害虫发生量预测方法
出处:按学科分类—农业科学 中国农业出版社《农作物有害生物测报技术手册》第32页(5004字)
害虫发生量预测也是害虫预测的重要内容之一,它是依照当时害虫的发生动态和环境条件,参考历史资料,估计未来发生数量。害虫发生量与农作物受害程度和损失率有直接关系。掌握害虫种群的发生基数、发育速率、存活率、繁殖率和环境因素对数量影响的大小,是害虫发生量预测的基础。害虫发生量预测的方法基本可分两大类,即以生物学指标为基础的生物学方法和数理统计预测方法。这里仅初步介绍有关生物学为基础的或指标的预测方法。
1 有效虫口基数及增殖率预测法
有效虫口基数及增殖率预测法就是根据当时某种害虫在田间调查出的正常生长发育的数量即基数,以及多年研究总结出来的该种害虫的繁殖系数即增殖率,预测该种害虫下一个世代的发生数量。
Nn+1=NnR0(R0为增殖率,Nn为基数)
Nn+1=NnI(I为种群数量趋势指数)
此法的计算十分简便,但其关键在于获得可靠的增殖率(或变异系数)。这需要经过多年或多点的调查统计,获得其平均数及标准差,才能有良好的预测效果。
2 气候图预测法
每种害虫对温度、湿度都有一定的选择性和适应性,处于适宜温度、湿度,特别是最适温湿度条件下,种群数量会迅速扩大,猖獗成灾,否则即受到抑制。许多害虫在食料能得到满足的情况下,其种群数量变动主要是以气候中的温湿度为主导因素引起的。对这类害虫可以通过绘制生物气候图来探讨其发生量与温度、湿度或两种气象要素的关系,从而进行发生量预测。
气候图预测法就是以当地月或旬总降雨量或相对湿度为纵坐标,月或旬平均温度为横坐标,点汇成散点图,用线把这些点连成闭合不规则多边形图,与历史上害虫大发生年和小发生年,或多发地区和少发地区的生物气候图比较,估计其发生程度即发生量。
绘制气候图的通常方法是:以月(旬)总降雨量或相对湿度为坐标的一方,月(旬)平均温度为坐标的另一方,将各月(旬)的温度和雨量或相对湿度组合绘成二维坐标点,先把某种害虫各代发生中的适宜温湿度范围方框在图上绘出,然后将害虫实际发生期间或世代的两气候要素按月(旬)点在坐标图上,再用直线按月(旬)先后顺序将各坐标点连接成多边形不规则的封闭曲线。就可比较研究该实际发生的温湿度组合与害虫适宜气候组合范围间的关系,明确其与发生量的关系。
在气候图中可以明显地看出害虫大发生及小发生年(世代),以及多发地区和少发地区的温度、雨量或温度、湿度组合是否适宜于害虫发生的情况,用绘制生物气候图的方法可将某种害虫同年不同世代、同代不同地区或不同年份,以及常发生年、大发生年、小发生年的各种资料进行分析。最适宜和适宜温度、湿度范围方框能规格化,即纵、横坐标刻度与气候图的相一致,画在透明纸上或计算机内,制成能移动的、可套在任何分布区或不同年份或世代实际发生气候图上,这样一张气候图,便可适用于多种害虫。
如果从各年或各季节、各地区的气候图中各代实际温度、湿度组合找不出很明显的规律,以及与发生量间的关系,则说明温度、湿度组合不是决定害虫种群数量消长的主导因子,就应从营养、天敌等其他条件着手进行分析,找出影响害虫种群数量变动的主导因素。
气候图也可以同害虫的发生季节结合起来绘制,成为“生物气候图”。绘制生物气候图与绘制气候图一样,先按月在图上标出点来,连线时用不同线段符号代表害虫不同世代。
在实际应用时,要根据多年或多点的资料,制成生物气候图,从中分析找出不同发生程度的模式气候图。在具体预测时,可根据当地中长期或近期气象预报,制成气候图,并与模式气候图相比较,如果两者较为一致,则发生量将增高,否则变低。由于气象预报往往不是很准,因此也会出现预测的结果与实际存在偏差。
3 聚点图预测法
聚点图预测法又称散点图预测法。这种预测方法与气候图预测法有相似之处。气候图法仅用于发生程度的定性分析和预报,聚点图预测法可总结和量化出与发生程度有关的气候指标,这些指标不但包含有平均数附近的常年发生情况,尤其可概括出远离平均值的异常发生的量化指标。具体方法为首先总结归纳出历年害虫各世代种群发生数量的资料,然后选择一定的气候因素,如平均温度、最高温度、最低温度及发生天数为x;雨量、雨日、相对湿度等为y,以x和y组合制成二维平面坐标图,并画出各因素在坐标上的平均值线条,这样就组成了四个象限,如依气温T与相对湿度RH为例,第一象限为>、<,第二象限为>、>,第三象限为<、>,第四象限为<、<。然后标出各年各世代发生期间实际发生的对应于二因素的位点,位点量值可按全世代期间平均或按月、旬平均数值标出。最后可将害虫相同发生程度的各年份或世代的位点范围划定起来,以获得各发生程度年份或世代的二因素量化值。
4 经验指数预测法
经验指数预测法是在分析当地害虫发生的主导因素的基础上,将历史资料中害虫发生量与主导因素进行统计分析,推算出害虫发生量趋势的经验指数值,以此用于害虫发生量趋势预测。目前这些指数较多,主要有温湿系数、气候积分指数、综合指数、天敌指数等。
4.1 温湿(雨)系数
大量科学研究试验表明,某些害虫在其适生范围内要求一定的温度、湿度比例,这段时间内的平均相对湿度或降雨量与平均温度的比值,称为该时段的温湿(雨)系数。用公式表示为:
Q=RH/T或RH/(T-C)
R=P/T或P/(T-C)
式中:Q——温湿系数;
R——湿雨系数;
RH——月或旬的相对湿度;
T——月或旬的平均温度(℃);
C——该虫的发育起点温度(℃);
P——月或旬的平均降雨量(mm)。
例如在华北地区用温湿系数来分析棉蚜的消长。据北京地区7年资料得出月平均气温及相对湿度的比值是影响华北地区棉蚜季节性消长的主导因素的结论。当温湿系数Q(5日平均相对湿度RH/5日平均温度)在2.5~3.0时,有利于棉蚜发生,可造成猖獗为害。
东亚飞蝗的发生与季节性温度、雨量的变化有一定关系。经研究在长江下游地区得出了如下经验预测式:
T5/21+80/(R4下~5上)>2 夏蝗可能大发生
T5/21+80/(R4下~5上)+240/R7~8>3 秋蝗可能大发生
式中:T5——5月份平均温度;
R4下~5上和R7~8——分别为4月下半月到5月上半月以及7-8月份总降雨量。
预测式表明,5月份温度高于21℃,4月下半月和5月上半月雨量低于80mm,当年夏蝗可能大发生。如7、8月总雨量低于240mm,当年秋蝗可能大发生。
4.2 气候积分指数
气候积分指数不但考虑气候因子值的大小,而且把它们在不同年份间的变化差异也包含在内,如水分积分指数则把常年雨日和雨量的标准差也进行了考虑。如山东省麦田黏虫幼虫数量的消长与4月中旬越冬代蛾量及水分积分指数有关。水分积分指数计算方法如下:
W=(x/δx+y/δy)/2
式中:W——水分积分指数;
x——雨量(mm);
y——雨日;
δx——常年雨量标准差;
δy——常年雨日标准差。
4.3 综合猖獗指数
综合猖獗指数是将气候因素和虫口密度等进行综合分析,通过多年不同发生程度年份的气候因子与虫口密度的关系,分别计算出大发生年、偏重发生年、中等发生年、偏轻发生年、轻发生年的综合指数,最后得出预测式,应用预测式对害虫发生量进行预测。
4.4 天敌指数
天敌指数是考虑天敌对害虫的控制作用,包括天敌的种类、数量、寄生率或捕食率等因素。在分析当地多年害虫数量、天敌数量及其攻击力的关系基础上,通过实验得出一天敌指数,根据田间调查的害虫和天敌数量,预测未来害虫发生数量趋势。这一指数既考虑了害虫和天敌的数量,也考虑了两者数量的比值大小。
5 形态指标预测法
形态指标预测法是利用害虫体内和体外形态的变化,预测其发生量趋势。如因不同环境条件出现害虫翅型变化、雌雄性比变化、脂肪含量和卵巢含卵量变化等,都对害虫下一代种群数量有影响。环境条件对害虫的影响都要通过害虫本身的内因而起作用。害虫对外界条件的适应也会从外部形态特征上表现出来。如虫型、生殖器官、性比、幼虫重量、蛹重及脂肪含量等都会影响下一代或下一虫态的数量和繁殖力。如蚜虫及介壳虫的多型现象,飞虱的长、短翅型等。一般在食料、气候等适宜条件下,无翅蚜多于有翅蚜,短翅型飞虱多于长翅型。当这样的现象产生时,就意味着种群数量将扩增,有猖獗成灾的可能性。因此,可以通过形态指标来预测害虫发生量的未来趋势。
5.1 体重体长指标法
一般情况下,昆虫的体重、体长能反映其对环境的适应力。由体大或体长的个体组成的种群,往往表现出强的繁殖力和存活力,因此未来可能发生重,特别是越冬虫态。
5.2 多态性指标法
有些昆虫种群具有多态性,例如蚜虫存在有翅型和无翅型、飞虱具有短翅型和长翅型、蝗虫具有群居型和散居型。这些不同表型的个体存在明显的繁殖力上的差异,无翅型、短翅型及群居型的个体繁殖力显着高于有翅型、长翅型及散居型。因此利用种群中不同表型个体出现的比例可预测种群以后发生的趋势。这样的预测方法称为多态性指标法。
6 生理生态指标预测法
生理生态指标预测法是根据害虫的生理生态特性对未来发生量趋势进行预测。害虫休眠与滞育的发生,是对不良环境条件的适应。当不良条件发生时,害虫如果不能及时地进入休眠或滞育状态,种群则可能会受到突如其来的打击而造成大量死亡,田间为轻发生趋势;反之种群可保存完好,存活虫量多,田间为大发生趋势。因此,害虫的休眠和滞育特性的发生时期和发生的比例,可用于对未来或来年发生数量进行趋势预测。