日平均氣溫和日降水量產(chǎn)生較大的間接作用。溫濕系數(shù)、日平均氣溫和降水日數(shù)對(duì)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度影響也都達(dá)到極顯著水平,溫濕系數(shù)的直接作用和通過(guò)其他氣象因子產(chǎn)生的間接作用最大,間接作用在0.151～0.256之間。日平均氣溫和降水日數(shù)通過(guò)相對(duì)濕度、日照時(shí)數(shù)和降水日數(shù)產(chǎn)生較大的間接作用,日平均氣溫的直接作用較大,通徑系數(shù)為0.125。說(shuō)明溫濕系數(shù)、相對(duì)濕度、日平均氣溫和降水日數(shù)是影響五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的主要關(guān)鍵因子,尤其是溫濕系數(shù),說(shuō)明五(4)代稻縱卷葉螟在其生長(zhǎng)的時(shí)段內(nèi)對(duì)溫度和濕度的要求較高。日照時(shí)數(shù)、日降水量和五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的相關(guān)性達(dá)到顯著水平,產(chǎn)生的直接作用較小,通徑系數(shù)為0.093、0.099,兩者通過(guò)其他氣象條件因子產(chǎn)生的間接作用較小。降水強(qiáng)度對(duì)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的直接、間接影響作用都不明顯。

表2 2007-2014年婁底五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生期氣象條件Table 2 Weather conditions during the occurrence of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis in Loudi from 2007 to 2014

1) 降水強(qiáng)度=降水量(mm)/降水日數(shù)(d)；2)農(nóng)作物害蟲(chóng)在其適宜生長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)的平均相對(duì)濕度或降水量與平均溫度的比值,稱(chēng)為該時(shí)段的溫濕(雨)系數(shù)(Q)[11]。

1) Precipitation intensity=precipitation (mm)/ precipitation days (d); 2) Ratio of the average relative humidity or precipitation and the mean temperature which is suitable for crop pest growth, called temperature and humidity (rain) coefficient.

表3 氣象條件因子與五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的相關(guān)和通徑分析Table 3 Correlation and path analysis between meteorological conditions and the occurrence degree of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

用決定系數(shù)(R2)來(lái)度量各因子對(duì)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的影響程度。在各氣象因子對(duì)發(fā)生程度的通徑分析中,計(jì)算得到各通徑節(jié)的決定系數(shù)之和為0.962,根據(jù)總的決定系數(shù)之和為1的原理,則誤差項(xiàng)的決定系數(shù)為1-0.962=0.038。表明影響五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的96.2%是由上述7個(gè)氣象因子引起的,尚有3.8%是由其他不明的因素以及調(diào)查誤差引起的。

2.2 五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的預(yù)測(cè)模型

由于溫濕系數(shù)在一定程度上可以替代日平均氣溫和相對(duì)濕度對(duì)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的影響,另外,日降水量和降水強(qiáng)度的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平。因此,去除日平均氣溫、相對(duì)濕度和日降水量獨(dú)立因子的影響,通過(guò)對(duì)五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度(y)和溫濕系數(shù)(x1)、日照時(shí)數(shù)(x2)、降水日數(shù)(x3)和降水強(qiáng)度(x4)進(jìn)行多元回歸分析,建立了五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的預(yù)測(cè)模型:y=-7.994+4.364x1+0.005x2-0.239x3+0.053x4,該模型預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性達(dá)到顯著水平(F=29.705>F0.01=27.49)。以?shī)涞资?007-2014年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行回代檢驗(yàn),得到的結(jié)果和實(shí)況發(fā)生等級(jí)一致。并用2015年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,顯示2015年婁底市五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生等級(jí)為3級(jí),和婁底市植保植檢站提供的發(fā)生等級(jí)一致。

2.3 影響五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期的氣象條件分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析,2007-2014年五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生期婁底市的地面溫度變化幅度為22～32℃,而五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰發(fā)生期間地面溫度為26～30℃。在26～30℃溫度范圍內(nèi),五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰的概率是 77.8%,特別是蛾高峰發(fā)生的前一天,地面溫度基本都在26～30℃之間(表4)。

表4 五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期地面溫度(t)各級(jí)出現(xiàn)的百分率統(tǒng)計(jì)1)Table 4 Statistical percentage of different levels of surface temperature (t) during the moth peak time of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

1) 2天平均為蛾高峰暴發(fā)當(dāng)天和前第1天氣象要素的平均情況;3天平均為蛾高峰暴發(fā)當(dāng)天、前第1天和前第2天氣象要素的平均情況(表5、6同)。

Mean for 2 days is the average of meteorological factors of the moth peak day and one day before the moth peak; mean for 3 days is the average of meteorological factors of the moth peak day, 1 day before the peak and 2 days before the peak (the same below).

溫度適宜的情況下,降水和相對(duì)濕度是影響蛾發(fā)生量的重要因子。在適溫下,相對(duì)濕度適當(dāng)時(shí)成蟲(chóng)懷卵率明顯提高,卵孵化率也會(huì)提高;干旱少雨時(shí),懷卵率和卵孵化率都顯著降低;雨量過(guò)大對(duì)成蟲(chóng)活動(dòng)、卵的附著以及低齡幼蟲(chóng)的存活都不利,會(huì)造成蛾高峰期蛾數(shù)量減少。統(tǒng)計(jì)分析婁底市2007-2014年五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期的降水和相對(duì)濕度情況得知(表5):蛾高峰發(fā)生期的當(dāng)天相對(duì)濕度在80%以上的占88.8%,且蛾高峰發(fā)生的前一天相對(duì)濕度都在80%以上;在蛾高峰期暴發(fā)的前2天和當(dāng)天基本都有降水,其概率為88.9%。因此,在適溫情況下,相對(duì)濕度在80%以上的高溫高濕天氣為稻縱卷葉螟蛾高峰的發(fā)生提供了非常有利的條件。

最后統(tǒng)計(jì)分析得到五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期溫濕系數(shù)(Q)各級(jí)出現(xiàn)的百分率(表6)發(fā)現(xiàn),五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期出現(xiàn)期間的溫濕系數(shù)較大，在2.4以上,表明當(dāng)平均相對(duì)濕度與平均溫度的比值在2.4以上時(shí),溫度在26～30℃,相對(duì)濕度在80%以上的情況下,蛾高峰出現(xiàn)的可能性較大,應(yīng)注意蟲(chóng)害并采取相應(yīng)的防蟲(chóng)滅蟲(chóng)措施。

3 結(jié)論與討論

根據(jù)相關(guān)和通徑分析結(jié)果表明:溫濕系數(shù)、相對(duì)濕度、日平均氣溫和降水日數(shù)是影響五(4)代稻縱卷葉螟發(fā)生程度的主要關(guān)鍵因子,尤其是溫濕系數(shù),說(shuō)明五(4)代稻縱卷葉螟對(duì)溫度和濕度的要求較高;日照時(shí)數(shù)、日降水量和降水強(qiáng)度的直接作用較大,且主導(dǎo)因子通過(guò)其他氣象條件因子產(chǎn)生間接作用較大。

五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期出現(xiàn)的適宜氣象條件為:溫濕系數(shù)大于2.4,氣溫26～30℃,相對(duì)濕度在80%以上,且蛾高峰期出現(xiàn)的前兩天和當(dāng)天有降水的概率為88.9%。

表5 五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期地面相對(duì)濕度(RH)各級(jí)出現(xiàn)的百分率統(tǒng)計(jì)Table 5 Statistical percentage of different levels of relative humidity (RH) during the moth peak time of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

表6 五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期溫濕系數(shù)(Q)各級(jí)出現(xiàn)的百分率統(tǒng)計(jì)Table 6 Statistical percentage of different levels of temperature-humidity coefficient (Q) during the moth peak time of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

五(4)代稻縱卷葉螟是婁底地區(qū)發(fā)生面積較大和為害程度較嚴(yán)重的水稻害蟲(chóng)。其發(fā)生和為害的輕重,除了受到自身生物學(xué)特性的影響外,還受到很多其他環(huán)境因子的影響,其中氣象因子是稻縱卷葉螟暴發(fā)及其發(fā)生程度的關(guān)鍵決定因子。因此,防治五(4)代稻縱卷葉螟時(shí),首先要根據(jù)其發(fā)生期的降水 情況、日平均氣溫和相對(duì)濕度等氣象因子,預(yù)測(cè)當(dāng)年五(4)代稻縱卷葉螟的發(fā)生程度和蛾高峰期的發(fā)生,以主導(dǎo)因子動(dòng)態(tài)作為五(4)代稻縱卷葉螟數(shù)量變化預(yù)測(cè)指標(biāo)建立預(yù)測(cè)模型,文中的回歸關(guān)系模型達(dá)到顯著水平,具有較好的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)參考價(jià)值;同時(shí)加強(qiáng)蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào),即可及時(shí)有效地開(kāi)展防治。

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(責(zé)任編輯：田 喆)

The relationship between the occurrence of the fourth generation ofCnaphalocrocismedinalis(Guenée) and meteorological conditions in central Hunan Province

Hu Guoqiang1,2, Deng Mei1, Wu Zhiwen1, Zhu Qianxia3, Hu Yingchao1

(1.Loudi Municipal Meteorological Bureau, Hunan, Loudi 417000, China; 2. Provincial Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Mitigation, Changsha 410118, China;3.Loudi Municipal Bureau of Agriculture, Hunan, Loudi 417000, China)

In order to investigate the correlation between the occurrence of the fourth generation ofCnaphalocrocismedinalis(Guenée) and meteorological conditions in central Hunan Province, eight years’ data (2007-2014) of Loudi District, Hunan Province were collected, and correlation and path analysis methods were used. The results showed that: Firstly, temperature and humidity coefficient, relative humidity, average temperature and rainy day are the dominant determining factors affecting the occurrence of the fourth generation ofC.medinalis; secondly, the direct and indirect effects of temperature and humidity coefficient are the maximum, suggesting that the fourth generation ofC.medinaliswas influenced significantly by temperature and humidity during the growth period; finally, the moth peak of the fourth generation ofC.medinalisoccurred when (i) temperature and humidity coefficient was greater than 2.4; (ii) the temperature was 26-30℃; (iii) relative humidity was above 80%, and (iv) the probability of precipitation two days before and the day at the moth peak was 88.9%.

Cnaphalocrocismedinalis; weather conditions; correlation analysis; path analysis; moth peak time

2015-10-09

2015-11-25

湖南省氣象局科技項(xiàng)目(XQKJ15B091)

S 435.112.1

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.05.015

* 通信作者 E-mail:929023370@qq.com