新疆沙雅縣棉田蚜蟲發(fā)生與氣象因子關(guān)系分析

沙雅縣是新疆重要的棉花產(chǎn)區(qū)之一[1-2]。棉蚜（Aphisgossypii）是世界性棉花害蟲之一，每年給棉花生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅，造成棉花減產(chǎn) 15%～20%^[3] 隨著棉花種植面積的擴(kuò)大和連作年限的增加，棉田蚜蟲的危害日趨嚴(yán)重，成為制約棉花產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[4。棉田蚜蟲的發(fā)生發(fā)展與栽培管理、越冬基數(shù)、天敵數(shù)量、氣象因子等因素有直接關(guān)系，其中氣象因子是影響害蟲發(fā)生的重要因素之一[7-I]。本研究通過分析2014—2023年沙雅縣棉田蚜蟲發(fā)生與氣象因子的關(guān)系，為當(dāng)?shù)孛尢镅料x的預(yù)測預(yù)報(bào)和防治提供參考。

1材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

沙雅縣位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，塔里木盆地北部 （81^°45^′～84^°47^′E，39^°31^′～41^°25^′N） ，屬暖溫帶大陸性干旱氣候區(qū)，具有日照時間長、晝夜溫差大、降水稀少等特點(diǎn)[12-14]。棉花是沙雅縣的主要經(jīng)濟(jì)作物，種植面積大，連作年限長。

1.2研究數(shù)據(jù)與來源

本研究收集了來自沙雅國家基本氣象站關(guān)于沙雅縣2014一2023年的氣象數(shù)據(jù)，包括日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫、日累計(jì)降水量、日平均相對濕度、日平均風(fēng)速等，以及同期棉田蚜蟲的年發(fā)生程度。

根據(jù)棉苗上蚜蟲的數(shù)量對棉田蚜蟲的年發(fā)生程度進(jìn)行分級，共分為0級、1級、2級、3級、4級。具體分級標(biāo)準(zhǔn)如下：0級表示百株棉苗中未發(fā)現(xiàn)蚜蟲；1級指百株棉苗中有 _1～25 株攜帶蚜蟲；2級意味著百株棉苗中有 26～50 株存在蚜蟲；3級則為百株棉苗中有 51～75 株有蚜蟲；4級是百株棉苗中有 76～100 株帶有蚜蟲。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)蚜蟲的發(fā)生情況，將棉苗蚜蟲的為害階段劃分為遷入期、獵獗期和結(jié)束期。其中，遷入期對應(yīng)的發(fā)生程度為1級至2級，猖獗期包括3級至4級，未發(fā)生及結(jié)束期則對應(yīng)0級。

1.3 分析方法

采用農(nóng)業(yè)氣候分析方法，分析2014一2023年棉田蚜蟲發(fā)生發(fā)展過程（5一9月）的氣溫指標(biāo)、日累計(jì)降水量、日平均相對濕度、日平均風(fēng)速等氣象因子特征。

采用皮爾遜相關(guān)系數(shù)法，分析棉花蚜蟲發(fā)生發(fā)展過程（5一9月）的氣溫指標(biāo)、日累計(jì)降水量、日平均相對濕度、日平均風(fēng)速等氣象因子與其年發(fā)生程度的相關(guān)關(guān)系，篩選出與棉田蚜蟲年發(fā)生程度顯著相關(guān)的關(guān)鍵氣象因子。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉田蚜蟲發(fā)生規(guī)律

2014—2023年觀測數(shù)據(jù)（表1）顯示：沙雅縣棉田蚜蟲一般在5月上旬至6月上旬遷入棉田，最早遷入期為5月9日（2016年、2017年），最晚遷入期為6月2日（2023年）；發(fā)生猖獗期多為6月中旬，最早發(fā)生猖獗期在5月25日（2018年），最晚發(fā)生猖獗期在6月28日（2021年），2022年至2023年未出現(xiàn)明顯的猖獗期；結(jié)束期發(fā)生在7月上旬至9月上旬，最早在7月5日（2014年），最晚在9月2日（2021年）。

表1 2014一2023年沙雅縣棉田蚜蟲遷入、猖獗期和結(jié)束期

注：“一\"表示未達(dá)到猖獗期。

2.2氣象因子與棉田蚜蟲發(fā)生的關(guān)系

2.2.1氣溫與棉田蚜蟲發(fā)生的關(guān)系。在 2014- 2023年，蚜蟲遷入期的日最高氣溫在 21.8～35.2^°C ，日平均氣溫在 13.5～26.1^°C （圖1），日最低氣溫在5.7～20.4^°C 。棉田蚜蟲遷入期氣溫波動較大，但多數(shù)年份日平均氣溫在 20～25^°C ，適合蚜蟲遷入。但個別年份蚜蟲遷人期的日最低氣溫較低，例如2021年的日最低氣溫僅為 5.7^°C ，同年日平均氣溫也較低，不利于蚜蟲的遷入。

猖獗期溫度指標(biāo)變化相對較大，日最高氣溫在22.1～36.2^°C ，日平均氣溫在 14.6～28.3^°C （圖1），日最低氣溫在 6.0～20.1°C 。部分年份在溫度較高時蚜蟲進(jìn)入猖獗期，如2014年6月15日日最高氣溫為 36.2^°C ，日平均氣溫為 28.3°C ；但也有年份蚜蟲在相對較低的溫度條件下發(fā)生猖獗，比如2018年5月25日最高氣溫為 22.1°C ，日平均氣溫為14.6°C ，這表明蚜蟲發(fā)生猖獗期的溫度范圍較寬，但整體上溫暖的天氣條件更有利于其大量繁殖。

結(jié)束期日最高氣溫在 28.0～35.4^°C ，日平均氣溫在 20.2～27.9° （圖1），日最低氣溫在 13.0～ 25.1^°C 。當(dāng)溫度持續(xù)較高或劇烈波動時，蚜蟲的生存和種群數(shù)量會受到一定抑制，如2021年結(jié)束期較晚（9月2日），且溫度較常年結(jié)束期低而不穩(wěn)，不利于蚜蟲繼續(xù)大規(guī)模生存，從而使蚜蟲發(fā)生結(jié)束。

2.2.2降水與棉田蚜蟲發(fā)生的關(guān)系。通過對2014—2023年數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，棉蚜遷人期有 80% 的年份降水量為0，猖獗期所有年份降水量均為0，結(jié)束期 90% 的年份降水量也為0，僅在少數(shù)年份有微量降水記錄。這些數(shù)據(jù)表明，當(dāng)?shù)孛扪猎谏芷诘拇蟛糠謺r間里，尤其是猖獗期，完全處于無降水或極低降水量的環(huán)境中。因此，在降水稀少的沙雅縣，特別是在棉田蚜蟲發(fā)生階段降水量幾乎為零的情況下，降水對棉田蚜蟲發(fā)生的影響相對較小。然而，這并不意味著降水對蚜蟲發(fā)生完全沒有影響。在其他地區(qū)的研究中發(fā)現(xiàn)，降水增加會導(dǎo)致蚜蟲的遷飛和擴(kuò)散，而在干旱條件下，蚜蟲的繁殖會加快[15-1q]。因此，降水因素在特定條件下仍對蚜蟲的發(fā)生和發(fā)展產(chǎn)生一定的影響。

2.2.3濕度與棉田蚜蟲發(fā)生的關(guān)系。遷入期日平均相對濕度在 19.5%～69.8% （圖2）。相對濕度在 30%～ 40% 時蚜蟲遷入棉田較為常見，如2014年5月30日相對濕度 31% 和2016年5月9日相對濕度29.25% 的濕度條件有利于蚜蟲活動和繁殖。但部分年份在濕度較高（如2021年的 69.8% ）或較低（如2019年的 19.5% 時，蚜蟲也能發(fā)生。這表明蚜蟲對濕度有一定的適應(yīng)性，能夠在較寬的濕度范圍內(nèi)生存和繁殖。

圖12014一2023年棉田蚜蟲遷入期、猖獗期、結(jié)束期日平均氣溫比較

猖獗期日平均相對濕度在 30%～51% （圖2），多數(shù)情況下處于 30%～40% ，例如2015年6月19日為 44%，2019 年6月15日為 30% ，適宜的濕度可能配合合適的溫度共同促使蚜蟲種群增長，但2020年6月25日相對濕度較高 51% 時蚜蟲發(fā)生也猖獗，表明濕度不是唯一決定因素。

結(jié)束期日平均相對濕度在 32.0%～65.3% （圖2），變化范圍較大，說明濕度在蚜蟲發(fā)生結(jié)束過程中的作用相對復(fù)雜，推測其與其他氣象要素共同影響蚜蟲種群動態(tài)。

2.2.4風(fēng)速與棉田蚜蟲發(fā)生的關(guān)系。遷入期日平均風(fēng)速相對較為穩(wěn)定，多在 1.0～3.1m?s^-1 ，平均值約為 1.9m?s^-1 。較低的風(fēng)速有利于棉田成蚜的遷移和擴(kuò)散，易找到適宜的寄主植物定殖。例如，當(dāng)風(fēng)速較小時，棉田蚜蟲可以借助風(fēng)力在較短距離內(nèi)遷移，找到合適的葉片或嫩梢取食和繁殖。

圖22014一2023年棉田蚜蟲遷入期、猖獗期、結(jié)束期日平均相對濕度比較

猖獗期日平均風(fēng)速范圍在 1.2～2.3m?s^-1 ，平均值約為 1.9m?s^-1 。相對穩(wěn)定且適中的風(fēng)速有利于棉田蚜蟲的活動，如在植株間爬行、取食和繁殖，因?yàn)檫@樣的風(fēng)速既不會因過大導(dǎo)致棉田蚜蟲難以在植株上附著，也不會因過小限制其在一定范圍內(nèi)的擴(kuò)散。

結(jié)束期日平均風(fēng)速范圍在 1.0～3.5m?s^-1 ，平均值約為 2.0m?s^-1 。與遷入期和猖獗期的風(fēng)速條件相似，說明風(fēng)速不是直接導(dǎo)致棉田蚜蟲結(jié)束發(fā)生的關(guān)鍵因素。

2.3氣象因子與棉田蚜蟲的相關(guān)關(guān)系

皮爾遜相關(guān)系數(shù)法分析結(jié)果（表2）顯示，蚜蟲的年發(fā)生程度與日最高氣溫、日平均氣溫、日累計(jì)降水量和日平均風(fēng)速之間的相關(guān)系數(shù)較小甚至接近于0，并且概率（P值）大于0.05，說明它們之間并沒有顯著的相關(guān)關(guān)系。而蚜蟲的年發(fā)生程度與日最低氣溫和日平均相對濕度之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.399和0.469，且在0.05水平上顯著，說明它們之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

表2氣象因子與棉田蚜蟲年發(fā)生程度的相關(guān)分析結(jié)果

3結(jié)論與建議

3.1結(jié)論

本研究通過對2014—2023年新疆沙雅縣棉田蚜蟲發(fā)生情況與氣象因子的深入分析，揭示了影響當(dāng)?shù)孛尢镅料x發(fā)生的主要?dú)庀笠蜃蛹捌湓诓煌瑫r期的作用。在遷入期，棉田蚜蟲的遷入主要受氣溫和濕度的共同影響，當(dāng)日平均氣溫在 20～25°C 、相對濕度在 30%～40% 時，利于蚜蟲遷入棉田；這一時期的風(fēng)速條件相對穩(wěn)定，對蚜蟲遷入的影響不大。進(jìn)入猖獺期后，溫暖且相對濕潤的環(huán)境（日平均氣溫 14.6～28.3^°C ，日平均相對濕度 30%～51% ）有利于蚜蟲的大量繁殖和種群增長。在結(jié)束期，氣溫的異常升高和濕度的變化，會使蚜蟲的生存和種群數(shù)量受到一定抑制；此時期的風(fēng)速條件不是導(dǎo)致蚜蟲結(jié)束發(fā)生的關(guān)鍵因素。綜上所述，不同時期沙雅縣棉田蚜蟲發(fā)生的主要影響因子有所不同，總體上氣溫和濕度是關(guān)鍵因素。此外，相關(guān)分析顯示蚜蟲的年發(fā)生程度與日最低氣溫和日平均相對濕度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。

3.2 建議

基于以上結(jié)論，為有效控制沙雅縣棉田蚜蟲的發(fā)生，提出以下建議：（1）建立棉田蚜蟲氣象監(jiān)測體系，實(shí)時跟蹤氣溫、濕度等關(guān)鍵氣象因子的變化，為其發(fā)生預(yù)測預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)。（2）通過合理輪作、間作套種等方式優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，降低蚜蟲基數(shù)；加強(qiáng)田間管理，提高棉花植株的抗蟲能力。（3）根據(jù)氣象因子的變化規(guī)律，制定科學(xué)的防治策略。在遷入期和猖獗期，采取化學(xué)防治與生物防治相結(jié)合的方法，有效控制蚜蟲數(shù)量；在結(jié)束期，則可通過天敵引入等生物防治手段，降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量。（4）加大棉田蚜蟲防治技術(shù)的研發(fā)力度，推廣高效、環(huán)保的防治技術(shù)和產(chǎn)品，提高防治效果，降低生產(chǎn)成本。

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