河南省小麥白粉病發(fā)生等級(jí)預(yù)測(cè)技術(shù)

摘要： 利用1991—2010年鎮(zhèn)平縣、伊川縣，1981—2000年安陽(yáng)縣，1990—2000年項(xiàng)城市的小麥白粉病調(diào)查資料和氣象觀測(cè)資料，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法分析影響小麥白粉病發(fā)生等級(jí)的各種氣象因子，建立了河南省小麥白粉病預(yù)測(cè)模型。研究結(jié)果表明：鎮(zhèn)平縣、伊川縣、安陽(yáng)縣、項(xiàng)城市小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)都與3月份的相對(duì)濕度和上一年3月下旬的溫雨系數(shù)有一定關(guān)系，4個(gè)代表站的相關(guān)系數(shù)都通過(guò)α=0.01的顯著性水平檢驗(yàn)；利用以上2個(gè)氣象因子建立了河南省小麥白粉病發(fā)生等級(jí)的預(yù)測(cè)模型，該模型可以預(yù)測(cè)河南省各地的小麥白粉病發(fā)生等級(jí)，為全局性把握河南省小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)提供了參考依據(jù)。利用該模型對(duì)2012年河南省11個(gè)調(diào)查站點(diǎn)進(jìn)行小麥白粉病發(fā)生等級(jí)預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果整體較好，有4個(gè)站點(diǎn)預(yù)測(cè)等級(jí)與實(shí)際等級(jí)相同，其余誤差都在1個(gè)等級(jí)之內(nèi)，基本上達(dá)到了預(yù)測(cè)要求；另外，該模型可以進(jìn)一步根據(jù)各地的實(shí)際情況改進(jìn)河南省各地小麥白粉病預(yù)測(cè)模型，加入當(dāng)?shù)匦←湴追鄄〉莫?dú)特影響因子，可進(jìn)一步建立更加準(zhǔn)確的模型。

關(guān)鍵詞： 河南省；小麥白粉病；發(fā)生等級(jí)；預(yù)測(cè)；氣象因子

中圖分類號(hào)：S435.121.4+6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）08-0116-03

河南省是受小麥白粉病影響較大的省份之一 [1]，河南省的糧食產(chǎn)量每年都要受到小麥白粉病的影響 [2]，因而河南省小麥白粉病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作就顯得特別重要。近年來(lái)，科研工作者在河南省小麥白粉病的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)方面做了不少的工作，取得了不少研究成果 [3-10]，但是大部分都是以點(diǎn)帶面，多數(shù)是以1個(gè)縣（市）的觀測(cè)資料作為研究對(duì)象，建立小麥白粉病模型，進(jìn)而代表市（省）等大范圍小麥白粉病的特點(diǎn)。這種模型代表性有限，不能對(duì)大范圍的趨勢(shì)性作出預(yù)測(cè)，也不能全局性地把握小麥白粉病的發(fā)生情況；此外，由于受各地具體因素的影響，各地建立的小麥白粉病預(yù)測(cè)模型各不相同，很難被其他地區(qū)借鑒使用，雖然研究的內(nèi)容較多，但不能很好地推廣使用，從而造成人力物力的浪費(fèi)。本研究在以往研究的基礎(chǔ)上，選取對(duì)小麥白粉病影響較大的幾個(gè)氣象因子，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對(duì)多個(gè)具有代表性的縣市數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，建立多因子預(yù)測(cè)模型，通過(guò)調(diào)整各地的影響因子和系數(shù)，建立較為統(tǒng)一的方程，從而更好地預(yù)測(cè)各地小麥白粉病的發(fā)生情況。

1 材料與方法

根據(jù)河南省小麥白粉病的發(fā)生情況，選取河南省以及鎮(zhèn)平縣、伊川縣、安陽(yáng)縣、項(xiàng)城市的小麥白粉病調(diào)查資料和同期氣象觀測(cè)資料進(jìn)行研究。調(diào)查資料來(lái)源于河南省植物保護(hù)植物檢疫站，氣候資料來(lái)源于河南省氣候中心。由于資料有限，河南省數(shù)據(jù)選取1979—2012年，鎮(zhèn)平縣、伊川縣數(shù)據(jù)選取1991—2010年，安陽(yáng)縣數(shù)據(jù)選取1981—2000年，項(xiàng)城市數(shù)據(jù)選取1990—2000年。本研究利用SPSS 19.0軟件，通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法分析影響小麥白粉病發(fā)生等級(jí)的各種氣象因子，進(jìn)而建立河南省小麥白粉病預(yù)測(cè)模型。

2 河南省小麥白粉病發(fā)生程度

小麥白粉病的發(fā)生程度根據(jù)當(dāng)?shù)匕l(fā)病盛期的平均病情指數(shù)來(lái)確定，病情指數(shù)越高，發(fā)病越嚴(yán)重，可以按照病情指數(shù)分為5個(gè)等級(jí)（表1）。病情等級(jí)是表示病害發(fā)生平均水平的一個(gè)數(shù)值，是由病葉率、病葉平均嚴(yán)重度決定的。綜合歷年河南省小麥白粉病的病情指數(shù)，可以得到河南省小麥白粉病的歷年發(fā)生等級(jí)，詳見(jiàn)圖1。

從圖1可以看出，河南省小麥白粉病呈輕微—暴發(fā)—下降—波動(dòng)的變化趨勢(shì)。1979—1988年小麥白粉病一直維持在輕微等級(jí)；1989—1991年小麥白粉病突然暴發(fā)，全省達(dá)到嚴(yán)重等級(jí)；1992—2000年小麥白粉病處于下降或相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)，但發(fā)生等級(jí)明顯高于1979—1988年；2001年以后小麥白粉病一直在中等等級(jí)附近波動(dòng)，中等與輕微等級(jí)次數(shù)持平，嚴(yán)重等級(jí)略少。

河南省小麥白粉病發(fā)生的情況與全國(guó)小麥白粉病的擴(kuò)展趨勢(shì)相同，主要在20世紀(jì)80年代末90年代初加重暴發(fā)，并在以后成為重要的常見(jiàn)病害。因此，小麥白粉病的研究應(yīng)主要集中在20世紀(jì)80年代末以后。

3 各地小麥白粉病的發(fā)生程度

從圖2可以看出，河南省4個(gè)代表站點(diǎn)小麥白粉病的發(fā)生情況與全省的情況基本相似，但略有不同。20世紀(jì)90年代初發(fā)生的情況較為嚴(yán)重；2001年以后發(fā)生的情況較輕；安陽(yáng)縣、伊川縣的總體情況與河南省的情況基本相同，項(xiàng)城市、鎮(zhèn)平縣的情況略輕，這與當(dāng)?shù)馗鞣N影響因子的綜合影響有很大的關(guān)系。

4 各地小麥白粉病的影響因子

小麥白粉病的發(fā)生發(fā)展與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件、作物品種抗性、小麥的栽培管理水平有著密切的關(guān)系。就某一地區(qū)而言，當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境、作物品種、施肥措施的年際變化相對(duì)較小，而氣象條件可以直接影響田間病菌的侵染時(shí)間、循環(huán)周期、分生孢子繁殖數(shù)量，這些是決定這一特定區(qū)域病害流行程度的關(guān)鍵因素，對(duì)病害始病期、終止期、流行速度、嚴(yán)重度都有顯著影響。因此，氣象條件成為病害年際間波動(dòng)的主要控制因子。

影響小麥白粉病發(fā)生程度的氣象因子較多，主要有光照、降水、氣溫、相對(duì)濕度、溫雨系數(shù)等。選取1980—2010年4個(gè)代表站點(diǎn)小麥白粉病發(fā)生前后的氣象因子，結(jié)合當(dāng)?shù)?980—2010年小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)資料，將相關(guān)氣象因子和發(fā)生等級(jí)做相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)：4個(gè)代表站點(diǎn)的小麥白粉病發(fā)生等級(jí)與3月相對(duì)濕度、上一年3月下旬溫雨系數(shù)有著很高的相關(guān)性；3月份的相對(duì)濕度與鎮(zhèn)平縣、伊川縣、安陽(yáng)縣、項(xiàng)城市小麥白粉病發(fā)生的相關(guān)系數(shù)分別為0.627、0.618、0.637、0862，通過(guò)了α=0.01的顯著性檢驗(yàn)；上一年3月下旬的溫雨系數(shù)與鎮(zhèn)平縣、伊川縣、安陽(yáng)縣、項(xiàng)城市小麥白粉病發(fā)生的相關(guān)系數(shù)分別為0650、0.660、0.537、0.879，也通過(guò)了α=001的顯著性檢驗(yàn)（表2）。

從以上分析可以看出：鎮(zhèn)平縣、伊川縣、安陽(yáng)縣、項(xiàng)城市小麥白粉病發(fā)生等級(jí)都與3月份的相對(duì)濕度、上一年3月下旬的溫雨系數(shù)有一定關(guān)系，說(shuō)明3月份氣象條件對(duì)小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)都有一定的影響。

在以往的研究中，關(guān)于3月份氣象條件對(duì)小麥白粉病的影響也有一些研究，3月份的氣象條件也被多次用于建立小麥白粉病發(fā)生的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)模型，因此可以利用以上影響因子建立河南省小麥白粉病發(fā)生等級(jí)的預(yù)測(cè)模型。

5 小麥白粉病預(yù)測(cè)模型的建立和檢驗(yàn)

利用對(duì)小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)有顯著影響的地面氣象因子，采用多元回歸方法建立小麥白粉病發(fā)病等級(jí)預(yù)測(cè)模型。所選因子必須通過(guò)α=0.01及以上顯著性水平檢驗(yàn)，具有最好的獨(dú)立性和生物學(xué)意義。

把4個(gè)代表站點(diǎn)3月份的相對(duì)濕度、上一年3月下旬的溫雨系數(shù)、小麥白粉病發(fā)生等級(jí)數(shù)據(jù)組成1個(gè)序列。分析發(fā)現(xiàn)，小麥白粉病發(fā)生等級(jí)與3月份的相對(duì)濕度、上一年3月下旬的溫雨系數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為0.471、0.585，均通過(guò)了α=0.01的顯著性檢驗(yàn)。因此以此序列數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立河南省小麥白粉病預(yù)測(cè)方程：

[JZ]y=2.549x1+0.289x2+0.202，R=0.619。

式中：y為當(dāng)年小麥白粉病發(fā)生等級(jí)；x1為3月相對(duì)濕度，%；x2為上年3月下旬溫雨系數(shù)，mm/℃。

將1991—2010年鎮(zhèn)平縣、伊川縣，1991—2000年項(xiàng)城市和1981—2000年安陽(yáng)縣的氣象因子代入到預(yù)測(cè)模式，得到4個(gè)代表站點(diǎn)小麥白粉病發(fā)生等級(jí)逐年預(yù)測(cè)值，詳見(jiàn)圖3至圖6。

[FK（W11][TPLDX3.tif]

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，4個(gè)代表站點(diǎn)的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果較一致，基本上能夠反映小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)情況。安陽(yáng)縣的情況略有偏差，可能是因?yàn)?0世紀(jì)80年代小麥白粉病發(fā)生情況較輕，3月份的氣象因子暫不是主要影響因子。

6 預(yù)測(cè)和檢驗(yàn)

利用該預(yù)測(cè)模型對(duì)2012年河南省11個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)小麥白粉[CM（25]病發(fā)生等級(jí)進(jìn)行預(yù)測(cè)。2012年預(yù)測(cè)值情況見(jiàn)表3，可以看出有4個(gè)站點(diǎn)預(yù)測(cè)等級(jí)與實(shí)際等級(jí)相同，其余誤差都在1個(gè)等級(jí)之內(nèi)，但是總的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度都在規(guī)定的范圍內(nèi)，可以滿足河南省小麥白粉病分區(qū)的預(yù)報(bào)要求。

7 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，上一年3月下旬溫雨系數(shù)是河南省小麥白粉病的主要影響因子之一，這在以往的研究中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，這可能與河南省的地理情況有關(guān)，河南省西部為山區(qū)，為小麥白粉病的越冬提供了條件，3月下旬溫雨系數(shù)可能對(duì)當(dāng)年小麥白粉病的越冬數(shù)量有一定的影響，從而對(duì)下一年小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)產(chǎn)生直接影響。河南省小麥白粉病的主要影響因子都為3月相對(duì)濕度和上一年3月下旬溫雨系數(shù)，4個(gè)代表站的相關(guān)系數(shù)都極顯著。

本研究通過(guò)對(duì)歷年數(shù)據(jù)的分析，利用對(duì)小麥白粉病的發(fā)生等級(jí)有顯著影響的3月相對(duì)濕度和上一年3月下旬溫雨系數(shù)，采用多元回歸方法建立了河南省小麥白粉病預(yù)測(cè)模型。該模型對(duì)2012年河南省10個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)的預(yù)測(cè)結(jié)果較好，基本達(dá)到了預(yù)測(cè)要求。這與以往以點(diǎn)代面的研究有明顯的不同，為全局性研究河南省小麥白粉病發(fā)生等級(jí)提供了參考。

本模型可進(jìn)一步根據(jù)各地的實(shí)際情況改進(jìn)河南省各地小麥白粉病預(yù)測(cè)模型，在本地的小麥白粉病預(yù)測(cè)中加入獨(dú)特的影響因子，可進(jìn)一步建立更加準(zhǔn)確的模型。本模式結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，預(yù)測(cè)時(shí)效性較長(zhǎng)。由于沒(méi)有考慮影響小麥白粉病發(fā)生和流行的非氣象因素，加上病蟲(chóng)害資料序列較短，模式的效果還有待在實(shí)際工作中進(jìn)一步檢驗(yàn)和完善。

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