臺(tái)州市山藥炭疽病空間分布格局及抽樣技術(shù)分析

馮貽富　潘偉　綦再華　蔡建軍　陳紅

摘 要 為了揭示山藥炭疽病在浙江省臺(tái)州市的空間分布信息和發(fā)病特征，2021年在山藥采收前20 d采用雙行取樣法對(duì)14塊山藥炭疽病自然發(fā)病薯地進(jìn)行發(fā)病情況逐株調(diào)查，并應(yīng)用聚集度指標(biāo)法測(cè)定結(jié)果。結(jié)果表明：1）14塊薯地樣地聚集度均為聚集分布格局，表明山藥炭疽病在臺(tái)州薯地呈聚集分布格局。2）Iwao法檢驗(yàn)表明，山藥炭疽病病株空間分布的基本成分是個(gè)體群，病株個(gè)體間相互吸引，病株在薯地中存在明顯的發(fā)病中心。3）Taylor檢驗(yàn)表明，病株個(gè)體的空間分布具有密度依賴性，病株病級(jí)密度越高越趨向聚集分布，即聚集強(qiáng)度隨病情上升而增強(qiáng)。4）聚集原因分析表明，當(dāng)病級(jí)平均密度小于0.4（聚集均數(shù)小于2）時(shí)，病株聚集是由于某些環(huán)境條件（如氣候、栽培、植株生育狀況等）所引起的；當(dāng)病級(jí)平均密度大于等于0.4（聚集均數(shù)大于等于2），病株聚集是由于病害本身的聚集行為與環(huán)境條件綜合影響所致。5）臺(tái)州山藥炭疽病的理論抽樣數(shù)公式為N=1.962/D2[1.837 5/x+0.073]其中N為理論抽樣數(shù)，D為允許誤差，x為病級(jí)平均密度。序貫抽樣公式為Tn=1.837 5/[D02-0.073/n]，其中Tn為已抽取的累計(jì)病株病級(jí)數(shù)量，D0為精密指標(biāo)，n為抽取樣本的數(shù)量。

關(guān)鍵詞 山藥；山藥炭疽?。豢臻g格局；聚集發(fā)布；抽樣技術(shù)；浙江省臺(tái)州市

中圖分類號(hào)：S412 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.15.043

山藥是一種藥食兼用作物，也是重要的傳統(tǒng)特色蔬菜。臺(tái)州（臨海）是全國(guó)傳統(tǒng)山藥產(chǎn)區(qū)之一，主栽品種為紫蒔藥和白蒔藥，其富含氨基酸和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在中醫(yī)上具有益氣養(yǎng)陰、補(bǔ)脾肺腎、固精止帶的功效，深受廣大消費(fèi)者的青睞。隨著近年來保健食薯的興起，種植山藥在臨海涌泉、古城、邵家渡、尤溪、東塍、小芝、匯溪、白水洋、括蒼等地逐年增多。

作為特種薯類，臺(tái)州山藥無論是紫蒔藥還是白蒔藥，在田間種植都易遭受山藥炭疽?。–olletotrichum gloeosporioides），表現(xiàn)為植株葉片及藤莖產(chǎn)生炭疽狀病斑，嚴(yán)重時(shí)可引起植株大量落葉和死藤，對(duì)生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。對(duì)于山藥炭疽病病原、發(fā)病規(guī)律和防控技術(shù)研究較多，然而對(duì)山藥炭疽病分布型方面的研究鮮見[1-11]。為此，筆者于2021年11月對(duì)臺(tái)州山藥炭疽病空間分布格局與抽樣技術(shù)進(jìn)行了研究，以期為山藥炭疽病的監(jiān)測(cè)、防控及其相關(guān)試驗(yàn)研究提供理論依據(jù)。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)薯地為山地，供試品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N紫蒔藥和白蒔藥，起壟雙行種植，壟畦寬1.8 m左右，株距0.4 m左右，于清明后布薯種植，11月上中旬采收。試驗(yàn)薯地設(shè)定14塊樣地，每個(gè)樣地面積80～100 m2，連片成方。試驗(yàn)中，不進(jìn)行病蟲害防治，以保證其自然入侵、擴(kuò)散、發(fā)展。

1.2? 調(diào)查方法

在山藥采收前20 d左右，根據(jù)山藥植株炭疽病病斑或病枯葉占比程度將病情分0，1，3，5，7，9級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。0級(jí)：全株植株無病葉，無病枯葉。1級(jí)：病葉或病枯葉占全株總?cè)~數(shù)5%以下。3級(jí)：病葉或病枯葉占全株總?cè)~數(shù)5%～15%以下。5級(jí)：病葉或病枯葉占全株總?cè)~數(shù)15%～25%以下。7級(jí)：病葉或病枯葉占全株總?cè)~數(shù)25%～50%以下。9級(jí)：病葉或病枯葉占全株總?cè)~數(shù)50%以上。每塊樣地采取雙行直線取樣60株，逐株測(cè)定、記錄每株病級(jí)。

1.3? 數(shù)據(jù)處理及分析方法

將田間調(diào)查所得數(shù)據(jù)，以1個(gè)樣地為1組，列出每組病級(jí)的頻次分布表，并計(jì)算出發(fā)病株數(shù)、株發(fā)病率、病情指數(shù)和病株病級(jí)密度等，按每株病情病級(jí)數(shù)制成薯地空間分布頻次表。采用聚集度指標(biāo)法分別計(jì)算出病株病級(jí)平均數(shù)（x）、方差（V）、平均擁擠度（M*）、Beall擴(kuò)散系數(shù)C、David and Moore叢生指數(shù)I、Water’s負(fù)二項(xiàng)分布參數(shù)K、Cassie指標(biāo)CA、Lioyd聚塊性指標(biāo)M*/x等各值，運(yùn)用這些聚焦度參數(shù)測(cè)定其空間格局。然后利用回歸模型Iwao法（M*～x回歸分析）和Taylor冪法則等方法，進(jìn)一步分析山藥炭疽病薯地分布格局。

根據(jù)Iwao（1977）提出的抽樣原理，其理論抽樣數(shù)公式為：N=t2/D2[（α+1）/x+（β-1）]，式中N為最適抽取樣方數(shù)，x為病株病級(jí)均數(shù)，t為分布臨界值（保證概率取值），α，β為M*～x回歸參數(shù)，D為允許相對(duì)誤差：D=Sx/x，從而建立山藥炭疽病不同發(fā)病率情況下所需的理論抽樣數(shù)模型。根據(jù)Kuno（1968）提出的新序貫抽樣理論，其通式為：Tn=（α+1）/[D02-（β-1）/n]，式中Tn為已抽取的累計(jì)病株病級(jí)數(shù)量；α，β為M*～x線性回歸參數(shù)，n為抽取樣本的數(shù)量；D0為精密指標(biāo)，從而建立山藥炭疽病序貫抽樣模型和序貫抽樣檢索表。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 山藥炭疽病不同病級(jí)密度頻次分布

山藥炭疽病在臺(tái)州薯地侵染發(fā)病擴(kuò)散較為頻繁，雖不同樣地發(fā)生的病株病級(jí)及其發(fā)病情況受品種耐病性存在顯著差異性，但一般可從藤蔓伸長(zhǎng)期初始侵染發(fā)病，到薯塊膨大期病情漸趨峰值，然后到采收期趨向枯藤枯死。2021年11月收獲前對(duì)14塊連片山藥薯地炭疽病發(fā)病情況進(jìn)行普查，結(jié)果見表1。由此可見，山藥炭疽病病株的病情等級(jí)在不同樣地中存在明顯的分布差異。由于采收期病情通常在生育末期取樣，因此其病株病級(jí)與發(fā)病率的關(guān)聯(lián)往往相對(duì)滯后，故利用最小二乘法，設(shè)置線性截距為0時(shí)，建立病株病級(jí)均值（x）與病株率（Q）之間的回歸方程：Q=21.026x，相關(guān)程度達(dá)顯著水平。

2.2? 山藥炭疽病空間分布格局

2.2.1? 聚集度指標(biāo)測(cè)定

應(yīng)用聚集度指標(biāo)測(cè)定結(jié)果顯示，被測(cè)8塊樣地均達(dá)到C>1、I>0、K>0、CA>0、M*/x>1，均為聚集分布格局（見表2）。這表明臺(tái)州薯地山藥炭疽病的空間分布型為聚集分布格局，其聚集強(qiáng)度隨病株病級(jí)密度升高而增強(qiáng)。

2.2.2? Iwao法檢驗(yàn)

運(yùn)用Iwao（1977）提出的M*～x回歸分析法檢驗(yàn)，山藥炭疽病病株空間分布結(jié)構(gòu)的相關(guān)回歸方程式為：M*=1.073x+0.837 5（r=0.892 6**），得α=0.837 5，即α＞0，表明山藥炭疽病病株在樣地分布的基本成份是個(gè)體群，病株個(gè)體間相互吸引，病株在薯地中存在明顯的發(fā)病中心；且β=1.073，即β＞1，表明病株個(gè)體群在樣地中呈聚集分布格局，即分布的基本成分個(gè)體群之間趨于聚集分布特征，個(gè)體群內(nèi)個(gè)體與核心分布相吻合。

2.2.3? Taylor法檢驗(yàn)

運(yùn)用Taylor（1965）的冪法則，擬合方差（V）與平均數(shù)（x）的冪相關(guān)回歸方程式，其結(jié)果分別為：V=1.622 9x1.1576（r=0.806 1**）。由于a=1.622 9，b=1.157 6，即b＞1，進(jìn)一步表明山藥炭疽病病株在樣地分布呈聚集分布特征，并且具有密度依賴性，即病株病級(jí)密度越高越趨向聚集分布，故聚集強(qiáng)度是隨著病情指數(shù)的上升而增強(qiáng)。這與聚集度指標(biāo)法分析結(jié)果相一致。

2.2.4? 聚集原因分析

應(yīng)用Blackith（1961）的種群聚集均數(shù)（λ）檢驗(yàn)聚集的原因，其公式為λ=x/（2k）×r，其中k為負(fù)二項(xiàng)分布的指數(shù)k值，r為2k自由度當(dāng)α=0.05時(shí)的χ2分布的函數(shù)值。將聚焦度指標(biāo)法測(cè)定的14塊樣地病株病級(jí)平均密度（x）與聚集均數(shù)（λ）進(jìn)行相關(guān)回歸（見表3），得：λ=1.538 3x+1.427 7（r=0.774 3**）。由此可知，當(dāng)薯地病株病級(jí)平均密度x＜0.4（相當(dāng)發(fā)病率8%）時(shí)，λ＜2，其病株聚集是由于某些環(huán)境條件如氣候、栽培、植株生育狀況等所引起的；當(dāng)薯地病株病級(jí)平均密度x≥0.4（相當(dāng)發(fā)病率8%）時(shí)，λ≥2，其病株聚集是由于病害本身的聚集行為與環(huán)境條件綜合影響所致。綜觀當(dāng)前山藥炭疽病年年流行發(fā)病趨勢(shì)，主要原因在于種植品種抗病性弱，病源廣泛且病菌侵染力強(qiáng)以及土壤和氣候條件相互促成等影響所致。故田間一旦受染則易造成病株持續(xù)擴(kuò)散流行危害。

2.3? 抽樣技術(shù)

2.3.1? 最適抽樣模型

根據(jù)Iwao的最適抽樣模型，取保證概率值t=1.96，允許誤差D1=0.2，D2=0.3，α=0.837 5，β=1.073，建立理論抽樣數(shù)模型N=1.962/D2[1.837 5/x+0.073]，即得到最適抽樣模型：N1=176.473 5/x+7.010 9；N2=67.287 8/x+3.116。應(yīng)用這些理論抽樣數(shù)模型，從而計(jì)算出山藥炭疽病不同發(fā)病率下應(yīng)抽取的最適抽樣數(shù)（見表4）。

1）當(dāng)薯地病株率3%（即病級(jí)平均密度x=0.15）時(shí)，所需允許誤差0.2的抽樣數(shù)118 4株，允許誤差0.3的抽樣數(shù)452株。

2）當(dāng)薯地病株率5%（即病級(jí)平均密度x=0.25）時(shí)，所需允許誤差0.2的抽樣數(shù)713株，允許誤差0.3的抽樣數(shù)272株。

3）當(dāng)薯地病株率10%（即病級(jí)平均密度x=0.48）時(shí)，所需允許誤差0.2抽樣數(shù)為375株，允許誤差0.3抽樣數(shù)為143株。

4）當(dāng)薯地病株率20%（即病級(jí)平均密度x=0.95）時(shí)，所需允許誤差0.2抽樣數(shù)為193株，允許誤差0.3抽樣數(shù)為74株。

5）當(dāng)薯地病株率30%（即病級(jí)平均密度x=1.45）時(shí)，所需允許誤差0.2抽樣數(shù)為129株，允許誤差0.3抽樣數(shù)為50株。

6）當(dāng)薯地病株率50%（即病級(jí)平均密度x=2.40）時(shí)，所需允許誤差0.2的抽樣數(shù)為81株，允許誤差0.3的抽樣數(shù)為31株。

可見，隨著發(fā)病率的增加，所需抽樣數(shù)遞減。

2.3.2? 序貫抽樣

根據(jù)Kuno（1968）提出的新序貫抽樣理論，運(yùn)用α=0.837 5，β=1.073，建立序貫抽樣模型為Tn=1.837 5 /[D02-0.073/n]，一般取D0=0.15，0.20，0.25；當(dāng)n分別為10，20，30，……，100時(shí)，即得山藥炭疽病序貫抽樣表（見表5）。在田間調(diào)查時(shí)，可應(yīng)用序貫抽樣表進(jìn)行序貫抽樣。當(dāng)調(diào)查的累計(jì)病級(jí)數(shù)達(dá)到預(yù)定精密指標(biāo)下的病級(jí)指標(biāo)時(shí)停止調(diào)查，然后將累計(jì)病級(jí)數(shù)除以取樣數(shù)，即為平均密度。

3? 小結(jié)與討論

調(diào)查結(jié)果和檢驗(yàn)分析表明，山藥炭疽病在臺(tái)州薯地空間分布型為聚集分布，其分布的基本成分為個(gè)體群，個(gè)體間相互吸引，個(gè)體群之間呈現(xiàn)聚集分布特征，且具有密度依賴性，病株病級(jí)密度越高越趨向聚集分布，聚集強(qiáng)度隨病情指數(shù)上升而增強(qiáng)。這與王清海等[6]對(duì)核桃炭疽病分布型研究結(jié)果相似。呈現(xiàn)以上分布特征主要是因?yàn)椋寒?dāng)樣方病株病級(jí)密度在0.4（相當(dāng)病率8%）以下時(shí)（λ＜2），聚集原因主要為某些環(huán)境如氣候、栽培條件、植株生育狀況等綜合影響所致；當(dāng)樣方病株病級(jí)密度在0.4（相當(dāng)病率8%）以上時(shí)（λ≥2），聚集原因主要為病害本身的聚集行為與環(huán)境條件綜合影響所致。試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)前山藥炭疽病發(fā)病流行趨勢(shì)嚴(yán)重，主要原因在于種植品種抗病性弱，病源廣泛且病菌侵染力強(qiáng)及土壤和氣候條件相互促成等影響所致。

開展田間病情監(jiān)測(cè)防控，可通過初步調(diào)查估算出病級(jí)密度后，通過查閱表4或直接將相關(guān)參數(shù)代入理論抽樣數(shù)模型[N=1.962/D2（1.837 5/x+0.073）]，來確定不同概率保證及誤差條件下的最適抽樣數(shù)。作為監(jiān)測(cè)調(diào)查，可對(duì)照理論抽樣數(shù)表進(jìn)行，一般當(dāng)薯地病株率5%～10%（即病株病級(jí)密度0.25～0.48）時(shí)，所需允許誤差0.2的抽樣數(shù)為713～375株，允許誤差0.3的抽樣數(shù)為272～143株；當(dāng)薯地病株率20%（即病級(jí)平均密度x=0.95）時(shí)，所需允許誤差0.2的抽樣數(shù)為193株，允許誤差0.3的抽樣數(shù)為74株；當(dāng)薯地病株率30%～50%（即病級(jí)平均密度x=1.45～2.40）時(shí)，所需允許誤差0.2的抽樣數(shù)為129～81株，允許誤差0.3的抽樣數(shù)為50～31株。也可采用序貫抽樣表進(jìn)行序貫抽樣。作為田間查定防治決策，應(yīng)采用序貫抽樣，即對(duì)照序貫抽樣表進(jìn)行查定。當(dāng)調(diào)查的累計(jì)病級(jí)數(shù)達(dá)到預(yù)定精密指標(biāo)下的數(shù)量指標(biāo)時(shí)停止調(diào)查，累計(jì)病級(jí)數(shù)除以取樣數(shù)，即為平均密度。這對(duì)測(cè)報(bào)調(diào)查和決策防治具有重要的指導(dǎo)意義。

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（責(zé)任編輯：敬廷桃）