川北不同海拔果园猕猴桃溃疡病病株的空间格局分析

王茹琳 李庆 刘原 陆兴利 王明田 文刚 罗家栋

摘要：采用隔行调查法调查川北不同海拔（高海拔、中海拔和低海拔）猕猴桃果园中猕猴桃溃疡病发生情况，利用经典的聚集度指标法和回归分析法对该病害的空间分布型进行测定。结果表明，3个不同海拔果园猕猴桃溃疡病病株在大田均呈聚集分布，分布的基本形式为个体群。分别计算了不同海拔猕猴桃溃疡病大田抽样的最适理论抽样数和序贯抽样数，确定了该病害抽样的最佳样方大小，提高调查抽样的效率。

关键词：猕猴桃溃疡病;空间分布型;抽样技术;不同海拔

中图分类号：S436.634.1         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）08-0079-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.08.018           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： An interlaced survey was conducted to investigate the occurrence of kiwifruit canker disease in kiwifruit orchards at different altitudes（high altitude， middle altitude and low altitude） in northern Sichuan. The spatial distribution pattern of the disease was determined by classical aggregation index method and regression analysis method. The results showed that kiwifruit canker disease plants at different altitudes were aggregated in the field， and the basic distribution form was individual population. The optimum theoretical sampling number and sequential sampling number for field sampling of kiwifruit canker disease at different altitudes were calculated， and the optimum sampling square size was determined.

Key words： kiwifruit canker; spatial pattern; sampling technique; different altitudes

猕猴桃溃疡病是一种细菌性植物病害，可通过苗木、风雨、昆虫及农事操作传播，嫁接穗条是长距离传播的主要方式，极易蔓延扩散，且难以根治，该病一旦发生，处理稍不及时，常造成毁园现象，严重威胁猕猴桃产业的可持续发展。

猕猴桃（Actinidia chinensis），属猕猴桃科（Actinidiaceae）猴桃属（Actinidia），具有丰富的营养价值和极高的经济价值，在四川仅次于柑橘、梨、桃、枇杷，为第五大水果，在农业生产中地位显著，且种植规模呈逐年扩大趋势[1]。目前四川全省猕猴桃种植面积占全国总面积的22%，位居全国第二。随着栽培面积的不断扩大，在引种、购苗和采粉过程中，由于缺乏合理布局规划和严格的检疫措施，造成猕猴桃溃疡病发生严重，对产业发展造成极大威胁[2]。化学方法是防治猕猴桃溃疡病的主要方法，而化学农药的滥用是导致中国猕猴桃无法跨入高端市场的重要因素之一。对于猕猴桃溃疡病病株的空间格局研究鲜有系统报道，研究猕猴桃溃疡病空间分布型，对提高病害田间调查准确度、预测预报具有着重要意义。本研究通过对四川省苍溪县不同海拔的猕猴桃果园进行系统的田间调查，利用经典的聚集度指标法和回归分析法对该病害的空间分布型进行测定，明确大田病株的空间分布格局，为全面研究四川省猕猴桃溃疡病的发生规律和综合防治提供理论参考。

1  材料与方法

1.1  调查方法

2018年3月下旬至4月初，于四川省广元市苍溪县进行调查，调查品种为红阳，分别调查高海拔 （>1 000 m）、中海拔（800～1 000 m）和低海拔（<800 m）果园猕猴桃溃疡病的发生情况。在发病盛期，不同海拔高度，选择栽培密度和立地条件相似，发病程度不同的10块猕猴桃园进行调查，采用隔行取样，以单株猕猴桃为样方，共取100株，分别记录猕猴桃溃疡病大田病株的株数和发病情况，计算发病率和病情指数。

式中，DR为发病率，Nd为病株数，N为调查总株数。

式中，DI为病情指数，Ga为发病级数，此处a=0、1……5，Na为a级别对应的病株数，Gmax为发病最重级的代表数值，N为调查总株数。发病级别按照张慧琴等[3]和张锋等[4]方法，略加改动，具体见表1。

1.2  空间分布型测定

1.2.1  聚集指标法  聚集指标参照沈佐锐[5]方法进行计算，包括平均拥挤度（m*）、扩散系数（C）、丛生指数（I）、聚集度指数（m*/m）、Cassie指标（CA）和负二项分布参数（K）等聚集度指标，测定猕猴桃溃疡病在果园的空间分布格局。

1.2.2  聚集原因分析  造成植物病害聚集的原因很多，如病害本身行为特性的聚集习性和某些外界环境因素。種群聚集均数（λ）是检验病株空间聚集原因的重要方法。计算公式为λ=mγ/aK，K代表负二项分布指数值，γ代表具有自由度等于2K的（卡方）分布的函数值[6]。

1.2.3  回归模型分析法  应用Iwao[7]回归分析法和Taylor[8]幂法则分别建立回归模型，综合分析猕猴桃溃疡病分布的内在结构。

Iwao[7]关系式为m*=α+βm，其中，m*为平均拥挤度，m为平均病级密度;Tayloy[8]关系式为lgs2=lga+blgm，其中，s2为样本方差，m为平均病级密度。

1.3  抽样技术研究

1.3.1  最适理论抽样模型  采用Iwao[9]的最适理论抽样模型对猕猴桃溃疡病的理论抽样数进行分析，并据其确定取样方式。

式中，N为猕猴桃溃疡病的最适理论抽样数，t为概率保证值，D为允许误差，m为平均病级密度，α、β分别为m*-m回归关系式中的截距和斜率。

1.3.2  序贯抽样模型  应用Iwao[10]提出的序贯分析模型，制定序贯抽样表，以此决定取样的样本数，并作为防治决策的依据。

式中，n为抽样数，t为分布临界值，α、β为m*-m关系式中的截距和斜率，m0为防治指标。

2  结果与分析

2.1  不同海拔果园猕猴桃溃疡病病株的空间格局及影响聚集的因素分析

2.1.1  不同海拔果园猕猴桃溃疡病病株的空间格局分析  不同海拔果园猕猴桃病株空间分布的聚集度指标计算结果见表2。由表2可知，大田病株在高、中、低海拔样本田地中的平均拥挤度或个体邻居数分别介于2.907～3.833、1.273～3.806、1.687～3.306，表明不同海拔、不同病情的样地平均拥挤度存在较大差异。3个不同海拔果园的扩散系数C>1，丛生指数I>0，聚集度指数m*/m>1，Cassie指数CA>0，负二项分布参数K>0，说明猕猴桃溃疡病病株在3个海拔的空间图式均符合聚集分布，但聚集程度有一定差异。

根据负二项分布参数K的大小可比较聚集程度，高海拔果园中，样本田地2聚集程度最高，K达13.042，样本田地1聚集程度最低，K为1.199;中海拔果园中，样本田地8聚集程度最高，K达16.618，样本田地4聚集程度最低，K为0.669;低海拔果园中，样本田地4聚集程度最高，K达3.271，样本田地5聚集程度最低，K为0.643。

2.1.2  影响聚集的因素分析  3种海拔果园猕猴桃溃疡病病株田间分布的λ见表2。由表2可以看出，高海拔样本田块2、4、7、8、10，中海拔样本田块1、7、8、9的λ大于2，说明聚集行为与环境因素的共同影响是导致猕猴桃溃疡病在上述田块聚集的原因;高海拔样本田块1、3、5、6、9，中海拔样本田块2、3、4、5、6、10，低海拔所有样本田块的λ均小于2，表明猕猴桃溃疡病在上述田块的聚集是由某些环境如气候、栽培条件、植株生育状况等所致，而不是因为其本身的聚集习性。

2.2  回归模型分析

2.2.1  m*-m回归分析  将不同海拔果园的平均病级密度（m）和平均拥挤度（m*）按Iwao[9]提出的m*-m回归分析法进行线性回归，得到猕猴桃溃疡病病株3个海拔高度大田分布结构的相关回归关系式（表3）。由表3可知，高、中、低海拔m*-m回归关系式的α分别为1.981、1.284和1.243，均大于0，表明病株在大田中有明显的发病中心，个体群（小聚集团）是空间分布的基本成分，病株个体间相互吸引，中心病株的扩散和环境条件的影响是形成这种分布的原因;高、中、低海拔方程的β分別为0.486、0.744和0.816，均小于1，说明病株个体群（小聚集团）在田间趋于均匀分布。

2.2.2  Taylor幂法则  将方差（s2）与平均病级密度（m）利用Taylor幂法则进行拟合，建立幂相关大田病株的s2-m的回归方程，关系式见表4。由表4可知，其中3个海拔果园猕猴桃病株关系式的lga均大于0，b均小于1，说明病株个体的空间格局随着病株密度的增加趋于均匀分布。

2.3  抽样模型分析

2.3.1  理论抽样模型  分别将3种海拔果园猕猴桃病株的Iwao线性回归系数（表5）代入“1.3.1”中最适理论抽样公式，计算不同病情等级大田病株的理论抽样数，得到最适理论抽样模型为：N=t2（2.981/m-0.514）/D2（高海拔）、N=t2（2.284/m-0.256）/D2（中海拔）和N=t2（2.243/m-0.184）/D2（低海拔）。取t=1.96（95%置信区间的概率保证值），D=0.1，0.2，得到不同样本田块的理论抽样数（表5）。由表5可以看出，允许误差相同时，3个不同海拔猕猴桃病株的理论抽样数随平均病情等级的升高而减少，如允许误差D=0.2时，当平均病情等级为1.0时，高、中、低海拔果园猕猴桃的理论抽样数分别为237、195、198。当平均病情等级为2.5时，高、中、低海拔果园猕猴桃的理论抽样数分别为65、63、68;当平均病情等级相同时，随着允许误差的增大，3种不同海拔果园所需抽样数明显减少。

2.3.2  序贯抽样模型  根据猕猴桃溃疡病当地发病情况，拟定本研究中m0=0.5，将s2-m回归关系式的a和b代入公式，上下限计算公式为T0（n），T1（n）=1.25n±3.35（高海拔）、T0（n），T1（n）=1.25n±3.07（中海拔）、T0（n），T1（n）=1.25n±3.11（低海拔）。据此可建立猕猴桃溃疡病序贯抽样检索表（表6至表8）。累计病情等级除以取样数为平均病情等级，当所调查猕猴桃的累计病情等级超过上限时，应将该田块判定为防治对象田;当累计病情等级低于下限时，则可确定为不防治田;当累计病情等级在上下限之间时，则应继续抽样调查，以理论抽样模型中的最大抽样数终止抽样。

3  小结与讨论

研究植物病害空间分布格局，对深入理解病害流行的影响因素、消长规律和防控措施等具有重要意义。本研究通过对病害的田间调查，依据经典的数理统计方法对该病害的空间分布格局进行了研究。结果表明，根据聚集度指标测定，猕猴桃溃疡病在田间呈聚集分布。m*-m回归分析法分析表明，猕猴桃病株以个体群形式分布于大田且存在明显的发病中心。应用种群聚集均数检验病株聚集原因，表明猕猴桃溃疡病在一些田块是由其聚集行为与环境因素共同影响所致，而在其他田块则仅为某些环境因素等所致。通过理论抽样模型计算不同病情指数下的最适抽样数，表明随着病情指数的增加，大田病株所需抽样数也相应减少，通过此模型可为猕猴桃溃疡病田间取样提供参考，减少调查的盲目性。下一步工作中，应对四川全省猕猴桃溃疡病发病情况进行全面系统的调查，以明确不同发病区、不同品种、不同海拔的病株空间分布的差异，为四川省猕猴桃溃疡病的预测预报和综合防控体系的建立提供理论支撑。

参考文献：

[1] 涂美艳，黄昌学，陈  栋，等.四川猕猴桃产区溃疡病综合防治月历表[J].四川农业科技，2018（1）：31-33.

[2] 马  利，尹  勇，封传红，等.四川省猕猴桃溃疡病发生现状及绿色防控技术体系的建立[J].中国植保导刊，2017，37（11）：80-83.

[3] 张慧琴，李和孟，冯健君，等.浙江省猕猴桃溃疡病发病现状调查及影响因子分析[J].浙江农业学报，2013，25（4）：832-835.

[4] 张  锋，陈志杰，张淑莲，等.猕猴桃溃疡病药剂防治技术研究[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2005，33（3）：71-75.

[5] 沈佐锐.负二项分布与昆虫种群空间格局分析的研究现状[J].生物数学学报，1992（1）：81-94.

[6] 刘  磊，梁昌聪，曾  迪，等.香蕉枯萎病田间分布型及病原菌在植株上的分布[J].生态学报，2015，35（14）：4742-4753.

[7] IWAO S. Application of the method to the analysis of spatial patterns by changing the quadrat sizemethod to the analysis of spatial patterns by changing the quadrat size[J].Researches on population ecology，1972，14（1）：97-128.

[8] TAYLOR L R. Aggregation，variance and the mean[J].Nature，1961，189：732-735.

[9] IWAO S. A new regression method for analyzing the aggregation pattern of animal populations[J].Researches on population ecology，1968，10（1）：1-20.

[10] IWAO S，KUNO E. An approach to the analysis of aggregation pattern in biological populations[J].Statistical ecology，1971， 1（953）：269-275.

收稿日期：2018-10-22

基金項目：高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室科技发展基金项目（2018-重点-05-11;2018-青年-31）;国家现代农业产业体系四川水果创新团队猕猴桃病虫害综合防治岗位项目（2013-2018）

作者简介：王茹琳（1986-），男，山东烟台人，工程师，在读博士研究生，主要从事气候变化与病虫害关系研究工作，（电话）18215546541（电子信箱）wrl_1986_1@163.com;通信作者，王明田（1967-），男，高级工程师，主要从事农作物与气象指标研究工作。