寧夏壓砂西瓜炭疽病發生流行的氣象條件分析

高瑩云張德有劉智賢

(1.中國氣象局旱區特色農業氣象災害監測預警與風險管理重點實驗室，寧夏 銀川 750002；2.寧夏氣象防災減災重點實驗室，寧夏 銀川 750000；3.中衛市沙坡頭區氣象局，寧夏 中衛 755000)

引言

寧夏壓砂西瓜又名硒砂瓜，是寧夏中部干旱帶最具優勢特色產業之一，近年來已經成為增加農民收入的支柱產業。但由于栽培方式和種植結構的改變以及單一作物大面積連片、重茬種植，為病蟲害的流行創造了有利條件，其中炭疽病對壓砂西瓜的產量和品質造成的影響最為嚴重。目前，國內對壓砂西瓜經濟效益、生產技術特點、育苗基質和土壤菌群結構的研究比較多，但是在壓砂西瓜炭疽病這方面的研究還比較少，不能滿足日益增長的服務需求，尤其寧夏中衛壓砂西瓜炭疽病的研究還處于空白狀態，這使得針對壓砂西瓜開展的氣象服務供不達需。所以，對寧夏壓砂西瓜炭疽病發生流行的氣象條件進行分析是十分有必要的，這將進一步豐富壓砂西瓜產業氣象服務內涵，提高壓砂西瓜產業氣象服務經濟效益，為地方特色農業經濟發展作出貢獻。

因此，本研究通過在中衛拓寨柯村硒砂瓜產業種植示范基地對特定地段壓砂西瓜進行觀測，從收集分析壓砂西瓜全生長發育期的病情性狀與可能影響壓砂西瓜炭疽病發生流行的氣象因子之間的關系入手，研究壓砂西瓜炭疽病發病的氣象因子及其影響，完善了壓砂西瓜氣象服務指標數據庫，為壓砂西瓜炭疽病發生、流行趨勢預報和壓砂西瓜特色產業優質氣象保障服務提供參考。

1 資料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為壓砂西瓜主產區中衛市沙坡頭區興仁鎮拓寨柯村2019年種植的壓砂西瓜，根據對壓砂西瓜全生長發育期的觀測，統計不同階段壓砂西瓜炭疽病發病指數。

1.2 資料

2019年5—7月來自中衛國家基本觀測站逐日氣象資料，包括日照時數(S)、日降水量(R)、日平均相對濕度(U)、日平均氣溫(T)、日平均最高氣溫(Tm)、日平均最低氣溫(Tn)、日平均風速(F)共7個氣象因子。由于壓砂西瓜從開始結瓜到果實成熟共55d左右，所以影響壓砂西瓜炭疽病流行情況的氣象條件主要集中在結瓜期。對壓砂西瓜結瓜期的氣象因子和病情指數進行相關普查，對各氣象因子做初步篩選，得到影響壓砂西瓜炭疽病的影響因子和影響時段。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計

試驗地點位于寨柯村硒砂瓜產業種植示范基地，樣方地塊面積20m2,每塊樣方地塊間隔500m，共選擇3個樣方地塊。壓砂地塊有機含量中等，砂土質地和肥力均勻一致，試驗地栽培模式統一為育苗移栽，試驗地壓砂西瓜炭疽病常年發病率在90%左右。

1.3.2 壓砂西瓜炭疽病發生動態調查

采用定點定期系統調查的方法，從2019年5月15日壓砂西瓜出苗開始，在試驗地選取3個有代表性的樣方地塊，在樣方地塊內3點取樣，每點固定調查10株，調查記錄炭疽病發生情況，并做好標記。每天調查1次壓砂西瓜炭疽病發病率和發病指數。壓砂西瓜炭疽病分級標準參照農業部農藥鑒定所《農藥田間藥效試驗準則》等，分級標準以葉片或果實為單位[1]。

表1 壓砂西瓜炭疽病嚴重度分級劃分標準

1.3.3 主成分分析

主成分分析方法是一種以量測數據表征的多因素多變量問題的統計分析方法，是研究相關變量共同關系的技術[2]。根據樣本和變量在主成分上的得分或權系數，提供有關數據結構的基本特征，如變量的聚類模式、變量間的相互關系及相關程度等。得分相近的樣本應視為同類，權系數相近的變量視為相關，對主成分貢獻大的變量其影響程度也大。主成分分析選用壓砂西瓜彭瓜期11d平均氣溫(T)、最高氣溫(Tm)、最低氣溫(Tn)、相對濕度(U)、風速(F)和降水量(R)和日照時數(S)共7個氣象因子，并對這些氣象因子的原始數據進行標準化處理，以消除量綱的影響。

2 結果與分析

2.1 病情指數與氣象條件的相關分析

壓砂西瓜炭疽病病情指數用分組加權法計算平均值得到[3]：

由表2可知，壓砂西瓜炭疽病病情指數I與硒砂瓜彭瓜期日照時數、降雨量、日平均氣溫和最高氣溫成正相關關系，與相對濕度、最低氣溫和風速成負相關關系。降水和濕度存在明顯正相關關系，和風速存在較好的正相關關系。發病前期壓砂西瓜田間日照時數少、濕度大、溫度高，為炭疽病孢子萌發提供了條件。6月開始出現量級較大且較為頻繁降水，壓砂西瓜炭疽病開始發病，6月下旬有1次明顯降水天氣過程，6月末硒砂瓜炭疽病達發病盛期。

表2 壓砂西瓜病情指數與氣象因子的相關矩陣

2.2 炭疽病病情的主成分分析

由表3可以看出，第1主成分代表日照，對于總方差的貢獻率為62.95%；第2主成分代表降水，對總方差的貢獻率為19.47%；第3主成分代表相對濕度的影響，對總方差的貢獻率為11.06%；第4主成分代表溫度，對總方差的貢獻率為5.00%；四者之和達到98.48%，即前4個主成分能反映壓砂西瓜炭疽病信息的98.48%。

第1主分量(Z1)、第2主分量(Z2)、第3主分量(Z3)和第4主分量(Z4)為自變量，進行多元線性逐步回歸分析，得到一元線性逐步回歸方程：

Y=29.1914-0.1036Z1-0.2297Z2-1.4307Z3+0.8374Z4

該回歸方程n=11，R2=0.8556，F=8.8854，P=0.0107。說明該回歸方程極顯著。第1主分量、第2主分量、第3主分量、第4主分量對于壓砂西瓜炭疽病指數的偏相關系數分別為-0.3941、-0.6079、-0.5645、0.4453，說明降雨、濕度、溫度對壓砂西瓜炭疽病發病的影響大。在壓砂西瓜生長期6月上旬—7月中旬共有8次降水過程，累積降雨量112.5，其中6月19—21日，26—27日為連續降雨過程，累積降雨量均超過20，這2個時期壓砂西瓜炭疽病病情指數增長較快或保持較高水平。濕度越大，炭疽病發病率越高，根據壓砂西瓜炭疽病生物學特性的研究證明[4]，相對濕度持續在85%～95%時誘發此病，6月19—27日有6d田間相對濕度大于85%；6月中旬—下旬共有8d氣溫超過17℃。

表3 樣本相關陣的特征根、貢獻率及累積貢獻率

3 結論

本研究表明，2019年中衛拓寨柯村壓砂西瓜炭疽病從6月上旬開始，6月末達到發病高峰期，整個炭疽病病發過程中，降水、濕度和溫度為影響炭疽病發病的主要氣象因子。