摘要:2011年對(duì)貴州省5個(gè)典型山地氣候區(qū)煙草赤星病進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查烤煙品種為感病品種(云煙87),共獲得5個(gè)區(qū)域田間病害發(fā)生情況數(shù)據(jù)資料。利用田間小氣候自動(dòng)觀測儀和SPss軟件多種增長模型對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線估計(jì),通過Sig值、月2的比較。認(rèn)為b西stic模型能較好地?cái)M合赤星病田間動(dòng)態(tài)變化過程。分析赤星病發(fā)病因素.證明初始病情、日平均溫度、日平均相對(duì)濕度風(fēng)速及降雨量是影響赤星病發(fā)生的重要因素。利用逐步回歸分折建立了煙草赤星病田間增長速率的預(yù)測模型。
關(guān)鍵詞:山地氣候;煙草赤星;氣象因子;表觀侵染速率;病害調(diào)查
煙草赤星病[A拋m硎洫也m廈口(Fr.)Kei88ler]是我國煙葉生產(chǎn)中發(fā)生范圍較廣、危害較重的葉斑病之一?稍斐蓺缧詾(zāi)害.減產(chǎn)率在50%以上fJ刪。該病為典型流行病,間歇爆發(fā),潛育期短,流行速度快,在環(huán)境條件有利于發(fā)病的情況下,短時(shí)期內(nèi)即可形成大流行,造成巨大損失。作為全國優(yōu)質(zhì)烤煙煙葉的最適宜種植區(qū)之一,貴州是全國煙葉生產(chǎn)第二大。a(chǎn)量占全國產(chǎn)量的15%左右。煙草不僅是貴州經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè),更是貧困山區(qū)農(nóng)民脫貧的主要途徑。但近年來,煙草赤星病在貴州省大部分煙產(chǎn)區(qū)發(fā)生較重,對(duì)烤煙的產(chǎn)量、品質(zhì)造成較大影響,已成為烤煙生產(chǎn)中的主要病害醐。
貴州主要有高原中山區(qū)(溫涼春旱多日照)、丘原中山區(qū)(溫暖春旱下雨多日照)、丘原盆地區(qū)(溫和濕潤)、低山丘陵區(qū)(溫?zé)釢駶?、中山峽谷區(qū)(溫暖夏旱)5種山地氣候類型。南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、溫帶帶4種氣候帶并存。本研究以5個(gè)典型氣候區(qū)的天柱縣、威寧縣、道真縣、興義縣和開陽縣的煙田為調(diào)查對(duì)象,建立典型氣候區(qū)病原菌侵染速率一氣象模型,明確病害發(fā)生的適宜氣象指標(biāo)。摸清山地氣候?qū)煵莩嘈遣“l(fā)生影響及機(jī)理,分析復(fù)雜山地氣候煙草赤星病發(fā)生、流行的風(fēng)險(xiǎn),為煙草赤星病的預(yù)防工作提供科學(xué)支撐。
l材料與方法
1.1試驗(yàn)材料
2011年在貴州省天柱縣、威寧縣、道真縣、興義縣和開陽縣共設(shè)置5個(gè)煙草赤星病調(diào)查地區(qū).采用田間小氣候氣象站,總面積33 350m2,品種為云煙87(感病),進(jìn)行規(guī)范化栽培管理。
YF-Z3型田間小氣候自動(dòng)觀測儀
介紹
田間小氣候氣象站也稱為田間小氣候自動(dòng)觀測儀和田間環(huán)境記錄儀,手持式氣象站。是記錄田間環(huán)境參數(shù)中溫度、濕度、光照強(qiáng)度等參數(shù)的專用儀器。
儀器用途
田間小氣候氣象站可實(shí)時(shí)采集空氣中溫度、濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、降雨量等農(nóng)業(yè)環(huán)境參數(shù)。廣泛應(yīng)用于氣象、設(shè)施農(nóng)業(yè)、林業(yè)、園藝、畜牧業(yè)等領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動(dòng)監(jiān)控、對(duì)環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)控制和智能化管理。[1]功能特點(diǎn)
l
1、田間小氣候氣象站與計(jì)算機(jī)聯(lián)接后,實(shí)現(xiàn)區(qū)域性氣象數(shù)據(jù)的整點(diǎn)自動(dòng)采集、處理和儲(chǔ)存,具有數(shù)據(jù)屏幕顯示,同時(shí)可將小氣候數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel進(jìn)行編輯,按需要生成圖表。
l 2、自動(dòng)采集各種參數(shù)數(shù)據(jù),通過接口可以將數(shù)據(jù)通過軟件下載到計(jì)算機(jī)中。
l3、 YF-Z3型主機(jī)大屏幕中文液晶顯示,薄膜式按鍵,可實(shí)時(shí)顯示采樣日期和時(shí)間、組數(shù)、溫度、濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)速風(fēng)向、降雨量等參數(shù),儀器小巧美觀,應(yīng)用方便。
l 4、用戶自行設(shè)定,可按要求關(guān)閉不需要的參數(shù)通道。
l 5、可擴(kuò)展性強(qiáng):系統(tǒng)程序采用模塊化結(jié)構(gòu),方便功能擴(kuò)展或屏蔽。
l 6、數(shù)據(jù)保存功能強(qiáng)大,最大可儲(chǔ)存120000條數(shù)據(jù),即可在主機(jī)上查看數(shù)據(jù),也可導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。
l
上位機(jī)軟件
l 1、顯示每種參數(shù)過程曲線趨勢,最大值、最小值、平均值顯示查看,放大,縮小功能,清晰明朗。
l 2、具有設(shè)置超限區(qū)域著色功能,顯示更直觀,為客戶帶來更多便捷。
l 3、可將存儲(chǔ)記錄的數(shù)據(jù)以EXCEL格式備份保存,方便以后調(diào)用。
l 4、每種參數(shù)的報(bào)表、曲線圖均可選擇時(shí)段查詢查看,并可通過計(jì)算機(jī)打印。
l5、 曲線坐標(biāo)均可自行設(shè)置和移動(dòng),分析歷史走向更清晰、時(shí)間把握更明朗。
技術(shù)參數(shù)
u 1、測試時(shí)間:≤2秒;
u 2、記錄容量:120000條數(shù)據(jù)(兩參數(shù)即為60000組,三參數(shù)即為40000組,四參數(shù)即為30000組,以此類推);
u 3、記錄時(shí)間間隔:1分~99小時(shí)連續(xù)可調(diào) ;
u
4、通訊接口:RS-485、USB接口。
5、云飛科技的田間小氣候氣象站可選配的參數(shù)如下:
序號(hào) |
產(chǎn)品名稱 |
數(shù)量 |
備注 |
1 |
液晶監(jiān)測采集記錄儀 |
1臺(tái) |
標(biāo)配 |
2 |
監(jiān)測儀機(jī)箱及支架 |
1套 |
標(biāo)配 |
3 |
YF-Z3田間小氣候自動(dòng)觀測軟件 |
1套 |
標(biāo)配 |
4 |
環(huán)境溫濕度氣壓傳感器 |
1套 |
標(biāo)配 |
5 |
風(fēng)速傳感器 |
1個(gè) |
標(biāo)配 |
6 |
風(fēng)向傳感器 |
1個(gè) |
標(biāo)配 |
7 |
雨量傳感器 |
1個(gè) |
標(biāo)配 |
8 |
土壤水分傳感器 |
1個(gè) |
標(biāo)配 |
9 |
土壤溫度傳感器 |
1個(gè) |
標(biāo)配 |
10 |
土壤熱通量傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
11 |
土壤水勢傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
12 |
葉面濕度傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
13 |
露點(diǎn)溫度傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
14 |
蒸發(fā)量傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
15 |
二氧化碳傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
16 |
紫外線輻射傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
17 |
總輻射傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
18 |
太陽直接輻射傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
19 |
日照時(shí)數(shù)傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
20 |
光合有效輻射傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
21 |
光照度傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
22 |
日照時(shí)數(shù)傳感器 |
1個(gè) |
選配 |
23 |
筆記本電腦 |
1臺(tái) |
選配 |
24 |
太陽能供電系統(tǒng) |
1套 |
選配 |
25 |
無線通訊控制器 |
1套 |
選配 |
26 |
GSM或CDMA手機(jī)卡 |
1張 |
自配 |
27 |
計(jì)算機(jī)(連網(wǎng),有固定IP地址) |
1套 |
選配 |
28 |
打印機(jī) |
1套 |
自配 |
29 |
超限報(bào)警系統(tǒng) |
1套 |
選配 |
30 |
視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) |
1套 |
選配 |
31 |
LED大屏幕顯示 |
1套 |
選配 |
1.2試驗(yàn)方法
采用對(duì)角線五點(diǎn)法取樣。每點(diǎn)取5株,調(diào)查記錄病株率。從下往上數(shù)5片葉調(diào)查記錄葉片的病葉率。并按文獻(xiàn)【12】所列病害嚴(yán)重度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)記錄病葉嚴(yán)重度。自赤星病發(fā)生初期開始調(diào)查,每隔5 d調(diào)查1次,直到收煙完成為止。在煙草調(diào)查地地附近建立小型氣候站,空氣溫度、相對(duì)濕度、降雨量、風(fēng)速等氣象資料均由小型氣候站采集。
13數(shù)據(jù)分析
1.3.1數(shù)據(jù)整理
以田間調(diào)查獲得的發(fā)病率與病害嚴(yán)重度的數(shù)據(jù)計(jì)算病情指數(shù):病情指數(shù)=∑(病級(jí)葉數(shù)×代表數(shù)值)/(調(diào)查總?cè)~片數(shù)×最高級(jí)的代表數(shù)值)×100【嘲。定義從病害調(diào)查起每5 d降雨總量的平均值為雨量。
13.2病害田閫增長模型的建立
以調(diào)查天數(shù)為X軸、病情指數(shù)為Y軸繪制散點(diǎn)圖。根據(jù)散點(diǎn)圖特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型進(jìn)行回歸分析。
1.3.3痛害增長速率的預(yù)測
根據(jù)建立的赤星病田間增長趨勢模型采用適當(dāng)?shù)墓接?jì)算表觀侵染速率(R)。選用2011年赤星病發(fā)生過程中每5 d(潛育期2—3 d)內(nèi)的日平均溫度(乃、日平均相對(duì)濕度(U,)、風(fēng)速(D、降雨量僻。)以及£時(shí)的病情∞等5個(gè)因子,在PC機(jī)上采用SPsS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行逐步回歸分析,找出與赤星病相關(guān)的氣象因子并建立田間赤星病增長率的預(yù)測模型。
2結(jié)果與分析
2.1 田間煙草赤星病發(fā)生趨勢分析
2011年所調(diào)查獲得的5個(gè)區(qū)域(天柱縣、威寧縣、道真縣、興義縣和開陽縣)病害發(fā)生數(shù)據(jù)(表1)中,對(duì)其中2個(gè)(天柱縣、開陽縣)區(qū)域的數(shù)據(jù)分別以初始發(fā)
病日期為X軸,平均病情指數(shù)為Y軸繪制散點(diǎn)圖(圖1),圖l顯示出平均病情指數(shù)發(fā)展趨勢,發(fā)現(xiàn)田間赤星病病情指數(shù)隨時(shí)問的推移.呈現(xiàn)“S”型增長趨勢。為準(zhǔn)確反映田間病害變化,在PC機(jī)上用SPSS系統(tǒng)對(duì)b酊stic、復(fù)合、冪、對(duì)數(shù)、逆模型等模型進(jìn)行分析,比較它們的S櫥.值、R2值,發(fā)現(xiàn)LDgistic模型中的sig.值最小,R2值最大,因此選定Lo西stic模型為最佳模型(圖2),最優(yōu)方程l,=1/[1/u+6。×(6,‘)],其中l(wèi),為病情指數(shù),£為發(fā)生時(shí)間,6。是常數(shù),6。為速率參數(shù),此處M為上漸近線的數(shù)值。在PC機(jī)上用SPsS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)LDgi8tic模型處理得到總結(jié)和參數(shù)估計(jì)模型數(shù)值(表2)。
2.2病害增長速率R值的計(jì)算
由2.1分析結(jié)果得知,田間煙草赤星病的發(fā)生趨勢可用kgistic模型描述,根據(jù)此結(jié)果采用兩點(diǎn)法計(jì)算表觀侵染速率尺值:尺=(hgi咄2)一bgit仁,)]O一凈埔。式中,f:和t。為病害調(diào)查時(shí)刻;Lo舀t仁2)和Lo舀tot)分別為f2和t,時(shí)刻調(diào)查病情指數(shù)的邏輯斯蒂轉(zhuǎn)換值。根據(jù)此公式計(jì)算5個(gè)區(qū)域赤星病田間增長速率R值。
2.3病害增長速率的預(yù)測分析
選用2011年6。11月病害發(fā)生過程中的f,時(shí)刻病情指數(shù)勛。、日平均溫度(乃、日平均相對(duì)濕度(U1)、風(fēng)速∽、日降雨量僻,)等5個(gè)因子,經(jīng)過不同轉(zhuǎn)換構(gòu)成多個(gè)自變量,在PC機(jī)上用SPsS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行逐步回歸分析。獲得如下病害增長速率的預(yù)測方程
3結(jié)語
煙草赤星病的初始發(fā)病嚴(yán)重程度受海拔高度的影很大。在高海拔地區(qū)如威寧縣初始病情指數(shù)為0.03,同時(shí)發(fā)病時(shí)間很晚:在低海拔地區(qū)如天柱縣初始病情指數(shù)是0.71,遠(yuǎn)高于威寧縣,同時(shí)發(fā)病時(shí)間比較早,表明煙草赤星病初始發(fā)病嚴(yán)重程度及發(fā)生日期的遲早與山地氣候區(qū)的海拔高度有很大的相關(guān)性。通過對(duì)山地氣候典型區(qū)域煙草赤星病調(diào)查,以及相關(guān)氣象因子的收集。明確了山地氣候各個(gè)氣候區(qū)的煙草赤星病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律。根據(jù)Pc機(jī)上SPsS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行逐步回歸分析所得的方程可以明確煙草赤星病的增長速率與日平均溫度、日平均相對(duì)濕度、風(fēng)速、日降雨量等有相關(guān)性。其中預(yù)測方程中與f。時(shí)刻病情指數(shù)勛.前的相關(guān)系數(shù)0.03遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于日平均溫度、日平均相對(duì)濕度、風(fēng)速、日降雨量前的相關(guān)系數(shù).證明煙草赤星病發(fā)病的嚴(yán)重程度受初始發(fā)病影響很大。