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植物病害的流行与预测

植物病害的流行与预测


植物病害的流行与预测

植物病害流行的概念:植物群体发病的现象。病害 植物病害流行的概念 在较短时间内突然大面积严重发生从而造成重大损 失的过程称为病害的流行。在定量流行学中把植物 群体的病害数量在时间和空间的增长都泛称为流行。 植物病害预测: 植物病害预测:是依据流行学原理和方法估计病害 发生时期和数量,用以指导病害防治或病害管理。 植物病害流行学(botanical epidemiology):在群体水 植物病害流行学 平研究植物病害发生规律、病害预测和病害管理的 综合性学科,是植物病理学的重要分支学科。

第一节 植物病害的流行
植物病害流行是一个复杂的生物学过程,需要采用定 性和定量的结合的方法对植物病害流行的时间和空 间动态及影响因子进行研究。 一、植物病害的计量 可用多种指标计量植物群体的发病程度,如发病率、 严重度和病情指数。 发病率:用来表示发病的普遍程度, 发病率=(发病株数或植物器官/调查株数或器官总 数)X 100%

严重度:表示植株或器官的病面积所占 的比率,如叶片上病斑面积占叶片总面 积的比率。严重度用分级法表示,如小 麦条锈病严重度分级。 病情指数:全面考虑发病率与严重度两 者的综合指标。若以叶片为单位,当严 重度用分级代表值表示,计算公式为:



其他计量植物群体的发病程度的指标: 病田率; 病点率; 病田单位面积内传病中心或单片病叶数量。

二、植物病害的流行学类型
植物病害的流行有一个发生、发展和衰退的过 程。根据流行学特点不同(再侵染的有无), 可分为单循环病害(积年流行病害)和多循环 病害(单年流行病害)两类。

单循环病害(积年流行病害)
单循环病害:在病害循环中只有初侵染而无再 侵染或者虽有再侵染,但作用很小。
特点:无再侵染或有,但作用小,多为种传或土传的全株性或 系统性病害,其自然传播距离较近,传播效能较小。病原物可 产生抗逆性强的休眠体越冬,越冬率较高,较稳定。流行程度 流行程度 主要取决于初始菌量。 主要取决于初始菌量 寄主的感病期较短.在病原物侵入阶段易受环境条件影响,一 但侵入成功,则当年的病害数量基本已成定局,受环境条件的 影响较小。此类病害在—个生长季中菌量增长幅度虽然不大, 但能够逐年积累,稳定增长,若干年后将导致较大的流行,因 而也称为“积年流行病害”。

如小麦散黑穗病、小麦腥星穗病、小麦线虫病、 水稻恶苗病、稻曲病、大麦条纹病、玉米丝黑 穗病、麦类全蚀病、棉花枯萎病和黄萎病以及 多种果树病毒病害等都是属于此类流行病害。

单循环病害防治策略: 选用抗病品种; 铲除初始菌源,采取措施抑制菌量逐 年积累(田园卫生、土壤消毒、种子消 毒和拔出病株等)。

多循环病害(单年流行病害)
多循环病害:在一个在一个生长季节中病原物能够 多循环病害: 连续繁殖多代,从而发生多次再侵染的病害。 连续繁殖多代,从而发生多次再侵染的病害。 特点:有多次再侵染,每年零星发生, 以后迅速发 展成流行。如稻瘟病、稻白叶枯病、麦类锈病、玉 米大小斑病、马铃薯晚疫病等气流和流水传播的病 害会形成单年流行病害。 单年流行病害流行的程度决定于侵染的速度, 而侵 染的速度决定于气象条件。所以,气象条件是此类 病害流行的主导因素。

多循环病害防治策略: 种植抗病品种; 药剂防治和农业防治相结合。

三、病害流行的时间动态
植物病害的流行是一个病害发生、发展 和衰退的过程。这个过程有病原物对寄 主的侵染活动和病害在空间和时间中的 动态变化表现出来。 按照研究时间规模:季节流行动态和逐 年流行动态。

1、病害的季节流行: 、病害的季节流行: 在一个生长季节里, 病害的发生率和病情指数是随 着时间而增长或衰退的, 也就是存在病害的流行的 流行的 时间动态。 时间动态 2、季节流行曲线: 、季节流行曲线: 以时间为横坐标 以发病数量为纵坐标 时间为横坐标,以发病数量为纵坐标 时间为横坐标 以发病数量为纵坐标,绘制成发 病数量随时间而变化的曲线。该曲线被称为病害的 季节流行曲线。曲线的起点在横坐标上的位置为病 季节流行曲线 害始发期,斜线反映了流行速率 斜线反映了流行速率,曲线最高点表明 斜线反映了流行速率 最高点表明 流行程度。 流行程度

不同类型的季节流行曲线
S型曲线:最常见。对于一个生长季中只有一个发病高峰的 病害,若最后发病达到或接近饱和(100%),寄主群体亦不 再生长,如小麦锈病(春夏季流行)、马铃薯晚疫病等,其流 行曲线呈典型的S型曲线。

S型曲线可划分为: 指数增长期 逻辑斯蒂增长期 衰退期 指数增长期是菌量积累和病害流行的关键时期。

马鞍型流行曲线:如果发病后期因寄主成株抗病性 增强,或气象条件不利于病害继续发展,但寄主仍 继续生长,以至新生枝叶发病轻,流行曲线呈马鞍 型,例如甜菜褐斑病、大白菜白斑病等。 多峰型曲线:有些病害在一个生长季节中有多个发 病高峰,流行曲线为多峰型。稻瘟病在南方因稻株 生育期和感病性的变化可能出现苗瘟、叶瘟和穗颈 瘟等三次高峰。在小麦条锈病菌越冬地区,冬小麦 苗期发病有冬前和春末两次高峰。华北平原玉米大 斑病常在盛夏前后也有两次高峰,因盛夏高温抑制 了病菌侵染。

四、病害流行的空间动态
病害流行在田间有一定的扩展和分布规律,与 扩展和分布规律, 扩展和分布规律 病害的初侵染源有关。 病害的初侵染源有关 病害流行的空间动态就是病害的传播过程,反 映了病害数量在空间的发展规律。 传播特点:因病原物种类和传播方式而异,如 气传病害,土传病害。

一次传播距离:病原菌孢子从释放到侵 入植物体这段时间内所引起的病害传播, 如以日为单位,则为一日之内实现的病 害传播距离。 一代传播距离:病害一个潜伏期内多次 传播所实现的传播距离。

不同病害传播距离有很大差异: 近程,中程和远程传播
近程传播:一次传播距离在百米以下,造成的 病害在空间上是连续或者基本连续的,有明显 梯度现象,动力是地面气流或水平风力。 中程传播:一次传播距离为几百米至几公里, 造成的病害具有空间不连续的特点。靠湍流或 上升气流。 远程传播:传播距离达数十公里乃至数百公里 以外。主要靠的是高空气流及所形成的孢子云。

多循环气传病害流行的田间格局有中心式和弥 散式两类。 初侵染源是种薯、天然和病残体的, 发病初期 在田间会出现明显的发病中心, 以后向外扩展, 随风向变化, 下风向严重。如马铃薯晚疫病。 初侵染源是来自外地,发病初期,随机分布, 或均匀分布,以后逐渐传播,普遍发病。 初侵染源是昆虫的,最初分布决定于昆虫的活 动习性。距离初侵染源越近,发病越严重。以 后扩展、蔓延,普遍发病。

五、病害流行的因子
影响病害流行的因子: 1. 感病寄主植物 2.寄主植物大面积集中栽培 3.具有强致病性的病原物 4.病原物数量巨大 5.有利的环境条件 此外,人类活动如农事操作,栽培管理等也 会有影响。 流行的主导因素:在诸多流行因素中,往往 有一种或少数几种起主要作用。

主要流行因子和各因子间的相互作用的变动造 成了病害流行的地区差异和年际波动。 根据病害流行程度和流行频率差异可划分为: 病害常发区、易发区、偶发区和不发生区。 根据各年的流行程度和损失情况分:病害大流 行、中度流行、轻流行和不流行。 大流行,如 我国小麦条锈病、美国玉米小斑病、爱尔兰马 铃薯晚疫病 。

1、病害流行的地区特点 地区特点: 地区特点 一种病害,不同地区流行的程度、过程和频 率不同, 形成了病害流行的地区特点。 如小麦锈病的流行, 根据地理区划, 气象 条件,病原传播、生理小种的差异, 可以划 分为常发区,易发区,和偶发区 常发区, 常发区 易发区,和偶发区三个类型, 共11个流行区。

2、病害流行的年份变化: 一种病害, 在一定地区流行,常出现年份差 异,有些年份重, 有些年份轻。 3、影响病害流行变化的因素: 品种更换; 病原物致病性的变异; 栽培和耕作制度的改变; 气象条件的变化,尤其是湿度的变化。

第二节 植物病害的预测和预报
一、植物病害的预测和预报的概念: 植物病害的预测和预报的概念: 预测: 预测:依据病害的流行规律,利用经验的或系统模拟的 方法估计一定时限之后病害的流行状况,称为预测 预测。 预测 预报: 预报,有时对两 预报:由权威机构发布预测结果,称为预报 预报 者并不作严格的区分,通称病害预测预报,简称病害测 报。 预报(测)量:代表一定时限后病害流行状况的指标, 如病害发生期、发生量和流行程度的级别。 预报(测)因子:用来估计预报量的流行因子。 预报的目的:防治决择参考,指导药剂防治时机、次数 和范围。

一、预测的种类
(一)、按预测内容和预报量 )、按预测内容和预报量不同可分为流行程度预 按预测内容和预报量 测、发生期预测和损失预测等。 1、 流行程度预测 、 流行程度预测是最常见的预测种类,预测结果 可用具体的发病数量( 发病数量(发病率、严重度、病性指数 发病数量 等)作定量的表达。 也可用流行级别作定性的表达,流行级别多分为大 大 流行、中度流行 中度流行(中度偏低、中等、中度偏重)、轻 流行 中度流行 轻 度流行和不流行 不流行,具体分级标准根据发病数量或损 度流行 不流行 失率确定,因病害而异。

2、病害发生期预测:是估计病害可能发生的时期。 、病害发生期预测: 果树与蔬菜病害多根据小气候因子预测病原菌集中侵染的时 期,即临界期 临界期(critical period),以确定喷药防治的适宜时机, 临界期 这种预测亦称为侵染预测。 3、损失预测(损失估计):主要根据病害流行程预测减产量, 、损失预测(损失估计) 有时还将品种、栽培条件、气象条件等因素用作预测因子。 在病害综合防治中,常应用经济损害水平 经济阈值 经济损害水平和经济阈值 经济损害水平 经济阈值等概念。 经济损害水平: 经济损害水平:是指造成经济损失的最低发病数量, 经济阈值: 经济阈值:是指应该采取防治措施时的发病数量,此时防治 可防止发病数量超过经济损害水平,防治费用不高于因病害 减轻所获得的收益。损失预测结果可用以确定发病数量是否 已经接近或达到经济阈值。

(二)、按照预测的时限可分为长期预测、中期预测和短期 按照预测的时限可分为长期预测、 按照预测的时限可分为长期预测 预测。 预测。 1、长期预测 长期预测亦称为病害趋势预测,其时限尚无公认的标准, 长期预测 习惯上概指一个季度以上,有的是—年或多年,多根据病害 流行的周期性和长期天气预报等资料作出。预测结果指出病 害发生的大致趋势,需要以后用中、短期预测加以订正。 2、中期预测 中期预测的时限一般为一个月至一个季度,多根据当时的 中期预测 发病数量或者菌量数据,作物生育期的变化以及实测的或预 测的天气要素作出预测,准确性比长期预测高,预测结果主 要用于作出防治决策和作好防治准备。 3、短期预报的时限在一周之内,有的只有几天,主要根据天 、短期预报 气要素和菌源情况作出,预测结果用以确定防治适期。侵染 预测就是一种短期预测。

二、预测的依据
1、根据菌量预测 单循环病害的侵染概率较为稳定,受环 、 境条件影响较小,可以根据越冬菌量预测发病数量。 如小麦腥黑穗病、谷子黑粉病等种传病害,可以检查种子 表面带有的厚垣孢子数量,用以预测次年田间发病率。 麦类散黑穗病则可检查种胚内行菌情况,确定种子带菌率和 翌年病穗率。 菌量也用于麦类赤霉病预测,为此需检查稻桩或田间玉米残 秆上子囊壳数量和子囊孢成熟度,或者用孢子捕捉器捕捉空 中孢产。 多循环病害有时也利用菌量作预测因子。例如,水稻白叶枯 病病原细菌大量繁殖后,其噬菌体数量激增,可以测定水田 中噬菌体数量,用以代表病原细菌菌量。

2.根据气象条件预测 多循环病害的流行受气象条 . 件影响很大,而初侵染菌源不是限制因素,对当年 发病的影响较小,通常根据气象因素预测。有些单 循环病害的流行程度也取决于初侵染期间的气象条 件,可以利用气象因素预测。 如葡萄霜霉病菌,以气温为11-20℃,并有6小时以 上叶面结露时间为预测侵染的条件。 苹果和梨的锈病是单循环病害,每年只有一次侵染, 菌源为果园附近桧柏上的冬孢子角。在北京地区, 取年4月下旬至5月中旬若出现大于15mm的降雨,且 其后连续2天相对湿度大于40%,则6月份将大量发 病。

3.根据菌量和气象条件进行预测 综合菌量和气象 . 因素的流行学效应,作为预测的依据,已用于许多 病害。 有时还把寄主植物在流行前期的发病数量作为菌量 因素,用以预测后期的流行程度。 我国北方冬麦区小麦条锈病的春季流行通常依据秋 苗发病程度、病菌越冬率和春季降水情况预测。 我国南方小麦赤霉病流行程度主要根据越冬菌量和 小麦扬花灌浆期气温、雨量和雨日数预测,在某些 地区菌量的作用不重要,只根据气象条件预测。

4.根据菌量、气象条件、栽培条件和寄主植物生育 .根据菌量、气象条件、 状况预测 有些病害的预测除应考虑菌量和气象因素 外,还要考虑栽培条件和寄主植物的生育期和生育状 况。 例如,预测稻瘟病的流行,需注意氮肥施用期、施用 量及其与有利气象条件的配合情况。 水稻纹枯病流行程度主要取决于栽植密度、氮肥用量 和气象条件,可以作出流行程度因密度和施肥量而异 的预测式。 油莱开花期是菌核病的易感阶段,预测菌核病流行多 以花期降雨量、油菜生长势、油菜始花期迟早以及菌 源数量(花朵带病率)作为预测因子。

5、介体昆虫数量和带毒率进行预测:对 、介体昆虫数量和带毒率进行预测 于昆虫介体传播的病害,介体昆虫数量 和带毒率等也是重要的预测依据。

三、预测方法
(一)、调查 )、调查
寄主的抗性变化; 病原物数量检查,检查种子带菌率、空 中孢子捕获; 气象条件, 温度和湿度。

预测: (二)、 预测:
目前常用的两种方法: 目前常用的两种方法: 1、经验预测 、 这需要搜集有关病情和流行因素的多年多点的历史资 料,经过综合分析或统计计算建立经验预测模型 经验预测模型用于 经验预测模型 预测。 (1)综合分析法:

(2)数理统汁预测法:是运用统计学方法利用多年多点历史 数理统汁预测法: 数理统汁预测法 货料料建立数字模型预测病害的方法。 当前主要用回归分析、判别分析以及其它多变量统计方法选 取预测因子,建立预测式。此外,一些简易概率统计方法, 如多因子综合相关法、列联表法、相关点距图法、分档统计 法等也被用于加工分析历史资料和观测数据,用于预测。 单元回归分析法: Y= a+bX 多元回归分析法: Y= a+ b1X1+b2X2+b3X3+…….bnXn

2、系统模拟模型: 、系统模拟模型 构建计算机程序,建立模拟模型, 用于预测。 将建立模拟模型的第一步是把从文献、实验室和田 间收集的有关信息 信息进行逻辑汇总、形成概念模型 概念模型, 信息 概念模型 概念模型通过实验加以改进,并用数学语言表达即 为数学模型 数学模型,再用计算机语言译为计算机程序 计算机程序,经 数学模型 计算机程序 过检验和有效性、灵敏度测定后即可付诸使用。 使用时,在一定初始条件下输入数据,使状态变数 的病情依据特定的模型(程序)按给定的速度逐步积 分或总和,外界条件通过影响速度变数而影响流行, 最后打印出流行曲线图。

小 结
植物病害流行的概念是植物群体发病的现象, 植物病害流行的概念 需要用定性和定量相结合的方法进行研究。 植物病害有两种流行学类型,即当年流行病害 植物病害有两种流行学类型 当年流行病害 和积年流行病害 积年流行病害。影响他们的流行的主导因子。 积年流行病害 描绘在一个生长季中病害数量随时间而变化的 曲线,称为季节流行曲线。 病害流行的预测方法。

本讲重点
植物病害流行的概念; 植物病害流行的概念; 当年流行病害和积年流行病害 积年流行病害及主导影 当年流行病害 积年流行病害 响因子; 病害流行的预测方法。


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