第十二章 植物病害的流行與預(yù)測(cè)教材

植物病害流行與預(yù)測(cè)植物病害流行（plantdiseaseepidemic）是植物群體發(fā)生侵染性病害的過(guò)程。是指植物病原物群體在寄主群體中大量傳播，在特定的環(huán)境條件下誘發(fā)植物群體發(fā)病并且造成嚴(yán)重?fù)p失的過(guò)程和現(xiàn)象。一、植物病害流行概念第一節(jié)植物病害流行CompanyLogo流行?。╡pidemic）流行病是指?jìng)魅拘詮?qiáng)，病情可在短期內(nèi)大量增長(zhǎng)和蔓延的一類病害。小麥條銹病CompanyLogo穩(wěn)態(tài)流行(endemic)

亦稱常發(fā)病是指在某地區(qū)早已存在，年年或經(jīng)常發(fā)生而波動(dòng)不大的流行狀態(tài)。小麥紋枯病CompanyLogo突發(fā)流行(explosiveepidemic)

是指在某地區(qū)以前沒(méi)有，出現(xiàn)不久就迅速漫延成災(zāi)的流行狀態(tài)，(前進(jìn)性流行(progressiveepidemic))。辣椒疫病CompanyLogo小麥稈銹病大區(qū)流行(pandemic)

是指流行過(guò)程中自然傳播很廣的狀態(tài)，也稱為泛洲流行或泛域流行。CompanyLogo國(guó)外植物病害流行的主要事例

857首次記載，麥角病在萊茵河流域，死亡幾千人1845-1846馬鈴薯晚疫病在愛(ài)爾蘭,餓死100萬(wàn)人,逃亡200萬(wàn)人1882-1885葡萄霜霉病在法國(guó),導(dǎo)致財(cái)政損失和發(fā)明波爾多液CompanyLogo國(guó)外植物病害流行的主要事例

1870-1880咖啡銹病在斯里蘭卡種植者財(cái)政破產(chǎn)和英國(guó)人改飲茶水。1916-1917馬鈴薯晚疫病在德國(guó),造成種薯匱乏,大量引種導(dǎo)致品種混亂居世界之最。1930-美國(guó)從歐洲引入板材，造成荷蘭榆樹(shù)病(Dutchelmdisease)大面積發(fā)生，減少遮蔭樹(shù)種（美國(guó)榆樹(shù)）,使房地產(chǎn)產(chǎn)值下降。1942-1943水稻胡麻斑病在孟加拉引,起孟加拉饑荒,餓死近200萬(wàn)人。1970玉米小斑病在美國(guó),引致美國(guó)玉米減產(chǎn)15％,計(jì)165億kg。CompanyLogo國(guó)內(nèi)主要植物病害流行事例

煙草黑脛病40年代河南省流行,放棄老煙區(qū)小麥腥黑穗40～50冬春麥區(qū)普遍發(fā)生,病區(qū)發(fā)病率高達(dá)10～30％，甘薯黑斑病1937-1937年從日本傳入遼寧省蓋縣,僅河南省爛薯36.75億kg,占10％小麥條銹病1950減產(chǎn)60億kg,約為當(dāng)時(shí)3千萬(wàn)人一年的口糧小麥赤霉病1973長(zhǎng)江中下游發(fā)生200萬(wàn)公頃,損失12億kg小麥,部分小麥不能食用。條銹病防治對(duì)照

04年平利

赤霉病

03年

楊凌CompanyLogo國(guó)內(nèi)主要植物病害流行事例

小麥黃矮病

98年

榆林

小麥赤霉病1985北方麥區(qū)大流行,僅河南省就減產(chǎn)8.5億kg小麥白粉病1990發(fā)生1.81億畝,損失14.38億kg水稻稻瘟病1990發(fā)生5885萬(wàn)畝,損失10.37億kg

水稻紋枯病1990發(fā)生2.41億畝次,損失10.41億kg

小麥黃矮病1998北方麥區(qū)大流行,僅陜西省就減產(chǎn)30％小麥條銹病2002發(fā)生1.42億畝,防治后仍損失19億kgCompanyLogo二、植物病害流行學(xué)植物病害流行學(xué)(plantdiseaseepidemiology)是研究植物群體發(fā)病規(guī)律、預(yù)測(cè)技術(shù)和防治理論的科學(xué)，又稱(plantepidemiology或簡(jiǎn)稱epidemiology)。CompanyLogo三、植物病害的計(jì)量發(fā)病率：發(fā)病植株或植物器官占調(diào)查植株總數(shù)或器官總數(shù)的百分率。發(fā)病率(%)=[發(fā)病(葉、果)數(shù)/調(diào)查總(葉、果)數(shù)]X100病害嚴(yán)重度：表示植株或器官的發(fā)病面積占總面積的比率。(不同病害有相應(yīng)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn))病情指數(shù)：反映植物群體發(fā)病程度的一個(gè)參數(shù)?！?各級(jí)病葉數(shù)X各級(jí)代表值)

病情指數(shù)=

x100

調(diào)查總?cè)~數(shù)X最高級(jí)值CompanyLogo四植物病害流行的時(shí)間動(dòng)態(tài)時(shí)間動(dòng)態(tài)主要研究病害流行的季節(jié)發(fā)展曲線、定量描述的數(shù)學(xué)模型、流行速率及其影響因素。時(shí)間動(dòng)態(tài)是指病害數(shù)量或發(fā)病程度隨時(shí)間進(jìn)程而發(fā)生的變化。比較項(xiàng)目單年流行病害積年流行病害病害過(guò)程潛育期短，再侵染頻繁，當(dāng)季積累的菌量能引致病害流行。

無(wú)再侵染，或雖有再侵染但不重要，潛育期長(zhǎng)或較長(zhǎng)，需經(jīng)數(shù)年菌量的積累方能造成嚴(yán)重危害。病原物越冬

與初菌量越冬率和越冬存活率低，年度間初菌量變化很大。

越冬率和越冬存活率較高，初菌量一般能逐年有所增長(zhǎng)傳播體再侵染傳播體多為繁殖體，壽命短，對(duì)環(huán)境敏感，條件不利時(shí)會(huì)很快死亡。傳播體往往也是休眠體，壽命較長(zhǎng)，對(duì)不良環(huán)境抵抗力強(qiáng)。傳播方式

多為氣流、風(fēng)雨、流水傳播，也有介體蟲傳的，傳播距離較遠(yuǎn)。

多為土傳和種傳，傳播距離一般較小發(fā)生部位多為地上部局部侵染的病害，葉斑病多屬此類。多在地下部侵染，許多為系統(tǒng)侵染的病害。典型病例馬鈴薯晚疫病、黃瓜霜霉病、銹病禾谷類黑穗病、棉花黃、枯萎病、

谷子白發(fā)病4.1單年流行病與積年流行病的比較CompanyLogo4.2不同類型病害年份間的變化單年流行病積年流行病CompanyLogo4.3季節(jié)流行曲線的繪制定期(逐日或間隔一定數(shù)日)調(diào)查病情；將病情資料(普遍率或嚴(yán)重度)按時(shí)間順序列表；以時(shí)間為橫座標(biāo)、病情為縱座標(biāo)，作直角坐標(biāo)圖。CompanyLogoS型曲線因寄主抗性增強(qiáng)，或因環(huán)境條件不十分有利等原因。單峰曲線因氣候條件變?yōu)椴焕蚣闹骺剐栽鰪?qiáng)，病情不再發(fā)展，但寄主群體仍繼續(xù)生長(zhǎng)。多峰曲線寄主生育階段抗性的變化，或因環(huán)境條件不十分有利等原因。4.4流行曲線的形式及成因

CompanyLogo4.5病害流行階段的劃分指數(shù)增長(zhǎng)期(exponentialphase)

邏輯斯蒂增長(zhǎng)期(logisticphase)

流行末期或稱

緩慢增長(zhǎng)期CompanyLogo4.6病害季節(jié)流行動(dòng)態(tài)的基本模型1指數(shù)增長(zhǎng)模型(exponentialgrowthmodel)

2邏輯斯蒂增長(zhǎng)模型(Logisticgrowthmodel)3

其它模型CompanyLogo4.6.1指數(shù)增長(zhǎng)模型

(exponentialgrowthmodel)微分方程形式：

dx/dt為單位時(shí)間(日)新增病害數(shù)量；

x為病害數(shù)量；

re是病害指數(shù)增長(zhǎng)速率。

積分指數(shù)式：

xt＝x0·ert

直線方程式：ln(x)=ln(x0)＋r

e·t

適用范圍：一般為病害發(fā)生在5％以前，或發(fā)展非常迅速的病害如馬鈴薯晚疫病以病株率為單位的情況。CompanyLogo4.6.2邏輯斯蒂增長(zhǎng)模型

(Logisticgrowthmodel)又稱自我抑制性方程。微分式是：dx/dt=ｒｘ(1-ｘ)式中:ｘ為病情；(1－X)為未發(fā)病的健康組織。

r為速率參數(shù)，即病害的增長(zhǎng)速率（或稱流行速率）。

積分式為：

或：

邏輯斯蒂曲線的微分與積分圖CompanyLogo將方程的積分形式

經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換得：直線化形式

為：

邏輯斯蒂增長(zhǎng)模型直線化CompanyLogo4.6.3病害季節(jié)流行動(dòng)態(tài)的其它模型3.1岡珀茨模型(Gompertzmodel)3.2韋布爾模型

(Weibullmodel)

3.3理查德模型(Richardsmodel)CompanyLogo4.6.3.1岡珀茨模型

(Gompertzmodel)方程的微分式為：

dx／dt＝rGx(ln(1)－ln(x))=rGx(－ln(x))式中；rG是岡珀茨模型的速率參數(shù)，以dx／dt對(duì)t作圖與邏輯斯蒂模型比較，其速率曲線亦呈鐘形曲線，但最高點(diǎn)前后不對(duì)稱，高峰偏于前方。與邏輯斯模型不同處是S型兩邊不對(duì)稱，拐點(diǎn)偏前，約在x=0.37(1/e)處。

CompanyLogo4.6.3.2韋布爾模型

(Weibullmodel)韋布爾概率密度函數(shù)(Weibullprobabilitydensityfunction)

微分式為:

t為時(shí)間；a為位置參數(shù)，表示病害開(kāi)始增長(zhǎng)的時(shí)間；x為時(shí)間t時(shí)刻病情(以小數(shù)表示)；b為比率參數(shù)，與病害增長(zhǎng)速率呈負(fù)相關(guān)；c為曲線的形狀參數(shù)，與流行速度有關(guān)。

CompanyLogo5.1病原物傳播體的特點(diǎn)5.2病原物傳播體的傳播5.3傳播體傳播5.4侵染梯度5.5病害傳播五病害流行空間動(dòng)態(tài)CompanyLogo5.1傳播體傳播體或傳播單位是指病原物具有獨(dú)立存活、傳播和侵染功能的最小結(jié)構(gòu)，它能被監(jiān)測(cè)和計(jì)數(shù)，可以是真菌的孢子、菌核、菌絲的片段或其它休眠器官，也可以是細(xì)菌的細(xì)胞，病毒的粒體，線蟲的幼蟲、成蟲和卵以及高等寄生性植物的種子等。CompanyLogo5.2傳播體的特點(diǎn)數(shù)量大體積小，比重輕主動(dòng)傳播性對(duì)不良環(huán)境因素的抵抗力引誘昆蟲，鳥(niǎo)類的能力CompanyLogo二是人類的活動(dòng)，包括人體攜帶、運(yùn)輸和各種農(nóng)事操作一是自然動(dòng)力，如風(fēng)、雨、昆蟲或其他生物介體的活動(dòng)。傳播途徑5.3病原物傳播體的傳播CompanyLogo逸散主要指發(fā)散至冠層以上空氣中的孢子，這部分孢子隨氣流到達(dá)一定的高度和距離，可構(gòu)成對(duì)鄰田或中、遠(yuǎn)距離的傳播飄浮在冠層內(nèi)飄浮最終著落到附近植株感病部位，主要指水平方向的傳播降落土壤表面或寄主的非感病部位，這部分孢子若壽命較長(zhǎng)，抗逆性較強(qiáng)，有可能在以后通過(guò)其他傳播方式侵染寄主，若壽命短，抗逆性弱則自然報(bào)廢5.4病原物傳播體的去向CompanyLogo傳播條件病原物傳播體的傳播是病害傳播的前提，但決不等于病害傳播。傳播體的傳播完全可以理解為物理學(xué)過(guò)程。病害的傳播則包括著落寄主感病部位后的萌發(fā)、侵入、定殖直至發(fā)病的過(guò)程，是生物學(xué)過(guò)程。傳播體的傳播距離主要取決于下列因素：①傳播體的大小、形狀、比重、表面光滑或粗糙程度，以及這些因素所決定的沉降速度；②傳播體釋放受到上升氣流，水平風(fēng)速，持續(xù)時(shí)間以及陣風(fēng)亂流等隨機(jī)因素的影響。5.5傳播體傳播與病害傳播CompanyLogo5.6菌源和菌源中心點(diǎn)源可以是單病斑、單病葉、單病株或一定面積的發(fā)病中心等。點(diǎn)源的圓形半徑不得超過(guò)傳播距離的1～5%。線源可看作是連續(xù)點(diǎn)源的直線集合，線源面積，其寬度之半不得超過(guò)可能傳播距離的1～5%。區(qū)源可看成是密集四向排列的點(diǎn)源的集合，其傳播效果是眾多點(diǎn)源傳播效果的積分。在生產(chǎn)上，發(fā)病田對(duì)四周無(wú)病田成為區(qū)源。CompanyLogo5.7侵染梯度侵染梯度(infectiongradient)又稱病害梯度(diseasegradient)或傳播梯度(gradientofsperad)，是傳播發(fā)病后，子代病害數(shù)量(或密度)隨著與菌源中心距離的增加而遞減的現(xiàn)象或狀況。CompanyLogo5.8病害傳播距離病害傳播距離(distanceofspread)是指病害從菌源中心向四周擴(kuò)散蔓延的距離。傳播距離是受各種生物，非生物因素影響，引致侵染發(fā)病的概率。CompanyLogo病害田間傳播圖式(spatialpatternsofdiseasespread)是指病害在傳播過(guò)程中形成的一系列空間格局(spatialpattern)，其含意包括病害某一時(shí)刻的空間格局和隨病害傳播的時(shí)間進(jìn)程而發(fā)生的變化。中心式傳播：當(dāng)每年初侵染菌來(lái)自本地菌源，初始菌量小而繁殖率高或外來(lái)菌源傳入的時(shí)間有限，菌量也小的情況下，病害在田間會(huì)經(jīng)過(guò)中心病株（葉）、發(fā)病中心、點(diǎn)片發(fā)生期、普發(fā)期和嚴(yán)重期等階段。彌散式傳播：處于同一年度發(fā)生的病害位點(diǎn)是病原物的同一世代。發(fā)病位點(diǎn)之間往往沒(méi)有太多的聯(lián)系。5.9病害分布格局CompanyLogo中心式傳播CompanyLogo彌散式傳播CompanyLogo六病害流行因素6.1病害流行要素和狀態(tài)子系統(tǒng)要素狀態(tài)流行參數(shù)病原物（P）

傳播病部新生傳播體、空中（水、土、介體中）傳播體、著落傳播體、轉(zhuǎn)主寄主產(chǎn)生的傳播體、域外傳入傳播體、位置傳播體數(shù)量，著落率，傳播梯度致病性寄主譜、有毒性、無(wú)毒性、侵襲力級(jí)別寄生適合度世代發(fā)育有性、無(wú)性、越冬越夏、活動(dòng)、寄生、腐生環(huán)境閾值存活活、死死亡率繁殖增殖率

寄主（H）發(fā)育休眠種子、芽、苗、成株、繁殖體生育期指數(shù)，葉齡形態(tài)根、莖、葉、花、果實(shí)

營(yíng)養(yǎng)過(guò)盛、適中、不足

感病性毒性頻率、免疫、抗病、感病、高度感病抗病性參數(shù)生長(zhǎng)株數(shù)、蘗數(shù)、葉數(shù)、葉片數(shù)、葉面積生長(zhǎng)量、增長(zhǎng)率CompanyLogo子系統(tǒng)要素狀態(tài)流行參數(shù)病害（D）

侵染侵染成功、侵染失敗侵染幾率潛育潛育（齡）期顯癥率病斑生長(zhǎng)病斑大小美玉擴(kuò)展率、產(chǎn)孢面積傳染產(chǎn)孢病斑、報(bào)廢病斑產(chǎn)孢量、傳染期病情增長(zhǎng)反應(yīng)型，普遍率，嚴(yán)重度表現(xiàn)流行速度環(huán)境（E）氣象溫度、濕度、露、光照、氣流、降水溫度、相對(duì)濕度、露量、光照、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量土壤水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)、溫度土壤含水量、營(yíng)養(yǎng)無(wú)毒有效會(huì)含量空氣O2、CO2、SO2、Cl2含量生物協(xié)生、頡抗、競(jìng)爭(zhēng)有無(wú)和表示程度的數(shù)值6.1病害流行要素和狀態(tài)CompanyLogo子系統(tǒng)要素狀態(tài)流行參數(shù)人類干擾種植計(jì)劃輪作制、輪作階段、作物（或品種）而已種植密度耕作深度、次數(shù)有、無(wú)施肥種類、次數(shù)施肥量灌溉次數(shù)、類型灌水量管理除草、整枝是否化學(xué)防治種類、次數(shù)、時(shí)間劑量、防治效果生物防治引進(jìn)頡抗生物初始量、控制效果物理防治機(jī)械處理、控制環(huán)境（如高溫處理）是否、溫度鏟除拔除、修剪、剪割是否檢疫隔離或引入病原物是否、初始菌量6.1病害流行要素和狀態(tài)CompanyLogo6.2病害流行主導(dǎo)因素分析栽培制度：?jiǎn)巫?，間作套種，輪作，復(fù)種。栽培措施：早播，有利于條銹病發(fā)生，而不利于普通腥黑穗病的發(fā)生。CompanyLogo6.2病害流行主導(dǎo)因素分析品種更換：玉米病害、小麥病害、棉花病害品種抗病性：美國(guó)玉米小斑病、小麥條銹病。CompanyLogo6.2病害流行主導(dǎo)因素分析氣候條件：柑橘炭疽病

防治水平：小麥粒線蟲麥類黑穗病CompanyLogo第二節(jié)植物病害預(yù)測(cè)植物病害預(yù)測(cè)是在認(rèn)識(shí)病害發(fā)生、發(fā)展規(guī)律