棉田绿盲蝽预报办法思考范文

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随着抗虫棉的广泛种植,棉盲蝽为害日益加重。根据冀中南地区的田间调查:盲蝽发生高峰期,平均百株虫头数可高达70头,百株受害率超过60%,叶片平均受害率超过80%,顶尖生长点受害率超过50%,蕾铃脱落中的40%~60%是由盲蝽引起的[1];棉盲蝽使棉花的产量和品质降低,轻者减产10%左右,重者减产达50%以上[2],严重的造成绝产[3]。为减轻棉盲蝽给农业经济造成的严重损失,科技工作者加大了对棉盲蝽的研究力度,张孝羲等[4]、张耀进等[5]介绍了棉盲蝽的预测原理和方法;章炳旺等[6]对安徽省转Bt基因棉田主要害虫发生动态进行了研究;刘仰青等[7]从盲蝽的分布、危害、抗药性产生和发展等方面进行了综述和展望;徐文华[8]比较分析了江苏沿海地区转Bt基因抗虫棉与常规棉2类棉田昆虫种群的差异;李进步等[9]对新疆棉区主要害虫的演替及其机理进行了分析。崔金杰等[10]在中国农业科学院棉花研究所试验农场,通过对田间小区的调查,研究了转双价基因棉田主要害虫和天敌的种群消长规律。目前,对棉盲蝽的研究主要集中在其演变规律和防治措施方面,对棉盲蝽发生流行与气象条件关系的研究相对较少。吴昊等[11]利用小波分析方法,对近28年来鄱阳湖北部棉花盲蝽发生等级的规律性进行了研究,建立了棉花盲蝽长期预报模式与中短期气象条件适宜度预报模式;王震[12]研究了不同寄主对江苏绿盲蝽与中黑盲蝽适合度的影响,初步建立了盲蝽成虫发生期与发生量中期预测模型。河北省邯郸市是棉花优势产区。自1996年引进转Bt基因棉,1998年以来普遍种植,棉田害虫格局随之变化,盲蝽取代棉铃虫成为棉田的主要害虫。近年来,绿盲蝽在邯郸棉田已成为危害棉花多种蝽中的优势种,造成棉花不同程度的减产。开展当地绿盲蝽发生流行与气象条件的关系研究,建立绿盲蝽发生情况的预报模型,对于科学防治、有效减少棉盲蝽造成的损失具有重要意义。

1资料和方法采用的资料为邯郸市农业局植保站提供的田间监测资料,包括2004—2009年的绿盲蝽各生高峰期、各生量等相关生物数据。邯郸市气象局资料室提供了2003-2009年的气象资料,包括年、月、旬平均和最高最低气温、相对湿度、降水量、日照时数等数据。对邯郸市2004-2009年绿盲蝽的监测资料进行整理,根据绿盲蝽发生程度、盛发期及相应时段的天气特点,分析绿盲蝽发生情况与气象条件的关系,找出绿盲蝽发生与气象环境条件以及盲蝽自身变化的规律性;将历史资料分析和模型研究相结合,利用SPSS统计软件,采用灰色关联度分析和多因子逐步回归分析方法,在绿盲蝽各生程度、盛发时间、平均温度、雨量、湿度、日照时数等相关因子中筛选出4~5个相关显著的预报因子,建立各代绿盲蝽发生期和发生程度的预测模型。在回归方程的组建中,自变量要少而精,且在时间效应上应具有一定的前瞻性,在数据特性上应具有较好的量化度。

2邯郸棉田绿盲蝽发生规律

2.1绿盲蝽为害等级划分按照全国农业技术推广服务中心《棉盲蝽测报技术规范》进行划分。邯郸棉田绿盲蝽一年发生五代,以二、三、四代危害重,因此,重点进行二、三、四代为害程度和发生盛期的预报。《棉盲蝽测报技术规范》对五生级别未做规定,经邯郸市农业局植保站专家研究,五代分级指标参照四代执行。代次划分:以卵作为世育的起点虫态,以越冬后的卵作为当年的一代卵;依次类推,划分为一代卵、一代若虫、一代成虫;二代卵、二代若虫、二代成虫;三代卵、三代若虫、三代成虫等。发生程度分级指标:以主害生盛期平均百株虫量(包括成虫和若虫)定发生程度,分为5级,即轻发生(1级)、偏轻发生(2级)、中等发生(3级)、偏重发生(4级)、大发生(5级),各级指标见表

1。2.2邯郸绿盲蝽发生等级和程度的划分对2004—2009年邯郸棉田绿盲蝽各生高峰期、各生量等田间观测资料,根据盲蝽不同代次的发生量和盛期出现时间,按照《棉盲蝽测报技术规范》进行代次和发生程度级别划分,结果见表2。邯郸棉田绿盲蝽发生盛期划分:第一代盛期一般出现在5月份,第二代盛期一般出现在6月份,第三代盛期一般出现在7月份,第四代盛期一般出现在8月份,第五代盛期一般出现在9月份。各生具体时期见表3。

3邯郸棉田绿盲蝽预报因子的筛选

3.1预报因子的选择绿盲蝽本身具有极强的适应和繁殖能力,其发生与上生情况、前期平均气温、相对湿度、降水量、光照时长关系密切。分别以月和旬不同时间尺度的气象要素作为预报因子进行研究。按照以上原则,确定了影响邯郸棉田绿盲蝽虫情因子和气象因子共42个,包括:上一代绿盲蝽发生程度和时间,发生期上月及当月(包括上、中、下旬)平均及最高、最低气温,降水量,日照时数,平均及最大、最小相对湿度,年平均气温和最高、最低平均气温等。

3.2预报因子的初筛考虑相关性不显著的预报因子会影响预测效果,利用灰色关联度法对42个因子进行初步筛选,将有较大影响的因子作为自变量,进行逐步回归分析,确定影响第一代、第二代、第三代、第四代棉田绿盲蝽的预报因子。首先确定比较数列和参考数据,以绿盲蝽发生程度为母因素,以气象因子为子因素;采用极值化方法(即每一变量值与变量最小值之差除以该变量取值的全距,标准化后将各变量的取值范围限于0~1)对原始数据列和比较数据列进行处理,使之无量纲化、归一化。然后利用标准化数据求数列X0和Xi的绝对差值,根据公式求关联系数,取分辨系数p=0.5。之后求关联度γ;一般γ>0.6则可认为该因素具有一定的影响。邯郸棉田绿盲蝽各生程度预报因子初筛结果见表4。邯郸棉田绿盲蝽各生盛期预报因子初筛结果见表5。入选的发生盛期的预报因子与发生程度预报因子类似,涵盖了年、月、旬等不同时间尺度的气象因子,包括平均和最高最低气温、降水量、平均和最小相对湿度、日照时数,并包括绿盲蝽自身的生物潜能。

4预报方程的建立从上述灰色关联度法初筛得到的预报因子中选出30个左右的因子作为自变量,引入预报方程;采用逐步回归分析,经过因子的引入和剔除,最终筛选出最优预报因子5个,组建邯郸棉田绿盲蝽第一代到第四代每生程度和盛发期的预报模型。

4.1各生程度的预报方程各生程度预测方程形式如下:yi=Ci+a1ix1i+a2ix2i+a3ix3i+a4ix4i+a5ix5i.第一代棉田绿盲蝽发生程度预报方程为y1=-2.556+1.373x11+0.07x21-0.031x31+0.018x41+0.002x51.预报因子包括上代绿盲蝽发生程度、5月中旬相对湿度、4月平均相对湿度、4月上旬降水量、5月中旬日照时数。第二代绿盲蝽发生程度预报方程为y2=0.584+1.093x12-0.015x22-0.031x32+0.004x42+0.002x52.预报因子包括上代绿盲蝽发生程度、5月中旬降水量、6月上旬日照时数、5月日照时数、6月中旬日照时数。第三代绿盲蝽发生程度预报方程为y3=-53.57+2.207x13+0.162x23-0.012x33-0.120x43+0.002x53.预报因子包括7月平均最低气温、6月上旬相对湿度、6月下旬降水量、年平均气温、7月下旬日照时数。第四代绿盲蝽发生程度预报方程为y4=-60.755+0.724x14-0.079x24+0.555x34+0.030x44+0.0004x54.预报因子包括8月最小相对湿度、7月平均相对湿度、8月平均相对湿度、年平均最低气温、7月下旬日照时数。

4.2各代盛发期的预报方程各生盛期的预测方程为:yi=Ci+a1ix1i+a2ix2i+a3ix3i+a4ix4i+a5ix5i.第一代绿盲蝽盛发期预报方程为y1=20.217-0.776x11-0.598x21-0.300x31-0.006x41-0.002x51.预报因子包括:上代绿盲蝽盛发期时间、5月平均气温、5月最小相对湿度、4月下旬日照时数、5月中旬平均气温。第二代绿盲蝽盛发期预报方程为y2=-7.332+0.017x12+0.435x22+0.116x32+0.0004x42+0.0004x52.预报因子包括:6月中旬日照时数、5月最小相对湿度、6月下旬平均气温、5月上旬日照时数、5月中旬日照时数。第三代绿盲蝽盛发期预报方程为y3=49.718-5.102x13-0.262x23+0.016x33+0.002x43+0.045x53.预报因子包括:年平均最低气温、6月上旬降水量、6月中旬降水量、6月下旬日照时数、7月平均最低气温。第四代绿盲蝽盛发期预报方程为y4=27.312-0.163x14+0.017x24-0.269x34+0.005x44-0.005x54.预报因子包括8月下旬平均气温、7月中旬日照时数、7月下旬相对湿度、8月中旬降水量、7月下旬日照时数。

5预测结果检验

5.1盲蝽发生程度预测检验对盲蝽发生程度预测进行回代检验(表6),可以看出1~4代盲蝽发生程度预测模型的历史回检的拟合率较高,按四舍五入只有二代预测模型中在2005年计算得出数值为5.7,与实况有偏差,由于发生程度分级中只有5级,超过5级按5级处理,因此预测结果仍为准确。1~4代盲蝽发生程度预测模型的历史回检的拟合率为100%。

5.2盲蝽盛发期预测检验对盲蝽盛发期预测进行回代检验(表7),采用四舍五入方式可以看出,1~4代盲蝽盛发期预测模型的历史拟合率达100%。

6小结和讨论

根据棉田绿盲蝽发生特点结合发生期及前期的气象条件,选择温度、相对湿度、降水量、日照时数等相关要素,以月和旬不同时间尺度的气象要素作为预报因子,并考虑其自身的生物学特性,将上一生情况作为预报因子。利用灰色关联度法对预报因子进行初筛,确定每一代绿盲蝽发生程度和发生盛期的预报因子;针对绿盲蝽各生程度和发生盛期分别组建了预报预测模型。影响棉田绿盲蝽发生程度和发生盛期的环境因素众多而且比较复杂。绿盲蝽观测资料过于分散,没有完整、可利用的分县资料,资料时间序列较短,对预报的准确性和稳定性有一定影响。本文中对邯郸地区棉田绿盲蝽的发生趋势预报只是分级别的定性预报,在精细化的预报方面还需进一步努力,提高预报预测的准确率,为盲蝽的科学防治提供指导依据,以保障棉花生产与控害减灾工作。