甬優系列雜交稻稻曲病空間分布格局參數特征及其應用

陳 紅，汪恩國，湯學軍

(臨海市農技推廣中心，浙江 臨海 317000)

甬優系列雜交稻稻曲病空間分布格局參數特征及其應用

陳 紅，汪恩國，湯學軍

(臨海市農技推廣中心，浙江 臨海 317000)

為揭示甬優系列雜交稻稻曲病的空間分布信息和發病特征，2016年通過對甬優系列雜交稻不同播種期稻曲病發病情況調查，取得了15組樣本資料，應用聚集度指標法、Iwao法和Taylor法等測定檢驗。結果表明，甬優系列雜交稻稻曲病病穗田間空間發生分布呈聚集分布格局，其聚集度隨著病穗密度升高而增強，其Iwao的M*～m線性模型為M*=1.116 8m+0.174 1，Taylor的V～m冪法則模型為V=1.276 1m1.065 6。經Blackith聚集均數分析，當病穗密度m<0.969 8(即病穗率<7.77%)時，λ<2，聚集是由于某些環境如氣候、栽培條件、植株生育狀況等引起的；當病穗密度m≥0.969 8(即病穗率≥7.77%)時，λ≥2，其聚集原因是由病害本身的聚集行為與環境條件綜合影響結果。在此基礎上得出甬優系列雜交稻稻曲病理論抽樣數公式N=1.962/D2(1.174 1/m+0.116 8)及序貫抽樣公式Tn=1.174 1/(D02-0.116 8/n)。這些參數對提高田間稻曲病監測效率和決策防控具有良好指導意義。

甬優系列雜交稻； 稻曲病； 空間格局； 參數特征； 抽樣技術

稻曲病是由稻曲病菌(Ustilaginoideavirens，有性態Villosiclava.virens.)侵染造成的一種水稻穗部真菌病害。近年來浙南稻區大面積推廣秈粳雜交組合超高產栽培技術，隨著施肥水平大幅度提升，加上氣候條件影響，稻曲病發生危害趨勢逐年加重，成為甬優系列高產高品質栽培的重要障礙[1-3]。稻曲病在穗期暴發，病谷黑穗、黑粒、致癟粒率增加，千粒重下降，大量黑粉菌混入稻谷稻米，降低稻米品質，對人畜和環境造成危害[4-5]。目前，對于稻曲病空間分布型研究報道較多，但對于稻曲病空間格局參數信息應用，尤其在甬優系列雜交稻上研究應用較為鮮見[6-9]。鑒于當前甬優系列秈粳雜交稻稻曲病發病流行趨勢日益嚴重，于2016年對甬優系列(甬優538、甬優2640、甬優1540)雜交稻稻曲病空間分布格局、原因和抽樣技術進行了系統調查研究，旨在明確甬優系列雜交稻稻曲病田間分布信息、探討病害發生與流行的原因，以期為病害調查、預測預報、病害防控及其相關試驗研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1材料

試驗選擇在浙江省臨海市江南稻區國豐糧食專業合作社生產基地晚稻上進行。試驗區為雙季稻區，供試品種為甬優538、甬優2640、甬優1540(為當地生產上主推的秈粳雜交稻甬優系列組合)，作連作晚稻栽培。試驗采取分期分批播種，即第1批(甬優538、甬優2640、甬優1540)于6月23日播種，7月13日機插移栽；第2批(甬優538、甬優2640、甬優1540)于6月29日播種，7月19日機插移栽；第3批(甬優538、甬優2640、甬優1540)于7月4日播種，7月24日機插移栽；第4批(甬優538、甬優2640、甬優1540)于7月9日播種，7月29日機插移栽；第5批(甬優538、甬優2640、甬優1540)于7月14日播種，8月3日機插移栽，以利獲取稻曲病發病條件。機插密度統一為30 cm×17 cm，即每667 m2插13 000叢。每個組合每批種植面積667 m2。田間肥、水、病蟲防治等農事作業操作統一按常規措施進行。

1.2方法

在甬優系列雜交稻連作晚稻稻曲病發病穩定期(10月下旬)，采取從田邊開始到田邊結束，每塊田按南北單行直線跳躍取樣100叢，逐叢調查記載病穗數，隨機取樣10叢，調查每叢有效穗數。每個品種每批次調查1塊田，共計15塊田。

1.3數據處理及分析

將田間調查所得數據，以1塊田為1組，即以1塊田為1個樣地1組數據為1個樣方列出病穗密度(每叢發病穗數)頻次分布表，并計算出平均病穗密度以及病叢率和病穗率發病率等，然后求出二項分布P值，若二項分布P值<0.05則不適合；若二項分布P值<0.01則極不適合。

采用聚集度指標法分別計算出病穗密度平均數(m)、方差(V)、平均擁擠度(M*)、Beall擴散系數C、David and Moore叢生指數I、Water’s負二項分布參數K、Cassie指標CA、Lioyd聚塊性指標M*/m等各值，運用這些聚焦度參數測定其空間格局[10-12]。在此基礎上利用回歸模型Iwao法(M*～m回歸分析)和Taylor冪法則等方法，進一步分析空間分布格局。

根據Iwao提出的抽樣原理[13]，其理論抽樣數公式為：N=t2/D2[(α+1)/m+(β-1)]，式中N為最適抽取樣方數，m為每叢發病穗數(病穗密度)均數，t為分布臨界值(采用保證概率取值)，α、β為M*～m回歸參數，D為允許誤差，建立甬優系列雜交稻稻曲病不同發病率情況下所需的理論抽樣數模型。根據Iwao等[14]提出的新序貫抽樣理論，其通式為：Tn=(α+1)/[D02-(β-1)/n]，式中Tn為已抽取的累計病穗數量；α、β為M*～m線性回歸參數，n為抽取樣本的數量；D0為精密指標，建立甬優系列組合雜交稻稻曲病序貫抽樣模型和序貫抽樣檢索表圖。

2 結果與分析

2.1稻曲病發病率及其病穗密度頻次分布

根據對甬優系列雜交稻5批次播種的15塊不同樣地稻曲病發病情況調查結果(表1)，表明甬優系列雜交稻不同批次播種移栽的樣地發病率存在顯著差異，平均病叢率46.4%(10%～83%)，平均病穗率6.42%(0.69%～14.29%)，平均病穗密度0.787 3穗·叢-1(0.10～1.95穗·叢-1)；經適合性檢驗，除3號和5號田塊不適合二項分布(P<0.02)外，其余13塊均P<0.01，為極不適合二項分布。利用最小二乘法，建立甬優系列雜交稻稻曲病病穗密度均值(m)與發病率(病叢率P或病穗率Q)之間的回歸方程：P=39.359m+15.411(r=0.934 6**)，或Q=7.384 82m+0.605 9(r=0.960 6**)，相關程度達極顯著水平。

2.2稻曲病田間空間分布格局

2.2.1 聚集度指標檢驗

聚集度指標檢驗結果(表2)顯示，被測的15塊連作晚稻樣地除7號和13號樣地(C<1、I<0、K<0、CA<0、M*/m<1)為均勻分布外，其余13塊樣地均達到C>1、I>0、K>0、CA>0、M*/m>1，均為聚集分布格局。表明甬優系列雜交稻稻曲病的空間分布為聚集分布格局，其聚集強度總體隨病穗密度升高而增強。

2.2.2 Iwao法檢驗

運用Iwao[13]提出的M*～m回歸分析法檢驗，甬優系列雜交稻稻曲病空間分布結構的相關回歸方程式為：M*=1.116 8m+0.174 1 (r=0.900 8**)。得α=0.174 1，即α > 0，表明病穗空間分布的基本成分是個體群，病穗個體間相互吸引，病穗在大田中存在明顯的發病中心；β=1.116 8，即β>1，表明病穗個體群在田間呈聚集分布，即分布的基本成分個體群之間趨于聚集分布。因此，甬優系列雜交稻稻曲病田間分布呈核心擴散表現格局。

2.2.3 Taylor法檢驗

運用Taylor等[15]的冪法則，擬合方差(V)與平均數(m)的冪相關回歸方程式，其結果分別為：V=1.276 1m1.065 6(r=0.967 4**)。由于a=1.276 1，b=1.065 6，即b>1，進一步表明甬優系列雜交稻稻曲病田間空間分布格局呈現聚集分布特征，并且具有密度依賴性，其聚集強度隨著病情上升而增強，這與聚集度指標法分析結果一致。

2.2.4 聚集原因分析

應用Blackith[16]的種群聚集均數(λ)檢驗聚集的原因，其公式為λ=m/(2k)×r，其中k為負二項分布的指數k值，r為2k自由度當α=0.05時χ2分布的函數值。將各樣地樣方單叢病穗數平均密度(m)與聚集均數(λ)進行相關分析(表3)，得：λ=1.753m+0.3，(r=0.924 9**)。由此可知，當樣方病穗平均密度m<0.969 8(即病穗率<7.77%)時，λ<2，聚集是由于某些環境如氣候、栽培條件、植株生育狀況等等所引起的；當樣方病穗平均密度m≥0.969 8(即病穗率≥7.77%)時，λ≥2，其聚集原因是由病害本身的聚集行為與環境條件綜合影響結果。因此，甬優系列雜交稻稻曲病發病嚴重的主要原因在于感染生育期遇上發病氣候并致使病源互作影響所致。

表3 甬優系列雜交稻稻曲病病穗聚集均數

2.3抽樣技術

2.3.1 最適抽樣模型

根據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=0.174 1，β=1.116 8，建立理論抽樣數模型N=1.962/D2(1.174 1/m+0.116 8)，即得到最適抽樣模型：N1=112.760 6/m+11.217 5；N2=50.115 8/m+4.985 5。應用這些理論抽樣數模型，計算出甬優系列雜交稻稻曲病不同發病率下應抽取的最適抽樣數(圖1)。當田間病穗率為1%(病穗密度0.110 1穗·叢-1)時，所需抽樣數D=0.2為103 5叢，或D=0.3為460叢；病穗率為5%(病穗密度0.610 1穗·叢-1)時，所需抽樣數D=0.2為196叢，或D=0.3為87叢；病穗率為10%(病穗密度1.235 1穗·叢-1)時，所需抽樣數D=0.2為103叢，或D=0.3為46叢；病穗率為20%(病穗密度2.485 1穗·叢-1)時，所需抽樣數D=0.2為57叢，或D=0.3為25叢；病穗率為30%～50%(病穗密度3.735 1～6.235 1穗·叢-1)時，所需抽樣數D=0.2為41～29叢，或D=0.3為18～13叢。隨著發病率的增加，所需抽樣數遞減。

圖1 甬優系列雜交稻稻曲病不同發病率下所需的最適抽樣數

2.3.2 序貫抽樣

根據Iwao等[14]提出的新序貫抽樣理論，運用α=0.174 1，β=1.116 8，建立序貫抽樣模型為Tn=1.174 1/(D02-0.116 8/n)，一般取D0=0.15、0.20、0.25；當n分別為5、10、20、…、80時，得甬優系列雜交稻稻曲病序貫抽樣表(表4)。在田間調查時可應用序貫抽樣表進行序貫抽樣，當調查的累計病穗數達到預定精密指標下的病穗指標時停止調查，累計病穗數除以取樣數，即為平均密度。

表4 甬優系列雜交稻稻曲病序貫抽樣表

注：當n=5時，取D0=0.15，則Tn=1.174 1/(D02-0.116 8/n)，得Tn為負值，無實數意義，則無取樣意義，故設為—。

3 小結與討論

調查結果和檢驗分析表明，甬優系列雜交稻稻曲病田間病穗空間分布呈聚集分布格局，其基本成分是個體群，病穗個體間相互吸引，病穗在大田中存在明顯的發病中心，同時個體群之間也趨于聚集分布。究其聚集原因，主要在于病穗密度m<0.9698(病穗率<7.77%)時λ<2，聚集是由于某些環境如氣候、栽培條件、植株生育狀況等所引起的；當病穗密度m≥0.9698(病穗率≥7.77%)時λ≥2，其聚集原因是由病害本身的聚集行為與環境條件綜合影響結果。因此，甬優系列雜交稻稻曲病發病嚴重的主要原因在于感染生育期遇上發病氣候并致使病源互作影響所致。

在開展田間病情監測預警防控時，可通過初步調查估算出被調查田稻曲病病穗密度，然后通過查閱抽樣數檢索圖或直接將相關參數代入理論抽樣數模型[N=1.962/D2(1.1741/m+0.1168)]，來確定不同概率保證及誤差條件下的最適抽樣數。作為測報調查，可對照理論抽樣數表進行，即建議病情在低密度(病穗率≤5%或m≤0.6101穗·叢-1)田塊，每塊調查200～500叢；一般密度(5%<病穗率≤10%或0.6101穗·叢-1

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收入日期：2017-06-27

臨海市國豐現代農業科技示范基地項目(3310015)

陳 紅(1990—)，男，浙江臨海人，助理農藝師，學士，從事水稻病蟲害監測與預報研究工作，E-mail：lhchenhong@163.com。

文獻著錄格式：陳紅，汪恩國，湯學軍. 甬優系列雜交稻稻曲病空間分布格局參數特征及其應用[J].浙江農業科學，2017，58(10)：1721-1724，1726.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171014

S688.1

A

0528-9017(2017)10-1721-04

(責任編輯侯春曉)