甬优系列杂交稻稻曲病空间分布格局参数特征及其应用

陈 红，汪恩国，汤学军

(临海市农技推广中心，浙江 临海 317000)

甬优系列杂交稻稻曲病空间分布格局参数特征及其应用

陈 红，汪恩国，汤学军

(临海市农技推广中心，浙江 临海 317000)

为揭示甬优系列杂交稻稻曲病的空间分布信息和发病特征，2016年通过对甬优系列杂交稻不同播种期稻曲病发病情况调查，取得了15组样本资料，应用聚集度指标法、Iwao法和Taylor法等测定检验。结果表明，甬优系列杂交稻稻曲病病穗田间空间发生分布呈聚集分布格局，其聚集度随着病穗密度升高而增强，其Iwao的M*～m线性模型为M*=1.116 8m+0.174 1，Taylor的V～m幂法则模型为V=1.276 1m1.065 6。经Blackith聚集均数分析，当病穗密度m<0.969 8(即病穗率<7.77%)时，λ<2，聚集是由于某些环境如气候、栽培条件、植株生育状况等引起的；当病穗密度m≥0.969 8(即病穗率≥7.77%)时，λ≥2，其聚集原因是由病害本身的聚集行为与环境条件综合影响结果。在此基础上得出甬优系列杂交稻稻曲病理论抽样数公式N=1.962/D2(1.174 1/m+0.116 8)及序贯抽样公式Tn=1.174 1/(D02-0.116 8/n)。这些参数对提高田间稻曲病监测效率和决策防控具有良好指导意义。

甬优系列杂交稻； 稻曲病； 空间格局； 参数特征； 抽样技术

稻曲病是由稻曲病菌(Ustilaginoideavirens，有性态Villosiclava.virens.)侵染造成的一种水稻穗部真菌病害。近年来浙南稻区大面积推广籼粳杂交组合超高产栽培技术，随着施肥水平大幅度提升，加上气候条件影响，稻曲病发生危害趋势逐年加重，成为甬优系列高产高品质栽培的重要障碍[1-3]。稻曲病在穗期暴发，病谷黑穗、黑粒、致瘪粒率增加，千粒重下降，大量黑粉菌混入稻谷稻米，降低稻米品质，对人畜和环境造成危害[4-5]。目前，对于稻曲病空间分布型研究报道较多，但对于稻曲病空间格局参数信息应用，尤其在甬优系列杂交稻上研究应用较为鲜见[6-9]。鉴于当前甬优系列籼粳杂交稻稻曲病发病流行趋势日益严重，于2016年对甬优系列(甬优538、甬优2640、甬优1540)杂交稻稻曲病空间分布格局、原因和抽样技术进行了系统调查研究，旨在明确甬优系列杂交稻稻曲病田间分布信息、探讨病害发生与流行的原因，以期为病害调查、预测预报、病害防控及其相关试验研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1材料

试验选择在浙江省临海市江南稻区国丰粮食专业合作社生产基地晚稻上进行。试验区为双季稻区，供试品种为甬优538、甬优2640、甬优1540(为当地生产上主推的籼粳杂交稻甬优系列组合)，作连作晚稻栽培。试验采取分期分批播种，即第1批(甬优538、甬优2640、甬优1540)于6月23日播种，7月13日机插移栽；第2批(甬优538、甬优2640、甬优1540)于6月29日播种，7月19日机插移栽；第3批(甬优538、甬优2640、甬优1540)于7月4日播种，7月24日机插移栽；第4批(甬优538、甬优2640、甬优1540)于7月9日播种，7月29日机插移栽；第5批(甬优538、甬优2640、甬优1540)于7月14日播种，8月3日机插移栽，以利获取稻曲病发病条件。机插密度统一为30 cm×17 cm，即每667 m2插13 000丛。每个组合每批种植面积667 m2。田间肥、水、病虫防治等农事作业操作统一按常规措施进行。

1.2方法

在甬优系列杂交稻连作晚稻稻曲病发病稳定期(10月下旬)，采取从田边开始到田边结束，每块田按南北单行直线跳跃取样100丛，逐丛调查记载病穗数，随机取样10丛，调查每丛有效穗数。每个品种每批次调查1块田，共计15块田。

1.3数据处理及分析

将田间调查所得数据，以1块田为1组，即以1块田为1个样地1组数据为1个样方列出病穗密度(每丛发病穗数)频次分布表，并计算出平均病穗密度以及病丛率和病穗率发病率等，然后求出二项分布P值，若二项分布P值<0.05则不适合；若二项分布P值<0.01则极不适合。

采用聚集度指标法分别计算出病穗密度平均数(m)、方差(V)、平均拥挤度(M*)、Beall扩散系数C、David and Moore丛生指数I、Water’s负二项分布参数K、Cassie指标CA、Lioyd聚块性指标M*/m等各值，运用这些聚焦度参数测定其空间格局[10-12]。在此基础上利用回归模型Iwao法(M*～m回归分析)和Taylor幂法则等方法，进一步分析空间分布格局。

根据Iwao提出的抽样原理[13]，其理论抽样数公式为：N=t2/D2[(α+1)/m+(β-1)]，式中N为最适抽取样方数，m为每丛发病穗数(病穗密度)均数，t为分布临界值(采用保证概率取值)，α、β为M*～m回归参数，D为允许误差，建立甬优系列杂交稻稻曲病不同发病率情况下所需的理论抽样数模型。根据Iwao等[14]提出的新序贯抽样理论，其通式为：Tn=(α+1)/[D02-(β-1)/n]，式中Tn为已抽取的累计病穗数量；α、β为M*～m线性回归参数，n为抽取样本的数量；D0为精密指标，建立甬优系列组合杂交稻稻曲病序贯抽样模型和序贯抽样检索表图。

2 结果与分析

2.1稻曲病发病率及其病穗密度频次分布

根据对甬优系列杂交稻5批次播种的15块不同样地稻曲病发病情况调查结果(表1)，表明甬优系列杂交稻不同批次播种移栽的样地发病率存在显著差异，平均病丛率46.4%(10%～83%)，平均病穗率6.42%(0.69%～14.29%)，平均病穗密度0.787 3穗·丛-1(0.10～1.95穗·丛-1)；经适合性检验，除3号和5号田块不适合二项分布(P<0.02)外，其余13块均P<0.01，为极不适合二项分布。利用最小二乘法，建立甬优系列杂交稻稻曲病病穗密度均值(m)与发病率(病丛率P或病穗率Q)之间的回归方程：P=39.359m+15.411(r=0.934 6**)，或Q=7.384 82m+0.605 9(r=0.960 6**)，相关程度达极显著水平。

2.2稻曲病田间空间分布格局

2.2.1 聚集度指标检验

聚集度指标检验结果(表2)显示，被测的15块连作晚稻样地除7号和13号样地(C<1、I<0、K<0、CA<0、M*/m<1)为均匀分布外，其余13块样地均达到C>1、I>0、K>0、CA>0、M*/m>1，均为聚集分布格局。表明甬优系列杂交稻稻曲病的空间分布为聚集分布格局，其聚集强度总体随病穗密度升高而增强。

2.2.2 Iwao法检验

运用Iwao[13]提出的M*～m回归分析法检验，甬优系列杂交稻稻曲病空间分布结构的相关回归方程式为：M*=1.116 8m+0.174 1 (r=0.900 8**)。得α=0.174 1，即α > 0，表明病穗空间分布的基本成分是个体群，病穗个体间相互吸引，病穗在大田中存在明显的发病中心；β=1.116 8，即β>1，表明病穗个体群在田间呈聚集分布，即分布的基本成分个体群之间趋于聚集分布。因此，甬优系列杂交稻稻曲病田间分布呈核心扩散表现格局。

2.2.3 Taylor法检验

运用Taylor等[15]的幂法则，拟合方差(V)与平均数(m)的幂相关回归方程式，其结果分别为：V=1.276 1m1.065 6(r=0.967 4**)。由于a=1.276 1，b=1.065 6，即b>1，进一步表明甬优系列杂交稻稻曲病田间空间分布格局呈现聚集分布特征，并且具有密度依赖性，其聚集强度随着病情上升而增强，这与聚集度指标法分析结果一致。

2.2.4 聚集原因分析

应用Blackith[16]的种群聚集均数(λ)检验聚集的原因，其公式为λ=m/(2k)×r，其中k为负二项分布的指数k值，r为2k自由度当α=0.05时χ2分布的函数值。将各样地样方单丛病穗数平均密度(m)与聚集均数(λ)进行相关分析(表3)，得：λ=1.753m+0.3，(r=0.924 9**)。由此可知，当样方病穗平均密度m<0.969 8(即病穗率<7.77%)时，λ<2，聚集是由于某些环境如气候、栽培条件、植株生育状况等等所引起的；当样方病穗平均密度m≥0.969 8(即病穗率≥7.77%)时，λ≥2，其聚集原因是由病害本身的聚集行为与环境条件综合影响结果。因此，甬优系列杂交稻稻曲病发病严重的主要原因在于感染生育期遇上发病气候并致使病源互作影响所致。

表3 甬优系列杂交稻稻曲病病穗聚集均数

2.3抽样技术

2.3.1 最适抽样模型

根据Iwao的最适抽样模型，取保证概率值t=1.96，允许误差D1=0.2，D2=0.3，α=0.174 1，β=1.116 8，建立理论抽样数模型N=1.962/D2(1.174 1/m+0.116 8)，即得到最适抽样模型：N1=112.760 6/m+11.217 5；N2=50.115 8/m+4.985 5。应用这些理论抽样数模型，计算出甬优系列杂交稻稻曲病不同发病率下应抽取的最适抽样数(图1)。当田间病穗率为1%(病穗密度0.110 1穗·丛-1)时，所需抽样数D=0.2为103 5丛，或D=0.3为460丛；病穗率为5%(病穗密度0.610 1穗·丛-1)时，所需抽样数D=0.2为196丛，或D=0.3为87丛；病穗率为10%(病穗密度1.235 1穗·丛-1)时，所需抽样数D=0.2为103丛，或D=0.3为46丛；病穗率为20%(病穗密度2.485 1穗·丛-1)时，所需抽样数D=0.2为57丛，或D=0.3为25丛；病穗率为30%～50%(病穗密度3.735 1～6.235 1穗·丛-1)时，所需抽样数D=0.2为41～29丛，或D=0.3为18～13丛。随着发病率的增加，所需抽样数递减。

图1 甬优系列杂交稻稻曲病不同发病率下所需的最适抽样数

2.3.2 序贯抽样

根据Iwao等[14]提出的新序贯抽样理论，运用α=0.174 1，β=1.116 8，建立序贯抽样模型为Tn=1.174 1/(D02-0.116 8/n)，一般取D0=0.15、0.20、0.25；当n分别为5、10、20、…、80时，得甬优系列杂交稻稻曲病序贯抽样表(表4)。在田间调查时可应用序贯抽样表进行序贯抽样，当调查的累计病穗数达到预定精密指标下的病穗指标时停止调查，累计病穗数除以取样数，即为平均密度。

表4 甬优系列杂交稻稻曲病序贯抽样表

注：当n=5时，取D0=0.15，则Tn=1.174 1/(D02-0.116 8/n)，得Tn为负值，无实数意义，则无取样意义，故设为—。

3 小结与讨论

调查结果和检验分析表明，甬优系列杂交稻稻曲病田间病穗空间分布呈聚集分布格局，其基本成分是个体群，病穗个体间相互吸引，病穗在大田中存在明显的发病中心，同时个体群之间也趋于聚集分布。究其聚集原因，主要在于病穗密度m<0.9698(病穗率<7.77%)时λ<2，聚集是由于某些环境如气候、栽培条件、植株生育状况等所引起的；当病穗密度m≥0.9698(病穗率≥7.77%)时λ≥2，其聚集原因是由病害本身的聚集行为与环境条件综合影响结果。因此，甬优系列杂交稻稻曲病发病严重的主要原因在于感染生育期遇上发病气候并致使病源互作影响所致。

在开展田间病情监测预警防控时，可通过初步调查估算出被调查田稻曲病病穗密度，然后通过查阅抽样数检索图或直接将相关参数代入理论抽样数模型[N=1.962/D2(1.1741/m+0.1168)]，来确定不同概率保证及误差条件下的最适抽样数。作为测报调查，可对照理论抽样数表进行，即建议病情在低密度(病穗率≤5%或m≤0.6101穗·丛-1)田块，每块调查200～500丛；一般密度(5%<病穗率≤10%或0.6101穗·丛-1

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收入日期：2017-06-27

临海市国丰现代农业科技示范基地项目(3310015)

陈 红(1990—)，男，浙江临海人，助理农艺师，学士，从事水稻病虫害监测与预报研究工作，E-mail：lhchenhong@163.com。

文献著录格式：陈红，汪恩国，汤学军. 甬优系列杂交稻稻曲病空间分布格局参数特征及其应用[J].浙江农业科学，2017，58(10)：1721-1724，1726.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171014

S688.1

A

0528-9017(2017)10-1721-04

(责任编辑侯春晓)