稻飛虱遷入初期成蟲種群密度的零頻率估計方法

魏正英，何玉琬，陳觀浩

(1.廣東省化州市寶圩農業技術推廣站，廣東化州 525138;2.廣東省化州市楊梅農業技術推廣站，廣東化州 525129;3.廣東省化州市病蟲測報站，廣東化州 525100)

稻飛虱主要包括褐飛虱Nilaparuata lugens(Stal)(BPH)與白背飛虱 Sogatella furcifera(Horváth)(WBPH)，是中國和東南亞國家水稻上重要的遠距離遷飛性害蟲(齊國君等，2008;陳觀浩等，2010)。它的發生具有暴發性和毀滅性，其發生為害嚴重威脅著水稻的安全生產。近年來，稻飛虱在廣東省化州市普遍猖獗危害，具有發生期顯著提前;次害代發生重，重發世代增多;暴發頻率加快，對水稻為害進一步加劇(陳觀浩等，2010 ;劉祖建等，2012)。

在稻飛虱的測報實踐中，許多重要數據來源于成蟲期調查。成蟲田間種群密度情況是管理者首先需要把握的有用信息和實施決策的基礎。然而，田間調查是一項勞動強度大、費工費時的艱苦工作。在實際調查工作中，為了節省人力和時間，常常利用無蟲樣頻率(零頻率)來估計其種群密度。即利用樣本中無蟲叢(株)率與蟲口密度之間的關系，推算種群密度(丁巖欽，1994;秦厚國等，1996)。由于無需詳細計數每一樣方的具體蟲數，而只關心有蟲或無蟲，所以能大幅度減輕勞動強度，具有快速、簡便、經濟等優點，頗受測報人員的歡迎。本文在0-1 抽樣的基礎上，探索稻飛虱遷入初期成蟲種群密度和零頻率關系的最優模型，以便在一定精度保證的前提下，簡便、快捷地估計其田間發生情況，為該蟲的預測預報和防治提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 田間調查方法

2010-2012 年，早稻、晚稻分別于2 代(4月上旬-5月上旬)、5 代(8月)稻飛虱遷入始期進行調查，上述兩個時期分別為當地早稻、晚稻插(拋)秧1 個月左右。采用平行跳躍式取樣，每塊田調查水稻叢數為500-700 叢不等，采用目測法逐叢調查水稻上稻飛虱(含褐飛虱、白背飛虱)成蟲數量。共調查受害程度不同的稻田11 塊。

1.2 m—p0模型的擬合

將田間調查所得數據以每塊樣地為1 組，分別計算每組稻飛虱成蟲種群密度m (頭/叢)和零頻率p0，用m 和p0分別擬合Gerrard-Chiang 模型(徐汝梅，1987 ;秦厚國等，1996)m=a (-lnp0)b、線性函數m=a+bp0、二次函數m=a+b1p0+指數函數冪函數和對數函數m=a+blnp0等6種模型。

最優模型以F 值和R2(線性回歸的決定系數或曲線回歸的相關指數)綜合判定(蔡篤程等，2011)。

文中數據處理采用SPSS.18.0 統計軟件進行。

1.3 理論抽樣數的確定

根據Gerrard-Chiang 方法(陳邦強等，1989;秦厚國等，1996)的理論抽樣公式(b 為Gerrard-Chiang 模型系數，p0為零頻率，cv 為估計精度)計算不同精度下調查理論抽樣數。

1.4 田間應用

2013年早稻，采用1.1 節調查方法，每塊田調查水稻叢數200 叢以上，列出成蟲種群密度m(頭/叢)和零頻率p0，檢驗此方法在大田普查時的適用性。共調查受害程度不同的稻田9 塊。

2 結果與分析

2.1 稻飛虱遷入初期成蟲種群密度和零頻率的田間調查結果

表1 是2010-2012年稻飛虱遷入初期成蟲種群密度和零頻率的田間調查結果。

表1 稻飛虱遷入初期成蟲種群密度與零頻率Table 1 Rice planthoppers moving early adult population density and zero frequency

從表1 可看出，m 有隨著p0的增大而減少的趨勢，故可對其進行回歸分析，探索最優回歸模型。

2.2 m—p0模型的擬合

利用表1 數據進行前述6種模型的擬合，結果見表2。

表2 中6種模型的擬合結果表明，各種模型均達極顯著水平，但綜合F 值和R2分析，稻飛虱成蟲種群密度m 和零頻率p0回歸模型以Gerrard-Chiang 模型m=1.2467 (-lnp0)1.0721為最優。

2.3 理論抽樣數的確定

用零頻率法估計種群密度，倘能附以一定概率保證下的理論抽樣數的確定方法，則可實現最為有效的簡易估計。將b=1.0721 代入理論抽樣公式，得到不同零頻率(p0)及精度(cv)水平下稻飛虱成蟲種群密度簡易估計的理論抽樣數值表(表3)。

在實際應用中，只要預先粗略估計零頻率，就可以獲得理論抽樣數。

表2 稻飛虱遷入初期種群成蟲m-p0模型擬合結果Table 2 Rice planthoppers moving initial population adult m-P0model fitting results

表3 理論抽樣數值表(Gerrard-Chiang 法)Table 3 Theoretical sampling number table (Gerrard-Chiang method)

2.4 田間驗證

將2013年早稻調查沒有參加建模的9 組數據p0代入Gerrard-Chiang 模型進行驗證，所得理論值m 和實測值M 的比較結果見表4。

由表4 可見，最高誤差13.43%，平均誤差7.55%，模型的精度小于預定cv 值0.2，完全符合田間調查精度(cv=0.2)要求。因此利用Gerrard-Chiang 模型根據0-1 抽樣所得p0值，可有效地估計稻飛虱成蟲種群密度m。從表4 還可看出，模型預測值與實測值十分接近，經t 檢驗，其可靠平準降低到t0.10=1.746，兩者間差異仍不明顯(t=0.1585，P=0.8761)，說明Gerrard-Chiang 模型預測值與實測值均無顯著差異，但前者比后者省時、省力、可提高工效幾倍到十幾倍。生產中可以應用這個模型對田間稻飛虱發生為害進行監測。

表4 對Gerrard-Chiang 模型的進一步驗證結果Table 4 To further varify the results of the Gerrard-Chiang model

3 結論與討論

稻飛虱遷入初期成蟲種群密度m 和零頻率p0的最優回歸模型為m=1.2467 (-lnp0)1.0721。稻飛虱遷入初期成蟲密度調查，可在田間粗略估計無蟲叢率(零頻率)來確定理論抽樣數后，再調查無蟲叢率(零頻率)，按無蟲叢率(零頻率)及蟲口密度建立的田間種群密度最優估計模型求算，可節省人力物力。

Gerrard-Chiang 模型m=a (-lnp0)b被廣泛應用于一些個體小、繁殖快、擴散能力強的有害生物(如蟎類、蚜蟲等)種群密度的估計(趙志模和周新遠，1984)，本文用m 和p0擬合Gerrad-chiang 模型和線性函數、二次函數、指數函數、冪函數及對數函數6種常見函數模型的結果也表明，Gerrad-chiang 模型優于其他5種常見函數模型。

用零頻率方法估計害蟲田間種群密度，是一項具有重要意義的研究課題，有利于減輕基層測報人員的勞動強度，改善預報條件，提高預報水平和防治效果。

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