湘中地區五(4)代稻縱卷葉螟發生為害與氣象條件的關系

胡國強, 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. 氣象防災減災湖南省重點實驗室,長沙 410118; 3. 湖南省婁底市農業局, 婁底 417000)

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湘中地區五(4)代稻縱卷葉螟發生為害與氣象條件的關系

胡國強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. 氣象防災減災湖南省重點實驗室,長沙 410118; 3. 湖南省婁底市農業局, 婁底 417000)

為探明湖南省中部地區五(4)代稻縱卷葉螟的發生與氣象條件的關系。本文利用婁底市2007-2014年期間稻縱卷葉螟的觀測數據和氣象數據,采用相關性分析和通徑分析等方法,分析了五(4)代稻縱卷葉螟發生的氣象特征,并建立了五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的預測模型。研究結果表明:溫濕系數、相對濕度、日平均氣溫以及降水日數是影響五(4)代稻縱卷葉螟發生的主導決定因子,其中溫濕系數的直接和間接作用最大,表明五(4)代稻縱卷葉螟對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的適宜氣象條件為:溫濕系數大于2.4,氣溫26～30℃,相對濕度在80%以上,且蛾高峰期出現的前兩天和當天有降水的概率為88.9%。本文研究結果可為湖南省中部地區稻縱卷葉螟的準確測報和科學防控提供參考。

稻縱卷葉螟; 氣象條件; 相關分析; 通徑分析; 蛾高峰期

近年來,由于耕作制度調整,雜交稻、優質稻大面積推廣種植,橋梁田增多,農田生態平衡遭到破壞,天敵控制力減弱;受季風氣候變化的影響,以及當地氣候環境適宜等為稻縱卷葉螟提供了優越的環境條件,稻縱卷葉螟常呈暴發性發生為害[1]。2003、2005、2007、2008 年為近年來特大發生年,給水稻生產帶來了巨大的損失[2-3]。湖南省婁底市是國家重要的商品糧基地市之一,常年水稻種植面積達 20萬hm2左右。

稻縱卷葉螟是婁底市普遍性、常發性害蟲。該地區具有明顯的水稻生產區位優勢,從4月開始到10月都處于水稻生長發育季節,能為稻縱卷葉螟提供豐富的食料條件和適宜的生存環境[4-5]。按照全國稻縱卷葉螟發生區劃分的方法,婁底市屬于江嶺區的嶺北亞區,稻縱卷葉螟常年發生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,蟲源較復雜,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。據統計五(4)代稻縱卷葉螟暴發頻率較高,發生面積較大,危害性較強。如據調查2010年婁底市五(4)代稻縱卷葉螟中等偏輕發生,發生面積6.27萬hm2, 防治9.0萬hm2,通過防治挽回損失6.99萬t,防治后仍然損失4.95萬t。氣象條件是影響稻縱卷葉螟發生輕重的重要決定因素,雨日多、濕度大對稻縱卷葉螟發生最有利,適溫高濕情況下,有利于成蟲產卵、卵孵化和幼蟲成活[6-7]。據唐平等[8]的研究稻縱卷葉螟生長發育的適宜溫度為22～28℃,相對濕度為80%以上。丁海紅等[9]認為,稻縱卷葉螟大暴發的基礎條件是蟲源基數大,后期的氣候條件適宜是必要條件。

7-8月是五(4)代稻縱卷葉螟發生時期,也是婁底市的主汛期,氣溫較高,降水日數和降水量都較多,且該時段是一季稻和雙季晚稻生長發育的關鍵期,為稻縱卷葉螟的發生提供了適宜的環境條件,對婁底市的水稻生產構成巨大威脅。稻縱卷葉螟田間種群動態因同時受到環境因子的綜合作用,故有必要分析環境因子對種群動態的影響。本文根據婁底市2007-2014年的稻縱卷葉螟發生資料和氣象資料,分析得到影響五(4)代稻縱卷葉螟發生的關鍵氣象因子,并據此建立了預測模型;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依據。

1 材料與方法

1.1 五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的確定

根據稻縱卷葉螟測報調查規范確定五(4)代稻縱卷葉螟發生的程度,將其分為輕、中偏輕、中等、中偏重和大發生5級,如表1[10]。

表1 稻縱卷葉螟發生程度分級Table 1 Occurrence degree classification of Cnaphalocrocis medinalis

1.2 資料數據

稻縱卷葉螟田間調查數據來源于婁底市植保植檢站提供的2007-2015年期間農作物重大病蟲害防治周報及婁底市氣象臺農氣人員觀測的頻振式測報燈燈下誘蛾資料;氣象資料由婁底市氣象局提供,包括2007-2014年的相對濕度、降水、平均溫度和日照時數等逐日數據。

1.3 分析方法

根據中華人民共和國國家標準稻縱卷葉螟測報技術規范[10],得知本稻區五(4)代稻縱卷葉螟發生時間為7月21日至8月20日左右。因而選擇此時間段的相對濕度、日平均氣溫、降水強度、降水日數、日照時數、降水量以及溫濕系數等主要氣象因子,與稻縱卷葉螟發生程度進行相關性分析和通徑分析,并統計了五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰發生期的氣象條件。

2 結果與分析

2.1 五(4)代稻縱卷葉螟發生程度與相關氣象因子的通徑分析

2007-2014年五(4)代稻縱卷葉螟發生期間天氣條件見表2。基于此數據,對五(4)代稻縱卷葉螟發生程度與氣象因子進行了通徑分析(表3)。影響五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的7個條件因子中,相對濕度的相關性最高,相關系數為0.981,達到極顯著水平,其直接作用效應較大,通徑系數為0.121,且通過日平均氣溫和日降水量產生較大的間接作用。溫濕系數、日平均氣溫和降水日數對五(4)代稻縱卷葉螟發生程度影響也都達到極顯著水平,溫濕系數的直接作用和通過其他氣象因子產生的間接作用最大,間接作用在0.151～0.256之間。日平均氣溫和降水日數通過相對濕度、日照時數和降水日數產生較大的間接作用,日平均氣溫的直接作用較大,通徑系數為0.125。說明溫濕系數、相對濕度、日平均氣溫和降水日數是影響五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的主要關鍵因子,尤其是溫濕系數,說明五(4)代稻縱卷葉螟在其生長的時段內對溫度和濕度的要求較高。日照時數、日降水量和五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的相關性達到顯著水平,產生的直接作用較小,通徑系數為0.093、0.099,兩者通過其他氣象條件因子產生的間接作用較小。降水強度對五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的直接、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) 降水強度=降水量(mm)/降水日數(d)；2)農作物害蟲在其適宜生長時間范圍內的平均相對濕度或降水量與平均溫度的比值,稱為該時段的溫濕(雨)系數(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)代稻縱卷葉螟發生程度的相關和通徑分析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(R2)來度量各因子對五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的影響程度。在各氣象因子對發生程度的通徑分析中,計算得到各通徑節的決定系數之和為0.962,根據總的決定系數之和為1的原理,則誤差項的決定系數為1-0.962=0.038。表明影響五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的96.2%是由上述7個氣象因子引起的,尚有3.8%是由其他不明的因素以及調查誤差引起的。

2.2 五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的預測模型

由于溫濕系數在一定程度上可以替代日平均氣溫和相對濕度對五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的影響,另外,日降水量和降水強度的相關性達到極顯著水平。因此,去除日平均氣溫、相對濕度和日降水量獨立因子的影響,通過對五(4)代稻縱卷葉螟發生程度(y)和溫濕系數(x1)、日照時數(x2)、降水日數(x3)和降水強度(x4)進行多元回歸分析,建立了五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的預測模型:y=-7.994+4.364x1+0.005x2-0.239x3+0.053x4,該模型預測的準確性達到顯著水平(F=29.705>F0.01=27.49)。以婁底市2007-2014年的相關數據進行回代檢驗,得到的結果和實況發生等級一致。并用2015年的相關數據進行驗證,顯示2015年婁底市五(4)代稻縱卷葉螟發生等級為3級,和婁底市植保植檢站提供的發生等級一致。

2.3 影響五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期的氣象條件分析

經統計分析,2007-2014年五(4)代稻縱卷葉螟發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生期間地面溫度為26～30℃。在26～30℃溫度范圍內,五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰的概率是 77.8%,特別是蛾高峰發生的前一天,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)各級出現的百分率統計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當天和前第1天氣象要素的平均情況;3天平均為蛾高峰暴發當天、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,降水和相對濕度是影響蛾發生量的重要因子。在適溫下,相對濕度適當時成蟲懷卵率明顯提高,卵孵化率也會提高;干旱少雨時,懷卵率和卵孵化率都顯著降低;雨量過大對成蟲活動、卵的附著以及低齡幼蟲的存活都不利,會造成蛾高峰期蛾數量減少。統計分析婁底市2007-2014年五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期的降水和相對濕度情況得知(表5):蛾高峰發生期的當天相對濕度在80%以上的占88.8%,且蛾高峰發生的前一天相對濕度都在80%以上;在蛾高峰期暴發的前2天和當天基本都有降水,其概率為88.9%。因此,在適溫情況下,相對濕度在80%以上的高溫高濕天氣為稻縱卷葉螟蛾高峰的發生提供了非常有利的條件。

最后統計分析得到五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期溫濕系數(Q)各級出現的百分率(表6)發現,五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期出現期間的溫濕系數較大，在2.4以上,表明當平均相對濕度與平均溫度的比值在2.4以上時,溫度在26～30℃,相對濕度在80%以上的情況下,蛾高峰出現的可能性較大,應注意蟲害并采取相應的防蟲滅蟲措施。

3 結論與討論

根據相關和通徑分析結果表明:溫濕系數、相對濕度、日平均氣溫和降水日數是影響五(4)代稻縱卷葉螟發生程度的主要關鍵因子,尤其是溫濕系數,說明五(4)代稻縱卷葉螟對溫度和濕度的要求較高;日照時數、日降水量和降水強度的直接作用較大,且主導因子通過其他氣象條件因子產生間接作用較大。

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

表5 五(4)代稻縱卷葉螟蛾高峰期地面相對濕度(RH)各級出現的百分率統計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(Q)各級出現的百分率統計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發生面積較大和為害程度較嚴重的水稻害蟲。其發生和為害的輕重,除了受到自身生物學特性的影響外,還受到很多其他環境因子的影響,其中氣象因子是稻縱卷葉螟暴發及其發生程度的關鍵決定因子。因此,防治五(4)代稻縱卷葉螟時,首先要根據其發生期的降水 情況、日平均氣溫和相對濕度等氣象因子,預測當年五(4)代稻縱卷葉螟的發生程度和蛾高峰期的發生,以主導因子動態作為五(4)代稻縱卷葉螟數量變化預測指標建立預測模型,文中的回歸關系模型達到顯著水平,具有較好的預測預報參考價值;同時加強蟲情監測和預報,即可及時有效地開展防治。

[1] 湯金儀,胡伯海,王建強. 我國水稻遷飛性害蟲猖獗成因及其治理對策建議[J]. 生態學報,1996, 16(2):167-173.

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[4] 張孝羲, 陸自強, 耿濟國. 稻縱卷葉螟遷飛途徑的研究[J]. 昆蟲學報, 1980,23(2):130-140.

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[11]全國農業技術推廣服務中心. 農作物有害生物測報技術手冊[M]. 北京:中國農業出版社,2006:33-34.

(責任編輯：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