第十二章植物病害的流行与预测.ppt
第十二章 植物病害的流行与预测,一、植物病害流行的概念：病害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。 植物病害流行是植物群体发病的现象。 二、植物病害流行和预测：是依据流行学原理和方法估计病害发生时期和数量，指导病害防治或病害管理。 三、植物病害流行学(botanical epidemiology)：在群体水平上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。也是植物病理学的分支学科。,第一节 植物病害的流行,一、引起病害流行的因素 1、病原方面的因素 病原的数量 病原的致病力 2、寄主方面的因素 感病寄主 大面积单一种植,3、环境方面的因素 气象条件（温度、水分、日照） 土壤条件（性质、肥力、微生物等） 栽培条件（水肥、耕作制度等）,二、病害流行的主导因素分析,主导因子：导致病害流行的主要影响因子为主导因子。 病害流行因时、因地而异， 地区之间和年份之间有差异和变化，当其他因子相对稳定， 而某个因子剧烈变化引起病害流行的变化，这个因子为主导因子（教材页）。 地区流行程度和差异：病害常发区、易发区和偶发区。 年际波动：大流行、中度流行、轻度流行和不流行。,三、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，根据流行学特点可划分为2个类型： 单年流行病害（多循环病害） 积年流行病害（单循环病害）,单年流行病害（多循环病害）,特点： 一个生长季节有多次再侵染，以气传和水传为主。 一般局部侵染，病害潜育期短，寄主感病期长。 越冬率低而不稳定，初始菌量少但病原增殖率高；在有利的环境下容易使病害数量增加。 不同年份的波动大，相邻年份无相关性。 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。,例如：稻瘟病、稻白叶枯病、麦类锈病、马铃薯晚疫病等。 防治策略：降低病害的增长率是关键。 例如：种植抗病品种为主，药剂防治和农业防治措施,积年流行病害（单循环病害）,特点： 只有初侵染或虽有再侵染但作用不大；多为种传或土传。 一般是全株性或系统性病害，其自然传播距离较近，传播效能较小。寄主的感病期较短在病原物侵入阶段易受环境条件影响， 病原物多产生抗逆性强的休眠体越冬，越冬率较高，较稳定。 因此流行程度主要取决于初始菌量。 病害在一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。,如小麦散黑穗病、小麦腥黑穗病、小麦粒线虫病、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。 防治策略：铲除初始菌源是关键。 除了利用抗病品种外，田园卫生、土壤消毒、种子消毒，拔除病株等抑制菌量的积累。,四、流行病害在田间的扩展和分布,病害流行在田间有一定的扩展和分布规律，与病害的初侵染源有关： 中心式格局：初侵染源是种薯、土壤和病残体的， 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。 弥散式格局：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。或者菌源在本地但初始菌量大且再侵染也不重要时，也无明显发病中心而呈弥散式流行。 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。,病害流行的空间动态,按照病害传播距离（按一次传播距离）可区分为： 近程传播：一日之内传播距离在百米以下；传播动力是植物冠层附近的地面气流或水平风力。 中程传播：几百米 几千米；动力是湍流或上升气流； 远程传播：数十千米数百千米以外；动力上升气流、旋风及高空气流、锋面雨或重力作用。 “一次传播距离”、“一代传播距离”,五、病害的季节流行和季节流行曲线,1、病害的计量方法： 发病率 发病率=发病株数/调查株数X100% 严重度分级法（如下页图示）用各级代表值或发 病面积百分率表示。 病情指数 病情指数=(各级病叶数×各级代表值) / (调查总叶数×最高级代表值) × 100%,2、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时间动态。 3、季节流行曲线： 在一个季节中若以时间为横坐标，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害始发期，斜线反映了流行速率，曲线最高点表明流行程度。,不同类型的季节流行曲线（多循环病害）,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 指数增长期是菌 量积累和病害流行的关键时期 逻辑斯蒂增长期（盛发期） 衰退期,马鞍型流行曲线：在型曲线的基础上，当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。例如： 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。,六、病害流行的变化,1、病害流行的地区特点 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： 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。 预报：由权威机构发布预测结果。（预报量和预报因子） 有时对两者并不作严格的区分，通称病害预测预报，简称病害测报。,一、预测的种类,（一）按预测内容不同可分为流行程度预测、发生期预测和损失预测等。 1、 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(发病率、严重度、病性指数等)作定量的表达。 也可用流行级别作定性的表达，流行级别多分为大流行、中度流行(中度偏低、中等、中度偏重)、轻度流行和不流行，具体分级标准根据发病数量或损失率确定，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。 例如：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(critical period)，以确定喷药防治的适宜时机，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。 损失预测结果可用以确定发病数量是否已经接近或达到经济阈值。 在病害综合防治中，常应用经济损害水平和经济阈值等概念。 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：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。,（二）按照预测的时限可分为长期预测、中期预测和短期预测 1、长期预测亦称为病害趋势预测，习惯上概指一个季度以上，有的是一年或多年，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、中期预测的时限一般为一个月至一个季度，多根据当时的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、预测的依据病害流行规律,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带菌情况，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。如“标蒙法”预测马铃薯晚疫的中心病株出现时间。 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。 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。 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，每年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 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,（二） 预测方法 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用于预测。 （1）综合分析法：多用于中、长期预测的发生期和流行程度。,（2）数理统汁预测法：是运用统计学方法利用多年多点历史资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： 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进行逻辑汇总、形成概念模型，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，再用计算机语言译为计算机程序，经过检验和有效性、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，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，即单年流行病害和积年流行病害。影响他们的流行的主导因子？ 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。,本章重点,植物病害流行的概念； 单年流行病害和积年流行病害各自的特点及主导影响因子； 病害流行的预测方法。,本章参考资料,曾士迈小麦条锈病越夏过程的模拟研究植物病理学报，（）： 正文明等中国小麦条锈菌主要流行菌系的指纹分析自然科学进展，（）： 刘万才农作物病害流行程度划分标准的方法探讨植保技术与推广（现为中国植保导刊），（）：,
