信阳地区小麦赤霉病发生与春季降水的相关性分析

姜明波，翟顺国，王守强，程泽强，韩国琼，刘先明

(1.罗山县农业科学研究所，河南 罗山 464200； 2.罗山县气象局，河南 罗山 464200； 3.河南省农业科学院，河南 郑州 450002)

小麦赤霉病在我国发生范围广，危害程度重，引起减产的幅度大[1-5]，已引起有关部门的高度重视[6]，尤其是江淮麦区，春季雨量充沛，赤霉病多数年份均有不同程度的发生[7]。大量研究认为，当年小麦赤霉病流行程度主要取决于抽穗扬花期的降水情况，降水量大，持续时间长，发病就重，反之则发生程度较轻[8-15]。由于气候条件的改变，单纯考虑小麦抽穗扬花期的降水情况已不足以揭示小麦赤霉病发生的规律，应将视野扩展到小麦抽穗前后更长时间范围的降水情况，以便更准确地预测小麦赤霉病发生危害的趋势，及时采取防治措施。为此，通过近12 a信阳地区春季小麦不同生长时期降水情况与小麦赤霉病发生的相关性分析，探索降水影响小麦赤霉病发生的规律，为江淮麦区预防小麦赤霉病提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 研究材料

气象资料来源于河南省信阳市罗山县气象局，包括2006—2017年共计12 a的2—5月降水情况。小麦赤霉病病穗率资料来源于罗山县农业科学研究所承担的河南省小麦新品种区域试验南部组试验结果，取当年参加试验品种病穗率的平均数，为同期12 a的数据(表1)。

表1 罗山县春季不同时期降水量、降水天数与赤霉病病穗率数据

1.2 研究方法

应用SPSS进行分析处理，对2、3、4、5月上、中、下各旬降水量，月总降水量，月总降水天数与赤霉病平均病穗率做相关分析，通过相关系数大小寻找影响病穗率的主要因素，并做逐步回归分析，从多因子中选出关系更密切的因子。应用一维超平面进行分类，甄别易发生赤霉病灾害的3月降水量分界线，筛选具备流行条件的年份，并对其4月各旬降水量、降水总量、降水天数与赤霉病平均病穗率进行相关性分析。

2 结果与分析

2.1 3月降水量、降水天数与小麦赤霉病发生的关系

根据表2相关性分析结果，赤霉病发病率与2、4、5月降水总量相关性较弱，而与3月降水总量有较强的正相关性。表3结果表明，赤霉病发病率与3月降水天数有较强的正相关性，而与其他月份的相关性较弱。总体来看，赤霉病发病率与3月降水相关性较强。从图1可以看到，3月降水总量与赤霉病病穗率逐年发生趋势最相近，这与相关性分析结果基本相同。从表4可以看出，3月上、中、下旬降水量与赤霉病病穗率的相关系数分别为0.124、0.351、0.467，这说明3月上、中、下旬降水量对赤霉病的影响依次加重。3月当地气温回升较快，降水量大时，地表湿度增加，有利于赤霉病菌子囊壳的形成，子囊壳在吸水膨胀后，能大量释放子囊孢子[16-17]，子囊壳的大量形成，为4月小麦抽穗扬花期的侵染创造了条件。反之，3月降水较少，不利于子囊壳的形成，4月小麦抽穗扬花期受侵染的机会减少，则病穗率低。2006年、2011年、2013年、2014年、2016年3月降水总量分别为2.0、29.7、36.1、10.0、36.0 mm，明显偏少，当年病穗率分别为1.6%、0、0、0、14.3%，总体较低。2014年4月降水总量达到207.7 mm，降水天数达到17 d，但因3月降水量少，子囊壳形成较少，当年赤霉病发病仍然很轻。因此，3月降水量和降水天数少，能明显抑制赤霉病的大流行。

表2 月降水总量与赤霉病病穗率的相关系数

表3 月降水天数与赤霉病病穗率的相关系数

图1 月降水总量与赤霉病病穗率的逐年变化趋势

表4 春季不同时期降水量与赤霉病病穗率的相关系数

2.2 5月中旬降水量与小麦赤霉病发生的关系

通过逐步回归分析，设置进入概率为0.05，排除变量概率为0.10，结果(表5)表明，第一步引入变量5月中旬降水量，然后逐步回归分析结束，只有5月中旬降水量入选，因此，5月中旬降水量对赤霉病发病率影响最为显著。5月中旬降水量与赤霉病病穗率的相关系数为0.641(表4)，方差分析显示相关性达显著水平(P<0.05)。从图2可看到，5月中旬降水量与赤霉病病穗率逐年发生趋势相近，这与相关性分析结果基本相同。由此可知，随着5月中旬降水量增多，小麦赤霉病发生有加重趋势。5月中旬，信阳地区小麦通常完成总灌浆量的50%，这一时期也是赤霉病典型症状集中表现期，雨水较少时，干燥环境中菌丝体生长受到抑制，一些受侵染的穗子通常不表现出明显的症状，随着降水增多，湿润的环境有利于菌丝体生长，受侵染的穗子表现出典型的症状，因此可以看到病穗明显增多。

表5 逐步回归分析中已输入/除去变量

注：因变量为病穗率。

图2 5月中旬降水量与赤霉病病穗率的逐年变化趋势

2.3 赤霉病易流行年份3月降水总量界限确定

将病穗率作为纵坐标，3月降水总量作为横坐标，绘制散点图，再用一维超平面进行分类。从图3可以直观地看到，3月降水总量以36 mm为分界线，36 mm以上病穗率高于5.0%，出现赤霉病灾害。以36 mm为分界线分类正确率为91.67%(除去线上两点)，即在平面右下和左上内的只有1个点，因此，36 mm最适合作分界线。由此可以得出，如果3月降水总量大于36 mm，那么当年赤霉病流行的可能性明显增大。

图3 3月降水总量与病穗率散点图

2.4 赤霉病易流行年份4月降水情况与小麦赤霉病发生的关系

从表1可以看出，3月降水总量≥36 mm的年份有2007、2008、2009、2010、2012、2013、2015、2016、2017共9个年份，将这些年份4月降水情况与赤霉病病穗率做相关性分析，结果如表6。由表6可见，在3月降水总量大于36 mm的年份中，4月降水天数对赤霉病的发生影响最大。因此，在3月降水总量充足的情况下，如果4月降水天数过多，那么赤霉病流行的可能性将变得更大，即小麦抽穗扬花期的雨日数越多，越有利于病菌侵染，病害严重，反之则轻，这与有关研究结果一致[18]。2009年、2010年、2015年3月降水量分别为59.0、92.4、80.6 mm，4月雨日数均在10 d以上，同时5月中旬降水较多，具备赤霉病大流行的条件,当年赤霉病病穗率分别达到42.6%、66.9%、37.6%，是近12 a中发病最重年份。2012年3月降水量65.8 mm，4月降水量8.1 mm，雨日数5 d，5月中旬降水偏少，但当年病穗率为10.8%，这说明3月降水已促成大量子囊壳形成，即使4月抽穗扬花期降水较少，或出现大雾，赤霉病依然能够中度流行。

表6 赤霉病易流行年份4月降水情况与赤霉病病穗率的相关系数

3 结论与讨论

本研究结果显示，信阳地区3月降水量≥36 mm时，田间湿度大，有利于小麦赤霉病菌子囊壳的大量形成，为赤霉病的流行创造了有利条件，但赤霉病当年能否流行，还要看4月雨日数的多少和5月中旬的降水量，当4月雨日数多、5月中旬降水量大时，赤霉病必然大流行，反之则赤霉病轻度发生；3月降水量<36 mm时，田间湿度小，抑制了赤霉病菌子囊壳的形成，赤霉病没有暴发的先决条件，大流行可能性显著降低。值得注意的是，3月下旬降水量对赤霉病的影响最大，当3月的降水集中在下旬，即使降水量<36 mm，如果4、5月条件适宜，也有可能引起一定程度的流行。

本研究采用的气象数据是罗山县气象局观测数据，病穗率是河南省小麦新品种区域试验南部组罗山县试验点记载数据，取自当年所有参加试验小麦品种病穗率的平均数。河南省选育的小麦品种高产潜力大，抗赤霉病能力总体表现较低，每年参加试验品种不同，抗性也有差异，但总体差异不大。研究的对象是多年多个小麦品种的混合群体，更能客观反映出不同时期降水情况诱发小麦赤霉病的总体趋势。因此，研究结果在生产中有指导意义，当3月的降水量较多时(≥36 mm)，需要高度重视小麦赤霉病的防治工作，结合长期天气预报，在抽穗扬花期重点防治。