設(shè)施育苗辣椒早疫病病株空間分布型及其抽樣技術(shù)研究

李平 魏建榮 唐宗云 曹瑩 徐生海 楊芳蘭 段峰

摘要：采用空間分布型檢驗(yàn)、聚集強(qiáng)度指標(biāo)檢驗(yàn)和線(xiàn)形回歸方法，研究了設(shè)施育苗辣椒早疫病病株空間分布型及其抽樣技術(shù)。結(jié)果表明，辣椒早疫病病株空間分布型呈聚集分布。建立了理論抽樣模型。

關(guān)鍵詞：辣椒;早疫病;空間分布型;理論抽樣模型

中圖分類(lèi)號(hào)：S436.32 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2021）10-0031-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.10.008

Spatial Distribution Pattern and Sampling Technology of Pepper Early Blight in Greenhouses

LI Ping， WEI Jiangrong， TANG Zongyun， CAO Ying， XU Shenghai， YANG Fanglan， DUAN Feng

（Wuwei Agricultural and Technology Extension Center， Wuwei Gansu 733000， China）

Abstract：The spatial distribution pattern and sampling technology of pepper early blight in greenhouses were studied by using spatial distribution pattern test， aggregation intensity index test and linear regression methods. The results showed that the spatial distribution pattern of pepper early blight was aggregation distribution， and the theoretical sampling model was established.

Key words：Pepper; Early blight; Spatial distribution type; Theoretical sampling model

辣椒是甘肅河西走廊日光溫室栽培的主要茄果類(lèi)型蔬菜之一[1 - 5 ]，也是甘肅武威農(nóng)業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)及脫貧攻堅(jiān)支柱型產(chǎn)業(yè)之一。辣椒是茄科辣椒屬一年或有限多年生草本植物，原產(chǎn)墨西哥，明朝末年傳入我國(guó)，主要種類(lèi)有菜椒（變種）、燈籠椒、朝天椒（變種）、簇生椒以及觀(guān)賞椒等。其果實(shí)通常呈圓錐形或圓形，顏色綠色和紅色較為常見(jiàn)。辣椒中維生素C的含量在蔬菜中居首位。實(shí)際生產(chǎn)中，辣椒的主要病害包括辣椒青枯病、辣椒白粉病、辣椒早疫病、辣椒疫病、辣椒炭疽病、辣椒猝倒病、辣椒根腐病、辣椒立枯病以及辣椒病毒病等[6 ]。近年來(lái)，我們?cè)诟拭C金昌市金川區(qū)、武威市涼州區(qū)和古浪縣部分設(shè)施辣椒生產(chǎn)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，辣椒早疫病（Alternaria solani）是當(dāng)?shù)卦O(shè)施辣椒生產(chǎn)中發(fā)生最常見(jiàn)、危害最嚴(yán)重的病害之一。該病害苗期、成株期均可發(fā)生，主要危害葉片、莖和果實(shí)，以葉部危害較為常見(jiàn)。葉片發(fā)病，初期呈針尖大的小黑點(diǎn)，后擴(kuò)大為深褐色或黑色的圓形或長(zhǎng)橢圓形病斑，濕度大時(shí)生稀疏黑色霉層，發(fā)生嚴(yán)重時(shí)引起落葉、落果和斷枝，嚴(yán)重影響產(chǎn)量和農(nóng)戶(hù)收益。我們開(kāi)展了設(shè)施育苗辣椒早疫病病株空間分布型及其抽樣技術(shù)研究，旨在為設(shè)施辣椒早疫病科學(xué)防治和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供參考。

1 ? 材料與方法

1.1 ? 調(diào)查地點(diǎn)和方法

調(diào)查地點(diǎn)為甘肅省武威市涼州區(qū)清水鄉(xiāng)菖蒲村，平均海拔1 523 m，年均降水161 mm。土壤類(lèi)型薄層灌漠土，土壤有機(jī)質(zhì)含量16.4 g/kg。指示辣椒品種綠如意。采用鋼索橫梁框架式土墻結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)日光溫室育苗床（場(chǎng)）穴盤(pán)栽培。日光溫室面積750 m2，育苗床（場(chǎng)）面積39.1 m2，育苗密度2株/穴，栽培基質(zhì)為原裝進(jìn)口俄羅斯苔蘚泥炭土品氏基質(zhì)，辣椒幼苗生長(zhǎng)期50日齡。2021年5月11日按每座育苗床（場(chǎng)）為1個(gè)樣本田，每個(gè)樣本田按棋盤(pán)式橫向均勻選擇5個(gè)點(diǎn)、縱向均勻選擇10個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)為1個(gè)樣方，每樣方面積0.008 m2、10個(gè)辣椒株，每個(gè)樣本田調(diào)查樣方50個(gè)，共調(diào)查樣本田5個(gè)、樣方250個(gè)，分別統(tǒng)計(jì)各樣方內(nèi)辣椒早疫病病株數(shù)量，制作 χ2頻次表（表1）。

1.2 ? 空間分布型檢驗(yàn)

1.2.1 ? 聚集度指標(biāo)檢驗(yàn) ? 采用擴(kuò)散系數(shù)C、Cassie指標(biāo)CA、Lloyd聚集指數(shù)M*/m、David&Moore叢生指數(shù)I以及聚集均數(shù)λ檢驗(yàn)空間分布型[7 - 9 ]。

1.2.2 ? 線(xiàn)性回歸檢驗(yàn) ? 以平均擁擠度M*與平均密度值做Iwao回歸M*=α + β。α為基本擴(kuò)散指數(shù)，β為密度擴(kuò)散系數(shù)。當(dāng)α > 0，個(gè)體間相互吸引，分布的基本成分是個(gè)體群;當(dāng)α=0，分布的基本成分是單個(gè)個(gè)體;當(dāng)α < 0，個(gè)體間相互排斥。當(dāng)β=1時(shí)，隨機(jī)分布;當(dāng)β <1時(shí)，均勻分布;當(dāng)β>1時(shí)，聚集分布。以方差S2與平均密度取對(duì)數(shù)值后做Taylor回歸lg（S2）=lga+blg（）。當(dāng)b=1時(shí)，空間分布為隨機(jī)分布;當(dāng)b>1時(shí)，空間分布為聚集分布;當(dāng)b趨近于0時(shí)，空間分布為均勻分布。

1.3 ? 理論抽樣模型和序貫抽樣模型

Iwao理論抽樣模型n=t2/D2[（α+1）/+ β-1]。n為最適抽樣數(shù)或理論抽樣數(shù)，為平均密度，D為允許誤差，t為置信度分布值，α、β同Iwao回歸模型參數(shù)。

Iwao序貫抽樣模型為T(mén)（1、 2）=nm0±t，加號(hào)計(jì)算可得到病株密度的上限值T1，減號(hào)計(jì)算可得到病株密度的下限值T2。n即抽樣數(shù)，m0為防治指標(biāo)，t為置信度分布值，一般取95%置信區(qū)間，即t=1.96;α、β同Iwao理論抽樣模型參數(shù)。田間調(diào)查時(shí)，若累計(jì)查得病株數(shù)量大于上限值T1，說(shuō)明發(fā)病程度高于防治指標(biāo)，需要防治;若累計(jì)查得病株數(shù)量小于下限值T2，說(shuō)明發(fā)病程度低于防治指標(biāo)，不需要防治。若累計(jì)查得病株數(shù)量處于上下限值之間，需繼續(xù)取樣調(diào)查。

最大抽樣數(shù)模型Nmax=t2/d2[（α+1）m0+（β-1）m02）]，d為估計(jì)病株密度允許的置信區(qū)間，m0、t、α、β同Iwao序貫抽樣模型參數(shù)。當(dāng)田間調(diào)查到最大抽樣數(shù)時(shí)，若累計(jì)查得病株數(shù)量仍在上下限之間，則根據(jù)該點(diǎn)最靠近的邊界限值判斷是否需要防治。

采用Excel 2003和DPS17.10軟件處理數(shù)據(jù)。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ? 空間分布型檢驗(yàn)

由表1可知，1～5號(hào)的χ2值均有小于該自由度下奈曼分布、P-E分布、負(fù)二項(xiàng)分布P0.05時(shí)的χ2值，表示上述田間病株的實(shí)際分布與奈曼分布、P-E分布或負(fù)二項(xiàng)分布模型顯著相符。奈曼分布、P-E分布和負(fù)二項(xiàng)分布屬于聚集分布，因此可認(rèn)為1～5號(hào)樣本田早疫病病株空間分布型均顯著呈聚集分布。

由表2可知，1～5號(hào)田的擴(kuò)散系數(shù)C >1，Lloyd聚集指數(shù)M*/m>1，Cassie指數(shù)CA>0，叢生指數(shù)I > 0，表示上述田塊的辣椒早疫病病株空間分布型呈聚集分布;所有田塊聚集均數(shù)λ < 2，表示病株空間聚集分布是受環(huán)境條件決定。聚集均數(shù)λ和平均密度方程式為λ=0.684 7+0.223 1，R2=0.620 8，F(xiàn)=4.9 ?< F0.05，表示病株聚集程度與平均密度之間正相關(guān)性不顯著。

2.2 ? 理論抽樣模型與序貫抽樣模型

平均擁擠度（M*）與平均密度（）之間I的wao回歸顯著，方程式為M*=1.972 1-0.657，R2=0.873 7，F(xiàn)=20.8 > F0.05。其中密度擴(kuò)散系數(shù)β=1.972 1 > 1，表示病株實(shí)際空間分布呈聚集分布。方差（S2）和平均密度（）之間Taylor回歸顯著，方程式為lg（S2）=2.880 9 lg（）-1.597，R2=0.933 9，F(xiàn)=42.4 > F0.01。其中種群聚集特征指數(shù)b=2.880 9 > 1，表示病株實(shí)際空間分布極顯著呈聚集分布。根據(jù)Iwao回歸式和Iwao理論抽樣模型，一般取95%置信度（即t=1.96），可得出設(shè)施育苗辣椒早疫病病株最適抽樣模型n=3.841 6/D2（0.343/+ 0.972 1）。

根據(jù)Iwao序貫抽樣模型，若假定本例辣椒早疫病防治指標(biāo)為每樣方4株，即m0=4.0，取95%置信區(qū)間即t=1.96，可得出相應(yīng)序貫抽樣方程T（1、 2）=4n±8.064。根據(jù)最大抽樣數(shù)模型，一般取95%置信值即t=1.96，可得出最大抽樣數(shù)Nmax=65.021/d2。生產(chǎn)中，一般允許誤差取0.3，可得出Nmax≈45，即防治指標(biāo)為每樣方病株數(shù)量（4.0±1.2）株時(shí)田間調(diào)查的最大抽樣數(shù)是45個(gè)。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)允許誤差范圍和預(yù)備調(diào)查時(shí)的平均病株密度先求出最適抽樣數(shù)，再根據(jù)序貫方程求出T1和T2值。當(dāng)累計(jì)查得病株數(shù)量大于上限值T1，即病株密度高于防治指標(biāo)，需要防治;當(dāng)累計(jì)查得病株數(shù)量小于下限值T2，即病株密度低于防治指標(biāo)，不需要防治;當(dāng)查得病株數(shù)量處于T1～T2，仍需進(jìn)行抽樣調(diào)查。在序貫分析過(guò)程中，有時(shí)會(huì)遇到調(diào)查數(shù)據(jù)始終在T1～T2，導(dǎo)致抽樣一直進(jìn)行，得不出是否防治的結(jié)論。此時(shí)，應(yīng)根據(jù)最大抽樣式和序貫抽樣方程分別求出最大抽樣數(shù)及其對(duì)應(yīng)T1和T2值。當(dāng)調(diào)查到最大抽樣數(shù)時(shí)，若累計(jì)查得病株數(shù)量仍在T1～T2，則根據(jù)該數(shù)值最靠近的邊界限值決定是否開(kāi)展防治。

3 ? 結(jié)論與討論

辣椒早疫病是近年來(lái)甘肅河西地區(qū)設(shè)施辣椒栽培中最主要的病害類(lèi)型之一，也是制約武威優(yōu)勢(shì)特色設(shè)施農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。調(diào)查取樣、空間分布型檢驗(yàn)和聚集強(qiáng)度指標(biāo)檢驗(yàn)表明，設(shè)施育苗辣椒早疫病病株空間分布型呈聚集分布，與辣椒其他病害例如辣椒白粉病、辣椒疫病病株空間分布型一致[10 - 12 ]。分析認(rèn)為，設(shè)施育苗辣椒早疫病病株聚集程度主要受栽培環(huán)境條件影響。通過(guò)數(shù)學(xué)模型得出了設(shè)施育苗辣椒早疫病病株最適抽樣模型為n=3.841 6/D2（0.343/+ 0.972 1）、序貫抽樣模型為T(mén)（1、 2）= 4n±8.064以及最大抽樣模型Nmax= 65.021/d2。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)序貫分析技術(shù)適時(shí)組織和開(kāi)展辣椒苗期病害調(diào)查，以指導(dǎo)科學(xué)防治。

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（本文責(zé)編：楊 ? 杰）

收稿日期：2021 - 05 - 14;修訂日期：2021 - 08 - 03

基金項(xiàng)目：武威市科技局項(xiàng)目“武威市設(shè)施農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害防控減藥技術(shù)”（WW2002013）。

作者簡(jiǎn)介：李 ? 平（1983 — ），男，陜西西安人，農(nóng)藝師，碩士，主要從事植物保護(hù)研究和推廣工作。聯(lián)系電話(huà)：（0）13884093137。Email：274620558@qq.com。