第十二章 植物病害的流行与预测教材

植物病害流行与预测植物病害流行（plantdiseaseepidemic）是植物群体发生侵染性病害的过程。是指植物病原物群体在寄主群体中大量传播，在特定的环境条件下诱发植物群体发病并且造成严重损失的过程和现象。一、植物病害流行概念第一节植物病害流行CompanyLogo流行病（epidemic）流行病是指传染性强，病情可在短期内大量增长和蔓延的一类病害。小麦条锈病CompanyLogo稳态流行(endemic)

亦称常发病是指在某地区早已存在，年年或经常发生而波动不大的流行状态。小麦纹枯病CompanyLogo突发流行(explosiveepidemic)

是指在某地区以前没有，出现不久就迅速漫延成灾的流行状态，(前进性流行(progressiveepidemic))。辣椒疫病CompanyLogo小麦秆锈病大区流行(pandemic)

是指流行过程中自然传播很广的状态，也称为泛洲流行或泛域流行。CompanyLogo国外植物病害流行的主要事例

857首次记载，麦角病在莱茵河流域，死亡几千人1845-1846马铃薯晚疫病在爱尔兰,饿死100万人,逃亡200万人1882-1885葡萄霜霉病在法国,导致财政损失和发明波尔多液CompanyLogo国外植物病害流行的主要事例

1870-1880咖啡锈病在斯里兰卡种植者财政破产和英国人改饮茶水。1916-1917马铃薯晚疫病在德国,造成种薯匮乏,大量引种导致品种混乱居世界之最。1930-美国从欧洲引入板材，造成荷兰榆树病(Dutchelmdisease)大面积发生，减少遮荫树种（美国榆树）,使房地产产值下降。1942-1943水稻胡麻斑病在孟加拉引,起孟加拉饥荒,饿死近200万人。1970玉米小斑病在美国,引致美国玉米减产15％,计165亿kg。CompanyLogo国内主要植物病害流行事例

烟草黑胫病40年代河南省流行,放弃老烟区小麦腥黑穗40～50冬春麦区普遍发生,病区发病率高达10～30％，甘薯黑斑病1937-1937年从日本传入辽宁省盖县,仅河南省烂薯36.75亿kg,占10％小麦条锈病1950减产60亿kg,约为当时3千万人一年的口粮小麦赤霉病1973长江中下游发生200万公顷,损失12亿kg小麦,部分小麦不能食用。条锈病防治对照

04年平利

赤霉病

03年

杨凌CompanyLogo国内主要植物病害流行事例

小麦黄矮病

98年

榆林

小麦赤霉病1985北方麦区大流行,仅河南省就减产8.5亿kg小麦白粉病1990发生1.81亿亩,损失14.38亿kg水稻稻瘟病1990发生5885万亩,损失10.37亿kg

水稻纹枯病1990发生2.41亿亩次,损失10.41亿kg

小麦黄矮病1998北方麦区大流行,仅陕西省就减产30％小麦条锈病2002发生1.42亿亩,防治后仍损失19亿kgCompanyLogo二、植物病害流行学植物病害流行学(plantdiseaseepidemiology)是研究植物群体发病规律、预测技术和防治理论的科学，又称(plantepidemiology或简称epidemiology)。CompanyLogo三、植物病害的计量发病率：发病植株或植物器官占调查植株总数或器官总数的百分率。发病率(%)=[发病(叶、果)数/调查总(叶、果)数]X100病害严重度：表示植株或器官的发病面积占总面积的比率。(不同病害有相应的分级标准)病情指数：反映植物群体发病程度的一个参数。∑(各级病叶数X各级代表值)

病情指数=

x100

调查总叶数X最高级值CompanyLogo四植物病害流行的时间动态时间动态主要研究病害流行的季节发展曲线、定量描述的数学模型、流行速率及其影响因素。时间动态是指病害数量或发病程度随时间进程而发生的变化。比较项目单年流行病害积年流行病害病害过程潜育期短，再侵染频繁，当季积累的菌量能引致病害流行。

无再侵染，或虽有再侵染但不重要，潜育期长或较长，需经数年菌量的积累方能造成严重危害。病原物越冬

与初菌量越冬率和越冬存活率低，年度间初菌量变化很大。

越冬率和越冬存活率较高，初菌量一般能逐年有所增长传播体再侵染传播体多为繁殖体，寿命短，对环境敏感，条件不利时会很快死亡。传播体往往也是休眠体，寿命较长，对不良环境抵抗力强。传播方式

多为气流、风雨、流水传播，也有介体虫传的，传播距离较远。

多为土传和种传，传播距离一般较小发生部位多为地上部局部侵染的病害，叶斑病多属此类。多在地下部侵染，许多为系统侵染的病害。典型病例马铃薯晚疫病、黄瓜霜霉病、锈病禾谷类黑穗病、棉花黄、枯萎病、

谷子白发病4.1单年流行病与积年流行病的比较CompanyLogo4.2不同类型病害年份间的变化单年流行病积年流行病CompanyLogo4.3季节流行曲线的绘制定期(逐日或间隔一定数日)调查病情；将病情资料(普遍率或严重度)按时间顺序列表；以时间为横座标、病情为纵座标，作直角坐标图。CompanyLogoS型曲线因寄主抗性增强，或因环境条件不十分有利等原因。单峰曲线因气候条件变为不利或寄主抗性增强，病情不再发展，但寄主群体仍继续生长。多峰曲线寄主生育阶段抗性的变化，或因环境条件不十分有利等原因。4.4流行曲线的形式及成因

CompanyLogo4.5病害流行阶段的划分指数增长期(exponentialphase)

逻辑斯蒂增长期(logisticphase)

流行末期或称

缓慢增长期CompanyLogo4.6病害季节流行动态的基本模型1指数增长模型(exponentialgrowthmodel)

2逻辑斯蒂增长模型(Logisticgrowthmodel)3

其它模型CompanyLogo4.6.1指数增长模型

(exponentialgrowthmodel)微分方程形式：

dx/dt为单位时间(日)新增病害数量；

x为病害数量；

re是病害指数增长速率。

积分指数式：

xt＝x0·ert

直线方程式：ln(x)=ln(x0)＋r

e·t

适用范围：一般为病害发生在5％以前，或发展非常迅速的病害如马铃薯晚疫病以病株率为单位的情况。CompanyLogo4.6.2逻辑斯蒂增长模型

(Logisticgrowthmodel)又称自我抑制性方程。微分式是：dx/dt=ｒｘ(1-ｘ)式中:ｘ为病情；(1－X)为未发病的健康组织。

r为速率参数，即病害的增长速率（或称流行速率）。

积分式为：

或：

逻辑斯蒂曲线的微分与积分图CompanyLogo将方程的积分形式

经过转换得：直线化形式

为：

逻辑斯蒂增长模型直线化CompanyLogo4.6.3病害季节流行动态的其它模型3.1冈珀茨模型(Gompertzmodel)3.2韦布尔模型

(Weibullmodel)

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

(Gompertzmodel)方程的微分式为：

dx／dt＝rGx(ln(1)－ln(x))=rGx(－ln(x))式中；rG是冈珀茨模型的速率参数，以dx／dt对t作图与逻辑斯蒂模型比较，其速率曲线亦呈钟形曲线，但最高点前后不对称，高峰偏于前方。与逻辑斯模型不同处是S型两边不对称，拐点偏前，约在x=0.37(1/e)处。

CompanyLogo4.6.3.2韦布尔模型

(Weibullmodel)韦布尔概率密度函数(Weibullprobabilitydensityfunction)

微分式为:

t为时间；a为位置参数，表示病害开始增长的时间；x为时间t时刻病情(以小数表示)；b为比率参数，与病害增长速率呈负相关；c为曲线的形状参数，与流行速度有关。

CompanyLogo5.1病原物传播体的特点5.2病原物传播体的传播5.3传播体传播5.4侵染梯度5.5病害传播五病害流行空间动态CompanyLogo5.1传播体传播体或传播单位是指病原物具有独立存活、传播和侵染功能的最小结构，它能被监测和计数，可以是真菌的孢子、菌核、菌丝的片段或其它休眠器官，也可以是细菌的细胞，病毒的粒体，线虫的幼虫、成虫和卵以及高等寄生性植物的种子等。CompanyLogo5.2传播体的特点数量大体积小，比重轻主动传播性对不良环境因素的抵抗力引诱昆虫，鸟类的能力CompanyLogo二是人类的活动，包括人体携带、运输和各种农事操作一是自然动力，如风、雨、昆虫或其他生物介体的活动。传播途径5.3病原物传播体的传播CompanyLogo逸散主要指发散至冠层以上空气中的孢子，这部分孢子随气流到达一定的高度和距离，可构成对邻田或中、远距离的传播飘浮在冠层内飘浮最终着落到附近植株感病部位，主要指水平方向的传播降落土壤表面或寄主的非感病部位，这部分孢子若寿命较长，抗逆性较强，有可能在以后通过其他传播方式侵染寄主，若寿命短，抗逆性弱则自然报废5.4病原物传播体的去向CompanyLogo传播条件病原物传播体的传播是病害传播的前提，但决不等于病害传播。传播体的传播完全可以理解为物理学过程。病害的传播则包括着落寄主感病部位后的萌发、侵入、定殖直至发病的过程，是生物学过程。传播体的传播距离主要取决于下列因素：①传播体的大小、形状、比重、表面光滑或粗糙程度，以及这些因素所决定的沉降速度；②传播体释放受到上升气流，水平风速，持续时间以及阵风乱流等随机因素的影响。5.5传播体传播与病害传播CompanyLogo5.6菌源和菌源中心点源可以是单病斑、单病叶、单病株或一定面积的发病中心等。点源的圆形半径不得超过传播距离的1～5%。线源可看作是连续点源的直线集合，线源面积，其宽度之半不得超过可能传播距离的1～5%。区源可看成是密集四向排列的点源的集合，其传播效果是众多点源传播效果的积分。在生产上，发病田对四周无病田成为区源。CompanyLogo5.7侵染梯度侵染梯度(infectiongradient)又称病害梯度(diseasegradient)或传播梯度(gradientofsperad)，是传播发病后，子代病害数量(或密度)随着与菌源中心距离的增加而递减的现象或状况。CompanyLogo5.8病害传播距离病害传播距离(distanceofspread)是指病害从菌源中心向四周扩散蔓延的距离。传播距离是受各种生物，非生物因素影响，引致侵染发病的概率。CompanyLogo病害田间传播图式(spatialpatternsofdiseasespread)是指病害在传播过程中形成的一系列空间格局(spatialpattern)，其含意包括病害某一时刻的空间格局和随病害传播的时间进程而发生的变化。中心式传播：当每年初侵染菌来自本地菌源，初始菌量小而繁殖率高或外来菌源传入的时间有限，菌量也小的情况下，病害在田间会经过中心病株（叶）、发病中心、点片发生期、普发期和严重期等阶段。弥散式传播：处于同一年度发生的病害位点是病原物的同一世代。发病位点之间往往没有太多的联系。5.9病害分布格局CompanyLogo中心式传播CompanyLogo弥散式传播CompanyLogo六病害流行因素6.1病害流行要素和状态子系统要素状态流行参数病原物（P）

传播病部新生传播体、空中（水、土、介体中）传播体、着落传播体、转主寄主产生的传播体、域外传入传播体、位置传播体数量，着落率，传播梯度致病性寄主谱、有毒性、无毒性、侵袭力级别寄生适合度世代发育有性、无性、越冬越夏、活动、寄生、腐生环境阈值存活活、死死亡率繁殖增殖率

寄主（H）发育休眠种子、芽、苗、成株、繁殖体生育期指数，叶龄形态根、茎、叶、花、果实

营养过盛、适中、不足

感病性毒性频率、免疫、抗病、感病、高度感病抗病性参数生长株数、蘖数、叶数、叶片数、叶面积生长量、增长率CompanyLogo子系统要素状态流行参数病害（D）

侵染侵染成功、侵染失败侵染几率潜育潜育（龄）期显症率病斑生长病斑大小美玉扩展率、产孢面积传染产孢病斑、报废病斑产孢量、传染期病情增长反应型，普遍率，严重度表现流行速度环境（E）气象温度、湿度、露、光照、气流、降水温度、相对湿度、露量、光照、风向、风速、降水量土壤水分、营养物质、有毒物质、温度土壤含水量、营养无毒有效会含量空气O2、CO2、SO2、Cl2含量生物协生、颉抗、竞争有无和表示程度的数值6.1病害流行要素和状态CompanyLogo子系统要素状态流行参数人类干扰种植计划轮作制、轮作阶段、作物（或品种）而已种植密度耕作深度、次数有、无施肥种类、次数施肥量灌溉次数、类型灌水量管理除草、整枝是否化学防治种类、次数、时间剂量、防治效果生物防治引进颉抗生物初始量、控制效果物理防治机械处理、控制环境（如高温处理）是否、温度铲除拔除、修剪、剪割是否检疫隔离或引入病原物是否、初始菌量6.1病害流行要素和状态CompanyLogo6.2病害流行主导因素分析栽培制度：单作，间作套种，轮作，复种。栽培措施：早播，有利于条锈病发生，而不利于普通腥黑穗病的发生。CompanyLogo6.2病害流行主导因素分析品种更换：玉米病害、小麦病害、棉花病害品种抗病性：美国玉米小斑病、小麦条锈病。CompanyLogo6.2病害流行主导因素分析气候条件：柑橘炭疽病

防治水平：小麦粒线虫麦类黑穗病CompanyLogo第二节植物病害预测植物病害预测是在认识病害发生、发展规律