安圖水稻潛葉蠅易發(fā)生氣象條件及噴藥氣象適宜度模型

李義蘭，胡穎飛，郭婧芝

（1 吉林省安圖縣氣象局，133600，吉林安圖；2 吉林省延吉市氣象局，133000，吉林延吉；3 吉林省琿春市氣象局，133300，吉林琿春）

開展農(nóng)事活動(dòng)實(shí)施期間氣象適宜程度評價(jià)和預(yù)測對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的意義重大，也是現(xiàn)代農(nóng)用天氣預(yù)報(bào)研究的核心技術(shù)之一[1-3]。隨著近年來延邊大米廣泛被外界認(rèn)可，水稻種植所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。水稻田間管理越來越受到稻農(nóng)和農(nóng)技部門的重視，噴藥化控、噴肥促苗是水稻生產(chǎn)中的重要農(nóng)事活動(dòng)，天氣條件（降水量、風(fēng)速、氣溫等）對噴藥活動(dòng)實(shí)施的效率、成本和效果都有著重要影響，且存在著明顯的模糊性和不確定性。田間管理的效果直接影響到水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。通過定性評價(jià)未來天氣條件對噴灑農(nóng)藥的適宜性，以便向農(nóng)戶和農(nóng)技部門提供是否適宜噴藥的氣象預(yù)報(bào)服務(wù)，一方面有利于稻農(nóng)科學(xué)合理安排農(nóng)事，另一方面也利于節(jié)約成本，使藥效充分發(fā)揮，提高農(nóng)事活動(dòng)實(shí)施效率。

1 資料和方法

本文利用2011—2018 年安圖縣水稻潛葉蠅發(fā)生面積、安圖水稻種植面積、安圖國家氣象觀測站（54187）觀測資料，采用統(tǒng)計(jì)分析方法，分析水稻潛葉蠅的易發(fā)生氣象條件。結(jié)合水稻潛葉蠅發(fā)生時(shí)間，利用SPSS 軟件進(jìn)行皮爾遜相關(guān)性分析，選取相關(guān)性強(qiáng)且影響大的氣象因子，采用逐步回歸構(gòu)建水稻潛葉蠅發(fā)病面積率預(yù)報(bào)方程。通過降維方法，挑選有利因子，確立在病蟲害期間適宜的噴藥預(yù)報(bào)方程。

2 水稻潛葉蠅易發(fā)生氣象條件與發(fā)病面積率預(yù)測模型

2.1 水稻潛葉蠅發(fā)生面積基本情況

安圖水稻潛葉蠅危害水稻成災(zāi)最早開始出現(xiàn)在6 月3 日，最晚結(jié)束是7 月17 日，平均開始日期是6 月8 日，平均最晚結(jié)束日期是7 月7 日。通過統(tǒng)計(jì)分析多年水稻潛葉蠅發(fā)生面積，6 月上旬、6 月中旬、6 月下旬、7 月上中旬水稻潛葉蠅發(fā)生面積分別占全年的37.5%、31.3%、28.5%、2.7%，水稻潛葉蠅危害主要集中在6 月。

2.2 水稻潛葉蠅與氣象因子的關(guān)系

水稻潛葉蠅危害主要集中在6 月，且水稻潛葉蠅發(fā)生面積具有一定的滯后性，故采用2011—2018 年的4—6 月每旬平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、積溫、日照時(shí)間（h）、降水量、降水時(shí)間（d）、相對濕度、平均風(fēng)速與水稻潛葉蠅發(fā)病面積率進(jìn)行相關(guān)分析。從表1 可以看出，水稻潛葉蠅發(fā)病面積率與4 月中旬降水時(shí)間、4 月下旬平均風(fēng)速、5 月中旬平均氣溫、5 月中旬最高氣溫、5 月中旬積溫、5 月中旬日照時(shí)間、5 月中旬降水時(shí)間均呈顯著正（負(fù)）相關(guān)關(guān)系。水稻潛葉蠅發(fā)病面積率與各旬平均最低氣溫、降水量不存在顯著相關(guān)關(guān)系。說明在一定范圍內(nèi)，5 月中旬氣溫降低，日照時(shí)間減少，降水時(shí)間增多，會(huì)使水稻潛葉蠅發(fā)病面積率增加。

表1 水稻潛葉蠅發(fā)病面積率與氣象因子的相關(guān)系數(shù)

2.3 水稻潛葉蠅發(fā)生氣象條件

水稻潛葉蠅主要在6 月危害水稻，且5 月中旬多個(gè)氣象因素與水稻潛葉蠅發(fā)病面積率具有顯著相關(guān)，認(rèn)為5 月中旬氣象因素為水稻潛葉蠅發(fā)生氣象條件。5月中旬平均氣溫在9.6～13.2 ℃之間，水稻潛葉蠅發(fā)病面積＞1 成；平均氣溫＞13.2℃，水稻潛葉蠅發(fā)病面積＜1成。5 月中旬日照時(shí)間＜62.4 h，水稻潛葉蠅發(fā)病面積＞1成；日照時(shí)間＞62.4 h，水稻潛葉蠅發(fā)病面積＜1 成。降水時(shí)間≥6 d，水稻潛葉蠅發(fā)病面積＞1 成；降水時(shí)間＜6 d，水稻潛葉蠅發(fā)病面積＜1 成。

2.4 水稻潛葉蠅持續(xù)發(fā)生氣象條件

水稻潛葉蠅主要在6 月危害水稻，可以認(rèn)定6 月為水稻潛葉蠅持續(xù)發(fā)生期。水稻潛葉蠅持續(xù)發(fā)生期的平均氣溫在16.5～19.0 ℃之間，多年平均為17.7 ℃；平均最高氣溫在21.8～25.8 ℃之間，多年平均為23.8 ℃；日照時(shí)間在150.9～223.2 h 之間，多年平均為185.3 h；相對濕度在69%～84%之間，多年平均為75%。

2.5 水稻潛葉蠅發(fā)病面積率預(yù)測模型

通過以上分析，從諸多氣象因子中挑選出與水稻潛葉蠅發(fā)病面積率顯著相關(guān)的因子，利用SPSS 軟件對水稻潛葉蠅發(fā)病面積率與氣象因子進(jìn)行逐步回歸，得出水稻潛葉蠅發(fā)病面積率預(yù)報(bào)模型：

式中：y 為水稻潛葉蠅發(fā)病面積率；x1為5 月中旬日照時(shí)間，h；x2為5 月中旬平均氣溫，℃。相關(guān)系數(shù)為0.938。

3 水稻潛葉蠅病蟲害期間噴灑農(nóng)藥適宜度模型

安圖水稻潛葉蠅危害主要集中在6 月，7 月水稻潛葉蠅發(fā)生面積非常小，故只對6 月噴灑農(nóng)藥適宜度進(jìn)行分析。通過降維選取降水量、風(fēng)速為主要因子，用2011—2018 年的6 月的氣象資料建立預(yù)報(bào)方程。

綜合農(nóng)事活動(dòng)文獻(xiàn)資料和專家打分法的基礎(chǔ)上，確定安圖水稻潛葉蠅病蟲害期間噴灑農(nóng)藥氣象指標(biāo)。為更好地在天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品中進(jìn)行解釋應(yīng)用，對降水量和風(fēng)力進(jìn)行量化。當(dāng)預(yù)報(bào)次日無降水時(shí)，相應(yīng)量化等級取值“1”；0.0 mm＜降水量＜1.0 mm 時(shí)，相應(yīng)量化等級取值“2”；降水量≥1.0 mm 時(shí)，相應(yīng)量化等級取值“3”。當(dāng)預(yù)報(bào)次日風(fēng)力≤2 級時(shí)，相應(yīng)量化等級取值“1”；風(fēng)力為3 級時(shí)，相應(yīng)量化等級取值“2”；風(fēng)力≥4 級時(shí)，相應(yīng)量化等級取值“3”。建立預(yù)報(bào)方程：

式中：y 為噴灑農(nóng)藥適宜度；x1、x2分別為降水量、風(fēng)力的量化等級。

當(dāng)y≤0.35，不適宜噴灑農(nóng)藥；當(dāng)0.35＜y＜1.0，較適宜噴灑農(nóng)藥；當(dāng)y≥1.0，適宜噴灑農(nóng)藥。

4 預(yù)報(bào)模型檢驗(yàn)

4.1 水稻潛葉蠅發(fā)病面積率預(yù)測模型檢驗(yàn)

利用水稻潛葉蠅發(fā)病面積率預(yù)報(bào)模型對2019、2020 年水稻潛葉蠅發(fā)病面積率進(jìn)行延伸預(yù)測。水稻潛葉蠅發(fā)病面積率預(yù)測值與實(shí)際值比較吻合，最大誤差2.44%，擬合效果較好。

4.2 水稻潛葉蠅病蟲害期間噴灑農(nóng)藥適宜度模型檢驗(yàn)

選取2020 年6 月安圖水稻潛葉蠅發(fā)生期間的逐日氣象資料，按照式(2)計(jì)算水稻潛葉蠅病蟲害期間噴灑農(nóng)藥適宜度。同時(shí)，采用專家調(diào)查法和實(shí)際調(diào)查相結(jié)合的方法得到逐日是否適宜開展噴灑農(nóng)藥的實(shí)際情況。通過對比，符合標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確率達(dá)到81.8%。

5 結(jié)語

（1）安圖水稻潛葉蠅危害水稻成災(zāi)最早開始出現(xiàn)在6 月3 日，最晚結(jié)束是7 月17 日，平均開始日期是6 月8日，平均最晚結(jié)束日期是7 月7 日。水稻潛葉蠅主要集中在6 月危害。安圖水稻潛葉蠅發(fā)生程度主要與5 月中旬平均氣溫、5 月中旬日照時(shí)間、5 月中旬降水時(shí)間相關(guān)。利用5 月中旬的氣象資料，可以根據(jù)式（1）預(yù)測當(dāng)年安圖水稻潛葉蠅發(fā)病面積率，為合理的防治提供參考。

（2）為更好地在天氣預(yù)報(bào)產(chǎn)品中進(jìn)行解釋應(yīng)用，本文對降水量和風(fēng)力進(jìn)行了量化，并建立了水稻潛葉蠅病蟲害期間噴灑農(nóng)藥氣象適宜度模型（式（2））。通過定性評價(jià)未來天氣條件，有利于科學(xué)合理安排農(nóng)事，提高農(nóng)事活動(dòng)實(shí)施效率。

（3）安圖縣水稻潛葉蠅發(fā)生面積資料年份有限，且無相關(guān)試驗(yàn)田測量具體蟲卵單位面積數(shù)量變化，因此在統(tǒng)計(jì)分析中不能全面反映水稻潛葉蠅發(fā)生發(fā)展規(guī)律，只能從一個(gè)側(cè)面分析出氣象條件對水稻潛葉蠅發(fā)生發(fā)展的影響。