三化螟田间为害丛率与为害株率相关性研究及应用

叶理清，王 婷，陈观浩



三化螟田间为害丛率与为害株率相关性研究及应用

叶理清1，王 婷2，陈观浩1*

（1. 广东省化州市农作物病虫预测预报站，广东 化州 525100；2. 广东省化州市河西农业技术推广站，广东 化州 525100）

研究三化螟为害丛率与为害株率的关系，建立相关模型，为该害虫的预测预报和综合治理提供科学依据。选取12块田间三化螟种群发生的调查数据，用为害株率（）和为害丛率（）分别拟合线性函数、一元二次函数、一元三次函数、对数函数、幂函数和指数函数6种不同模型，并用未建模的5块稻田资料进行验证应用。结果表明，各模型相关系数均达极显著水平，但综合Q、S值分析，以一元三次函数模型=-2.994 9+0.631 4-0.017 12+0.000 23为最优（Q和S值最小）。参与验证应用的4个模型，预测精度均在83%以上，其中一元三次函数模型精度高达92.6%。另外，利用优选出的数学模型建立了三化螟为害株率速查表。生产中可以应用拟合的最优数学模型对田间三化螟发生为害进行监测。

三化螟；危害率；相关性；数学模型

三化螟（Walker）是我国南方稻区重要钻蛀性害虫，该害虫在我国南方稻区常年危害，常造成大范围严重成灾[1-4]。三化螟野外调查是进行其种群数量预测、危害风险评估及制定防治策略的基础和关键。为害株率（螟害率）的调查是三化螟预测调查规范的重要内容[5-6]。然而，田间调查是一项劳动强度大、费工费时的艰苦工作，尤其是三化螟为害株率的调查，因其种群的聚集程度很高[7]，抽样调查工作量相当大。关于稻螟为害丛率与为害株率关系的研究，国内学者做了一些工作。魏洪义等[8]研究了二化螟田间为害株率与为害丛率间的关系；宁仲根等[9]应用零频率估计二化螟危害株率密度，但对三化螟的研究甚少[10]。为此，本文试图通过对三化螟为害丛率和为害株率进行调查，揭示稻田为害丛率与为害株率的关系，并建立相关模型，为简化三化螟田间调查技术和预测预报提供依据和方法。

1 材料与方法

1.1 调查方法

在当地三化螟主要世代（含2、4代）为害基本定局后，采用平行跳跃取样法调查，每块田调查200丛水稻，记载每丛水稻中的稻株数和受害株数，计算每块田的为害丛率、为害株率。2013—2014年共获得12组为害丛率与为害株率的数据用于建模，2015—2016年应用以上调查方法取得5组数据进行模型回检。

1.2 建立数学模型

应用数理统计原理，分别用线性函数=+、一元二次函数=2++、一元三次函数=2+3++、对数函数=+ln()、指数函数=ae和幂函数=ax进行拟合。最优模型以剩余平方和（）和剩余标准差（S）综合判定[9,11-13]。

1.3 数据处理

文中数据采用SPSS软件进行相关和回归分析，绘图采用Excel软件。

2 结果与分析

2.1 为害丛率与为害株率关系的确定

2013—2014年化州市12组三化螟为害丛率及其对应的为害株率调查数据结果（表1）显示，为害株率有随着为害丛率的上升而增大的趋势，故可对其进行回归分析，探索最优回归模型。以表1中的为害丛率作为自变量（横轴），为害株率作因变量（纵轴），建立直角坐标系，作出散点图（图1）。

表1 三化螟为害丛率和为害株率调查数据

根据散点图的趋势，用线性函数、一元二次函数、一元三次函数、对数函数、指数函数和幂函数进行拟合，求出方程和相关系数、剩余平方和()、剩余标准差(S)（表2）。表2中各拟合方程的相关系数（）均＞0.708［0.01(2,10)］，说明研究区三化螟为害丛率与为害株率均呈极显著相关关系。

图1 三化螟为害丛率与为害株率的关系

从表2结果看出，对为害丛率与为害株率进行拟合的6种函数方程中，除对数函数的相关系数（）较小外，其余5种函数的相关系数（）均在0.97以上，且相差很小，但以一元三次函数的S值最小，说明该方法估计精度最高，误差最小，应为首选方法。而对数函数、指数函数的估计误差较大，不能拟合，不宜采用。

2.2 利用为害丛率估测为害株率的可行性检验

为了检验利用为害丛率估测为害株率的可行性，笔者把一元三次函数、一元二次函数、线性函数和幂函数模型放到自然界中用未建模的大田普查样本资料加以验证，结果表明（表3），每个模型的预测值与实查值基本接近，经检验，其可靠平准降低到0.10=1.860，两者间差异仍不明显，说明上述4种函数预测值与直接详查的调查结果均无显著差异，但前者比后者省工、省时，可提高工效3~5倍。据5组调查统计，应用为害丛率估测为害株率的简易估计，上述4种函数平均预测精度分别为92.6%、83.1%、86.8%、84.8%，完全符合田间调查的精度要求，其中以一元三次函数预测精度最高。因此，选择一元三次函数为最优预测模型，生产中可以应用这个模型对田间三化螟发生为害进行监测。

表2 各种方程的函数表达式和拟合结果

表3 对三化螟为害株率简易估计4个模型的进一步验证结果

2.3 数学模型的应用

根据上述最优一元三次函数模型建立三化螟为害丛率与为害株率关系速查表（表4）。应用此表，无需详细计算每一样方的具体为害株数，而只统计有为害株或无为害株，计算出为害丛率，查表便可知三化螟田间为害株率，为三化螟螟害率调查提供了一种新的手段。

表4 三化螟为害株率（y）与为害丛率（x）速查表

3 结论与讨论

虫害为害率的调查是病虫害预测预报和综合治理的重要内容之一[5]。对于聚集程度很高的三化螟，人们要通过抽样调查来求得为害株率十分困难，但三化螟的为害丛率比为害株率容易调查。因此，植保工作者往往对这些容易观察的简单性状，间接地估计复杂或不易获得的性状。这种取样技术在生产中的应用，可以极大提高效益[14]。本研究通过田间调查，收集数据，用线性函数、一元二次函数、一元三次函数、幂函数、对数函数和指数函数来拟合三化螟为害株率和为害丛率之间相关关系，发现为害株率（）与为害丛率（）之间关系密切，经过分析，一元三次函数：=-2.994 9+0.631 4-0.017 12+0.000 23；相关系数=0.983 2，剩余平方和和剩余标准差最小，预测精度最高，可判定为最优拟合方程。经田间应用验证，前4个模型预测精度均在83%以上，基本符合田间调查的精度要求，其中一元三次函数模型预测精度高达92.6%，预测效果最好。同时，为方便实际应用，本文利用优选出来的数学模型建立了三化螟为害株率速查表，这为田间三化螟发生程度的调查和预测预报提供了一种简便的方法，较为省工省时，具有普遍的应用价值。

目前国内对三化螟田间抽样技术及简易估计方法的研究还有待加强。刘光杰等[15]研究指出，在稻螟分布型、抽样技术和补偿能力方面，除进一步完善二化螟抽样技术外，要重点研究三化螟幼虫空间分布特征、田间抽样技术及简易估计方法、稻谷损失补偿率能力和补偿作用机制等。研究三化螟为害丛率与为害株率的关系，并建立相关模型，是一项具有战略意义的研究课题，有利于减轻基层测报人员的劳动强度，改善预报条件，提高预报水平和防治效果。

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Study and Application of Correlation Between Fragmentation Rate and Harmful Plant Rate in the Field of

YE Li-qing1，WANG Ting2，CHEN Guan-hao1*

(1. Forecast Station of Plant Diseases and Insect Pests of Huazhou, Huazhou, Guangdong 525100, China; 2. Agricultural Technology Promotion Station of Hexi Street, Huazhou, Guangdong 525100, China)

The relationship between the rate of mites and the rate of harmful plants was studied, and relevant models were established to provide a scientific basis for the prediction and comprehensive management of the pests. The survey data of 12 populations of stem borer in the field were selected, and the linear function, the unary quadratic function, the unary cubic function, the logarithmic function, the power function and the index were fitted as the plant damage rate () and the mite damage rate (), respectively. The function is based on six different models and is validated by using five un-modeled rice fields. The results showed that the correlation coefficient of each model reached a very significant level, but the comprehensiveandSvalue analysis was optimal with the one-dimensional cubic function model= -2.994 9 + 0.631 4-0.017 12+0.000 23(the minimumandSvalues). The four models participating in the verification application had a prediction accuracy of more than 83%, and the accuracy of the one-dimensional cubic function model was as high as 92.6%. In addition, the use of the preferred mathematic model was selected to establish a sputum mites as a rate of disease rate. In the production, the optimal mathematic model of the fit can be used to monitor the occurrence of damage in the field.

; damage rate; correlation; mathematic model

S435.112+.1

A

2095-3704（2019）02-0112-04

2019-04-14

广东省科技计划项目(2013B020416002)

叶理清（1986—），男，农艺师，主要从事植物保护及农业技术推广工作，151322795@qq.com；*通信作者：陈观浩， 推广研究员，cgh7909986@126.com。

叶理清, 王婷, 陈观浩, 等. 三化螟田间为害丛率与为害株率相关性研究及应用[J]. 生物灾害科学, 2019, 42(2): 112-115.