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        河北衡水棉鈴蟲發(fā)生氣象條件分析及預(yù)報(bào)模型建立

        2021-07-25 08:42:42王莉萍崔曉冬
        中國(guó)棉花 2021年6期
        關(guān)鍵詞:發(fā)育期棉鈴蟲氣象條件

        王莉萍,崔曉冬

        (衡水市氣象局,河北衡水053000)

        衡水是以農(nóng)業(yè)為主的地級(jí)市,位于黑龍港流域產(chǎn)棉區(qū)的中心。 據(jù)衡水市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局?jǐn)?shù)據(jù),2000―2019 年全市年平均棉花種植面積約為12.9 萬hm2,占全市耕地面積的1/4 左右,棉花產(chǎn)量在河北省名列前茅;棉鈴蟲對(duì)衡水的棉花產(chǎn)量和質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響,一般以2 代、3 代危害較重。 棉鈴蟲的發(fā)生和氣象條件有著密切的關(guān)系。 目前,關(guān)于棉鈴蟲的發(fā)生與氣象條件關(guān)系的研究已有很多[1-6],也有不少前人[7-15]對(duì)棉鈴蟲的預(yù)報(bào)模型做了很多研究,包括大尺度的中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)和短期預(yù)報(bào),但對(duì)河北衡水地區(qū)棉鈴蟲發(fā)生與氣象條件關(guān)系及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型缺乏研究。 因此,本研究擬找出與衡水市棉鈴蟲蟲害發(fā)生相關(guān)顯著的氣象因子, 建立棉鈴蟲發(fā)生情況的科學(xué)預(yù)報(bào)模型,以合理指導(dǎo)棉農(nóng)防治棉鈴蟲。

        1 材料與方法

        1.1 資料

        由于衡水地處華北平原,地勢(shì)平緩,各縣區(qū)氣候條件相差無幾,所以選取故城縣作為代表,利用2000―2017 年該縣氣象局氣象資料和植保站蟲害資料進(jìn)行分析。

        1.2 方法

        對(duì)棉鈴蟲各主要危害世代的發(fā)生程度和氣象資料進(jìn)行相關(guān)分析,找出與棉鈴蟲發(fā)生發(fā)展有密切關(guān)系的氣象條件,利用逐步回歸方法建立棉鈴蟲發(fā)生程度的中短期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 各世代蟲卵始見期及卵盛期統(tǒng)計(jì)

        根據(jù)2000—2017 年的棉鈴蟲蟲害資料統(tǒng)計(jì)了各世代蟲卵的始見日和卵盛日,發(fā)現(xiàn)2 代卵始見日從5 月下旬到6 月中旬都有可能,最早始見日和最晚早始見日相差27 d;3 代卵始見日集中在7 月,最早始見日和最晚始見日相差22 d;4 代卵始見日主要在8 月,早晚相差14 d。 統(tǒng)計(jì)各世代的卵盛期發(fā)現(xiàn),2 代、3 代、4 代卵盛期最早分別出現(xiàn)在6 月、7 月、8 月的中旬,卵盛期持續(xù)時(shí)間分別為19 d、18 d、29 d,4 代卵盛期持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)(表1)。

        表1 各世代蟲卵始見日及卵盛期

        2.2 棉鈴蟲各發(fā)育期發(fā)生情況的時(shí)間分布特征

        對(duì)6―9 月的棉鈴蟲卵、幼蟲、成蟲發(fā)生的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出,9 月的百株累計(jì)卵量、 百株累計(jì)幼蟲量和百株累計(jì)成蟲量最少;百株累計(jì)卵量、百株累計(jì)成蟲量最大值及百株累計(jì)蟲量最大值均出現(xiàn)在6 月(表2)。

        表2 各發(fā)育期棉鈴蟲的時(shí)間分布

        2.3 氣象條件相關(guān)分析

        利用棉鈴蟲各世代蟲情資料和氣象資料做相關(guān)分析,對(duì)相關(guān)關(guān)系進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),通過α=0.05的正相關(guān)系數(shù)臨界值為0.503, 負(fù)相關(guān)系數(shù)的臨界值為-0.498,因此以相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值超過0.5 為標(biāo)準(zhǔn),找出與各世代棉鈴蟲的不同發(fā)育期相關(guān)的氣象因子(表3)。 這些因子主要包括氣溫、地溫、相對(duì)濕度、降水量、日照時(shí)間、氣壓。 按棉鈴蟲的生活習(xí)性,氣溫和降水是影響棉鈴蟲發(fā)生消長(zhǎng)的關(guān)鍵氣象因素。最適宜棉鈴蟲生長(zhǎng)繁殖的氣溫為25~28 ℃,相對(duì)濕度為70%以上。 由表3 可以看出,大多數(shù)發(fā)育期的棉鈴蟲發(fā)生指標(biāo)和氣溫有明顯的相關(guān)關(guān)系,由于棉鈴蟲的各發(fā)育期對(duì)氣溫的要求不同,所以其相關(guān)系數(shù)有正有負(fù)。 如:冬季和早春的氣溫變化影響1 代棉鈴蟲發(fā)生的時(shí)間和2 代在棉田發(fā)生的時(shí)間;5 月中旬若有寒流,則成蟲產(chǎn)卵受影響,使1 代發(fā)生量減少,并影響2 代的發(fā)生;8―10 月氣溫低,則4 代卵的孵化率低。降水量會(huì)影響土壤中蛹的存活率,同時(shí)暴雨或大陣雨能沖刷掉部分棉鈴蟲蟲卵和低齡幼蟲,可降低棉田卵量。但從表3 可以看出,降水量與較少的棉鈴蟲發(fā)生指標(biāo)呈現(xiàn)顯著相關(guān),分析原因可能是衡水降水比較集中,而棉鈴蟲觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、次數(shù)多,降水時(shí)間和棉鈴蟲觀測(cè)時(shí)間對(duì)應(yīng)不好。 地溫與較多的棉鈴蟲發(fā)生指標(biāo)呈現(xiàn)顯著相關(guān),這與地溫和氣溫有很好的相關(guān)性有一定的關(guān)系。

        2.4 棉鈴蟲2 代、3 代和4 代卵預(yù)報(bào)模型

        按 《河北省棉鈴蟲測(cè)報(bào)田間調(diào)查規(guī)程》(DB13/T 255-1996)[16],棉鈴蟲發(fā)生的嚴(yán)重程度是以2 代卵、3 代卵和4 代卵的百株累計(jì)數(shù)量的多少來劃分,所以利用逐步回歸方法分別建立各代蟲卵百株累計(jì)卵量的預(yù)報(bào)方程。

        表3 棉鈴蟲各發(fā)育期發(fā)生指標(biāo)和氣象因子的相關(guān)情況

        表3 (續(xù))

        2.4.12 代卵的預(yù)報(bào)模型。 根據(jù)棉鈴蟲的發(fā)育周期將6 月10 日到7 月10 日期間的卵定為2 代卵,統(tǒng)計(jì)百株累計(jì)卵量,將氣象資料整理成月、旬資料,然后利用相關(guān)顯著的氣象因子通過逐步回歸的方法建立2 代百株累計(jì)卵量預(yù)報(bào)模型。 經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),與2 代百株累計(jì)卵量(y1)相關(guān)較好且能引入回歸方程的氣象因子是3 月的平均最低氣溫(x1)和4 月的平均相對(duì)濕度 (x2), 預(yù)報(bào)方程為y1=-7.761x1-1.639x2+3 912.302,復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.806。

        2.4.23 代卵的預(yù)報(bào)模型。 3 代卵統(tǒng)計(jì)的時(shí)間段為7 月上旬到8 月上旬,利用逐步回歸方法得出3 代百株累計(jì)卵量 (y2) 的預(yù)報(bào)方程為y2=8.388x3+3.253x4-35 113.996, 復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.827。 其中,x3、x4分別為7 月上旬平均最高氣溫、7 月上旬平均氣壓。

        2.4.34 代卵的預(yù)報(bào)模型。 4 代卵的統(tǒng)計(jì)時(shí)間為8月上旬到9 月上旬,其百株累計(jì)卵量(y3)的預(yù)報(bào)模型為y3=-3.538x5+3 053.822,相關(guān)系數(shù)為0.708,x5為7 月中旬的相對(duì)濕度。

        2.5 回測(cè)檢驗(yàn)

        利用建立的不同世代棉鈴蟲的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行回算, 將2 代卵、3 代卵和4 代卵的預(yù)報(bào)和實(shí)況進(jìn)行對(duì)比, 得出2 代卵、3 代卵、4 代卵量的預(yù)報(bào)平均相對(duì)誤差分別為21.1%、20.7%、29.9%。

        將棉鈴蟲的百株累計(jì)卵量按河北省衡水市棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)(表4)進(jìn)行劃分,得出2 代卵、3 代卵和4 代卵發(fā)生等級(jí)的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別為94.4%、83.3%、77.8%。

        表4 棉鈴蟲發(fā)生等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

        3 結(jié)論

        研究得出:(1) 衡水棉鈴蟲卵的始見日最早為5 月24 日, 最晚為8 月22 日。 (2) 衡水棉鈴蟲2代、3 代、4 代卵盛期分別為6 月13 日-7 月1 日、7 月18 日-8 月4 日和8 月17 日-9 月14 日。(3)衡水棉鈴蟲主要發(fā)生在6-8 月。(4)衡水棉鈴蟲的發(fā)生程度主要和氣溫、地溫和相對(duì)濕度有關(guān)。(5)建立了衡水棉鈴蟲2 代、3 代和4 代百株累計(jì)卵量的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型,預(yù)報(bào)平均相對(duì)誤差為20.7%~29.9%,等級(jí)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率分別為94.4%、83.3%、77.8%。

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