自貢市玉米主要病蟲害氣象等級預報模型

羅偉　段修榮　鐘莉　王玲玲　王茹琳

摘要：利用2001—2017年四川省自貢市玉米主要病蟲害發(fā)生面積與同期氣象資料，研究自貢市氣象條件對玉米主要病蟲害發(fā)生的影響。通過相關(guān)分析等方法篩選氣象預報因子，采用多元回歸分析建立自貢市玉米主要病蟲害氣象條件等級預報模型。結(jié)果表明，5月中旬至7月上旬的降水量和濕度對玉米病害的發(fā)生面積影響最為顯著，溫度次之;4—6月的溫度和降水量對玉米蟲害的發(fā)生面積影響最為顯著，濕度次之;7—8月頻發(fā)的高溫對玉米病蟲害的發(fā)生發(fā)展均有明顯的抑制和消弱作用。對模型進行檢驗，歷史回代檢驗氣象等級綜合擬合準確率達到91%，2018年試報檢驗氣象等級綜合準確率達到100%，模型預測效果較好，能夠為自貢市開展玉米主要病蟲害防治提供科學的氣象決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：自貢市;玉米;病蟲害;氣象條件;預報模型

中圖分類號： S435.13文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）07-0118-05

玉米是四川省自貢市的主要糧食作物，常年種植面積超過3.7萬hm2，年產(chǎn)量約達20萬t，占全年糧食總產(chǎn)的15%左右，在保證糧食安全方面占有非常重要的地位。近年來，自貢市玉米病蟲害發(fā)生面積在7萬hm2次左右，是影響玉米高產(chǎn)的重要因素，而玉米病蟲害的發(fā)生、發(fā)展、流行都與氣象條件關(guān)系密切[1-7]，一旦遇到適宜的氣候條件，就會大面積暴發(fā)流行，對地方經(jīng)濟和玉米安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。因此，開展自貢市玉米主要病蟲害氣象條件研究十分必要。

目前，國內(nèi)學者對作物病蟲害的研究主要集中在氣象條件和預報方法，高迎娟等運用統(tǒng)計學原理，建立病蟲害發(fā)生程度氣象等級預測模型[8-10];馮思宇為提高預報小麥白粉病的時效性，使小麥白粉病對突發(fā)狀況的應變能力增強，利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了小麥白粉病預測模型[11]。司麗麗等運用Fisher判別準則，構(gòu)建了小麥白粉病發(fā)生程度的判別分級模型，模型預報效果較好[12]。何燕等通過BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立稻飛虱發(fā)生等級預報模型，較線性回歸模型具有更高的擬合率和更強的預報預測能力[13]。雖然預報方法較多，但主要是針對作物某一種病害或蟲害進行預報研究，而對作物主要發(fā)生的病蟲害綜合預報研究較少，且自貢地區(qū)特殊的地形地貌和氣候條件對玉米病蟲害的發(fā)生發(fā)展與其他地區(qū)有所不同。為此，本研究通過分析自貢市玉米主要病蟲害發(fā)生與氣象條件的關(guān)系，利用相關(guān)性分析等多種方法篩選氣象預報因子，建立玉米主要病蟲害發(fā)生氣象條件等級綜合預報模型，旨在為自貢市開展玉米主要病蟲害的綜合預報和防治提供決策依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料來源

氣象資料來源于自貢市氣象觀測站，包括2001—2017年自貢市玉米生育期時段內(nèi)（3—8月）逐日平均氣溫、降水量、相對濕度等。病蟲害資料來源于自貢市植保站，包括2001—2017年所有病害、蟲害和4種主要病蟲害逐年發(fā)生面積等。

1.2 研究方法

1.2.1 資料處理 根據(jù)玉米病蟲害發(fā)生面積、發(fā)生程度、對玉米產(chǎn)量損失大小，結(jié)合植保專家經(jīng)驗，對自貢市玉米病蟲害進行篩選，確定影響自貢市玉米的主要病蟲害有大斑病、小斑病、紋枯病、玉米螟、蚜蟲等，其中大斑病、小斑病和紋枯病發(fā)生面積分別占病害發(fā)生面積的8%、75%，玉米螟和蚜蟲發(fā)生面積分別占蟲害發(fā)生面積的37%、13%。

1.2.2 分級方法 將2001—2017年所有病害、蟲害和4種主要病蟲害的發(fā)生面積從小到大等差分為5級，并對應不適宜、適宜、較適宜、次適宜、最適宜5個氣象等級。

1.2.3 分析方法 參考程海霞等的方法[14-17]，利用SPSS進行相關(guān)分析，篩選出與玉米主要病蟲害發(fā)生面積相關(guān)性顯著、生物學意義明確、預報時間相對提前的氣象預報因子，以發(fā)生面積為預報對象，采用多元回歸方法建立預報模型。

2 玉米病蟲害發(fā)生的氣象條件研究

2.1 玉米病害

自貢市玉米病害常年在4月下旬日平均氣溫穩(wěn)定超過20 ℃時始見，5—6月常年旬平均溫度在22～26 ℃之間，有利于玉米病害的發(fā)生發(fā)展。從4月開始降水量逐漸增加，5—8月降水量年際差異較大，旱澇交替發(fā)生。若5—8月雨量雨日偏多、濕度偏大，則病害發(fā)生嚴重;若雨量雨日偏少，出現(xiàn)春旱、夏旱或伏旱，7—8月高溫日數(shù)較多，則不利于病害發(fā)生。2003—2005年3年玉米病害發(fā)生面積處于歷史前3位，期間氣溫適宜，且5—6月均呈現(xiàn)出雨量雨日多、濕度大的特點，尤其是在病害面積發(fā)生最大的2005年，5月上旬到6月中旬氣溫在20～29 ℃之間，降水量偏多20%～40%，降水日數(shù)比常年偏多8 d左右，平均相對濕度在75%～95%之間，整體農(nóng)業(yè)氣象條件非常有利病害的暴發(fā)流行。

2.1.1 玉米大斑病、小斑病 玉米大斑病、小斑病喜溫暖潮濕的環(huán)境，發(fā)病氣象條件基本上相似，但發(fā)病適溫小斑病較大斑病高5～10 ℃[18]。當4月下旬日平均氣溫穩(wěn)定超過20 ℃以上時，大斑病始見，當5月中下旬日平均氣溫上升到23 ℃以上時，小斑病始見;6月上旬至7月上旬日平均氣溫維持在23～27 ℃之間，處于大斑病、小斑病發(fā)生皆適宜的溫度區(qū)間[18-19]，其中6月下旬、7月上旬的降水量和濕度分別為玉米生育期期間的最高值和次高值。由此可見，6月下旬至7月上旬春玉米灌漿、夏玉米拔節(jié)孕穗期間，多雨高濕適溫的氣象條件是導致自貢市玉米大斑病、小斑病在此期間高發(fā)的主要因素。從5月中旬到7月上旬，旬平均氣溫維持在22～26 ℃之間，如遇連陰雨天氣，相對濕度持續(xù)在90%以上，病害迅速發(fā)展，易大面積流行，造成嚴重損失。

2.1.2 玉米紋枯病 5月中下旬春玉米拔節(jié)抽雄期，旬平均氣溫在22～24 ℃時玉米紋枯病始見，隨著溫度升高、濕度增大、降水增多，發(fā)病率逐漸增加;6月中下旬春玉米吐絲灌漿期、夏玉米拔節(jié)孕穗期，為玉米紋枯病常年發(fā)生高峰期;5中旬到6月下旬氣溫在25～30 ℃之間，雨日多、濕度大，利于紋枯病大面積發(fā)生;進入7月后，雖然后期降水和濕度條件更有利于紋枯病發(fā)展，但7—8月高溫天氣頻發(fā)，日極端最高氣溫在35 ℃以上的天數(shù)歷年平均達到15 d左右，這對紋枯病的侵染和發(fā)展起到明顯的抑制作用[20]。

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