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

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(wàn)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(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)蟲(chóng)害發(fā)生相關(guān)顯著的氣象因子， 建立棉鈴蟲(chóng)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(chóng)。

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(wú)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(chóng)害資料進(jìn)行分析。

1.2 方法

對(duì)棉鈴蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)卵始見(jiàn)期及卵盛期統(tǒng)計(jì)

根據(jù)2000—2017 年的棉鈴蟲(chóng)蟲(chóng)害資料統(tǒng)計(jì)了各世代蟲(chóng)卵的始見(jiàn)日和卵盛日，發(fā)現(xiàn)2 代卵始見(jiàn)日從5 月下旬到6 月中旬都有可能，最早始見(jiàn)日和最晚早始見(jiàn)日相差27 d；3 代卵始見(jiàn)日集中在7 月，最早始見(jiàn)日和最晚始見(jiàn)日相差22 d；4 代卵始見(jiàn)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(chóng)卵始見(jiàn)日及卵盛期

2.2 棉鈴蟲(chóng)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(chóng)卵、幼蟲(chóng)、成蟲(chóng)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(chóng)量和百株累計(jì)成蟲(chóng)量最少；百株累計(jì)卵量、百株累計(jì)成蟲(chóng)量最大值及百株累計(jì)蟲(chóng)量最大值均出現(xiàn)在6 月（表2）。

表2 各發(fā)育期棉鈴蟲(chóng)的時(shí)間分布

2.3 氣象條件相關(guān)分析

利用棉鈴蟲(chóng)各世代蟲(chóng)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(guò)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(guò)0.5 為標(biāo)準(zhǔn)，找出與各世代棉鈴蟲(chóng)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(chóng)的生活習(xí)性，氣溫和降水是影響棉鈴蟲(chóng)發(fā)生消長(zhǎng)的關(guān)鍵氣象因素。最適宜棉鈴蟲(chóng)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(chóng)發(fā)生指標(biāo)和氣溫有明顯的相關(guān)關(guān)系，由于棉鈴蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)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(chóng)蟲(chóng)卵和低齡幼蟲(chóng)，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(chóng)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(chóng)觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、次數(shù)多，降水時(shí)間和棉鈴蟲(chóng)觀測(cè)時(shí)間對(duì)應(yīng)不好。 地溫與較多的棉鈴蟲(chóng)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(chóng)2 代、3 代和4 代卵預(yù)報(bào)模型

按 《河北省棉鈴蟲(chóng)測(cè)報(bào)田間調(diào)查規(guī)程》（DB13/T 255－1996）[16]，棉鈴蟲(chóng)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(lái)劃分，所以利用逐步回歸方法分別建立各代蟲(chóng)卵百株累計(jì)卵量的預(yù)報(bào)方程。

表3 棉鈴蟲(chóng)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(chóng)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(guò)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(chóng)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(chóng)的百株累計(jì)卵量按河北省衡水市棉鈴蟲(chóng)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(chóng)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(chóng)卵的始見(jiàn)日最早為5 月24 日， 最晚為8 月22 日。 （2） 衡水棉鈴蟲(chóng)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(chóng)主要發(fā)生在6－8 月。（4）衡水棉鈴蟲(chóng)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(chóng)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%。