河北衡水棉铃虫发生气象条件分析及预报模型建立

王莉萍，崔晓冬

（衡水市气象局，河北衡水053000）

衡水是以农业为主的地级市，位于黑龙港流域产棉区的中心。 据衡水市农业农村局数据，2000―2019 年全市年平均棉花种植面积约为12.9 万hm2，占全市耕地面积的1/4 左右，棉花产量在河北省名列前茅；棉铃虫对衡水的棉花产量和质量造成严重的影响，一般以2 代、3 代危害较重。 棉铃虫的发生和气象条件有着密切的关系。 目前，关于棉铃虫的发生与气象条件关系的研究已有很多[1-6]，也有不少前人[7-15]对棉铃虫的预报模型做了很多研究，包括大尺度的中长期预报和短期预报，但对河北衡水地区棉铃虫发生与气象条件关系及预测预报模型缺乏研究。 因此，本研究拟找出与衡水市棉铃虫虫害发生相关显著的气象因子， 建立棉铃虫发生情况的科学预报模型，以合理指导棉农防治棉铃虫。

1 材料与方法

1.1 资料

由于衡水地处华北平原，地势平缓，各县区气候条件相差无几，所以选取故城县作为代表，利用2000―2017 年该县气象局气象资料和植保站虫害资料进行分析。

1.2 方法

对棉铃虫各主要危害世代的发生程度和气象资料进行相关分析，找出与棉铃虫发生发展有密切关系的气象条件，利用逐步回归方法建立棉铃虫发生程度的中短期预测预报模型。

2 结果与分析

2.1 各世代虫卵始见期及卵盛期统计

根据2000—2017 年的棉铃虫虫害资料统计了各世代虫卵的始见日和卵盛日，发现2 代卵始见日从5 月下旬到6 月中旬都有可能，最早始见日和最晚早始见日相差27 d；3 代卵始见日集中在7 月，最早始见日和最晚始见日相差22 d；4 代卵始见日主要在8 月，早晚相差14 d。 统计各世代的卵盛期发现，2 代、3 代、4 代卵盛期最早分别出现在6 月、7 月、8 月的中旬，卵盛期持续时间分别为19 d、18 d、29 d，4 代卵盛期持续时间最长（表1）。

表1 各世代虫卵始见日及卵盛期

2.2 棉铃虫各发育期发生情况的时间分布特征

对6―9 月的棉铃虫卵、幼虫、成虫发生的情况进行统计得出，9 月的百株累计卵量、 百株累计幼虫量和百株累计成虫量最少；百株累计卵量、百株累计成虫量最大值及百株累计虫量最大值均出现在6 月（表2）。

表2 各发育期棉铃虫的时间分布

2.3 气象条件相关分析

利用棉铃虫各世代虫情资料和气象资料做相关分析，对相关关系进行显著性检验，通过α＝0.05的正相关系数临界值为0.503， 负相关系数的临界值为－0.498，因此以相关系数的绝对值超过0.5 为标准，找出与各世代棉铃虫的不同发育期相关的气象因子（表3）。 这些因子主要包括气温、地温、相对湿度、降水量、日照时间、气压。 按棉铃虫的生活习性，气温和降水是影响棉铃虫发生消长的关键气象因素。最适宜棉铃虫生长繁殖的气温为25～28 ℃，相对湿度为70%以上。 由表3 可以看出，大多数发育期的棉铃虫发生指标和气温有明显的相关关系，由于棉铃虫的各发育期对气温的要求不同，所以其相关系数有正有负。 如：冬季和早春的气温变化影响1 代棉铃虫发生的时间和2 代在棉田发生的时间；5 月中旬若有寒流，则成虫产卵受影响，使1 代发生量减少，并影响2 代的发生；8―10 月气温低，则4 代卵的孵化率低。降水量会影响土壤中蛹的存活率，同时暴雨或大阵雨能冲刷掉部分棉铃虫虫卵和低龄幼虫，可降低棉田卵量。但从表3 可以看出，降水量与较少的棉铃虫发生指标呈现显著相关，分析原因可能是衡水降水比较集中，而棉铃虫观测时间长、次数多，降水时间和棉铃虫观测时间对应不好。 地温与较多的棉铃虫发生指标呈现显著相关，这与地温和气温有很好的相关性有一定的关系。

2.4 棉铃虫2 代、3 代和4 代卵预报模型

按 《河北省棉铃虫测报田间调查规程》（DB13/T 255－1996）[16]，棉铃虫发生的严重程度是以2 代卵、3 代卵和4 代卵的百株累计数量的多少来划分，所以利用逐步回归方法分别建立各代虫卵百株累计卵量的预报方程。

表3 棉铃虫各发育期发生指标和气象因子的相关情况

表3 （续）

2.4.12 代卵的预报模型。 根据棉铃虫的发育周期将6 月10 日到7 月10 日期间的卵定为2 代卵，统计百株累计卵量，将气象资料整理成月、旬资料，然后利用相关显著的气象因子通过逐步回归的方法建立2 代百株累计卵量预报模型。 经分析发现，与2 代百株累计卵量（y1）相关较好且能引入回归方程的气象因子是3 月的平均最低气温（x1）和4 月的平均相对湿度 （x2）， 预报方程为y1＝－7.761x1－1.639x2＋3 912.302，复相关系数为0.806。

2.4.23 代卵的预报模型。 3 代卵统计的时间段为7 月上旬到8 月上旬，利用逐步回归方法得出3 代百株累计卵量 （y2） 的预报方程为y2＝8.388x3＋3.253x4－35 113.996， 复相关系数为0.827。 其中，x3、x4分别为7 月上旬平均最高气温、7 月上旬平均气压。

2.4.34 代卵的预报模型。 4 代卵的统计时间为8月上旬到9 月上旬，其百株累计卵量（y3）的预报模型为y3＝－3.538x5＋3 053.822，相关系数为0.708，x5为7 月中旬的相对湿度。

2.5 回测检验

利用建立的不同世代棉铃虫的预测预报模型进行回算， 将2 代卵、3 代卵和4 代卵的预报和实况进行对比， 得出2 代卵、3 代卵、4 代卵量的预报平均相对误差分别为21.1%、20.7%、29.9%。

将棉铃虫的百株累计卵量按河北省衡水市棉铃虫发生等级的标准（表4）进行划分，得出2 代卵、3 代卵和4 代卵发生等级的预报准确率分别为94.4%、83.3%、77.8%。

表4 棉铃虫发生等级划分标准

3 结论

研究得出：（1） 衡水棉铃虫卵的始见日最早为5 月24 日， 最晚为8 月22 日。 （2） 衡水棉铃虫2代、3 代、4 代卵盛期分别为6 月13 日－7 月1 日、7 月18 日－8 月4 日和8 月17 日－9 月14 日。（3)衡水棉铃虫主要发生在6－8 月。（4）衡水棉铃虫的发生程度主要和气温、地温和相对湿度有关。（5）建立了衡水棉铃虫2 代、3 代和4 代百株累计卵量的预测预报模型，预报平均相对误差为20.7%～29.9%，等级预报准确率分别为94.4%、83.3%、77.8%。