新疆綠洲生態(tài)墾區(qū)棉鈴蟲發(fā)生量的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)
——以新疆建設(shè)兵團(tuán)第六師墾區(qū)為例

王福堂，陳 芳，黃江濤，蹇志宏，馬錦穎，劉文江，張伯成

（1.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，新疆 五家渠 831300；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師農(nóng)科所，新疆 五家渠 831301；3.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)共青團(tuán)農(nóng)場(chǎng)，新疆 五家渠 831301；4.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師新湖農(nóng)場(chǎng)，新疆 昌吉 831208；5.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師芳草湖農(nóng)場(chǎng)，新疆 呼圖壁 831207）

2021 年新疆棉花種植面積250.6 萬hm2，占全國的82%，總產(chǎn)量達(dá)512.9 萬t，占全國的89%［1］，至2022 年新疆棉花總產(chǎn)量、單位面積產(chǎn)量、種植面積、商品調(diào)撥量已經(jīng)連續(xù)27 年位居全國第一，因而新疆棉花有“世界棉花看中國，中國棉花看新疆”的美譽(yù)。在新疆綠洲獨(dú)特脆弱的生態(tài)墾區(qū)環(huán)境下，作物種類單一，棉鈴蟲易爆發(fā)成災(zāi)，正常年景，新疆棉花面積不少于200 萬hm2，每公頃農(nóng)藥費(fèi)用不少于450 元，每年農(nóng)藥費(fèi)用不少于9 億元［2-4］。

棉鈴蟲是新疆棉區(qū)常發(fā)害蟲，每年發(fā)生期相對(duì)穩(wěn)定，在生產(chǎn)實(shí)踐中，發(fā)生量是重要的指標(biāo)，如果能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出某代棉鈴蟲輕發(fā)生，則可以少用藥或不用藥，這樣既不影響棉花正常生長(zhǎng)，還能減少防治成本，避免農(nóng)藥污染環(huán)境；如果能準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出某代棉鈴蟲大發(fā)生，則可以在大發(fā)生前10 d，做好防治藥劑儲(chǔ)備和各項(xiàng)技術(shù)準(zhǔn)備工作，減少某代棉鈴蟲的為害。為了找出棉鈴蟲發(fā)生量的規(guī)律，本研究對(duì)2008—2014 年新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師墾區(qū)（簡(jiǎn)稱新疆第六師墾區(qū)）棉鈴蟲發(fā)生量與溫度、降雨量、越冬基數(shù)、麥田掃網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸納整理分析，總結(jié)出新疆第六師墾區(qū)越冬代、2 代棉鈴蟲發(fā)生量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的方法，并從2015 年開始用于指導(dǎo)新疆第六師墾區(qū)9.33萬hm2棉花大田防治，以期大幅度減少棉鈴蟲的防治費(fèi)用。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查作物、時(shí)間與地點(diǎn)

2008 年4 月1 日至2023 年6 月8 日，對(duì)新疆第六師墾區(qū)內(nèi)的棉花、小麥進(jìn)行調(diào)查。

調(diào)查地點(diǎn)：棉鈴蟲越冬基數(shù)調(diào)查在新疆第六師101 團(tuán)、102 團(tuán)、103 團(tuán)、105 團(tuán)、106 團(tuán)，新湖農(nóng)場(chǎng)、芳草湖農(nóng)場(chǎng)、共青團(tuán)、軍戶農(nóng)場(chǎng)、土墩子農(nóng)場(chǎng)、六運(yùn)湖農(nóng)場(chǎng)、紅旗農(nóng)場(chǎng)、奇臺(tái)農(nóng)場(chǎng)13 個(gè)團(tuán)（農(nóng)場(chǎng)）進(jìn)行。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 棉鈴蟲越冬基數(shù)調(diào)查 由新疆第六師墾區(qū)的植保員于每年10 月15 日后在棉花田、蔬菜田、冬麥田內(nèi)挖蛹，每種作物挖蛹面積不少于100 m2，次年3月底前在上述農(nóng)田再次挖蛹，記錄棉鈴蟲蛹的數(shù)量［5］。

1.2.2 麥田掃網(wǎng)法 每年6 月8 日，在新疆第六師墾區(qū)種植小麥的13 個(gè)團(tuán)（農(nóng)場(chǎng)）采用麥田掃網(wǎng)法統(tǒng)計(jì)棉鈴蟲的數(shù)量。根據(jù)每個(gè)團(tuán)（農(nóng)場(chǎng)）麥田數(shù)量選擇3～100 塊麥田，在麥田內(nèi)沿著小行邊走邊用捕蟲網(wǎng)掃麥穗頭部，從左至右，再從右至左為一復(fù)網(wǎng)，每塊麥田選點(diǎn)不少于3 個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)行走距離不少于40 m，每塊麥田總掃網(wǎng)數(shù)量不少于100 復(fù)網(wǎng)。掃完后，記錄網(wǎng)內(nèi)棉鈴蟲幼蟲量、蟲齡以及各類昆蟲數(shù)量。日均溫、降雨量數(shù)據(jù)來自新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第六師氣象局。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、作圖均利用Excel 軟件處理。棉鈴蟲發(fā)生程度采用《中國棉花害蟲預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)、區(qū)劃和方法》［5］，采用5 級(jí)分法，1 級(jí)（輕發(fā)生），指受害允許密度以下的卵量和蟲量；2 級(jí)（中偏輕），指介于輕發(fā)生和中發(fā)生之間的卵量和蟲量；3 級(jí)（中發(fā)生），指多年發(fā)生的卵量和蟲量的平均值；4 級(jí)（中偏重），指介于中發(fā)生、大發(fā)生之間的卵量和蟲量；5級(jí)（大發(fā)生），指該地區(qū)歷史上一些高年份的卵量和蟲量。

2 結(jié)果與分析

2.1 越冬代棉鈴蟲發(fā)生量與溫度的關(guān)系

昆蟲都是變溫動(dòng)物，其打破滯育、發(fā)育進(jìn)程與溫度和積溫都有密切關(guān)系［6，7］，對(duì)2008—2014 年新疆第六師墾區(qū)的侯、旬均溫（圖1、圖2）和越冬代棉鈴蟲發(fā)生程度（圖3）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。從圖1、圖2、圖3可以看出，2008 年新疆第六師墾區(qū)的侯均溫明顯高于歷年常量，當(dāng)年新疆第六師墾區(qū)越冬代棉鈴蟲大發(fā)生，其余年份棉鈴蟲中發(fā)生或中偏輕發(fā)生。棉鈴蟲發(fā)生量與4—5 月的侯均溫呈正相關(guān)。2008 年5月中下旬至6 月上旬新疆第六師墾區(qū)的旬均溫明顯較其他年份高，當(dāng)年該墾區(qū)越冬代棉鈴蟲大發(fā)生，其余年份，越冬代棉鈴蟲中發(fā)生或中偏輕發(fā)生。

圖1 2008—2014 年4—6 月新疆第六師墾區(qū)的侯均溫

圖2 2008—2014 年4—6 月新疆第六師墾區(qū)的旬均溫

圖3 2008—2014年新疆第六師墾區(qū)越冬代棉鈴蟲發(fā)生程度

2.2 越冬代棉鈴蟲發(fā)生量與4—6月降水量的關(guān)系

統(tǒng)計(jì)出2008—2014 年新疆第六師墾區(qū)4—6 月侯、旬降水量數(shù)據(jù)（圖4、圖5），對(duì)比該墾區(qū)越冬代棉鈴蟲發(fā)生程度（圖3）可知，2008—2014 年新疆第六師墾區(qū)4—6 月侯、旬降水量與當(dāng)年越冬代棉鈴蟲發(fā)生程度無相關(guān)性。

圖4 2008—2014 年4—6 月新疆第六師墾區(qū)的侯降雨量

圖5 2008—2014 年4—6 月新疆第六師墾區(qū)的旬降雨量

2.3 越冬代棉鈴蟲發(fā)生程度與前一年越冬基數(shù)的關(guān)系

研究表明，越冬代棉鈴蟲羽化量與前一年棉鈴蟲越冬蛹基數(shù)呈正相關(guān)［8-15］，對(duì)比分析2005—2014年新疆六師墾區(qū)棉田越冬代棉鈴蟲發(fā)生程度和前一年秋季棉鈴蟲越冬蛹的數(shù)量。由圖6 可知，2007 年秋季該墾區(qū)棉鈴蟲越冬蛹的數(shù)量屬于正常年景，2008 年棉鈴蟲大爆發(fā)，2009 年秋季棉鈴蟲越冬蛹數(shù)量較大，2010 年棉鈴蟲中偏重發(fā)生；2012 年秋季棉鈴蟲越冬蛹數(shù)量較少，但2013 年棉鈴蟲中偏重發(fā)生，這說明第六師墾區(qū)的越冬代棉鈴蟲羽化與前一年棉鈴蟲越冬蛹的數(shù)量無關(guān)。

圖6 2005—2014 年新疆第六師墾區(qū)棉鈴蟲越冬基數(shù)與次年越冬代棉鈴蟲發(fā)生程度的關(guān)系

2.4 二代棉鈴蟲羽化發(fā)生量預(yù)測(cè)研究

新疆第六師墾區(qū)二代棉鈴蟲危害較嚴(yán)重，常年發(fā)生期是6 月20 日至7 月25 日。分析2008—2014年每年的6 月8 日新疆第六師墾區(qū)棉鈴蟲幼蟲數(shù)量和棉田2 代實(shí)際棉鈴蟲發(fā)生程度（表1）。由表1 可知，每年6 月8 日麥田幼蟲數(shù)量與棉田2 代棉鈴蟲發(fā)生量呈正相關(guān)，整理歸納得到二者的關(guān)系，見表2。

表1 2008—2014 年新疆第六師墾區(qū)棉鈴蟲幼蟲數(shù)量與2 代棉鈴蟲發(fā)生程度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表2 新疆第六師墾區(qū)棉鈴蟲幼蟲數(shù)量與2 代棉鈴蟲發(fā)生程度的關(guān)系

2.5 驗(yàn)證2015—2023 年預(yù)測(cè)棉鈴蟲發(fā)生量與實(shí)際發(fā)生量的符合度

使用上述預(yù)測(cè)方法，對(duì)2015—2023 年新疆第六師墾區(qū)越冬代和2 代棉鈴蟲發(fā)生量進(jìn)行預(yù)測(cè)，檢驗(yàn)預(yù)測(cè)棉鈴蟲發(fā)生量方法的準(zhǔn)確性、可靠性。

對(duì)2008—2023 年新疆第六師墾區(qū)4—6 月旬平均氣溫與越冬代棉鈴蟲發(fā)生量預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，由圖7 可知，2008 年、2015 年、2020 年、2022 年該墾區(qū)旬平均氣溫明顯高于常年，預(yù)測(cè)越冬代棉鈴蟲發(fā)生量是4～5 級(jí)（中偏重至大發(fā)生），棉鈴蟲實(shí)際發(fā)生量與預(yù)測(cè)相符合。

圖7 2008—2023 年新疆第六師墾區(qū)4—6 月旬平均氣溫

分析2015—2023 年新疆第六師墾區(qū)麥田掃網(wǎng)法統(tǒng)計(jì)的棉鈴蟲數(shù)量與當(dāng)年2 代棉鈴蟲發(fā)生量的關(guān)系，由表3、表4 可知，除2020 年因新型冠狀病毒感染疫情的影響沒有試驗(yàn)數(shù)據(jù)外，其他年份預(yù)測(cè)符合率均為100%。

表3 2015—2023 年新疆第六師墾區(qū)麥田掃網(wǎng)棉鈴蟲數(shù)量（單位：頭/百復(fù)網(wǎng)）

表4 2015—2023 年麥田掃網(wǎng)預(yù)測(cè)棉鈴蟲數(shù)量與實(shí)際發(fā)生情況的符合率

2022 年5 月氣溫異常升高，通過2022 年的旬氣溫變化預(yù)報(bào)了當(dāng)年棉鈴蟲越冬代大發(fā)生，結(jié)合測(cè)報(bào)數(shù)據(jù)，提前在5 月25 日開展新疆第六師墾區(qū)麥田掃網(wǎng)，要求百復(fù)網(wǎng)棉鈴蟲在4 頭以上麥田開展化學(xué)防治，降低棉鈴蟲基數(shù)，通過2～3 次化學(xué)防治，防效好的團(tuán)（農(nóng)場(chǎng)），棉田2 代棉鈴蟲發(fā)生均在3 級(jí)以下，避免了重大損失，相反軍戶農(nóng)場(chǎng)幾乎沒有開展麥田化學(xué)防治，當(dāng)年玉米田、番茄田棉鈴蟲大發(fā)生，損失嚴(yán)重。

3 小結(jié)與討論

以往預(yù)測(cè)各代棉鈴蟲發(fā)生量，需要多因子耦合出函數(shù)公式，計(jì)算方法繁瑣［16-21］，不利于各級(jí)植保站進(jìn)行預(yù)報(bào)，指導(dǎo)農(nóng)民開展棉鈴蟲的防治。

新疆第六師墾區(qū)棉鈴蟲發(fā)生量預(yù)測(cè)方法：①分析每年4—6 月侯均溫或旬均溫變化，可直觀地判斷出越冬代棉鈴蟲是否大發(fā)生。②6 月8 日采用麥田掃網(wǎng)法得到棉鈴蟲數(shù)量為0～3 頭/百復(fù)網(wǎng)，棉田2 代棉鈴蟲輕發(fā)生；4～10 頭/百復(fù)網(wǎng)，棉田2 代棉鈴蟲中偏輕發(fā)生，10～20 頭/百復(fù)網(wǎng)，棉田2 代棉鈴蟲中偏重發(fā)生，＞20 頭/百復(fù)網(wǎng)，棉田2 代棉鈴蟲大發(fā)生。

經(jīng)過對(duì)2015—2023 年第六師墾區(qū)9.33 萬hm2大田實(shí)踐反復(fù)驗(yàn)證，結(jié)果表明，本研究的預(yù)測(cè)方法簡(jiǎn)單易行，符合率達(dá)100%，8 年間指導(dǎo)各地大田防治，節(jié)約了大量防治棉鈴蟲的費(fèi)用。

新疆各獨(dú)立的綠洲生態(tài)環(huán)境內(nèi)，作物種類、分布相對(duì)穩(wěn)定，空間相對(duì)獨(dú)立，形成獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境，按照本技術(shù)路線，通過校正相關(guān)的參數(shù)，即可歸納出指導(dǎo)各綠洲墾區(qū)大田棉鈴蟲的防治方法。

對(duì)于第六師墾區(qū)3 代棉鈴蟲發(fā)生量的預(yù)測(cè)，7 月后作物都進(jìn)入盛花期，棉鈴蟲食物來源種類多，棉鈴蟲世代重疊較多，很難從單一作物預(yù)測(cè)其發(fā)生量，除測(cè)量溫度、麥田掃網(wǎng)法外，可考慮從其他作物物候期等方面調(diào)查，進(jìn)一步找出預(yù)報(bào)3 代棉鈴蟲發(fā)生量的簡(jiǎn)便方法。