宝应县小麦赤霉病流行程度预测模型.docVIP

宝应县小麦赤霉病流行程度预测模型朱伟，杨呈芹，陈金宏，马玉凤，张雅东小麦赤霉病(Gibberrella zeae)是我国小麦生产中最重要的病害之一，主要发生在长江中下游地区，黄淮地区为偶发区，陕西关中灌区及华北冬麦区有的年份发生也比较严重。该病不仅可能引起小麦大幅度减产，甚至毁灭性危害，威胁粮食安全，而且赤霉病菌分泌产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素，当含量达到百万分之几的情况下即可造成人畜中毒(金善宝，1996)，会引起人类和哺乳动物呕吐、腹泻、头晕、流产等的急性毒性和干扰蛋白质合成、免疫功能下降等的慢性毒性，严重危害人民健康。小麦赤霉病是一种典型的气候性病害，在我县麦区常年流行频率较高，究其原因主要有以下几点：一是田间菌源，小麦赤霉病在我县是常发性病害，田间菌源充足；二是小麦抽穗扬花期气候条件能够满足小麦赤霉病流利的条件；三是小麦品种多、杂，农业部门主推扬麦16、扬麦11，示范种植扬辐麦4号，而农户实际种植的小麦品种达10多种，特别是农户私自串换种植的高感病的“白麦”品种也有一定的种植面积，加上播期不一，生育进程不一，农户难以掌握扬花期，用药时往往已错过最佳防治适期（扬花初期），扬花盛期甚至末期才用药；四是部分农户认为小麦赤霉病防治年年治，治与不治差异不大，因而对防治工作不重视，存在“走过场“现象和“等”的思想，防治质量差。小麦赤霉病严重影响我县小麦产量和品质。因此，建立小麦赤霉病流行程度预测模型为探索小麦赤霉病发生发展原因，预防、控制小麦赤霉病的发生，确保小麦生产优质高产稳产具有重要意义。小麦赤霉病流行与为害程度与菌量关系密切。而病菌的越冬、生长、发育阶段与冬季和早春气候关系密切(全国农业技术推广服务中心，2006)。国内有关专家学者针对小麦赤霉病大流行的原开展了一些调查研究工作。张汉琳认为，小麦赤霉发生与流行的影响因素有气候因素、病原菌量、寄主生育期以及品种等，其中菌源是基础， 花期是感病的关键期（张汉琳，1987）。朱叶芹等(2003)从春季气候条件、栽种小麦品种的抗性、防治效果等方面分析2003年江苏省小麦赤霉病大流行和致灾的原因。王林等（2004）、张广照等（2004）根据麦类赤霉病系统的监测、 普查数据，结合历年相关资料，分别探讨了六安市、枣阳市2003年小麦赤霉病大流行的特点及原因，并提出了防治对策。因此，根据本地区已知相关气象因子和菌量因子建立预测模型,可以在生产实践中为小麦赤霉病的预报、防治提供切实有效的帮助。1材料与方法1.1小麦赤霉病发生程度分级根据我县近8年来小麦赤霉病最终病穗率大小，为准确预测小麦赤霉病发生轻重，将最终病穗率根据数值大小细分为5级，分级方法见表1。2005-2012年8年小麦赤霉病发生程度分级情况见表2。表1小麦赤霉病发生级别分级方法级别12345最终病穗率（%，Y）Y55Y1010Y1515Y20Y20表2 2005-2012年小麦赤霉病发生程度分级情况年份20052006200720082009201020112012最终病穗率（%）0.450.20.050.110.116.380.0224.08分级111112151.2菌量因子选择我县是水稻产区，因此以4月份病菌孢子释放高峰期前调查的水稻稻桩子囊壳枝带菌率作为菌量因子进行分析。2005-2012年的4月上旬小麦赤霉病稻桩子囊壳枝带菌率（X7）见表3。1.3气象因子选择由于我地常年种植小麦以早、中熟品种为主，小麦主体抽穗扬花期在4月下旬，一般在4月中旬必须作出预报，故选择4月份上旬小麦赤霉病病菌枝带菌量和生长、发育阶段(当年3月-4月上旬)的相关气象因子进行分析。筛选出的2005-2012年有关气象因子(X1-X7)。1.4分析方法以2005-2012年的相关气象因子、菌量因子(X1-X7)作为自变量和发生级别作为因变量(Y)组建多元回归模型,采用唐启义（2002）的DPS软件进行逐步回归分析,得出预测模型(回归方程)。2结果与分析2.1宝应县小麦赤霉病发生级别预测模型Y=14.6240-2.3291X1+0.0357X2+2.0474X4-0.2236X5-0.2819X6+1.3953X7复相关系数R= 0.9930，F值= 11.71，决定系数RR=0.98597；调整后的相关系数Ra=0.94963，调整决定系数Ra2=0.9803。该方程总体回归R值和F值显著水平，Durbin-Watson统计量 d=2.4125。2.2相关系数分析由表4多元相关系数表可看出，Y值与3月份降水量(X2)、3月份日照时数(X3)、3月份平均气温(X1)、4月上旬平均气温(X4) 4月上旬日照时数（X6）相关性好，与4月上旬降水量、枝带菌率(X5、X7)相关性一般。由表5偏相关系数表可看出，在排除其它因子影响的情况下，各独立因子与Y值相关性极显著(r0.05=0.707, r0.01=0.834)。2.3准确度分析通过对小麦赤霉病发生级别观测值和拟合值进行分析，2005-2012年间吻合度最高值达99.494%，平均吻合度为88.291%，但是2009年吻合度只有74.810%。年份3月4月上旬发生级别平均气温（）降水量（mm）日照时数（h）平均气温（）降水量（mm）日照时数（h）枝带菌率（%）X1X2X3X4X5X6X7y20058.0 49.7 225.4 15.8 20.7 87.3 0.261200610.2 9.8 226.6 16.3 41.1 54.8 0.631200710.6 56.9 173.3 13.4 4.3 70.5 1.781200810.6 31.8 202.3 14.1 18.3 52.8 0.14120099.2 51.9 172.0 14.2 0.0 84.0 0.22120107.4 52.9 143.1 11.2 17.8 62.0 0.83220118.9 24.6 226.1 12.1 9.2 62.5 0.88120128.1 89.4 145.8 15.9 9.6 89.6 0.635表32005-2012年宝应县小麦赤霉病发生级别及相关分析表4多元相关系数表相关系数X1X2X3X4X5X6X7X11-0.47150.35520.18850.1047-0.49730.2078X21.0000-0.47150.35520.18850.1047-0.49730.2078X3-0.47151.0000-0.78080.0659-0.58950.76390.1320X40.3552-0.78081.00000.29450.4890-0.3208-0.2369X50.18850.06590.29451.00000.40610.3690-0.3750X60.1047-0.58950.48900.40611.0000-0.4982-0.2295X7-0.49730.7639-0.32080.3690-0.49821.0000-0.1237Y0.20780.1320-0.2369-0.3750-0.2295-0.12371.0000排序3125647表5偏相关系数及t检验值表偏相关t检验值p-值r(y,X1)=-0.97164.10480.0545r(y,X2)=0.92152.37250.1410r(y,X4)=0.97174.11610.0543r(y,X5)=-0.95803.34050.0791r(y,X6)=-0.97494.37770.0484r(y,X7)=0.93392.61250.1206表6小麦赤霉病发生级别观测值与拟合值吻合度表年份观测值拟合值拟合误差吻合度（%）200511.2372-0.237280.828 200610.830.1783.000 200711.0484-0.048495.383 200811.1571-0.157186.423 200910.74810.251974.810 201021.90640.093695.320 201111.0981-0.098191.066 201254.97470.025399.494 平均88.291 3小结与讨论有学者认为降雨过程与小麦抽穗扬花期高度吻合，田间形成高温、高湿的小气候，导致病害暴发流行，在抽穗扬花期间连续3天的80以上的高湿度，极利于病菌孢子的萌发，因此在抽穗扬花前期就应对赤霉病发生状况作出预测，通过前期的预测对及时发布小麦穗期病虫防治意见，及时指导面上防治工作有一定的帮助。本文通过模型预测发现宝应县小麦赤霉病发生级别与相关因子与3月份降水量(X2)、3月份平均气温(X1)呈正相关，二者数值越大发生级别越高；与3月份日照时数(X3)、4月上旬平均气温(X4) 、4月上旬日照时数（X6）呈负相关，四者数值越高发生级别越低。本文所作模型平均吻合度为88.291%，特别是本地区小麦赤霉病大发生的2012年本模型的吻合度达到99.494%，所以本模型具有实际应用价值。2009年本模型的吻合度为74.810%，这可能与小麦品种、用药等因素有关，2009年我县大面积种植的扬麦11号、扬麦16号对赤霉病抗性较差，加上早春寒流多，冻害较重，植株抗逆性差，在加上全县上下对赤霉病防治的重视，有效的控制了赤霉病的发生与为害，在以后的研究中如果把这些因素考虑进去，比如加大抗耐性品种的选育与推广，淘汰高感病品种，那么本模型的吻合度将会有所提高。本文为了便于预测，选取的相关因子均为3月份-4月上旬的已知气象因子和4月上旬菌量因子，在实际生产中小麦赤霉病的最终发生程度还受4月中、旬和5月上旬小麦抽穗至灌浆期的气象因子(病菌孢子释放、侵染、繁殖阶段)以及小麦生育期、品种抗病性、栽培管理等因素影响，另外，本文中预测的发生级别值与实际级别值划分标准也不相同，在实际预测中可结合天气预报等因素作出最终流行程度预测。4参考文献金善宝.中国小麦学M.北京：中国农业出版社，1996:797-800.全国农业技术推广服务中心编著.农作物有害生物测报技术手册M北京：中国农业出版社, 2006.9唐启义.实用统计分析及其DPS 数据处理系统M.北京：科学出版社，2002.王林. 2003年六安市小麦赤霉病重发特点、原因及防治对策J.安徽农业科学， 2004, 32(2): 269-270,272.张广照,王鹏.枣阳市2003年小麦赤霉病大发生特点、原因及防治对策J. 湖北植保，2004, 1: 11-12.张汉琳.气象因素与麦类赤霉病群体流行波动的研究J.气象学报，1987:45(3)：338-345.朱叶芹,杨荣明,刁春友. 2003年江苏省小麦赤霉病致灾原因分析J.植保技术与推广，2003, 23(9): 9-10.作者简介：朱伟（1987-），男