川北不同海拔果園獼猴桃潰瘍病病株的空間格局分析

王茹琳 李慶 劉原 陸興利 王明田 文剛 羅家棟

摘要：采用隔行調查法調查川北不同海拔（高海拔、中海拔和低海拔）獼猴桃果園中獼猴桃潰瘍病發(fā)生情況，利用經(jīng)典的聚集度指標法和回歸分析法對該病害的空間分布型進行測定。結果表明，3個不同海拔果園獼猴桃潰瘍病病株在大田均呈聚集分布，分布的基本形式為個體群。分別計算了不同海拔獼猴桃潰瘍病大田抽樣的最適理論抽樣數(shù)和序貫抽樣數(shù)，確定了該病害抽樣的最佳樣方大小，提高調查抽樣的效率。

關鍵詞：獼猴桃潰瘍病;空間分布型;抽樣技術;不同海拔

中圖分類號：S436.634.1? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）08-0079-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.08.018? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： An interlaced survey was conducted to investigate the occurrence of kiwifruit canker disease in kiwifruit orchards at different altitudes（high altitude， middle altitude and low altitude） in northern Sichuan. The spatial distribution pattern of the disease was determined by classical aggregation index method and regression analysis method. The results showed that kiwifruit canker disease plants at different altitudes were aggregated in the field， and the basic distribution form was individual population. The optimum theoretical sampling number and sequential sampling number for field sampling of kiwifruit canker disease at different altitudes were calculated， and the optimum sampling square size was determined.

Key words： kiwifruit canker; spatial pattern; sampling technique; different altitudes

獼猴桃潰瘍病是一種細菌性植物病害，可通過苗木、風雨、昆蟲及農事操作傳播，嫁接穗條是長距離傳播的主要方式，極易蔓延擴散，且難以根治，該病一旦發(fā)生，處理稍不及時，常造成毀園現(xiàn)象，嚴重威脅獼猴桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

獼猴桃（Actinidia chinensis），屬獼猴桃科（Actinidiaceae）猴桃屬（Actinidia），具有豐富的營養(yǎng)價值和極高的經(jīng)濟價值，在四川僅次于柑橘、梨、桃、枇杷，為第五大水果，在農業(yè)生產(chǎn)中地位顯著，且種植規(guī)模呈逐年擴大趨勢[1]。目前四川全省獼猴桃種植面積占全國總面積的22%，位居全國第二。隨著栽培面積的不斷擴大，在引種、購苗和采粉過程中，由于缺乏合理布局規(guī)劃和嚴格的檢疫措施，造成獼猴桃潰瘍病發(fā)生嚴重，對產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成極大威脅[2]?；瘜W方法是防治獼猴桃潰瘍病的主要方法，而化學農藥的濫用是導致中國獼猴桃無法跨入高端市場的重要因素之一。對于獼猴桃潰瘍病病株的空間格局研究鮮有系統(tǒng)報道，研究獼猴桃潰瘍病空間分布型，對提高病害田間調查準確度、預測預報具有著重要意義。本研究通過對四川省蒼溪縣不同海拔的獼猴桃果園進行系統(tǒng)的田間調查，利用經(jīng)典的聚集度指標法和回歸分析法對該病害的空間分布型進行測定，明確大田病株的空間分布格局，為全面研究四川省獼猴桃潰瘍病的發(fā)生規(guī)律和綜合防治提供理論參考。

1? 材料與方法

1.1? 調查方法

2018年3月下旬至4月初，于四川省廣元市蒼溪縣進行調查，調查品種為紅陽，分別調查高海拔 （>1 000 m）、中海拔（800～1 000 m）和低海拔（<800 m）果園獼猴桃潰瘍病的發(fā)生情況。在發(fā)病盛期，不同海拔高度，選擇栽培密度和立地條件相似，發(fā)病程度不同的10塊獼猴桃園進行調查，采用隔行取樣，以單株獼猴桃為樣方，共取100株，分別記錄獼猴桃潰瘍病大田病株的株數(shù)和發(fā)病情況，計算發(fā)病率和病情指數(shù)。

式中，DR為發(fā)病率，Nd為病株數(shù)，N為調查總株數(shù)。

式中，DI為病情指數(shù)，Ga為發(fā)病級數(shù)，此處a=0、1……5，Na為a級別對應的病株數(shù)，Gmax為發(fā)病最重級的代表數(shù)值，N為調查總株數(shù)。發(fā)病級別按照張慧琴等[3]和張鋒等[4]方法，略加改動，具體見表1。

1.2? 空間分布型測定

1.2.1? 聚集指標法? 聚集指標參照沈佐銳[5]方法進行計算，包括平均擁擠度（m*）、擴散系數(shù)（C）、叢生指數(shù)（I）、聚集度指數(shù)（m*/m）、Cassie指標（CA）和負二項分布參數(shù)（K）等聚集度指標，測定獼猴桃潰瘍病在果園的空間分布格局。

1.2.2? 聚集原因分析? 造成植物病害聚集的原因很多，如病害本身行為特性的聚集習性和某些外界環(huán)境因素。種群聚集均數(shù)（λ）是檢驗病株空間聚集原因的重要方法。計算公式為λ=mγ/aK，K代表負二項分布指數(shù)值，γ代表具有自由度等于2K的（卡方）分布的函數(shù)值[6]。

1.2.3? 回歸模型分析法? 應用Iwao[7]回歸分析法和Taylor[8]冪法則分別建立回歸模型，綜合分析獼猴桃潰瘍病分布的內在結構。

Iwao[7]關系式為m*=α+βm，其中，m*為平均擁擠度，m為平均病級密度;Tayloy[8]關系式為lgs2=lga+blgm，其中，s2為樣本方差，m為平均病級密度。

1.3? 抽樣技術研究

1.3.1? 最適理論抽樣模型? 采用Iwao[9]的最適理論抽樣模型對獼猴桃潰瘍病的理論抽樣數(shù)進行分析，并據(jù)其確定取樣方式。

式中，N為獼猴桃潰瘍病的最適理論抽樣數(shù)，t為概率保證值，D為允許誤差，m為平均病級密度，α、β分別為m*-m回歸關系式中的截距和斜率。

1.3.2? 序貫抽樣模型? 應用Iwao[10]提出的序貫分析模型，制定序貫抽樣表，以此決定取樣的樣本數(shù)，并作為防治決策的依據(jù)。

式中，n為抽樣數(shù)，t為分布臨界值，α、β為m*-m關系式中的截距和斜率，m0為防治指標。

2? 結果與分析

2.1? 不同海拔果園獼猴桃潰瘍病病株的空間格局及影響聚集的因素分析

2.1.1? 不同海拔果園獼猴桃潰瘍病病株的空間格局分析? 不同海拔果園獼猴桃病株空間分布的聚集度指標計算結果見表2。由表2可知，大田病株在高、中、低海拔樣本田地中的平均擁擠度或個體鄰居數(shù)分別介于2.907～3.833、1.273～3.806、1.687～3.306，表明不同海拔、不同病情的樣地平均擁擠度存在較大差異。3個不同海拔果園的擴散系數(shù)C>1，叢生指數(shù)I>0，聚集度指數(shù)m*/m>1，Cassie指數(shù)CA>0，負二項分布參數(shù)K>0，說明獼猴桃潰瘍病病株在3個海拔的空間圖式均符合聚集分布，但聚集程度有一定差異。

根據(jù)負二項分布參數(shù)K的大小可比較聚集程度，高海拔果園中，樣本田地2聚集程度最高，K達13.042，樣本田地1聚集程度最低，K為1.199;中海拔果園中，樣本田地8聚集程度最高，K達16.618，樣本田地4聚集程度最低，K為0.669;低海拔果園中，樣本田地4聚集程度最高，K達3.271，樣本田地5聚集程度最低，K為0.643。

2.1.2? 影響聚集的因素分析? 3種海拔果園獼猴桃潰瘍病病株田間分布的λ見表2。由表2可以看出，高海拔樣本田塊2、4、7、8、10，中海拔樣本田塊1、7、8、9的λ大于2，說明聚集行為與環(huán)境因素的共同影響是導致獼猴桃潰瘍病在上述田塊聚集的原因;高海拔樣本田塊1、3、5、6、9，中海拔樣本田塊2、3、4、5、6、10，低海拔所有樣本田塊的λ均小于2，表明獼猴桃潰瘍病在上述田塊的聚集是由某些環(huán)境如氣候、栽培條件、植株生育狀況等所致，而不是因為其本身的聚集習性。

2.2? 回歸模型分析

2.2.1? m*-m回歸分析? 將不同海拔果園的平均病級密度（m）和平均擁擠度（m*）按Iwao[9]提出的m*-m回歸分析法進行線性回歸，得到獼猴桃潰瘍病病株3個海拔高度大田分布結構的相關回歸關系式（表3）。由表3可知，高、中、低海拔m*-m回歸關系式的α分別為1.981、1.284和1.243，均大于0，表明病株在大田中有明顯的發(fā)病中心，個體群（小聚集團）是空間分布的基本成分，病株個體間相互吸引，中心病株的擴散和環(huán)境條件的影響是形成這種分布的原因;高、中、低海拔方程的β分別為0.486、0.744和0.816，均小于1，說明病株個體群（小聚集團）在田間趨于均勻分布。

2.2.2? Taylor冪法則? 將方差（s2）與平均病級密度（m）利用Taylor冪法則進行擬合，建立冪相關大田病株的s2-m的回歸方程，關系式見表4。由表4可知，其中3個海拔果園獼猴桃病株關系式的lga均大于0，b均小于1，說明病株個體的空間格局隨著病株密度的增加趨于均勻分布。

2.3? 抽樣模型分析

2.3.1? 理論抽樣模型? 分別將3種海拔果園獼猴桃病株的Iwao線性回歸系數(shù)（表5）代入“1.3.1”中最適理論抽樣公式，計算不同病情等級大田病株的理論抽樣數(shù)，得到最適理論抽樣模型為：N=t2（2.981/m-0.514）/D2（高海拔）、N=t2（2.284/m-0.256）/D2（中海拔）和N=t2（2.243/m-0.184）/D2（低海拔）。取t=1.96（95%置信區(qū)間的概率保證值），D=0.1，0.2，得到不同樣本田塊的理論抽樣數(shù)（表5）。由表5可以看出，允許誤差相同時，3個不同海拔獼猴桃病株的理論抽樣數(shù)隨平均病情等級的升高而減少，如允許誤差D=0.2時，當平均病情等級為1.0時，高、中、低海拔果園獼猴桃的理論抽樣數(shù)分別為237、195、198。當平均病情等級為2.5時，高、中、低海拔果園獼猴桃的理論抽樣數(shù)分別為65、63、68;當平均病情等級相同時，隨著允許誤差的增大，3種不同海拔果園所需抽樣數(shù)明顯減少。

2.3.2? 序貫抽樣模型? 根據(jù)獼猴桃潰瘍病當?shù)匕l(fā)病情況，擬定本研究中m0=0.5，將s2-m回歸關系式的a和b代入公式，上下限計算公式為T0（n），T1（n）=1.25n±3.35（高海拔）、T0（n），T1（n）=1.25n±3.07（中海拔）、T0（n），T1（n）=1.25n±3.11（低海拔）。據(jù)此可建立獼猴桃潰瘍病序貫抽樣檢索表（表6至表8）。累計病情等級除以取樣數(shù)為平均病情等級，當所調查獼猴桃的累計病情等級超過上限時，應將該田塊判定為防治對象田;當累計病情等級低于下限時，則可確定為不防治田;當累計病情等級在上下限之間時，則應繼續(xù)抽樣調查，以理論抽樣模型中的最大抽樣數(shù)終止抽樣。

3? 小結與討論

研究植物病害空間分布格局，對深入理解病害流行的影響因素、消長規(guī)律和防控措施等具有重要意義。本研究通過對病害的田間調查，依據(jù)經(jīng)典的數(shù)理統(tǒng)計方法對該病害的空間分布格局進行了研究。結果表明，根據(jù)聚集度指標測定，獼猴桃潰瘍病在田間呈聚集分布。m*-m回歸分析法分析表明，獼猴桃病株以個體群形式分布于大田且存在明顯的發(fā)病中心。應用種群聚集均數(shù)檢驗病株聚集原因，表明獼猴桃潰瘍病在一些田塊是由其聚集行為與環(huán)境因素共同影響所致，而在其他田塊則僅為某些環(huán)境因素等所致。通過理論抽樣模型計算不同病情指數(shù)下的最適抽樣數(shù)，表明隨著病情指數(shù)的增加，大田病株所需抽樣數(shù)也相應減少，通過此模型可為獼猴桃潰瘍病田間取樣提供參考，減少調查的盲目性。下一步工作中，應對四川全省獼猴桃潰瘍病發(fā)病情況進行全面系統(tǒng)的調查，以明確不同發(fā)病區(qū)、不同品種、不同海拔的病株空間分布的差異，為四川省獼猴桃潰瘍病的預測預報和綜合防控體系的建立提供理論支撐。

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收稿日期：2018-10-22

基金項目：高原與盆地暴雨旱澇災害四川省重點實驗室科技發(fā)展基金項目（2018-重點-05-11;2018-青年-31）;國家現(xiàn)代農業(yè)產(chǎn)業(yè)體系四川水果創(chuàng)新團隊獼猴桃病蟲害綜合防治崗位項目（2013-2018）

作者簡介：王茹琳（1986-），男，山東煙臺人，工程師，在讀博士研究生，主要從事氣候變化與病蟲害關系研究工作，（電話）18215546541（電子信箱）wrl_1986_1@163.com;通信作者，王明田（1967-），男，高級工程師，主要從事農作物與氣象指標研究工作。