昌吉州冬小麥雪霉雪腐病氣象等級預報

簡詠梅 張建云

摘要：雪霉雪腐病是新疆維吾爾族自治區昌吉回族自治州冬小麥的主要病害，每年都有不同程度發生，隨著氣象條件的變化形成了發病周期。通過搜集1996-2018年病害資料與田間調查，分析冬小麥雪霉雪腐病發病率與冬季最大積雪深度、≥20cm積雪日數、≥30cm積雪日數、3月中旬降水量、3月下旬平均氣溫等19個氣象因子的相關性，篩選出強相關性氣象因子，建立了冬小麥雪霉雪腐病發生氣象等級預報模型，通過應用檢驗，有比較好的預報效果。

關鍵詞：冬小麥;雪霉雪腐病;氣象等級預報;昌吉州

中圖分類號：S427 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2020）09-0024-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.09.005

雪霉雪腐病（Snowmold）是新疆維吾爾族自治區昌吉回族自治州（簡稱昌吉州）冬小麥的主要病害，從1950年代有記載以來，每年都有不同程度的發生，而且隨著氣象條件的變化形成了發病周期。據昌吉州農業技術推廣中心統計，1996-2018年，昌吉州地區小麥雪霉雪腐病為常發病害，部分年份遇特殊氣候重發生（圖1）[1]。

2010年，昌吉州大部分地區遭遇60年不遇的持續強降雪天氣，由于降雪量大、氣溫偏低、積雪融化時間長，小麥雪霉雪腐病發病面積達到38867hm²，部分田塊發病率達到71.4%。

昌吉州位于北緯43°20′-45°00′，東經85°17′-91°32′。東西長541km，南北寬285km，總面積73000km²。地勢南高北低，由東南向西北傾斜，南部是天山山地，中部為廣袤的沖積平原，北部為浩瀚的沙漠盆地，這片區域習慣上被稱為天山北坡。

昌吉州是農業生產大區，也是冬小麥適宜種植區。全年農作物播種面積約533334hm²，其中冬小麥年播種面積106667hm²，奇臺縣、木壘縣、吉木薩爾縣均是冬小麥種植大縣。冬小麥種植品種主要為新冬18號、新冬22號、新冬41號、新冬17號，占到冬麥播種面積的83.1%，小麥良種覆蓋率達到95%以上。

冬小麥在種植過程中，由于氣候、土壤等因素的影響，容易誘發小麥雪霉雪腐病。凡存在一定的菌源量，積雪量大、積雪時間長，地面長期處于低溫和潮濕條件下的麥區都極易發病。病源主要危害幼苗，發病輕則分蘗死亡，嚴重減產，重癥田會造成全田毀滅，甚至翻耕改種[2]。

通過研究氣候條件對冬小麥雪霉雪腐病發生潛勢的影響，建立昌吉州冬小麥雪霉雪腐病發生氣象等級預測模擬模型，對其發生和流行程度進行及時準確的預報，可以為昌吉州糧食作物生產管理提供技術支持，科學指導農業生產，合理使用農藥，提高農作物的品質和產量。

1 資料來源

1.1 氣象資料

據昌吉州農業部門監測，冬小麥雪霉雪腐病發生與冬季積雪情況密切相關，發病關鍵期在返青期前后，播種期（昌吉州冬小麥播種期在9月20日至10月10日）氣候條件影響不大。而昌吉州冬小麥歷年返青期為3月15日前后，因此氣象數據采用昌吉州冬小麥種植縣市（奇臺縣、木壘縣、吉木薩爾縣、昌吉市、阜康市、呼圖壁縣、瑪納斯縣）7個氣象觀測站冬季最大積雪深度、≥30cm積雪日數、≥20cm積雪日數、≥1cm積雪日數以及3月逐日氣象資料，要素包括氣溫、降水、5cm地溫、10cm地溫等。

1.2 病害資料

冬小麥播種面積數據來源于昌吉州農業局，雪霉雪腐病害數據來源于昌吉州農業技術推廣中心記載的1996-2018年全州冬小麥雪霉雪腐病發生面積資料，其中1996-2015年資料用于歷史過程的分析和建模，并根據預測模型進行歷史回代檢驗，2016-2018年資料用于預報應用驗證。

1.3 田間調查

除了采用昌吉州農業技術推廣中心植保站歷年冬小麥雪霉雪腐病觀測資料外，還收集2015-2018年奇臺、吉木薩爾、呼圖壁等地春季田間調查數據資料，并針對冬小麥雪霉雪腐病開展不定期的田間調查，了解其分布、病害發生輕重、消長規律、防治效果等。

2 數據處理

使用Microsoft Excel 2010進行數據處理并繪制圖表，使用SPSS Statistics 17軟件對冬小麥雪霉雪腐病發病率與氣象因子進行多重比較和差異顯著性分析。

3 冬小麥雪霉雪腐病流行程度預報方法的研究

3.1 冬小麥雪霉雪腐病發生程度等級劃分

依照冬小麥雪霉雪腐病發病率的情況，將冬小麥雪霉雪腐病流行發生程度劃分為輕度、中度、重度三個等級[3]（表一）。

3.2 冬小麥雪霉雪腐病發病率與氣象因子相關分析

與冬小麥雪霉雪腐病發病率相關的氣象因子較多，冬季積雪日數、冬小麥返青期間的氣溫、降水與冬小麥雪霉雪腐病發病率密切相關[1，2]。通過對1996-2015年間昌吉州冬季最大積雪深度、≥20cm積雪日數、3月中旬降水量，3月下旬平均氣溫，3月下旬5cm平均地溫等19個氣象因子與冬小麥雪霉雪腐病發病率進行相關分析，結果見表2。

從表2可見，除冬季最大積雪深度、≥30cm積雪日數、≥20cm積雪日數、3月上旬平均氣溫、3月上旬平均最低氣溫、3月中旬降水量6個氣象因子外，其他13個氣象因子均未能通過0.05水平的顯著性檢驗。

3.2.1 冬小麥雪霉雪腐病發病率與積雪日數相關分析小麥雪霉雪腐病病菌在秋季浸染小麥后，冬季在積雪下仍能緩慢發展，積雪層厚，覆蓋期長，積雪融化和降水使雪層透氣性降低，次年春季土壤解凍，地表濕度增加，病情進一步發展，并產生大量菌核[4，5]。

當≥30cm積雪日數超過10d，冬季最大積雪深度超過30cm，冬小麥雪霉雪腐病發病率呈現顯著上升趨勢。

由于冬季最大積雪深度、≥30cm積雪日數、≥20cm積雪日數屬于同一類指標，從偏相關性來看，兩兩之間存在極強的相關性，因此在其中選取一個因子，即}20cm積雪日數進行分析，見圖2。

由圖2可知，1996-2015年間，當≥20cm積雪日數上升時，冬小麥雪霉雪腐病發病率皇明顯上升趨勢。當≥20cm積雪日數超過40d，冬小麥雪霉雪腐病發病率較高。

進行相關系數計算和回歸分析，r=0.67442，F=14.18388，P=0.00154，穩定通過0.01水平的顯著性檢驗，表明冬小麥雪霉雪腐病發病率與≥20cm積雪日數為顯著正相關關系。

3.2.2 冬小麥雪霉雪腐病發病率與3月上旬氣溫相關分析春季持續低溫和回寒對冬小麥返青十分不利，陰雨雪天氣有利于雪腐雪霉病的發生發展。昌吉州地區冬小麥普遍在3月中旬由西到東開始返青，3月上、中旬是冬小麥雪霉雪腐病發生的關鍵時間節點。如果3月上旬氣溫偏低，積雪融化緩慢，田間濕度增大，將為小麥雪霉雪腐病病菌抱子的生長繁殖提供有利的環境條件。

由于3月上旬平均氣溫、3月上旬平均最低氣溫屬于同一類指標，從偏相關性來看，它們有極強的相關性，因此在其中選取一個因子，即3月上旬平均最低氣溫進行分析，結果見圖3。

由圖3可知，1996-2015年間，3月上旬平均最低氣溫越低，冬小麥雪霉雪腐病發病率越高，而當3月上旬平均最低氣溫升高時，冬小麥雪霉雪腐病發病率則呈現下降趨勢。

進行相關系數計算和回歸分析，r=-0.64885，F=12.36101，P=0.00265，穩定通過0.01水平的顯著性檢驗，表明冬小麥雪霉雪腐病發病率與3月上旬平均最低氣溫為顯著負相關關系。

3.2.3 冬小麥雪霉雪腐病發病率與3月中旬降水量相關分析在3月中旬冬小麥返青的關鍵時間節點出現持續降水，土壤濕度增加，光照不足，對冬小麥雪霉雪腐病的發生發展十分有利。

由圖4可知，1996-2015年間，當3月中旬降水量增加時，冬小麥雪霉雪腐病發病率呈現上升趨勢。

進行相關系數計算和回歸分析r=0.47010，F=4.82278，P=0.04225，穩定通過0.05水平的顯著性檢驗，表明冬小麥雪霉雪腐病發病率與3月中旬降水量為顯著正相關關系。

3.3 冬小麥雪霉雪腐病的氣象預報模型

將昌吉州冬小麥雪霉雪腐病發病率作為因變量，≥20cm積雪日數、3月上旬平均最低氣溫、3月中旬降水量3個因素作為自變量，進行回歸分析，建立三元線性回歸模型Y=β₀+β₁X₁+β₂X₂+β₃X₃，其中X₁為≥20cm積雪日數，X₂為3月上旬平均最低氣溫，X₃為3月中旬降水量[6]。

進行回歸分析可知，相關系數r-0.84893，方程相關性顯著。從F統計量角度看，三元線性回歸模型通過檢驗（Significance F=0.00019），從t檢驗角度看，≥20cm積雪日數（X₁）、3月上旬平均最低氣溫（X₂）、3月中旬降水量（X₃）均通過顯著性檢驗（P-value=0.00581，P-value=0.03006，P-value=0.03217）[7，8]。

綜上，可得出冬小麥雪霉雪腐病發生的氣象預報模型Y=0.1452X₁-0.56778X₂+0.34281X₃-5.24997，R²=0.72068，通過回歸方程顯著性檢驗。

3.4 冬小麥雪霉雪腐病氣象等級預報模型檢驗

3.4.1 歷史回代檢驗 冬小麥雪霉雪腐病氣候年景預測模型計算結果與實際發生程度的比較見表3。從表3可見，1996-2015年僅有4年預報等級出現誤差，預報等級與實際病害等級相符的比率達到80%，擬合效果較好。

3.4.2 預報檢驗 表4是對2016-2018年數據進行獨立檢驗的結果，模型計算結果與實際發生程度擬合效果較好。

4 小結與討論

通過資料搜集與田間調查，分析冬小麥雪霉雪腐病年度發生流行程度與氣象環境因子的關系，建立了昌吉州冬小麥雪霉雪腐病發生氣象等級預報模型，通過應用檢驗，有比較好的預報效果。

在實際情況中，冬小麥雪霉雪腐病的發生往往不是一種孤立的因素誘導產生，而是由幾種因素綜合作用形成[9]。除重茬地菌源量積累多、發病重外，地勢低洼、易積水、土壤瘠薄、土壤黏重、麥苗生長弱、過度密植等都有利于病害的發生和流行。因此，需要與農業技術推廣部門建立長期合作關系，跟蹤監測病害發生情況，逐步調整完善預報模型，以期更好地指導當地冬小麥生產。

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收稿日期：2019-09-30

作者簡介：簡詠梅（1976-），女，新疆烏魯木齊人，工程師，主要從事氣象服務與應用氣象學研究工作，（電話）18999266012（電子信箱）54423391@qq.com。