植物病害流行

植物病害流行及综合治理

第一章绪论

一、植物流行病概念

植物流行病（Epidemic)是指在较大范围内，短期发生的有一定严重程度、造成经济损失的病害称为流行病。二、植病流行学概念

植病流行学即研究病害流行的科学，是一门植物病理学的新兴的分支学科。即研究病害流行的原因、构成因素及其相互关系，流行过程的时、空动态及其变化规律，病害测报、防治管理的科学。

第一节植病流行学概述

三、植病流行学的特点

与传统植物病理学相比，植病流行学有以下特点:1.流行学研究对象着重群体，传统的植物病理学以个体发病为主，如病原种类，发病过程、病理变化、侵染循环等。

2.流行学研究病害过程的发展动态。病害流行是一个较长的过程，不是一个侵染过程。流行学研究的是流行全过程的时、空动态，而不是静止的，过程的某一片段或相互割裂的侧面。不是一个画面而是一部影片。

3.流行学从定性研究进入定量研究,多少侵染源才能引起病害流行,病害进展速度如何,病原接种体传播距离即包括描述,又有定量,解答此问题必须试验或调查分析。

4.流行学是一门综合性科学。尽管流行学把流行过程分成许多细小的组成部分,分别对各组成部分进行详细的调查分析试验,但最终还是把它们再综合起来成一个系统的整体。其目标是整体。

四、流行学的研究方法

1.观察(调查)法病害自然发生状况和自然发生过程是一切信息的源泉,最真实、全面地反映了其内在的规律性。所以现场观察和记载就成为流行学最首要的方法。

2.实验法由于实验者可以控制某些因素,设置单因素或多因素和不同水平的处理,所以实验法在分析复杂现象和检验假设方面有着特殊的意义。

3.数理统计法整理监测到的数据、分析流行因素的作用和建立数学模型等都离不开数理统计。据此建立的某一流行过程的数学模型,较文字描述更为准确和便于比较。4.系统分析与系统模拟法

病害流行是一个复杂的动态系统,时空跨度又往往很大,仅用传统的实验生物学方法不可能完整地认识全部流行过程和规律。

系统分析方法将病原物、寄主、病害和所处的环境看成一个整体,从总体的行为和功能出发,将整个系统分解成若干子系统、子过程,通过实验进行定性分析和定量研究,然后再组装成总体的模型。

要解决以上问题,要求具备较广泛的知识,除坚实的植物病理学基础外,对农艺学、生态学、气象学、遗传学、数学、昆虫学、计算机都要有一定基础。

五、与其他学科的关系

六、本课程主要包括几个部分1.植物病害流行的生态学及系统论观点2.病害流行的监测,包括对寄主、病原、环境和病害的监测。3.流行过程的时空动态分析和资料数据分析。4.病害流行的预测与管理。

第二节历史上有名的几次植物病害大流行

世界历史上有文献记载的植物病害流行事例很多。病害大流行不仅影响农业生产,对社会也有各种不同程度的影响。1.最早记载的一次是公元857年麦角病在欧洲莱茵河谷的流行,有数千人死于食物中毒。

2.曾经给人类带来巨大灾难的莫过于1845～1846年在爱尔兰发生的马铃薯晚疫病大流行,这一病害的大流行促进了植物病理学的诞生,德国Debary接种证明了Phytophthorainfestans是病原。

背景资料

十九世纪马铃薯是爱尔兰农民的主食,面粉较少需供给地主,1845年的气候很适于晚疫病的流行,而且1845～1846年冬季马铃薯在贮藏中继续腐烂。剩余的马铃薯作种用,种植后病害还发生,1846年病害毁灭马铃薯,造成了爱尔兰的大饥荒,十九世纪北美和北欧晚疫病也很重,但其影响不及爱尔兰大。3.1916及1917年欧洲气候和1845年一样十分有利于晚疫病的流行。马铃薯损失很大,士兵的供应虽还能保证,他们的家属在挨饿,动摇了军心,加速了德国军队在1918年的瓦解。

4.栗疫病在美国流行,栗树是美洲主要的树种,当时100种商品硬木中,栗树占1/4以上,其果实是人类和鸟类的良好食品,木材可作家具、建房、烧材、电线杆、枕木等,又是制造单宁用于制革的好材料。

背景资料1904年Merkel发现纽约公园的栗树枯死是由外来菌Endothies引起的,此菌由东方传入,东方栗树品种抗此病,对病菌有些适应,但美国的栗树对此新病菌高感。

5.玉米小斑病的大流行,1970年美国玉米小斑病大流行则是近代发达国家也难免植物病害流行的典型事例。

背景资料1970年2月在美国南部Flourida洲的杂交种玉米上发现,该杂交种以往对Bipolarismaydis是抵抗的,70年它已经失去抗性,症状十分严重,叶茎及穗部都腐烂,受病的玉米品系有数个不同的抗病基因,但它们都是用细胞质雄性不孕系制成的。

最早发现TCMS玉米对B.maydis侵染过敏是在菲律宾1961年。1969年前此病在美国还不引起经济损失。69年Illinois、Iowa、Indiana等中西部发现对含有TCMS的玉米侵袭力很强而对一般玉米为弱小种。1970年5月在美国南部发生较多,这一年6月-8月间有6次气候适宜病菌从南向北迁移,特别是7月的一次热带飓风的气流,从墨西哥湾直达中西部,因此T小种侵入了玉米栽培的腹地,那里不仅气候条件有利于病菌的侵入,也有利于孢子形成。

70年的毁灭性流行发生后，种子公司着手准备不具有TCMS的种子为1971年种植，71年准备出了25%用量的不含TCMS的种子，40%普通和TCMS混合的种子，虽然T小种可在南方越冬，气候也适于病害在生长早期发生，但多数地区发病很轻，气候不利于南方的病菌北移，7-8月的温度不寻常的冷，因而70年的大发生没有在71年重演。

植物病害流行除造成饥馑、死亡和财政损失外,也引起人类社会、饮食习惯、农业结构和耕作制度的种种变革。如1870～1880年咖啡锈病毁坏了斯里兰卡的全部咖啡生产，迫使英国人放弃喝咖啡的习惯，改饮茶水;葡萄霜霉病在法国的流行，提供了发明波尔多液的机遇。

突发的或新出现的病害流行往往由于缺乏防治经验而使人猝不及防,从而造成巨大损失,理当受到重视。然而经常发生或增长缓慢的病害也会酿成巨大的损失,如黑穗病、枯萎病和一些种传或土壤传播的植物病害。

病害如果仅发生在少量植株上,对植物种群延续和农业生产不会造成危害。只有大量而集中的发病才会造成某种程度的损失乃至酿成灾害。人们之所以关切和研究植物病害,发展植物病理学,归根结底是因为植物病害流行所造成的损失巨大。

第三节植病流行学的发展史

植病流行学被认为是植物病理学的一个分支学科是在20世纪60年代。许多因素使它形成，但起到促酶作用的是Vanderplank的一本书"Plantdiseaseepidemicsandcontrol”1963年出版，他透过当时的观念，认识到流行自身的系统性和作用，此外下表所列的各项事件都是植病流行学发展中的里程碑。

年代

事件1728H.L.Duhamelde

Monceau发表文章报导1833Franzunger使用"Epiphytogee”一词代表植物流行病1858

JilliuoKuhn在第一本植物病理学教科书中比较了植物流行

病与人

及动物流行病1901

H.marrhallward的"Diseaseinplant”书中有两章"病害的传

播及流行病”及"流行病的因素”1913

L.R.Jones强调了环境条件与植物病害的关系1946

E.Gaiimann"植物病害侵染原理”一书最详尽地阐述了植物

病理学中关于流行学的问题，如流行因素的量化，侵染链

的概念。1960

J.E.vanderplank在《plantpathologyvol3》中有一章"流行病

的分析”，另有一些重要章节关于病害预测预报、侵染源潜

势、孢子传播。1961

P.H.Gregory"Microbiologyoftheatmosphere”出版1962

曾士迈等发表"小麦条锈病春季流行规律的数理分析[1]”年代

事件1963

Vanderplank的"plantdisease：epidemicandcontrol”发

表。同年曾士迈等发表"小麦条锈病春季流行规律的数

理分析[2]传播距离研究1966

第一次流行学讨论会在美国植病学会中召开，讨论植物

病害流行和分析1968在伦敦召开的国际植物病理学会有6个分会，流行学成立

一个分会1969

P.E.Waggoner和J.G.Horsfall发表了Epidem：模拟植物病

害的第一个计算机模拟模型，模拟病害流行。1973

第二届国际植病学会专门讨论流行学1974

J.Kranz发表"植物流行病-数学分析及模型”1990年又再版1976RobinsenR《植物病害系统》，引入系统论思想1977

DayPR《农业植物病害流行的遗传基础》年代

事件1978

HorsfallJG和CowlingEB《植物病害》第二卷，"病害

在群体中如何发展”1979

ZadoksJG和ScheinRD编著第一本完整的教科书《植物

病害流行学和病害管理》1986

曾士迈等

编著中国第一本这方面书籍《植物病害流行

学》,同年LeonardKJ和FryWE编著《植物病害流行学》

第一卷"群体动态和管理”1989

LeonardKJ和FryWE编著《植物病害流行学》第二卷"遗

传，抗病性和管理”1990

CampbellCL和MaddenLV编著《植物病害流行学导

论》，其中大量介绍流行学方法1994曾士迈等

编著《植保系统工程导论》第四节植病流行学发展趋势

植病流行学发展趋势主要包括以下几个主要方面:

1.综合性:

病害流行是多种流行因素结合的结果，而不是单一因素、简单的一两个因素。看重环境、病原、寄主、介体对流行的综合影响。有的病害流行以环境因素为主，如小麦锈病，有的以品种抗性为主导因素，如大豆灰斑病。

2.监测、分析手段现代化

数学、计算机、生态、气象、生物技术等有关学科的高度开发及综合应用,研究群体病害的发生、起落、模拟、测报、系统管理,必须以以上学科为基础。

3.预测预报精细化

从病原群体毒力变化规律、寄主抗性持续性、气候变化规律起伏趋势,应用现代分子生物学技术手段检测