北方春玉米區(qū)玉米大斑病經(jīng)濟(jì)閾值評估

摘要

為了摸清玉米大斑病的最佳防治時間、防治次數(shù)，以達(dá)到最少投入和最佳的防治效果，本研究通過設(shè)置大斑病不同病級梯度、不同防治次數(shù)的藥效試驗，從而確定大斑病的經(jīng)濟(jì)閾值。結(jié)果表明：大斑病病情指數(shù)（X）與產(chǎn)量損失率（Y）的回歸方程為Y=0.010 3X1.732 6，以40%丁香·戊唑醇懸浮劑與25%嘧菌酯懸浮劑混配劑對大斑病進(jìn)行防治，與施藥1次相比，施藥2次增加的凈利潤僅為147.89元/hm2，從成本收益、農(nóng)藥減施角度考慮，確定大斑病藥劑防治以1次為宜，以此為測算依據(jù)，結(jié)合公主嶺地區(qū)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)量、價格、藥劑、施藥成本等因素，確定大斑病經(jīng)濟(jì)損失允許水平（economic injury level，EIL）為32.20;建立防治初期病情指數(shù)（x）與防治后病情指數(shù)（y）的回歸方程y=19.681+3.141x，確定大斑病經(jīng)濟(jì)閾值 （economic threshold，ET）為3.99。

關(guān)鍵詞

玉米大斑病; 經(jīng)濟(jì)閾值; 經(jīng)濟(jì)允許損失水平; 北方春玉米區(qū)

中圖分類號：

S 435.131

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2024531

Evaluation of the economic threshold for northern corn leaf blight in the spring maize region of Northern China

WANG Xue1，2#， MENG Lingmin1#， JIA Jiao1， BAI Xue1， WANG Yisheng1， ZHANG Wei1，WU Hongbin1， SU Qianfu1*

（1. Institute of Plant Protection， Jilin Academy of Agricultural Sciences （Northeast Agricultural Research Center of China），

Key Laboratory of Integrated Crop Pest Management in Northeast China， Ministry of Agriculture and Rural Affairs，

Changchun 130033， China; 2. College of Plant Protection， Jilin Agricultural University， Changchun 130022， China）

Abstract

To determine the optimal timing and frequency of chemical control for northern corn leaf blight （NCLB） and to achieve the best economic and control outcomes with minimal input， this study conducted efficacy trials under varying disease severity levels and treatment frequencies. The regression model between disease index （X） and yield loss rate （Y） was established as： Y=0.010 3X1.732 6.

When a mixture of wumoxystrobin·tebuconazolesc 40% SC and azoxystrobin 25% SC was used to prevent and control northern wrn leaf blight.

The results showed that applying fungicide twice provided only a marginal increase in net profit （147.89 yuan/hm2） compared to a single application. From the perspectives of costbenefit balance and pesticide reduction， a single application was deemed more economical and environmentally friendly. Based on this， and taking into account local yield levels， maize price， pesticide costs， and application expenses in Gongzhuling， the economic injury level （EIL） was calculated as 32.20. Furthermore， regression analysis of the initial disease index before spraying （x） and final disease index after spraying （y） yielded the equation： y=19.681+3.141x. Using this model， the economic threshold （ET） for initiating fungicide application was determined to be 3.99.

Key words

northern corn leaf blight; economic threshold; economic injury level; spring maize region in Northern China

在北方春玉米區(qū)，由于玉米感大斑病品種種植面積大、品種抗性水平降低、病原菌致病力變化［1］、氣象因素異常等諸多不利因素，使其在局部地區(qū)仍存在暴發(fā)流行的風(fēng)險。2003年-2006年，大斑病在東北早熟春玉米區(qū)大范圍流行，2010年左右，遼寧省和黑龍江省大斑病病株率50%以上［2］，2012年大斑病在吉林省暴發(fā)流行，發(fā)生面積53.73萬hm2，發(fā)生嚴(yán)重的地塊產(chǎn)量損失24.19%～46.15%［3］，2013年-2019年吉林省玉米大斑病發(fā)生面積雖逐年下降，但2019年發(fā)生面積也有22.23萬hm2，大斑病的流行與暴發(fā)對玉米豐產(chǎn)豐收構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，吉林省大斑病造成的產(chǎn)量損失常年在8%左右［4］，部分地塊減產(chǎn)20%～30%，發(fā)生嚴(yán)重時，減產(chǎn)可達(dá)到50%甚至更高［5］。大斑病發(fā)生區(qū)域廣泛，發(fā)病周期長，對產(chǎn)量威脅大，生產(chǎn)上普遍采用快速高效的化學(xué)防治方法，其核心為科學(xué)掌握施藥時機(jī)、合理確定施藥次數(shù)，最大限度地減少病害的產(chǎn)量損失，保證生產(chǎn)效益最大化，因此，生產(chǎn)上經(jīng)濟(jì)閾值（economic threshold， ET）的確定對大斑病的科學(xué)防治尤為重要。

經(jīng)濟(jì)閾值是用來判斷病蟲草鼠害在允許危害水平內(nèi)需要防治干預(yù)時的數(shù)量指標(biāo)，這一指標(biāo)在減少防治成本，推動農(nóng)藥減施以及環(huán)境保護(hù)等方面具有重大意義。目前，經(jīng)濟(jì)閾值在病蟲草鼠害的綜合防治上已廣泛應(yīng)用。代玉立等［6］通過對福建地區(qū)鮮食玉米大斑病病情指數(shù)與產(chǎn)量損失的研究，制定了不同用藥水平下的經(jīng)濟(jì)閾值。呂國強(qiáng)等［7］對小麥條銹病病葉率、病情指數(shù)與產(chǎn)量損失率進(jìn)行研究，推算出小麥揚(yáng)花期（防治適期）的經(jīng)濟(jì)閾值，即病葉率0.35%，病情指數(shù)0.06。李妍穎等［8］通過對陜西省楊凌區(qū)亞洲玉米螟Ostrinia furnacalis 不同蟲口密度的產(chǎn)量損失，最終確定了防治指標(biāo)為315頭/百株。Kushwaha等［9］確定了水稻褐飛虱Nilaparvata lugens的防治指標(biāo)。陳培育等［10］建立了夏玉米區(qū)草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda 幼蟲在玉米苗期、喇叭口期、吐絲期等3個時期的防治指標(biāo)。范保銀等［11］針對不同蘋果品種制定了桃小食心蟲Carposina sasakii 的經(jīng)濟(jì)閾值。劉文莉等［12］研究了不同密度稗Echinochloa crusgalli和苘麻Abutilon theophrasti對春玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量性狀的影響，確定了不同除草方案下的經(jīng)濟(jì)閾值。梁紅春等［13］利用玉米田大倉鼠Tscherskia triton捕獲率與受害率的關(guān)系模型制定出玉米田防治大倉鼠的經(jīng)濟(jì)閾值。

經(jīng)濟(jì)閾值已在多種作物的病蟲害趨勢預(yù)測預(yù)報和綜合防治等方面發(fā)揮了重要作用，然而，關(guān)于北方春玉米大斑病經(jīng)濟(jì)閾值的報道仍較為少見，因此，本研究通過設(shè)置不同大斑病病情指數(shù)梯度試驗，研究病情指數(shù)和產(chǎn)量損失率的關(guān)系，確定大斑病的防治指標(biāo)，以期為大斑病的精準(zhǔn)防治、農(nóng)藥減施、綠色防控等方面提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試品種：玉米大斑病感病品種‘KX3564’，購于烏魯木齊市潤禾元農(nóng)業(yè)科技有限公司。

供試藥劑：40%丁香·戊唑醇懸浮劑（coumoxystrobin·tebuconazole 40% SC），由吉林省八達(dá)農(nóng)藥有限公司生產(chǎn)，有效成分用量為240 g/hm2，25%嘧菌酯懸浮劑（azoxystrobin 25% SC），由天津市漢邦植物保護(hù)劑有限責(zé)任公司生產(chǎn)，有效成分用量為900 g/hm2。

供試菌株：玉米大斑凸臍蠕孢Exserohilum turcicum由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所分離、鑒定并保存。

1.2 方法

1.2.1 大斑病產(chǎn)量損失的測定

為明確玉米大斑病不同病級產(chǎn)量損失情況，2021年-2023年通過人工接種構(gòu)建1級、3級、5級、7級、9級病圃，并進(jìn)行產(chǎn)量測定。試驗地點在吉林省公主嶺市吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田（124.81°E，43.51°N），玉米大斑病常年普遍發(fā)生。試驗共設(shè)5個處理，3次重復(fù)（小區(qū)），每個小區(qū)種植6壟，壟長10 m，采取常規(guī)壟作，壟距65 cm，株距28 cm。5月1日前后播種，播種后按照相同水平進(jìn)行栽培管理，每年自6月開始調(diào)查大斑病病級，間隔5 d調(diào)查1次，直至9月上旬為止。9月上旬調(diào)查不同級別病圃的植株各100株，計算不同級別病圃病情指數(shù)，10月1日前后進(jìn)行測產(chǎn)。

5個處理分別為玉米在9月上旬時病情嚴(yán)重度級別達(dá)到1級、3級、5級、7級、9級。

構(gòu)建1級病圃分別于玉米大喇叭口期、灌漿期各噴施1次40%丁香·戊唑醇懸浮劑;構(gòu)建3級病圃于灌漿期噴施1次40%丁香·戊唑醇懸浮劑;構(gòu)建5級、7級、9級病圃分別于灌漿期、大喇叭口期及4葉期接種1～3次玉米大斑病菌。

接種方法采用高粱粒接種法和噴霧法［14］。玉米抽雄前采用高粱粒接種法，苗圃每株接種10 g帶菌高粱粒，接種至心葉中。抽雄后采用噴霧法，利用背負(fù)式噴霧器每株接種5～10 mL分生孢子懸浮液，分生孢子濃度為1×105～1×106個/mL。

測產(chǎn)采用測實產(chǎn)，將每個處理的2個邊壟去掉，取中間4壟測產(chǎn)，測定穗數(shù)、穗重、粒重、籽粒含水量等。

實測產(chǎn)量=［（實收穗重×出籽率）/實收穗數(shù)］×［（1-籽粒含水量）/（1-14%）］×667 m2種植株數(shù)；

出籽率=（實收粒重/實收穗重）×100%。

根據(jù)國家農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《玉米大斑病測報技術(shù)規(guī)程》NY/T35462020［15］，將玉米大斑病病情嚴(yán)重度分成6個級別：0級為全株葉片無病斑；1級為植株中下部葉片有零星病斑；3級為植株中下部葉片有少量病斑；5級為植株中下部葉片有大量病斑，上部葉片有少量病斑；7級為植株中下部葉片部分枯死，上部葉片有部分病斑；9級為植株中下部葉片大部分枯死，上部葉片有大量病斑，少數(shù)枯死。

1.2.2 玉米大斑病藥劑防效測定

試驗地點在吉林省公主嶺市吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗田，利用40%丁香·戊唑醇懸浮劑與25%嘧菌酯懸浮劑進(jìn)行混配防治玉米大斑病。試驗共設(shè)置2個處理，施藥1次和施藥2次，并設(shè)清水對照，每個處理3次重復(fù)。每個重復(fù)種植6壟，壟長10 m，壟距65 cm，株距28 cm。第1次施藥于大喇叭口前期田間初見病斑時（7月6日）進(jìn)行，第2次施藥于第1次施藥后的7 d（7月13日）進(jìn)行。

試驗調(diào)查采用五點取樣法，在7月6日、8月25日分別調(diào)查所有處理的發(fā)病級別，每點調(diào)查20株，計算病情指數(shù)、防效，10月中旬進(jìn)行測產(chǎn)。

病情指數(shù)（DI）=［∑（各級嚴(yán)重度分級值×各級嚴(yán)重度對應(yīng)植株數(shù)）/（調(diào)查總株數(shù)量×9）］×100;

防治效果=（空白對照區(qū)病情指數(shù)-藥劑處理區(qū)病情指數(shù)）/空白對照區(qū)病情指數(shù)×100%。

1.2.3 病情指數(shù)與產(chǎn)量損失率模型的建立

采用SPSS 26.0軟件，以玉米大斑病病情指數(shù)為自變量（X），以產(chǎn)量損失率為因變量（Y），利用回歸方法中的曲線估計構(gòu)建模型，通過R2和標(biāo)準(zhǔn)誤確定最優(yōu)模型。

1.2.4 允許損失率的測定

實際生產(chǎn)中，玉米大斑病普遍發(fā)生，很難存在0級，大斑病的防治是從初見病斑時進(jìn)行防治，故以1級病情條件下的產(chǎn)量作為對照，計算產(chǎn)量損失率，效益校正系數(shù)以收益覆蓋成本2倍計算。

產(chǎn)量損失率=（對照產(chǎn)量-處理產(chǎn)量）/對照產(chǎn)量×100%;

允許損失率=（防治成本×效益校正系數(shù)）/（出售單價×產(chǎn)量×防效）×100%。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Excel記錄數(shù)據(jù)，采用SPSS 26.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，構(gòu)建產(chǎn)量損失率與病情指數(shù)回歸模型、施藥后與施藥前的回歸模型，并推算玉米大斑病經(jīng)濟(jì)閾值。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米大斑病病情指數(shù)與產(chǎn)量損失率模型的建立

基于2021年-2023年玉米大斑病田間調(diào)查數(shù)據(jù)，整理了不同病級對應(yīng)的產(chǎn)量及產(chǎn)量損失率數(shù)據(jù)（表1），以病級1級的為對照組，產(chǎn)量損失率隨病級或病情指數(shù)升高呈現(xiàn)一致的增長趨勢。當(dāng)病級達(dá)到7級時，產(chǎn)量損失率出現(xiàn)明顯拐點，至9級時，損失率呈現(xiàn)急劇上升態(tài)勢，表明病級或病情指數(shù)與玉米產(chǎn)量有非線性關(guān)系。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)建立產(chǎn)量損失率Y與病情指數(shù)X的回歸方程，綜合比較R2、F值以及標(biāo)準(zhǔn)誤，其中冪函數(shù)的R2最大，標(biāo)準(zhǔn)誤最小，F(xiàn)值最大，擬合度效果最好。因此，產(chǎn)量損失率與病情指數(shù)的最優(yōu)方程為Y=0.010 3X1.732 6（表2）。

2.2 玉米大斑病經(jīng)濟(jì)損失允許水平（EIL）與經(jīng)濟(jì)閾值（ET）的確定

2.2.1 玉米大斑病經(jīng)濟(jì)損失允許水平（EIL）

處理1（施藥1次）與處理2（施藥2次）的病情指數(shù)、防效以及產(chǎn)量數(shù)據(jù)如表3所示，

施藥處理組與未施藥對照組相比，明顯降低了病情指數(shù)，挽回了產(chǎn)量損失。施藥2次較施藥1次防效提升7.66百分點，產(chǎn)量增加1.88%。結(jié)合公主嶺市玉米生產(chǎn)實際投入情況，玉米平均交易價格為2.24元/kg，無人機(jī)規(guī)?；w防施藥一次費(fèi)用為60元/hm2，40%丁香·戊唑醇懸浮劑與25%嘧菌酯懸浮劑復(fù)配劑藥劑成本為240元/hm2。通過對比，施藥2次比施藥1次產(chǎn)量每667m2增加13.33 kg，挽回產(chǎn)量199.95 kg/hm2，增收447.89元/hm2，但防治成本增加300元/hm2，增收凈利潤僅為147.89元/hm2，增收比例較小。因此，從成本收益及農(nóng)藥減施角度分析，藥劑防治以1次為宜，以化學(xué)防治增加的經(jīng)濟(jì)收益覆蓋成本2倍為計算依據(jù)（效益校正系數(shù)為2），產(chǎn)量損失率為4.22%。通過前文建立的產(chǎn)量損失率（Y）與病情指數(shù)（X）的回歸模型Y=0.010 3X1.732 6，將允許損失閾值設(shè)定為4.22時，經(jīng)濟(jì)損害允許水平（EIL）為32.20。該結(jié)果表明，當(dāng)田間病情指數(shù)等于32.20時，實施化學(xué)防治的經(jīng)濟(jì)效益正好覆蓋防控成本的2倍，該指標(biāo)的確定為大斑病的科學(xué)防控提供了量化決策依據(jù)。

2.2.2 玉米大斑病經(jīng)濟(jì)閾值（ET）的確定

施藥1次（處理1）防治初期病情指數(shù)、防治后病情指數(shù)的數(shù)據(jù)如表4所示。以防治后病情指數(shù)為因變量（y），防治初期病情指數(shù)為自變量（x），建立一元線性回歸模型：y=19.681+3.141x （R2=0.307， P=0.032lt;0.05）。以經(jīng)濟(jì)損害允許水平（EIL）=32.20為y值，根據(jù)上述回歸方程得到防治初期病情指數(shù)的經(jīng)濟(jì)閾值ET為3.99。結(jié)果表明，玉米大斑病感病品種的經(jīng)濟(jì)閾值較低（ET=3.99），該數(shù)值與大喇叭口期初見病斑時的病情指數(shù)相近，同時考慮施藥器械作業(yè)效率，建議對玉米大斑病感病品種采取預(yù)防為主的防治策略，最佳防治時期應(yīng)選擇在大喇叭口期初見病斑時進(jìn)行，以達(dá)到最佳防治效果并減少經(jīng)濟(jì)損失。這一量化指標(biāo)為玉米大斑病的科學(xué)防治提供了重要依據(jù)。

3 結(jié)論與討論

經(jīng)濟(jì)閾值是基于挽回作物損失的價值與防治成本相等條件下的病蟲草害的危害密度［16］，它在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中能夠發(fā)揮指導(dǎo)農(nóng)藥合理使用、優(yōu)化防治策略、節(jié)本增效、促進(jìn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展等重要作用。關(guān)秀杰等［17］從病級、病情指數(shù)的角度研究玉米彎孢葉斑病產(chǎn)量損失，利用經(jīng)濟(jì)閾值原理，確定了玉米彎孢葉斑病的病級和病情指數(shù)的防治指標(biāo)，為玉米彎孢葉斑病的早期預(yù)防提供了參考依據(jù)。劉德忠等［18］通過對玉米粗縮病病情指數(shù)、產(chǎn)量及產(chǎn)量損失的分析，結(jié)合實際生產(chǎn)投入，推算出不同產(chǎn)量水平下的經(jīng)濟(jì)閾值，為粗縮病化學(xué)防治提供了指標(biāo)參考。本研究通過對玉米大斑病病情指數(shù)與產(chǎn)量損失的研究，模擬實際生產(chǎn)條件下大斑病藥劑防治的防效，結(jié)合經(jīng)濟(jì)閾值原理，確定大斑病的防治指標(biāo)，該指標(biāo)的確定，為大斑病的早期防治、監(jiān)測預(yù)警提供了數(shù)據(jù)參考。

在玉米實際生產(chǎn)過程中，大斑病的防治仍以化學(xué)防治為主，針對大斑病的防治策略及防治時機(jī)很多學(xué)者做了大量的研究。如楊芳［19］針對2014年-2015年2年黑龍江省引龍河農(nóng)場玉米大斑病的發(fā)病情況，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀笠蛩?，建議7月上旬或玉米抽雄前進(jìn)行藥劑防治。王慶豐［20］提出遼寧地區(qū)玉米大斑病藥劑防治宜在7月-8月玉米抽雄關(guān)鍵時期，田間病葉率大于20%，病株率大于70%的條件下進(jìn)行。張麗等［21］認(rèn)為在玉米大喇叭口期采用化學(xué)防治大斑病具有顯著的防治效果。王彩霞［22］提出山東濱州玉米大斑病宜在玉米葉心末期進(jìn)行化學(xué)防治。大斑病的防治時期可結(jié)合生長時期判斷，但生長時期并非一個節(jié)點，而是一個時間段，時間跨度大，容易出現(xiàn)防治時期不精準(zhǔn)的問題;另外在防治時期跨度大的前提下，即使明確病葉率、病株率的調(diào)查指標(biāo)，也會出現(xiàn)因調(diào)查時間不同，調(diào)查結(jié)果存在差異的情況。本研究得出了大斑病防治指標(biāo)為3.99，即田間調(diào)查時，當(dāng)病情指數(shù)達(dá)到3.99就需開展化學(xué)防治，為大斑病的早期防治提出了定量指標(biāo)的參考建議。

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（責(zé)任編輯：田 喆）