湘中地区五(4)代稻纵卷叶螟发生为害与气象条件的关系

胡国强, 邓 梅, 伍智文, 朱倩霞, 胡英超

(1.湖南省娄底市气象局, 娄底 417000; 2. 气象防灾减灾湖南省重点实验室,长沙 410118; 3. 湖南省娄底市农业局, 娄底 417000)



湘中地区五(4)代稻纵卷叶螟发生为害与气象条件的关系

胡国强1,2, 邓 梅1*, 伍智文1, 朱倩霞3, 胡英超1

(1.湖南省娄底市气象局, 娄底 417000; 2. 气象防灾减灾湖南省重点实验室,长沙 410118; 3. 湖南省娄底市农业局, 娄底 417000)

为探明湖南省中部地区五(4)代稻纵卷叶螟的发生与气象条件的关系。本文利用娄底市2007-2014年期间稻纵卷叶螟的观测数据和气象数据,采用相关性分析和通径分析等方法,分析了五(4)代稻纵卷叶螟发生的气象特征,并建立了五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的预测模型。研究结果表明:温湿系数、相对湿度、日平均气温以及降水日数是影响五(4)代稻纵卷叶螟发生的主导决定因子,其中温湿系数的直接和间接作用最大,表明五(4)代稻纵卷叶螟对温度和湿度有较高的要求;五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期出现的适宜气象条件为:温湿系数大于2.4,气温26～30℃,相对湿度在80%以上,且蛾高峰期出现的前两天和当天有降水的概率为88.9%。本文研究结果可为湖南省中部地区稻纵卷叶螟的准确测报和科学防控提供参考。

稻纵卷叶螟; 气象条件; 相关分析; 通径分析; 蛾高峰期

近年来,由于耕作制度调整,杂交稻、优质稻大面积推广种植,桥梁田增多,农田生态平衡遭到破坏,天敌控制力减弱;受季风气候变化的影响,以及当地气候环境适宜等为稻纵卷叶螟提供了优越的环境条件,稻纵卷叶螟常呈暴发性发生为害[1]。2003、2005、2007、2008 年为近年来特大发生年,给水稻生产带来了巨大的损失[2-3]。湖南省娄底市是国家重要的商品粮基地市之一,常年水稻种植面积达 20万hm2左右。

稻纵卷叶螟是娄底市普遍性、常发性害虫。该地区具有明显的水稻生产区位优势,从4月开始到10月都处于水稻生长发育季节,能为稻纵卷叶螟提供丰富的食料条件和适宜的生存环境[4-5]。按照全国稻纵卷叶螟发生区划分的方法,娄底市属于江岭区的岭北亚区,稻纵卷叶螟常年发生5～6代,即第二代-第六代(第七代)。其中,五(4)代稻纵卷叶螟为主害代之一,虫源较复杂,以本地繁殖为主,有部分迁入和迁出,主要为害一季中稻和双季晚稻。据统计五(4)代稻纵卷叶螟暴发频率较高,发生面积较大,危害性较强。如据调查2010年娄底市五(4)代稻纵卷叶螟中等偏轻发生,发生面积6.27万hm2, 防治9.0万hm2,通过防治挽回损失6.99万t,防治后仍然损失4.95万t。气象条件是影响稻纵卷叶螟发生轻重的重要决定因素,雨日多、湿度大对稻纵卷叶螟发生最有利,适温高湿情况下,有利于成虫产卵、卵孵化和幼虫成活[6-7]。据唐平等[8]的研究稻纵卷叶螟生长发育的适宜温度为22～28℃,相对湿度为80%以上。丁海红等[9]认为,稻纵卷叶螟大暴发的基础条件是虫源基数大,后期的气候条件适宜是必要条件。

7-8月是五(4)代稻纵卷叶螟发生时期,也是娄底市的主汛期,气温较高,降水日数和降水量都较多,且该时段是一季稻和双季晚稻生长发育的关键期,为稻纵卷叶螟的发生提供了适宜的环境条件,对娄底市的水稻生产构成巨大威胁。稻纵卷叶螟田间种群动态因同时受到环境因子的综合作用,故有必要分析环境因子对种群动态的影响。本文根据娄底市2007-2014年的稻纵卷叶螟发生资料和气象资料,分析得到影响五(4)代稻纵卷叶螟发生的关键气象因子,并据此建立了预测模型;另外,分析了五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期的气象条件,得到蛾高峰发生期的气象条件特征,为娄底市有效防治稻纵卷叶螟提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的确定

根据稻纵卷叶螟测报调查规范确定五(4)代稻纵卷叶螟发生的程度,将其分为轻、中偏轻、中等、中偏重和大发生5级,如表1[10]。

表1 稻纵卷叶螟发生程度分级Table 1 Occurrence degree classification of Cnaphalocrocis medinalis

1.2 资料数据

稻纵卷叶螟田间调查数据来源于娄底市植保植检站提供的2007-2015年期间农作物重大病虫害防治周报及娄底市气象台农气人员观测的频振式测报灯灯下诱蛾资料;气象资料由娄底市气象局提供,包括2007-2014年的相对湿度、降水、平均温度和日照时数等逐日数据。

1.3 分析方法

根据中华人民共和国国家标准稻纵卷叶螟测报技术规范[10],得知本稻区五(4)代稻纵卷叶螟发生时间为7月21日至8月20日左右。因而选择此时间段的相对湿度、日平均气温、降水强度、降水日数、日照时数、降水量以及温湿系数等主要气象因子,与稻纵卷叶螟发生程度进行相关性分析和通径分析,并统计了五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰发生期的气象条件。

2 结果与分析

2.1 五(4)代稻纵卷叶螟发生程度与相关气象因子的通径分析

2007-2014年五(4)代稻纵卷叶螟发生期间天气条件见表2。基于此数据,对五(4)代稻纵卷叶螟发生程度与气象因子进行了通径分析(表3)。影响五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的7个条件因子中,相对湿度的相关性最高,相关系数为0.981,达到极显著水平,其直接作用效应较大,通径系数为0.121,且通过日平均气温和日降水量产生较大的间接作用。温湿系数、日平均气温和降水日数对五(4)代稻纵卷叶螟发生程度影响也都达到极显著水平,温湿系数的直接作用和通过其他气象因子产生的间接作用最大,间接作用在0.151～0.256之间。日平均气温和降水日数通过相对湿度、日照时数和降水日数产生较大的间接作用,日平均气温的直接作用较大,通径系数为0.125。说明温湿系数、相对湿度、日平均气温和降水日数是影响五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的主要关键因子,尤其是温湿系数,说明五(4)代稻纵卷叶螟在其生长的时段内对温度和湿度的要求较高。日照时数、日降水量和五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的相关性达到显著水平,产生的直接作用较小,通径系数为0.093、0.099,两者通过其他气象条件因子产生的间接作用较小。降水强度对五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的直接、间接影响作用都不明显。

表2 2007-2014年娄底五(4)代稻纵卷叶螟发生期气象条件Table 2 Weather conditions during the occurrence of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis in Loudi from 2007 to 2014

1) 降水强度=降水量(mm)/降水日数(d)；2)农作物害虫在其适宜生长时间范围内的平均相对湿度或降水量与平均温度的比值,称为该时段的温湿(雨)系数(Q)[11]。

1) Precipitation intensity=precipitation (mm)/ precipitation days (d); 2) Ratio of the average relative humidity or precipitation and the mean temperature which is suitable for crop pest growth, called temperature and humidity (rain) coefficient.

表3 气象条件因子与五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的相关和通径分析Table 3 Correlation and path analysis between meteorological conditions and the occurrence degree of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

用决定系数(R2)来度量各因子对五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的影响程度。在各气象因子对发生程度的通径分析中,计算得到各通径节的决定系数之和为0.962,根据总的决定系数之和为1的原理,则误差项的决定系数为1-0.962=0.038。表明影响五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的96.2%是由上述7个气象因子引起的,尚有3.8%是由其他不明的因素以及调查误差引起的。

2.2 五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的预测模型

由于温湿系数在一定程度上可以替代日平均气温和相对湿度对五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的影响,另外,日降水量和降水强度的相关性达到极显著水平。因此,去除日平均气温、相对湿度和日降水量独立因子的影响,通过对五(4)代稻纵卷叶螟发生程度(y)和温湿系数(x1)、日照时数(x2)、降水日数(x3)和降水强度(x4)进行多元回归分析,建立了五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的预测模型:y=-7.994+4.364x1+0.005x2-0.239x3+0.053x4,该模型预测的准确性达到显著水平(F=29.705>F0.01=27.49)。以娄底市2007-2014年的相关数据进行回代检验,得到的结果和实况发生等级一致。并用2015年的相关数据进行验证,显示2015年娄底市五(4)代稻纵卷叶螟发生等级为3级,和娄底市植保植检站提供的发生等级一致。

2.3 影响五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期的气象条件分析

经统计分析,2007-2014年五(4)代稻纵卷叶螟发生期娄底市的地面温度变化幅度为22～32℃,而五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰发生期间地面温度为26～30℃。在26～30℃温度范围内,五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰的概率是 77.8%,特别是蛾高峰发生的前一天,地面温度基本都在26～30℃之间(表4)。

表4 五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期地面温度(t)各级出现的百分率统计1)Table 4 Statistical percentage of different levels of surface temperature (t) during the moth peak time of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

1) 2天平均为蛾高峰暴发当天和前第1天气象要素的平均情况;3天平均为蛾高峰暴发当天、前第1天和前第2天气象要素的平均情况(表5、6同)。

Mean for 2 days is the average of meteorological factors of the moth peak day and one day before the moth peak; mean for 3 days is the average of meteorological factors of the moth peak day, 1 day before the peak and 2 days before the peak (the same below).

温度适宜的情况下,降水和相对湿度是影响蛾发生量的重要因子。在适温下,相对湿度适当时成虫怀卵率明显提高,卵孵化率也会提高;干旱少雨时,怀卵率和卵孵化率都显著降低;雨量过大对成虫活动、卵的附着以及低龄幼虫的存活都不利,会造成蛾高峰期蛾数量减少。统计分析娄底市2007-2014年五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期的降水和相对湿度情况得知(表5):蛾高峰发生期的当天相对湿度在80%以上的占88.8%,且蛾高峰发生的前一天相对湿度都在80%以上;在蛾高峰期暴发的前2天和当天基本都有降水,其概率为88.9%。因此,在适温情况下,相对湿度在80%以上的高温高湿天气为稻纵卷叶螟蛾高峰的发生提供了非常有利的条件。

最后统计分析得到五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期温湿系数(Q)各级出现的百分率(表6)发现,五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期出现期间的温湿系数较大，在2.4以上,表明当平均相对湿度与平均温度的比值在2.4以上时,温度在26～30℃,相对湿度在80%以上的情况下,蛾高峰出现的可能性较大,应注意虫害并采取相应的防虫灭虫措施。

3 结论与讨论

根据相关和通径分析结果表明:温湿系数、相对湿度、日平均气温和降水日数是影响五(4)代稻纵卷叶螟发生程度的主要关键因子,尤其是温湿系数,说明五(4)代稻纵卷叶螟对温度和湿度的要求较高;日照时数、日降水量和降水强度的直接作用较大,且主导因子通过其他气象条件因子产生间接作用较大。

五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期出现的适宜气象条件为:温湿系数大于2.4,气温26～30℃,相对湿度在80%以上,且蛾高峰期出现的前两天和当天有降水的概率为88.9%。

表5 五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期地面相对湿度(RH)各级出现的百分率统计Table 5 Statistical percentage of different levels of relative humidity (RH) during the moth peak time of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

表6 五(4)代稻纵卷叶螟蛾高峰期温湿系数(Q)各级出现的百分率统计Table 6 Statistical percentage of different levels of temperature-humidity coefficient (Q) during the moth peak time of the fourth generation of Cnaphalocrocis medinalis

五(4)代稻纵卷叶螟是娄底地区发生面积较大和为害程度较严重的水稻害虫。其发生和为害的轻重,除了受到自身生物学特性的影响外,还受到很多其他环境因子的影响,其中气象因子是稻纵卷叶螟暴发及其发生程度的关键决定因子。因此,防治五(4)代稻纵卷叶螟时,首先要根据其发生期的降水 情况、日平均气温和相对湿度等气象因子,预测当年五(4)代稻纵卷叶螟的发生程度和蛾高峰期的发生,以主导因子动态作为五(4)代稻纵卷叶螟数量变化预测指标建立预测模型,文中的回归关系模型达到显著水平,具有较好的预测预报参考价值;同时加强虫情监测和预报,即可及时有效地开展防治。

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[11]全国农业技术推广服务中心. 农作物有害生物测报技术手册[M]. 北京:中国农业出版社,2006:33-34.

(责任编辑：田 喆)

The relationship between the occurrence of the fourth generation ofCnaphalocrocismedinalis(Guenée) and meteorological conditions in central Hunan Province

Hu Guoqiang1,2, Deng Mei1, Wu Zhiwen1, Zhu Qianxia3, Hu Yingchao1

(1.Loudi Municipal Meteorological Bureau, Hunan, Loudi 417000, China; 2. Provincial Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Mitigation, Changsha 410118, China;3.Loudi Municipal Bureau of Agriculture, Hunan, Loudi 417000, China)

In order to investigate the correlation between the occurrence of the fourth generation ofCnaphalocrocismedinalis(Guenée) and meteorological conditions in central Hunan Province, eight years’ data (2007-2014) of Loudi District, Hunan Province were collected, and correlation and path analysis methods were used. The results showed that: Firstly, temperature and humidity coefficient, relative humidity, average temperature and rainy day are the dominant determining factors affecting the occurrence of the fourth generation ofC.medinalis; secondly, the direct and indirect effects of temperature and humidity coefficient are the maximum, suggesting that the fourth generation ofC.medinaliswas influenced significantly by temperature and humidity during the growth period; finally, the moth peak of the fourth generation ofC.medinalisoccurred when (i) temperature and humidity coefficient was greater than 2.4; (ii) the temperature was 26-30℃; (iii) relative humidity was above 80%, and (iv) the probability of precipitation two days before and the day at the moth peak was 88.9%.

Cnaphalocrocismedinalis; weather conditions; correlation analysis; path analysis; moth peak time

2015-10-09

2015-11-25

湖南省气象局科技项目(XQKJ15B091)

S 435.112.1

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.05.015

* 通信作者 E-mail:929023370@qq.com