陳觀浩,梁盛銘,陳 冰,顏松毅
(1.廣東省化州市病蟲測報站,廣東化州52510 0;2.廣東省化州市氣象局,廣東化州 525100)
化州市位于廣東省西南部,為典型的雙季稻區(qū),常年種植水稻面積5.11萬hm2左右,為廣東省重要的水稻生產基地。稻縱卷葉螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)是影響化州市水稻安全生產的主要害蟲之一(陳觀浩,2004),與稻飛虱合稱為水稻兩遷害蟲。21世紀以來,由于境外蟲源地(翟保平和程家安,2006)、水稻栽培制度改變(陳觀浩等,2006)、冬春變暖(陳觀浩等,2011;劉祖建等,2012)及種植作物品種變化等方面的原因,稻縱卷葉螟在化州市普遍猖獗危害,具有發(fā)生期顯著提前;次害代發(fā)生重,重發(fā)世代增多;暴發(fā)頻率加快,對水稻為害進一步加劇(陳觀浩等,2011)。
田間蟲情調查是稻縱卷葉螟測報最可靠的手段和依據(jù),也是研究稻縱卷葉螟的一項基本工作(張躍進,2006;卜鋒等,2012)。發(fā)生期的預測是稻縱卷葉螟預測預報的重要內容,而發(fā)生期預測的查蛹法適用于當?shù)叵x源為主世代,準確性較高,且能較早做出預測,也是目前基層測報站最常用的方法(張左生和王功滿;1988;廖皓年等,1996;吳智色等,2007)。但該蟲化蛹前多數(shù)幼蟲離開老蟲苞,爬到葉鞘內側以及稻叢基部嫩葉(小分蘗、無效分蘗)或黃葉上吐絲綴葉,結小蟲苞化蛹,也有的在稻叢的稻株間作薄繭化蛹,也有少數(shù)幼蟲在老蟲苞內化蛹(郭金華,1984;張左生和王功滿,1988;匡石滋,1989;雷國明,1992)。稻縱卷葉螟的這種化蛹習性給蟲口密度、化蛹進度的測報調查工作增加了很大難度,而且不可避免地帶來較大的偏差。怎樣將上述化蛹習性運用到稻縱卷葉螟的化蛹進度調查上去,目前很少有人研究。鑒于此,本文試圖通過對稻縱卷葉螟卷葉有蟲率和化蛹率進行調查,揭示稻田卷葉有蟲率與化蛹率的關系,并建立相關模型,為簡化稻縱卷葉螟田間調查技術和預測預報提供依據(jù)和方法。
在各代老熟幼蟲達50 %以上,或大量白葉出現(xiàn)后5~7 d 或預計化蛹始盛期時,進行本項目的調查。采用雙行平行跳躍式取樣,調查時把整叢所有稻縱卷葉螟卷葉蟲苞摘下,并及時詳細剝檢,凡是卷葉蟲苞內有活蟲(包括幼蟲、蛹、蛹殼,下同)記為“1”,卷葉蟲苞內無活蟲則記為“0”,計算卷葉有蟲率;然后詳細調查該叢水稻其他部位活蟲數(shù),與卷葉蟲苞內活蟲數(shù)一起計算化蛹率。每次調查活蟲50頭以上。2008~2011年共獲得27 組(含2、3、5、6 主要世代)的卷葉有蟲率與化蛹率資料,2012年應用以上調查方法取得10 組數(shù)據(jù)進行模型回檢。
用2008~2011年共獲得27 組資料建立數(shù)學模型,應用數(shù)理統(tǒng)計原理,分別用直線函數(shù)y=a+bx、一元二次函數(shù)y=ax2+bx+c、一元三次函數(shù)y=ax2+bx3+cx+ d、對數(shù)函數(shù)y=a+ blnx、指數(shù)函數(shù)y=aebx和冪函數(shù)y=axb進行擬合。最優(yōu)模型以剩余平方和(Q)和剩余標準差(Syx)綜合判定(寧仲根等,1997 a;張連翔等,1997;楊瑤君等,2009)。
文中數(shù)據(jù)采用SPSS18.0 軟件進行相關和回歸分析,繪圖采用Excel 軟件。
27 組卷葉有蟲率與化蛹率相互對應的結果列于表1。
表1 稻縱卷葉螟卷葉有蟲率和化蛹率的統(tǒng)計數(shù)據(jù)Table 1 Leafroller parasite rate and pupation leafroll statistics
從表1 可看出,化蛹率有隨著卷葉有蟲率的減少而增大的趨勢,故可對其進行回歸分析,探索最優(yōu)回歸模型。以表1 中的卷葉有蟲率作為自變量x(橫軸),化蛹率作為因變量y(縱軸),建立直角坐標系,畫出散點圖(圖1)。
圖1 稻縱卷葉螟卷葉有蟲率與化蛹率的關系Fig.1 The leafroller Leafroll parasite rate and pupation
根據(jù)散點圖的趨勢,用直線函數(shù)、一元二次函數(shù)、一元三次函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)進行擬合,求出方程和相關系數(shù)(表2)。
表2 中各擬合方程的相關系數(shù)(R)均>0.487 [r0.01(2,25)],說明稻縱卷葉螟卷葉有蟲率與化蛹率均呈極顯著相關關系。
從表2 結果看出,6種函數(shù)方程中,除指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)的相關系數(shù)較小外,其余4種函數(shù)的相關系數(shù)(R)均在0.96 以上,且相差很小,但以一元三次函數(shù)的相關系數(shù)(R)值最大,Q和Syx值最小,說明該方法估計精度最高,誤差最小,應為首選方法。而指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)的估計誤差較大,不能擬合,不宜采用。
表2 各種方程的函數(shù)表達式和擬合結果Table 2 Various equations function expression and fitting results
為了檢驗利用卷葉有蟲率估測化蛹率的可行性,作者利用2012年調查的10 組數(shù)據(jù),對一元三次函數(shù)、一元二次函數(shù)、直線函數(shù)和對數(shù)函數(shù)等4種函數(shù)進行檢驗。10 組回測結果表明(表3),每個模型的預測值與實查值基本接近,經t 檢驗,其可靠平準降低到t0.10=1.734,兩者間差異仍不明顯,說明上述4種函數(shù)預測值與直接詳查的調查結果均無顯著差異,但前者比后者省工省時,可提高工效3~5倍。據(jù)10 組調查統(tǒng)計,應用卷葉有蟲率估測化蛹率的簡易估計,上述4種函數(shù)平均預測精度分別為88.58%、87.63%、79.66%、79.66%,其中以一元三次函數(shù)預測精度最高,因此,選擇一元三次函數(shù)為最優(yōu)預測模型,生產中可以應用這個模型對田間稻縱卷葉螟發(fā)生為害進行監(jiān)測。
表3 對稻縱卷葉螟化蛹率簡易估計4個模型的進一步驗證結果Table 3 Simple estimated leafroller pupation further verify the results of the four models
根據(jù)上述最優(yōu)一元三次函數(shù)模型建立稻縱卷葉螟卷葉有蟲率與化蛹率關系速查表(見表4)。應用此表,僅需檢查卷葉蟲苞 內是否有蟲即可,而無需調查稻叢其他部位的具體蟲數(shù),計算出卷葉有蟲率,查表便可知稻縱卷葉螟化蛹率,故十分簡易,為稻縱卷葉螟化蛹進度調查提供了一種新的手段。
表4 稻縱卷葉螟卷葉有蟲率(x)與化蛹率(y)速查表Table 4 Worm leafroller leafroll rate(x)and pupation(y),F(xiàn)act Sheet
本文的研究思路系作者受上述稻縱卷葉螟化蛹習性的啟發(fā)下直接提出的,研究結果表明,稻縱卷葉螟卷葉有蟲率與化蛹率之間呈負相關的關系,即隨著卷葉有蟲率的減少,化蛹率也提高,這符合該蟲生物學特性。
通過田間調查,收集數(shù)據(jù),用直線函數(shù)、一元二次函數(shù)、一元三次函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)來擬合稻縱卷葉螟卷葉有蟲率與化蛹率之間的相關關系,發(fā)現(xiàn)化蛹率(y)與卷葉有蟲率(x)之間關系密切,經過分析,一元三次函數(shù):
y=86.8377-3.3343 x+0.0662 x2-0.0007 x3
相關系數(shù)R=0.9853,剩余平方和和剩余標準差最小,預測精度最高,可判定為最優(yōu)擬合方程。
稻縱卷葉螟預測預報辦法中,最費工、費事的莫過于調查稻縱卷葉螟的化蛹、羽化進度了。在殘蟲量不高的情況下,一次調查50頭活蟲,往往耗去半個工日甚至更多。但田間卷葉有蟲率是容易觀察和容易獲得的簡單性狀(寧仲根,1997 b),因此,人們往往采用有蟲樣百分率來估計種群密度、化蛹率等(徐汝梅,1987;丁巖欽,1994;張志勤,1997)。本文中優(yōu)選出來的一元三次函數(shù)方程可用稻縱卷葉螟化蛹進度的調查,較好地解決了稻縱卷葉螟化蛹進度調查難的問題。為方便實際應用,本文利用優(yōu)選出來的數(shù)學模型建立了稻縱卷葉螟化蛹率速查表,這為田間稻縱卷葉螟化蛹進度調查和預測預報找到了一個科學、簡便、準確的調查方法,這對稻縱卷葉螟種群監(jiān)測及綜合防治具有重要指導意義。
總之,本文提出用卷葉有蟲率來估測化蛹率的調查方法,可大大節(jié)省調查時間,降低查蟲難度,提高準確率。但需要注意,調查取樣(卷葉數(shù))越多,所得數(shù)據(jù)越準確,一般應調查活蟲數(shù)50頭以上。
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