楊樹葉紋斑病與氣象因子的關(guān)系

張金萍++蔣萍

摘 要：為明確新疆地區(qū)氣象因素與楊樹葉紋斑病發(fā)病率的關(guān)系，提高病害發(fā)生預(yù)測能力，減少經(jīng)濟(jì)損失，2014年5月至10月份對新疆烏魯木齊市楊樹葉紋斑病的周年消長規(guī)律進(jìn)行了觀測，并利用觀測資料將主要氣象因子對楊樹葉紋斑病發(fā)生的影響進(jìn)行了系統(tǒng)分析。結(jié)果顯示，關(guān)鍵因子分別為平均風(fēng)速、平均水汽壓、累計降雨天數(shù)。其中平均風(fēng)速與楊樹葉紋斑病的病葉率呈極顯著負(fù)相關(guān)。平均水汽壓及累計降雨天數(shù)與楊樹葉紋斑病的病葉率呈顯著正相關(guān)。利用這3個關(guān)鍵氣象因子與楊樹葉紋斑病發(fā)病率（Y1）建立多元線性回歸方程式，得到Y(jié)=103.180-38.788X1+39.637X4 +7.746X6，復(fù)相關(guān)系數(shù) R=0.716 4，復(fù)相關(guān)關(guān)系極顯著。

關(guān)鍵詞：楊樹葉紋斑?。粴庀笠蜃?；相關(guān)性

中圖分類號：S432 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.03.033

楊樹（Populus）是楊柳科楊屬落葉喬木的通稱，主要栽種于我國西部各省。在新疆北疆的額爾齊斯河流域、南疆的塔里木河流域以及天山南北坡的河谷中分布著大面積的楊樹原始林[1-2]，楊樹是新疆地區(qū)造林綠化的重要樹種之一。楊樹葉紋斑?。ˋlternara alternate），既危害插條苗，又危害實生苗，發(fā)病最重者整株葉片全部枯死，造成經(jīng)濟(jì)損失[3-5]。1979年趙震宇[6]首次報道了新疆楊樹葉紋斑病，主要對楊樹葉紋斑病的病原菌進(jìn)行了描述，2007年許繼紅[7]對東北地區(qū)楊樹葉枯病的毒蘑菇菌株篩選及其生防機(jī)理進(jìn)行了研究，2010年黃毅[8]對采自黑龍江省哈爾濱市東北林業(yè)大學(xué)林場的楊樹葉枯病病樣進(jìn)行了分離培養(yǎng)及生物學(xué)防治，但均未報道楊樹葉紋斑病與氣象因子的關(guān)系。筆者于2014年采用系統(tǒng)調(diào)查方法對烏魯木齊市楊樹葉紋斑病周年消長規(guī)律進(jìn)行觀測，并系統(tǒng)分析了氣象因子對該病的影響，旨在為楊樹葉紋斑病的預(yù)測預(yù)報，為該病害的實時防治提供切實可靠的理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 觀測調(diào)查方法

試驗地設(shè)在烏魯木齊市兒童公園，主栽楊樹品種為新疆楊。 時間為2014年4月下旬至10月底。從5月初開始，每7 d調(diào)查1次，在樣地采用對角線五點取樣法，每個樣點取樣10株，并對每株楊樹進(jìn)行掛牌標(biāo)記，每株楊樹調(diào)查5片葉子，共調(diào)查50片楊樹葉。采用定點定期的系統(tǒng)調(diào)查方法，詳細(xì)調(diào)查時，根據(jù)發(fā)病情況，將樣株病害分為5級（表1）。詳細(xì)記錄調(diào)查總?cè)~數(shù)、統(tǒng)計病葉率和病情指數(shù)。

病葉率=感病葉片數(shù)/調(diào)查總?cè)~片數(shù)×100%。

感病指數(shù)=Σ（各級發(fā)病葉片數(shù)×各級代表值） /調(diào)查葉片數(shù)×最高級代表值×100。

1.2 氣象數(shù)據(jù)的獲取及數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理

從2014年4月底至10月底，根據(jù)烏魯木齊市氣象站數(shù)據(jù)（表2）統(tǒng)計平均溫度、平均空氣相對濕度、平均水汽壓、累計降雨天數(shù)、平均風(fēng)速及日照時數(shù)等氣象資料，并將氣象數(shù)據(jù)與楊樹葉紋斑病的病葉率及病情指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析。采用Exce112003、DPS等軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 相關(guān)性分析

對調(diào)查期間取得的平均風(fēng)速（X1）、平均溫度（X2）、平均相對濕度（X3）、平均水汽壓（X4）、日照時數(shù)（X5）、累計降雨天數(shù)（X6）和楊樹葉紋斑病發(fā)病率（Y1）進(jìn)行相關(guān)顯著性分析，相關(guān)分析結(jié)果如表3所示，楊樹葉紋斑病的病葉率（Y1）與平均空氣濕度（X3）、平均水汽壓（X4）、累計雨天數(shù)（X6）呈顯著正相關(guān)，與平均風(fēng)速（X1）呈極顯著負(fù)相關(guān)。這說明，在調(diào)查的6個氣象因子中，除平均溫度（X2）和日照時數(shù)（X5）對楊樹葉紋斑病病葉率（Y1）無相關(guān)性之外，其余4個氣象因子對楊樹葉紋斑病病葉率（Y1）的變動均有影響。

2.2 方程式的建立

根據(jù)表1數(shù)據(jù)，通過逐步回歸分析建立楊樹葉紋斑病的病葉率（Y1）與所有氣象因子的方程式：

Y=119.915-31.583X1-2.677X2-0.652X3+91.757X4+7.802X6。

回歸方程式中，F(xiàn)值為4.519 0，顯著性概率為0.006 4，多元相關(guān)系數(shù)為R=0.728 3。由表4可知，多元線性回歸關(guān)系顯著。

2.3 確定關(guān)鍵因子

由表5可知，將各氣象因子與楊樹葉紋斑病的病葉率（Y1）進(jìn)行偏相關(guān)分析，根據(jù)各因子偏相關(guān)系數(shù)的高低，確定其對楊樹葉紋斑病病葉率影響的重要程度，絕對偏相關(guān)系數(shù)較大的因子為影響楊樹葉紋斑病發(fā)病的關(guān)鍵因子。

經(jīng)偏相關(guān)分析可知，楊樹葉紋斑病的病葉率（Y1）與平均風(fēng)速（X1）、累計降雨天數(shù)（X6）、平均水汽壓（X4）的偏相關(guān)系數(shù)最大。說明在本次監(jiān)測數(shù)據(jù)范圍內(nèi)平均風(fēng)速（X1）、累計降雨天數(shù)（X6）、平均水汽壓（X4）是楊樹葉紋斑病發(fā)生的最為關(guān)鍵的氣象因子。

2.4 楊樹葉紋斑病與關(guān)鍵氣象因子的分析

2.4.1 平均風(fēng)速與楊樹葉紋斑病發(fā)病率的關(guān)系 對大氣平均風(fēng)速（X1）與楊樹葉紋斑病的發(fā)病率（Y1）進(jìn)行回歸分析，可建立回歸方程 Y=174.878-51.504X1。由表6可知，楊樹葉紋斑病的病葉率與平均風(fēng)速有密切的關(guān)系，二者呈極顯著負(fù)相關(guān)。風(fēng)速的大小和方向可以影響局部環(huán)流，引起溫度和相對濕度等氣象要素的改變，還會影響真菌孢子的釋放、傳播，楊樹葉紋斑病是一種侵染性病害，風(fēng)速較大時可以制造傷口，為病菌侵染創(chuàng)造條件，分生孢子借風(fēng)傳播，從植株的傷口侵入或芽內(nèi)萌發(fā)產(chǎn)生菌絲蔓延發(fā)生侵染。陳浩研究表明，稻瘟病菌空中孢子量與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)[9]，倪琳發(fā)現(xiàn)歐美楊潰瘍病的發(fā)病程度隨著日平均風(fēng)速的減小而逐漸加重[10]，此結(jié)論與楊樹葉紋斑病的病葉率和平均風(fēng)速呈極顯著負(fù)相關(guān)相一致。由此可知，平均風(fēng)速越大，越不利于分生孢子的傳播及侵染。

2.4.2 平均水汽壓與楊樹葉紋斑病發(fā)病率的關(guān)系 通過對平均水汽壓與楊樹葉紋斑病的發(fā)病率進(jìn)行回歸分析，可建立回歸方程Y=-20.985+82.291X4。從表7可以看出，平均水汽壓（X4）與楊樹葉紋斑病發(fā)病率（Y1）之間呈顯著性正相關(guān)。楊景梅等研究表明，地面水汽壓（X4）與降水有很好的對應(yīng)關(guān)系[11]，翟盤茂等[12]研究證明，中國西部地面水汽壓明顯增大與降水增加之間存在一定聯(lián)系。水汽壓的大小與蒸發(fā)快慢有密切關(guān)系，而蒸發(fā)的快慢在水分供應(yīng)一定的條件下，主要受溫度控制[13]。新疆在7、8月降雨量增多，溫度達(dá)到一年當(dāng)中最高，雨水蒸發(fā)量較大，空氣平均水汽壓較高，因此，有利于楊樹葉紋斑病病斑的擴(kuò)展及分生孢子生長傳播。目前，關(guān)于水汽壓對楊樹葉紋斑病的影響尚未見研究報道，無法加以比較。

2.4.3 累計降雨天數(shù)與楊樹葉紋斑病發(fā)病率的關(guān)系 對累計雨天數(shù)（X6）與楊樹葉紋斑病發(fā)病率（Y1）進(jìn)行回歸分析，建立回歸方程 Y= 40.797+11.519X6。由表8可知，累計降雨天數(shù)（X6）與楊樹葉紋斑病的發(fā)病率（Y1）之間呈顯著的正相關(guān)。在田間調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，相對濕度越大，楊樹葉紋斑病的發(fā)病率（Y1）越高?？赡艿脑蚴谴髿鉂穸容^高時，分生孢子容易被吸附在植物表面，附著對于病原菌成功定殖非常重要，孢子產(chǎn)生水溶性的糖蛋白質(zhì)，具有保護(hù)孢子、抵抗干旱等不良環(huán)境的作用[14]。而影響附著的一個很重要的因素是侵染過程中可獲得的水量，在一些情況下，真菌傳播的水合作用導(dǎo)致粘液的快速釋放，這種粘液可以使傳播體被動地和非轉(zhuǎn)化地附在廣泛的基質(zhì)上。因此，病原真菌在侵染過程的早期階段，真菌侵入寄主植物組織之前的發(fā)展很大程度上依賴于合適的環(huán)境[15-16]。其中，影響楊樹葉紋斑病的因素應(yīng)該是濕度，降雨天數(shù)增多，降水量升高，導(dǎo)致空氣濕度增加，隨后病害也逐漸嚴(yán)重，在一定程度上決定了其的發(fā)生與流行。由于空氣平均相對濕度與楊樹葉紋斑病的病葉率呈顯著性正相關(guān)。所以初步判斷影響楊樹葉紋斑病的直接原因是降雨天數(shù)影響降雨量而改變了空氣濕度[17-18]。

2.5 利用關(guān)鍵因子建立方程式

以上分析結(jié)果表明，影響楊樹葉紋斑病發(fā)病的3個關(guān)鍵因子是平均風(fēng)速（X1）、平均水汽壓（X4）、累計降雨天數(shù)（X6）。利用這3個關(guān)鍵氣象因子與楊樹葉紋斑病發(fā)病率（Y1）建立多元線性回歸方程式，得到Y(jié)=103.180-38.788X1+39.637X4 +7.746X6，復(fù)相關(guān)系數(shù) R=0.716 4，復(fù)相關(guān)關(guān)系極顯著。由表9可知，多元回歸關(guān)系也極顯著。

3 結(jié)論與討論

建立回歸模型時對關(guān)鍵氣象因子的篩選尤為重要，關(guān)鍵因子必須與病害的發(fā)生有顯著性，才能保證方程的準(zhǔn)確性，而逐步回歸分析不僅可以完成對各影響因素的篩選，還可以建立回歸方程，是一種較為實用的分析方法[19]。根據(jù)氣象數(shù)據(jù)與楊樹葉紋斑病的病葉率進(jìn)行逐步回歸分析，證明7月中旬至8月上旬期間氣象因子對楊樹葉紋斑病的發(fā)生流行最為關(guān)鍵，楊樹葉紋斑病的病葉率（Y1）與平均風(fēng)速（X1）呈極顯著負(fù)相關(guān)，與平均空氣濕度（X3）、平均水汽壓（X4）、累計降雨天數(shù)（X6）呈顯著正相關(guān)。偏相關(guān)分析表明，累計降雨天數(shù)（X6）與楊樹葉紋斑病的病葉率（Y1）的偏相關(guān)系數(shù)最大，其次是平均風(fēng)速（X1），再次是平均水汽壓（X4）。說明在本次監(jiān)測數(shù)據(jù)范圍內(nèi)平均水汽壓（X4）和累計降雨天數(shù)（X6）上升有利于提高楊樹葉紋斑病的病葉率（Y1），平均風(fēng)速（X1）制約楊樹葉紋斑病的病葉率的增長。通過對關(guān)鍵氣象因子與楊樹葉紋斑病病葉率進(jìn)行方差分析，結(jié)果表明多元回歸關(guān)系也極顯著。因此，平均風(fēng)速（X1）、累計降雨天數(shù)（X6）、平均水汽壓（X4）是楊樹葉紋斑病發(fā)生的最為關(guān)鍵的氣象因子。

平均溫度、平均風(fēng)速、大氣濕度等地面氣象要素綜合影響著楊樹葉紋斑病的發(fā)生及病情發(fā)展。大氣環(huán)流是各種氣象因子活動的背景，各地氣象條件存在差異，所以氣象要素對楊樹葉紋斑病的影響也有著區(qū)域性差異。由于分析時所用數(shù)據(jù)資料不同，所以在同一地區(qū)采用相同的統(tǒng)計方法，也可能得出不同的結(jié)論。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)對楊樹葉紋斑病的影響大但研究相對較少，在大多數(shù)理統(tǒng)計模型中，風(fēng)被考慮為次要因素，或根本不考慮，這與現(xiàn)實情況不符，這也反映了當(dāng)前數(shù)理模型統(tǒng)計機(jī)理性解釋較差的事實。在全球變暖、氣候變化較大的背景下，如何準(zhǔn)確地確定影響楊樹葉紋斑病的關(guān)鍵氣象因子和關(guān)鍵期，提高預(yù)報的準(zhǔn)確性與時效性是未來研究的重點[20]。

環(huán)境條件是楊樹葉紋斑病發(fā)生流行的決定性因素，并且病害嚴(yán)重程度也受環(huán)境條件的制約。由于本研究病情觀測資料有限，只對楊樹葉紋斑病的發(fā)病率和部分氣象因子的關(guān)系進(jìn)行了分析，未能預(yù)留一些不參與運算的樣本作為檢驗，在今后的研究中，利用更多年份的病情數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以更好地利用氣象因子來分析和預(yù)測病害的發(fā)生發(fā)展，建立更具科學(xué)性的預(yù)測模型。這對長期預(yù)報楊樹葉紋斑病的發(fā)生與流行，把握楊樹葉紋斑病的流行規(guī)律是非常重要的。

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