段春芳，婁予強，周迎春，熊賢坤，易懷峰，李月仙，劉倩，嚴煒，沈紹斌，宋記明，張林輝，劉光華

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物研究所，云南 保山 678000)

木薯 (Manihot esculenta Crantz)，為大戟科(Euphorbiaceae)木薯屬灌木狀多年生作物，其塊根肉質(zhì)，富含淀粉，是木薯、馬鈴薯 (Solanum tuberosum)、甘薯 (Ipomoea batatas Lam)世界三大薯類之一。木薯起源于熱帶美洲，于19世紀20年代引入中國，主要分布在海南、廣東、廣西、云南和福建等省，而湖南、四川和貴州也有零散分布［1］，種植面積一直保持在 40×104hm2以上［2］。目前，鮮薯主要被用作加工淀粉和酒精的生產(chǎn)原料，較少直接食用［3］。隨著人們生活水平的提高，吃粗糧和雜糧已成為一種健康的生活方式，加上近幾年來不斷有優(yōu)良食用木薯品種的選育和推廣，木薯越來越受人們的關(guān)注和喜愛。然而，木薯在生產(chǎn)中易受病害的侵染而影響木薯產(chǎn)量［4］。木薯棒孢霉葉斑病是由山扁豆生棒孢 (Corynespora cassiicola)引起的病害［5］，在海南的儋州、白沙，廣西的武鳴、北海以及廣東的茂名、湛江均有發(fā)生［6～7］，棒孢霉葉斑病在田間常表現(xiàn)為:發(fā)病初期葉片上出現(xiàn)黃褐色圓形小點，其周圍具有明顯的黃色暈圈;病斑擴大后成近圓形病斑，病斑深褐色，中心略呈白色紙質(zhì)狀，邊緣黑褐色，周圍具有很明顯的黃色暈圈。近年來，棒孢霉葉斑病在云南保山木薯種植區(qū)普遍發(fā)生，從田間觀察到，不同木薯品種上棒孢霉葉斑病發(fā)病有差異。

空間分布型是病蟲在空間相對靜止時的散布狀況，它揭示了病蟲個體某一時刻的行為習(xí)性、環(huán)境因子對疊加影響，以及種群選擇環(huán)境的內(nèi)稟特性和空間結(jié)構(gòu)異質(zhì)性程度。在估計病蟲密度的抽樣調(diào)查、確定試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析方法及考察受害形成過程和決定必需防治密度時，空間分布型的確定是必不可少的［8］。目前，國內(nèi)關(guān)于木薯棒孢霉葉斑病只是在病原鑒定上有所報道［7］，關(guān)于空間分布方面的研究未見報道。該病害在云南木薯種植區(qū)從無到有，從輕到重，從該調(diào)查地觀察得到，木薯棒孢霉葉斑病從木薯種植3個月后開始發(fā)病，比其他葉部病害發(fā)病時間早，病害流行受陰雨天氣影響較大，為了解木薯棒孢霉葉斑病的發(fā)病規(guī)律和空間分布特征，2014年10月10日和11月24日兩次對該病害在不同食用木薯品種上的空間分布型進行了初步研究，以期為該病害監(jiān)測預(yù)報及綜合防治工作提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

調(diào)查樣地設(shè)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物研究所木薯科技示范園，位于云南省保山市隆陽區(qū)潞江壩，東經(jīng) 98°52′53″，北緯 24°58′52″，海拔為704 m，年平均溫為21.5℃，年降雨量755 mm，年蒸發(fā)量2 111.5 mm，絕對最高氣溫40.4℃，≥10℃活動積溫7 800℃，年日照數(shù)2 325.75 h，相對濕度為70%，屬于南亞熱帶向熱帶過渡的干熱河谷氣候，土壤為沖積母質(zhì)發(fā)育的沙壤土，有機質(zhì)含量 1.3%，pH 值 6.5～7.0。木薯面積為 8 hm2，調(diào)查木薯品種有 SC9、SC201、GR891和 E1424，以及對照品種SC124(CK)，所調(diào)查木薯均為1年生木薯。2014年9月下旬，筆者在田間病蟲害調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，木薯棒孢霉葉斑病對木薯危害較其他年份嚴重，在品種SC9上的發(fā)病率高達51.57%，平均病斑數(shù)為2.44個/葉，因此，本項目重點對幾個食用木薯品種做了病害調(diào)查研究，為病害監(jiān)測提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1.2 方法

1.2.1 調(diào)查時間

在木薯發(fā)病中期和發(fā)病后期，選擇2014年10月10日和2014年11月24日進行調(diào)查。

1.2.2 調(diào)查方法

參考玉米 (Zea mays)［9～10］和梨樹 (Pyrus sorotina)［11］等作物的調(diào)查方法:在試驗地內(nèi)隨機選取5塊樣地，采用隨機抽樣調(diào)查法，在每塊樣地隨機選取6株木薯，每株的上部和中部各取5個葉片，每株共取10個葉片，總共300片木薯葉，記錄每個葉片的病斑總數(shù)，采用空間分布型指標(biāo)確定病害的空間分布型。

1.3 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2003和DPS v 7.0處理田間調(diào)查的數(shù)據(jù)。

1.4 空間格局的測定方法

1.4.1 聚集度指標(biāo)［12～15］

(1)擴散系數(shù) (C) C=S2/x，式中，S2為樣本方差;x為樣本均數(shù)。當(dāng)C＞1時為聚集分布;C＜1時為均勻分布;C=1時為隨機分布。

(2)Cassie 指標(biāo) (Ca) Ca=(S2－x)/x2，當(dāng)Ca＜0時為均勻分布;當(dāng)Ca＞0時為聚集分布;Ca=0時為隨機分布。

(3)David－Moore 叢生指標(biāo) (I) I=S2/x－1，當(dāng)I＞0時為聚集分布;I＜0時為均勻分布;I=0時為隨機分布。

(4)平均擁擠度 (M*) M*=M+S2/M－1，式中，M*為樣本中個體平均值;M為種群的平均密度;S2為方差。

(5)聚集性指數(shù) (M*/M) M*/M=S2－M/M2+1，當(dāng)M*/M＜1時，個體在種群中為均勻分布;當(dāng)M*/M=1時，個體在種群中為隨機分布;當(dāng)M*/M＞1時，個體在種群中為聚集分布，其值越大，個體間聚集度越大。

(6)負二項參數(shù) (k) k值愈小，聚集度愈大;若k值趨于無窮大 (一般為8以上)，則接近隨機分布。

1.4.2 蘭星平［16］的 Lα－m 回歸模型

Lα－m回歸模型 Lα=θ+ηm，式中，m為樣本平均值，θ、η為引入的參數(shù)。當(dāng) θ＞0，η≥1時，為聚集分布;θ=0，η＞1時，為聚集分布;θ=0，η=1時，為隨機分布;θ=0，η＜1時，為均勻分布;θ＜0，η≤1時，為均勻分布;θ＞0，η＜1或 θ＜0，η＞1時，θ/m+η＜1為均勻分布，θ/m+η=1，為隨機分布，θ/m+η＞1為聚集分布。

1.4.3 張連翔［17］Z－V 模型

Z－V模型 Z=A+BV，式中，v為樣本方差。A=0，B＜1，A＜0，B≤1，A＞0，B＜1，V＞Vα 〔Vα=A/(1－B)〕，A＜0，B＞1，V＜Vα 時，為均勻分布，A=0，B＞1，A＞0，B≥1，A＞0，B＜1，V＜Vα，A＜0，B＞1，V＞Vα 時，為聚集分布;A=0，B=1，A＞0，B＜1，V=Vα，A＜0，B＞1，V=Vα 時，為隨機分布。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用方差分析比較不同食用木薯品種上棒孢霉葉斑病發(fā)病情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 空間分布型

不同食用木薯品種，11月24日調(diào)查的木薯棒孢霉葉斑病田間聚集度各項指標(biāo)見表1。

表1 不同食用木薯品種上棒孢霉葉斑病的集聚度指標(biāo)Tab.1 Spatial distribution indices of Corynespora leaf spot disaese of cassava in different edible cassava species

9種指標(biāo)判定木薯棒孢霉葉斑病的空間分布型為聚集分布，其中SC124(CK)的負二項參數(shù)k＞8，說明木薯棒孢霉葉斑病在SC124(CK)上呈聚集分布，但接近于隨機分布;Cassie指標(biāo)Ca值均大于0，但平均病斑數(shù)高的SC124(CK)和GR891以及平均病斑數(shù)最少的E1424較其他品種接近0，這說明木薯棒孢霉葉斑病隨著病斑密度較高或者較低時趨向于隨機分布;在SC124(CK)、GR891和E1424上聚集程度不高，接近于隨機分布，數(shù)值上的表現(xiàn)同于Cassie指標(biāo)Ca值。木薯棒孢霉葉斑病在田間各品種上分布總體呈聚集分布狀態(tài)，其原因主要由病害的發(fā)生規(guī)律和外界環(huán)境因子共同作用。木薯棒孢霉葉斑病首先在病株上形成初侵染源，病原菌的孢子隨著風(fēng)雨等傳播行進擴散，從而形成病株為發(fā)病中心的聚集塊，同時，由于不同品種抗病力不一致，導(dǎo)致各個木薯品種之間聚集度存在著差異性。

2.2 線性回歸模型

用Lα－m回歸模型和Z－V模型得到的不同木薯食用品種上棒孢霉葉斑病回歸方程見表2。從采用的4種回歸模型結(jié)果來看，Lα－m回歸模型和Z－V模型得到的結(jié)果一致，與聚集度指標(biāo)測定結(jié)果相一致。從Lα－m回歸模型相關(guān)系數(shù)r大于Z－V模型相關(guān)系數(shù)r值，說明木薯棒孢霉葉斑病的空間分布型以Lα－m回歸模型為佳。

表2 不同食用木薯品種棒孢霉葉斑病聚集度指標(biāo)的回歸模型Tab.2 The regressive model for aggregation indexes of Corynespora leaf spot disaese of cassava in different edible cassava species

2.3 不同食用木薯品種的棒孢霉葉斑病發(fā)病情況

不同食用木薯品種的棒孢霉葉斑病病斑的平均數(shù)如圖1所示，4個木薯品種病斑數(shù)均比對照SC124(CK)低，其中新選育的品種E1424病斑數(shù)最少，且第二次調(diào)查的株病斑數(shù)大于第一次。從圖1還可知，木薯棒孢霉葉斑病在發(fā)病初期，4個木薯品種之間平均病斑數(shù)差異不顯著，與SC124(CK)差異顯著。到11月下旬，5個木薯品種之間平均病斑數(shù)差異顯著。該研究結(jié)果表明，SC124(CK)、SC201、SC9和GR891發(fā)病較E1424嚴重。除了木薯品種E1424以外，其余木薯品種已選育和種植多年，導(dǎo)致品種抗病力嚴重退化，因此，選育出高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的木薯品種將是今后中國木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一項重點工作。

圖1 棒孢霉葉斑病在不同食用木薯品種上的平均病斑數(shù)Fig.1 The biomass of Acrocarpus fraxinifolius plantation

3 結(jié)論與討論

有研究報道表明，病害的空間分布隨著田間發(fā)病率的輕重而有所不同:百日草 (Zinnia elegans Jacp.)［18］病害的空間分布型在每葉病斑數(shù)均值小于70個時為聚集分布，隨著每葉病斑數(shù)均值增大，病害的空間分布型逐漸變?yōu)榫鶆蚍植?油菜菌核病(Sclerotinia sclerotiorum)［8］在發(fā)病輕的條件下，總體上呈聚集分布，但聚集程度不高，少量田塊呈隨機、均勻分布。輕發(fā)生時油菜菌核病的空間分布型趨向隨機和均勻分布;玉米褐斑病 (Physoderma maydis Miyabe)［10］在發(fā)病率相對低時，空間分布型基本為隨機分布，當(dāng)發(fā)病率相對較高時，空間分布型基本為均勻分布。木薯棒孢霉葉斑病空間分布同樣存在著類似的結(jié)論。在棒孢霉葉斑病田間發(fā)病較高的年份是否又出現(xiàn)從聚集分布到隨機分布或均勻分布，還有待于進一步調(diào)查研究。

針對病蟲害的空間分布型，應(yīng)用最廣的是Iwao 的 M*－m 回歸分析和 Taylor冪法則［19～20］，在分析過程中，常常會出現(xiàn)m*與m不為線性關(guān)系，以及v與m不為冪函數(shù)關(guān)系的情況，為了克服模型出現(xiàn)這樣的不足之處［21～22］，本研究采用的 Lα－m模型和Z－V模型來分析木薯棒孢霉葉斑病空間分布型。Lα－m模型和Z－V模型計算簡便，易于掌握應(yīng)用，而且模型擬合的效果較好，本文作者曾用M*－m 回歸分析、Taylor冪法則、Lα－m 模型和 Z－V模型分析木薯煙粉虱 (Bemisia tabaci)成蟲的空間分布，結(jié)果 Lα－m模型和 Z－V模型擬合效果好于M*－m回歸分析、Taylor冪法則 (待發(fā)表)。在調(diào)查方法上，參考了梨樹、玉米、油菜 (Brassica campestris)和百日草等作物的空間分布研究報道，報道中統(tǒng)計斑病數(shù)時，上述作物玉米病害病斑數(shù)采用了以株為單位，梨樹銹病采用了以葉為單位。在木薯棒孢霉葉斑病調(diào)查期間，各個木薯品種之間株高和分枝數(shù)差異大，結(jié)合木薯的實際情況，調(diào)查時采用每株上部和中部共取10個葉片，以每片木薯葉片上的病斑平均數(shù)來分析病害空間分布型。本研究所參考的作物種植密度與木薯有所不同，今后，在木薯病害空間分布型的調(diào)查方法上，還有待于作進一步研究和改進。

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