邢亞楠 代克濤 劉郁 馬曉慧

摘? 要：為進(jìn)一步明確麥長(zhǎng)管蚜在盤(pán)錦地區(qū)的發(fā)生與環(huán)境因子之間的關(guān)系，以及在2類稻田的發(fā)生危害情況。在系統(tǒng)調(diào)查麥長(zhǎng)管蚜種群動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上，利用多元回歸法，得到麥長(zhǎng)管蚜與環(huán)境因子間的數(shù)學(xué)模型，以及2類稻田上的發(fā)生分布情況。結(jié)果表明：盤(pán)錦地區(qū)2類稻田上發(fā)生危害的均為麥長(zhǎng)管蚜；麥長(zhǎng)管蚜在2類稻田的發(fā)生時(shí)間動(dòng)態(tài)一致；在水稻穗上部分布比例約為80%，全株蚜量（y）與穗上部蚜量（x）之間的關(guān)系，常規(guī)田：y=1.25x+2.55，稻蟹田：y=1.19x+1.41；常規(guī)田麥長(zhǎng)管蚜的發(fā)生與當(dāng)?shù)亟?日平均溫度存在顯著的相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：稻蟹田；常規(guī)稻田；麥長(zhǎng)管蚜；數(shù)學(xué)模型

基金項(xiàng)目：遼寧省自然科學(xué)基金計(jì)劃項(xiàng)目（2022-MS-063）；遼寧省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃（2022JH2/101300161）。

收稿日期：2023-05-23

作者簡(jiǎn)介：邢亞楠（1988-），女，碩士，助理研究員，研究方向?yàn)樗静∠x(chóng)草害綜合防治。

*通訊作者：馬曉慧，女，碩士研究生，副研究員，研究方向?yàn)樗静∠x(chóng)草害綜合防治。

Dynamic Mathematical Model of Aphid Occurrence in Rice Crab Field and Conventional Rice Field

XING Ya-nan1 ， DAI Ke-tao2 ， LIU Yu1 ， MA Xiao-hui1*

（1 Liaoning Institute of Saline-Alkali Land Utilization， Panjin Liaoning 124010， China;

2 Sinochem Modern Agriculture Holdings， Beijing 100010， China）

Abstract： In order to further elucidate the relationship between Sitobion miscanthi（Takahashi） occurrence and environmental factors in Panjin rice area， and the occurrence of Sitobion miscanthi（Takahashi） in two types of paddy fields. In this study， based on the systematic investigation of the population dynamics of Sitobion miscanthi（Takahashi）， the mathematical model of the relationship between Sitobion miscanthi（Takahashi） and environmental factors and the distribution of Sitobion miscanthi（Takahashi） in two types of paddy fields were obtained by using multiple regression method. The results showed that the two types of paddy fields in Panjin area were all affected by Sitobion miscanthi（Takahashi）; The occurrence time of Sitobion miscanthi（Takahashi） in the two types of paddy fields was consiste; Sitobion miscanthi（Takahashi） which distributed about 80% in the upper panicle. The relationship between the total plant aphid （y） and the upper panicle aphid（x） was as follows： y=1.25x+2.55 in the conventional field and 1.19x+1.41 in the rice and crab field. There was a significant correlation between the occurrence of aphid in the conventional field and the local average temperature in recent 7 days. This study provided a scientific basis for the prediction of the aphid in rice crab fields and conventional fields in Panjin area.

Key words：Rice and crab field; Conventional field; Sitobion miscanthi（Takahashi）; Mathematical model

盤(pán)錦地處渤海之濱、屬遼河三角洲中心地帶，屬暖溫帶大陸性半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明、雨熱同季、溫度適宜、光照充裕，素有“魚(yú)米之鄉(xiāng)、河蟹之都”的美譽(yù)[1-2]。盤(pán)錦水稻種植史上鮮少有蚜蟲(chóng)為害報(bào)道，近些年受全球氣候變暖、極端天氣頻發(fā)、種植模式變化的影響，盤(pán)錦地區(qū)水稻種植中蚜蟲(chóng)頻發(fā)，為害日益加重，對(duì)水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害。稻蟹綜合種養(yǎng)作為一種可持續(xù)發(fā)展的稻田生態(tài)種養(yǎng)模式，在東北頗具典型，遼寧地區(qū)稻蟹種養(yǎng)推廣面積達(dá)80 000～100 000 hm2[3]。盤(pán)錦地區(qū)稻蟹種養(yǎng)面積約占遼寧省稻蟹種養(yǎng)面積的65%、并形成了特有的盤(pán)山模式“田中稻、水養(yǎng)蟹、埝埂種豆”，實(shí)現(xiàn)一水兩用、一地雙收的生態(tài)種養(yǎng)模式，為水稻種植業(yè)的持續(xù)發(fā)展開(kāi)辟了新道路[4]。隨著稻蟹種養(yǎng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和革新，圍繞河蟹生長(zhǎng)、水肥管理、生態(tài)環(huán)境的研究較多，尚少有稻蟹共作系統(tǒng)中害蟲(chóng)研究[5-6]。因此，明確麥長(zhǎng)管蚜在盤(pán)錦地區(qū)稻蟹田與常規(guī)田的種群動(dòng)態(tài)，探明其在2類稻田的為害方式和空間分布，對(duì)評(píng)估稻蟹生態(tài)種養(yǎng)模式具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

多數(shù)農(nóng)業(yè)流行病害的發(fā)生與氣候條件息息相關(guān)[7-8]。麥長(zhǎng)管蚜屬遷飛性害蟲(chóng)，其在0 ℃等溫線以北不能越冬，氣候條件是影響麥長(zhǎng)管蚜的遷入遷出主要因素[9-10]。因此，開(kāi)展氣象因素與麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生關(guān)系的研究是預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的關(guān)鍵。現(xiàn)階段針對(duì)麥長(zhǎng)管蚜在農(nóng)田寄主植物上發(fā)生規(guī)律、分布格局、抽樣技術(shù)及與麥田氣象因子的相關(guān)研究較多[11-12]。關(guān)于麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生與稻田氣候因素之間的相關(guān)性、不同類型稻田植株上的數(shù)量動(dòng)態(tài)和分布研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，探明麥長(zhǎng)管蚜在盤(pán)錦稻區(qū)發(fā)生情況及同氣候因素之間的關(guān)系，預(yù)測(cè)蚜蟲(chóng)發(fā)生的適宜條件、對(duì)提高預(yù)報(bào)防治具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1? 材料與方法

1.1? 試驗(yàn)材料

水稻材料來(lái)自遼寧省鹽堿地利用研究所，品種為鹽粳456。試驗(yàn)河蟹品種來(lái)自盤(pán)山縣河蟹研究所選育的中華絨螯蟹。

1.2? 試驗(yàn)地概況

遼寧省鹽堿地利用研究所試驗(yàn)基地，地處遼寧省盤(pán)錦市大洼區(qū)小劉家村，北緯40°39′～41°27′東經(jīng)121°25′～122°31′。屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫10.4 ℃，年平均降水量475.6 mm，年平均日照數(shù)2 981.6 h。

水稻于2022年4月23日播種，2022年5月24日移栽，10月15日收割。稻蟹田河蟹投入時(shí)間為6月5日，投放密度為200只/667 m2，不投入蟹料，10月15日收獲。于稻田鏇地時(shí)，一次性施入中科虹穩(wěn)定性復(fù)合肥，全年僅于5月10日施入丁草胺和惡草靈封閉除草，之后不施用任何化肥農(nóng)藥。常規(guī)田種植過(guò)程中化肥農(nóng)藥使用同田間正常管理一樣。

1.3? 田間蚜蟲(chóng)調(diào)查

于2022年水稻插秧后開(kāi)始調(diào)查，前期每間隔10 d調(diào)查一次，直至始見(jiàn)蚜蟲(chóng)后，改為每間隔7 d調(diào)查一次，共調(diào)查10次，如遇到雨天提前或延后。采用“Z”字型調(diào)查，每樣點(diǎn)用白瓷盆盆拍10下，每盆拍1穴稻株，分別統(tǒng)計(jì)水稻穗部和莖稈部蚜蟲(chóng)數(shù)量。

1.4? 根據(jù)試驗(yàn)地氣象因素建立數(shù)學(xué)模型

借助2022年水稻種植期間遼寧省鹽堿地利用研究所小型氣象儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)，包括近7日最高溫度（x1）、近7日最低溫度（x2）、近7日平均溫度（x3）、近7日平均濕度（x4），近7日累計(jì)降雨量（x5），近7日瞬時(shí)最大風(fēng)速（x6），結(jié)合田間統(tǒng)計(jì)所得的蚜蟲(chóng)數(shù)量，對(duì)上述氣象因素（xi）和近7日麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生數(shù)量（y）進(jìn)行多元回歸分析，y=a1x1+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5+a6x6，得出稻田麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生量與氣象因素之間的回歸方程[13]。

1.5? 麥長(zhǎng)管蚜在水稻植株上的分布比例

在水稻麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生數(shù)量動(dòng)態(tài)調(diào)查中，分別統(tǒng)計(jì)水稻穗部和莖稈部麥長(zhǎng)管蚜的發(fā)生量，計(jì)算得出穗部蚜蟲(chóng)發(fā)生量占整株蚜量的比例，并進(jìn)行相關(guān)分析，獲得回歸方程。

1.6? 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

利用Excel統(tǒng)計(jì)各時(shí)段調(diào)查蟲(chóng)量，做出水稻蚜蟲(chóng)種群發(fā)生動(dòng)態(tài)圖。試驗(yàn)原始數(shù)據(jù)經(jīng)SPSS 17.0軟件處理。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 兩類稻田水稻蚜蟲(chóng)種類與發(fā)生動(dòng)態(tài)

將各次調(diào)查采集到的蚜蟲(chóng)帶回室內(nèi)鏡檢，經(jīng)形態(tài)學(xué)鑒定，盤(pán)錦稻區(qū)稻蟹田和常規(guī)田水稻蚜蟲(chóng)種類均為麥長(zhǎng)管蚜（荻草谷網(wǎng)蚜Sitobion miscanthi （Takahashi））。

麥長(zhǎng)管蚜在盤(pán)錦地區(qū)2類稻田發(fā)生動(dòng)態(tài)基本一致。8月初蚜蟲(chóng)始見(jiàn)，田間表現(xiàn)零星發(fā)生；9月上中旬，蚜蟲(chóng)發(fā)生進(jìn)入激增期，蚜蟲(chóng)發(fā)生量達(dá)到最高。9月下旬，蚜蟲(chóng)發(fā)生進(jìn)入衰減期，蟲(chóng)口數(shù)量下降。稻蟹田蚜蟲(chóng)發(fā)生高峰于9月25日，較常規(guī)田高峰9月18日稍晚（圖1）。整個(gè)生育期，稻蟹田每穴累計(jì)蚜量為205頭，常規(guī)田每穴累計(jì)蚜量為183頭，兩者間差異不顯著?？梢?jiàn)，稻蟹田與常規(guī)田麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生時(shí)間動(dòng)態(tài)和累計(jì)蚜量間無(wú)顯著差異。

2.2? 水稻蚜蟲(chóng)在植株上的分布

無(wú)論是稻蟹田還是常規(guī)田麥長(zhǎng)管蚜大多數(shù)集中分布在水稻植株穗部和劍葉葉心部危害。在麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生的零星末期，分布比例達(dá)到最高約為90%。隨著麥長(zhǎng)管蚜在水稻植株上急速繁殖，分布比例有所下降，但當(dāng)各類稻田蚜蟲(chóng)量最高時(shí)，上部比例也有所上升，聚集在穗部小枝梗和穗下莖部。當(dāng)蚜蟲(chóng)進(jìn)入衰減期，上部蚜蟲(chóng)比例雖然有所下降，但也以上部為主要危害部位（圖2）。將水稻植株上部蚜量與全株蚜量進(jìn)行相關(guān)性測(cè)定，得到2類稻田全株蚜量與上部蚜量的線性方程分別為：稻蟹田y=1.19x+1.41（R2=0.9641），常規(guī)田y=1.25x+2.55（R2=0.896）。

2.3? 水稻麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生量與氣象因素間多元回歸分析

盤(pán)錦地區(qū)2類不同水稻種養(yǎng)模式下，麥長(zhǎng)管蚜的發(fā)生與當(dāng)?shù)貧庀笠蛩卮嬖谙嚓P(guān)性。麥長(zhǎng)管蚜與盤(pán)錦地區(qū)各氣象因子多元回歸后，明確了2類稻田麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生量均與盤(pán)錦地區(qū)近7日平均溫度和最高氣溫關(guān)系密切。其中，常規(guī)田麥長(zhǎng)管蚜與近7日平均溫度的回歸系數(shù)顯著性達(dá)到了顯著水平（表1）?？梢?jiàn)，近7日平均溫度對(duì)麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生情況有顯著影響，隨著平均溫度的升高，麥長(zhǎng)管蚜發(fā)生量會(huì)顯著降低。

3? 結(jié)論與討論

受全球氣候變暖、極端天氣頻發(fā)的影響，麥長(zhǎng)管蚜為害范圍逐漸北移[14]。研究發(fā)現(xiàn)遼寧盤(pán)錦稻區(qū)稻蟹田和常規(guī)田麥長(zhǎng)管蚜的發(fā)生趨勢(shì)一致，且主要集中在水稻穗上部危害，高峰期穗上部蚜量約占整株蚜量的80%，與姜海平研究結(jié)果一致[15]。因此，水稻蚜蟲(chóng)的調(diào)查，主要做好水稻穗部蚜蟲(chóng)調(diào)查即可，不僅省時(shí)省力，也可為及時(shí)開(kāi)展田間防治贏得時(shí)間。

稻蟹田蚜蟲(chóng)危害高峰期較常規(guī)田晚，且累計(jì)蚜量較常規(guī)田多，但差異不顯著。這可能與常規(guī)田在整個(gè)生育期不間斷噴施化學(xué)農(nóng)藥，造成害蟲(chóng)種群數(shù)量減少有關(guān)。而稻蟹田不噴施化學(xué)農(nóng)藥，生物多樣性顯著高于常規(guī)田，稻蟹田優(yōu)勢(shì)天敵以蜘蛛為優(yōu)勢(shì)種，而蜘蛛屬食性較雜，并不是蚜蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)天敵，對(duì)蚜蟲(chóng)的控害能力有限。稻田天敵對(duì)蚜蟲(chóng)發(fā)生量有很重要的影響，有待進(jìn)一步開(kāi)展2類稻田天敵的調(diào)查研究。

氣候條件是麥長(zhǎng)管蚜爆發(fā)的主要影響因子[16]。本研究結(jié)果表明，盤(pán)錦地區(qū)常規(guī)田蚜蟲(chóng)發(fā)生量與調(diào)查前近7日的平均溫度間，存在顯著回歸關(guān)系，且近7日最高溫度也是影響麥長(zhǎng)管蚜數(shù)量的重要因素，與王純枝研究結(jié)果一致[17]。這可能與麥長(zhǎng)管蚜喜中溫，不耐高溫有關(guān)，盤(pán)錦地區(qū)8～9月的平均溫度為23～25 ℃和19～20 ℃，為麥長(zhǎng)管蚜最適溫度范圍，有利于麥長(zhǎng)管蚜在盤(pán)錦稻區(qū)擴(kuò)散危害。但是蚜蟲(chóng)發(fā)生量與降雨量和風(fēng)速之間的線性關(guān)系不顯著，可能是盤(pán)錦地區(qū)2022年9月的降雨量較少，溫度適宜，此階段正值水稻乳熟至蠟熟期，植株?duì)I養(yǎng)條件達(dá)到最佳，為蚜蟲(chóng)的發(fā)生高峰，降雨并未對(duì)麥長(zhǎng)管蚜繁殖產(chǎn)生顯著影響。而稻蟹田蚜蟲(chóng)發(fā)生與當(dāng)?shù)亟?日平均氣溫同樣存在相關(guān)性，但并未達(dá)到顯著相關(guān)水平，這可能與稻蟹綜合種養(yǎng)模式，有效控制水稻無(wú)效分蘗，增加通風(fēng)透光條件，改善田間小氣候有關(guān)，具體原因尚待進(jìn)一步研究。

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