植病流行与测报.ppt

1、植病流行与测报（4学时）,第一章 绪论 第二章 农业生态系统和植物病害流行 第三章 植病流行的时间动态 第四章 植病流行的空间动态 第五章 植病流行过程的系统分析和电算模拟 第六章 病害的预测和损失估计 第七章 植物病害的系统管理,第一章 绪论,植物病害流行学的性质和特点 植物病害流行学发展简史 历史上植物病害的流行,1.植物病害流行学的定义,Van der plank(1963) 流行学是群体中病害的科学。 曾士迈、杨演(1986) 植物病害流行学是研究植物群体中病害在环境影响下发生发展的规律、病害预测和病害管理的综合科学。,一、植物病害流行学的性质和特点,植物病害流行学具有的特点,研究对象

2、是植物群体中的病害。 更重视环境因素对病害流行的影响。 病害流行是一个动态的过程。 与病害预测预报紧密结合。 植病流行学是一门综合学科。,二、植物病害流行学发展简史,从研究真菌对植物的致病性开始，植物病理学开始成为一门科学，至今已有一百六十多年历史。植病流行学的发展大体可分为三个阶段。 定性描述阶段 动态定量阶段 理论综合阶段,曾士迈：中国工程院院士（1995） 。 植物病理学家， 中国植物病害流行学奠基人之一。 1980年，在国内率先开设“植物病害流行学”课。 1986年，与杨演合编植物病害流行学,麦角病(Claviceps purpurea),三、历史上植物病害的流行,马铃薯晚疫病 (Ph

3、ytophthora infestans),水稻胡麻斑病 (Helminthosporium oryzae),玉米小斑病 (Bipolaris maydis),第二章 农业生态系统和植物病害流行,生态系统概念 自然生态系和农田生态系中的植物病害流行 病原物的繁殖对策与植物病害流行,一、生态系统概念,生物群落可定义为在特定空间或特定生境下，具有一定的生物种类组成及其与环境之间彼此影响、相互作用，具有一定的外貌及结构，包括形态结构与营养结构，并具特定的功能的生物集合体。 也可以说，一个生态系统中具生命的部分即生物群落。,生物群落与它的无机环境构成的整体。,生态系统类型,陆地生态系统,森林生态系统

4、草原生态系统 农田生态系统,海洋生态系统 淡水生态系统,水域生态系统,二、自然生态系和农田生态系中的植物病害流行,1.寄生物和寄主植物的协同进化 协同进化也叫共同进化。 是指两种具有密切的生态关系但不交换基因的生物的联合进化 两种生物互相施加选择压力，使得一方的进化部分地依靠另一方的进化。 结果是双方共存于动态平衡中。,蜂鸟与蜜源植物的协同进化,自然生态系 由于寄生菌和寄主植物的协同进化，植病系统就具有了一定的内稳定性，故病害波动小，流行水平低。,2.农田生态系中的植病流行,植物引种到其他从未栽培过的地区。,无意中将某种病原物带到了它从未到过的生态环境中。,施肥灌溉等栽培措施,农业集约化经营,

5、寄主植物连片种植,品种的抗性基因高度一致造成的遗传脆弱性。 病原物的基数大，新的毒性小种易出现。,三、病原物的繁殖对策与植物病害流行,1、种群增长动态方程 dN KN - = r N - dt K N是一个种群中个体的实际数目 K是最大可能数目 r是增长速率（常数）,2、r-对策和k-对策,dN KN - = rN - dt K,r-对策者 繁殖率高 发育快 对环境变化抵抗能力差,k-对策者 繁殖率相对较低 发育较慢 个体寿命长 对环境变化的抵抗能力强,？-对策者环境合适时种群数量急剧增长，环境不合适时个体大量死亡，因此表现为种群数量的不稳定性，它是周期性的达到种群的高密度的。 ？-对策者整个

6、种群的数量比较稳定，往往可能接近于最大可能数目。,3、单年流行病害和积年流行病害,单年流行病害的病原物大都是r-对策者 积年流行病害的病原物大都是k-对策者 防病策略 r-对策者造成的病害主要应靠降低r值的办法进行防治。 k-对策者造成的病害主要应靠降低N值使之远离K值的办法防治。,第三章 植病流行的时间动态,多循环病害的季节流行动态 单循环病害的季节流行过程 病害的积年流行动态 病程进展动态,单年流行病害 多循环病害- 复利病害 积年流行病害 单循环病害- 单利病害,病害流行速度和潜能,病害名称 一个生长季节中增长的倍数 马铃薯晚疫病 10亿（病斑面积） 小麦叶锈病 3000万（孢子堆数）

7、TMV 10000（病株数） 小麦腥黑穗病 410 （病株数）,一、多循环病害的季节流行动态,描述多循环病害季节流行动态的数学模型 流行曲线的直线化 流行速率的测算及预测 模型的应用,（一）描述多循环病害季节流行动态的数学模型,多循环病害在农业生产中通常表现出危害大且流行规律复杂的特点，故受到普遍重视，研究工作也较深入。 在定量流行学研究中主要采用建立描述其季节流行动态数学模型的办法来把握其发展规律，并在此基础上提出其预测方法和管理策略。,1.指数增长模型,x = x0ert r为单位时间的病害增长率 t为时间 e=2.718 x0为初期病情(用病痕占寄主表面百分率表示) x 为t时间后的病情

8、 J型曲线。用于病害流行前期。 病情百分率超过0.05以后不应使用。 由于这个模型中没有体现出病害增长中的自我抑制作用。,2.逻辑斯蒂模型,x x0 - = - ert 1x 1 x0 式中r、t、e、x0 、x的意义完全同指数方程。 S型曲线。 在病情发展的各阶段都可应用。 考虑了病害的自我抑制作用。,3.冈珀茨模型,kt Be x = e B是位置参数，由B=lnx0 算出。 各阶段均适用。 S型曲线。 它与逻辑斯蒂模型相比，其在病害早期增 长较快，而后期增长较慢。,（二）流行曲线的直线化,x x0 ln - = ln - r t 1x 1 x0 ln ( ln x ) = ln B k

9、t,分析力强，前期后期病情均可反映。 直观显示流行速率的高低和阶段性变化。 流行速率可分段计算。 如果作图后流行全程为一条直线，则说明整个过程中流行速率是基本一致的，如果不呈一条直线，则说明整个流行过程中流行速率因时而异。,直线化的好处,（三）流行速率的测算,1 x2 x1 r =- ( ln - ln - ) t2t 1 1x 2 1 x1 1 k = - ln ( ln x2 ) ln ( ln x1 ) t2t 1 只要有先后两次病情x1和x 2 , 便可求得t 1到t2这段时间内的r或k 值, 这种方法也称为“两点法”。 但要注意： 两次调查的时间间隔必须大于当地病害的一个潜育期。,（

10、四）流行速率的预测,曾士迈（1962），依据小麦条锈病系统调查资料，得到一个回归方程： r=1.16W+0.1Y+0.95Z2.6 r为病害平均增长率 W为早春一个月内雨日数 Y为早春一个月内雨量(mm) Z为早春 各旬平均气温的均值（）,（五）模型的应用,1.预测病情 r=1.16W+0.1Y+0.95Z2.6 x x0 - = - ert 1x 1 x0 无论哪个模型，只要其中的流行速率可以确定下来，都可用于病情预测。,2.流行结构分析,流行结构不同，防治策略不同。 低菌量高速度型 高菌量低速度型 再加上流行时间长短因子，形成多种多样的结构。 马铃薯晚疫病常表现为初菌量低，但流行速度很高。

11、 玉米小斑病初菌量较高，但流行速度则低些。,3.确定防治策略,从模型x = x0ert来看，各种防治措施的作用不外乎：,减少x0 降低r 缩短t,利用垂直抗病品种 消灭初侵染来源 消灭中心病株 利用水平抗病品种 喷保护性药剂 合理水肥管理 早熟避病品种 适期播种,三种作用途径在减轻病害流行的效果上的相对优劣依流行结构而异。,高菌量中速度型 低菌量高速度型 流行期长,消灭菌源的措施最有效,从降低流行速度着手 消灭菌源作用不大,降低流行速度效果大 减少x0的效果小,4.确定外来菌源,每种病害的r值或k值都有一定高限。 如马铃薯晚疫病为国内外已知流行速度相当高的,但报道的最高值不过0.60,小麦条锈

12、病的r值最高也不超过0.50。 如果在一个广大地区中，全部地块中都在同时期出现超高r值或k值（亦称超常r值或k值，即超过当地当时条件下可能实现的最大r值或k值），则可以肯定这是来自远方的外来菌源引起的。 从r值或k值的大小还可以估计此外来菌源的程度。,二、单循环病害的季节流行过程三、病害的逐年流行动态,略,1、为什么自然生态系比农业生态系的植物病害波动小，流行水平低？2、描述多循环病害季节流行动态的数学模型，除指数增长模型、逻辑斯蒂模型和冈珀茨模型之外，举出任意一个其它模型，并叙述一个应用实例。,作业,第四章 植病流行的空间动态,植物病害流行的空间动态即病害的传播过程，反映了病害数量在空间中的

13、发展规律。,一、关于病害传播的一般概念,（一）病原体来源和病源中心 病原体来源可称为病源中心，以前也常称为菌源中心。,点源 线源 区源,一个病斑，病叶，或病株。 一定面积的病田，半径不超传播距离的5%（1%）。 人工接种诱发行。 线源宽度不超传播距离的5%（1%）。 发病田可以是四周无病田的区源。 区源可看成是密集点源的集合。,（二）病原体的物理传播距离和病害传播距离,有效传播距离称为病害传播距离。 “实查可得”的病害最低密度（ Xmin ): 引起的病情对病害的流行可以产生不可忽视的作用。 在实际检查中易于发现和计数。 小麦条锈病：4米2样方内的病叶率为0.01%。 稻瘟病:一丛稻株叶片上的

14、1个病斑。 如果发病数量小于Xmin,则认为病害尚未传到此处。,1、一次传播距离,从孢子释放到侵入这段时间内，所引致的病害传播来估计传播距离，称为一次传播距离。 实际上，孢子的产生和释放，不同病害有着不同的规律。而且，同一日传播所导致的侵染点，其发病分布在连续几日之内。 测定和估计一次传播距离通常较为困难。,2、一代传播距离,菌源中心开始传播后，在一个潜育期期间，可能发生多次传播，但这多次传播所引致的新侵染点都是菌源中心的子代，是同一菌源中心传播所形成的姐妹批次新侵染点，多批次传播相互重叠，这样造成的传播距离称之为一代传播距离。 实际观测时，就是从开始观察记载的第一天起，菌源中心逐日产孢散布，

15、每天都有病害传播发生，到t=2p（p为一个潜育期的天数）时，调查得到的病害扩展、蔓延的距离。即为一代传播距离。,3、病害传播速率,是指单位时间内病害传播距离的增长或病害前沿的推进距离。 时间可以是天、周、月，也可以是一个潜育期的天数。 若时间单位采用天，则传播速率等于逐日的一次传播距离的增量的日平均值，称为日平均传播速率。,（三）病害传播距离的三级划分,1、近程传播： 传播动力主要是植物冠层中或贴近冠层的地面气流或水平风力。 一次传播距离在百米以下。 所造成的病害在空间上是连续的或基本连续的，有明显的梯度现象。,2、中程传播,被湍流或上升气流从植物冠层抬升到冠层以上数米高度，再由近地面的风力运

16、送到一定距离后再落到植物冠层中。 一次传播距离几百米至几公里。 发病具有空间不连续的特点，通常菌源附近有一定量的发病，而距菌源稍远处又有一定量的发病，两者之间病害中断或无明显的梯度。,3、远程传播,大量孢子被上升气流、旋风等抬升到离开地面近千米以上高度，形成孢子云。 继而又被高空气流水平运送到上百公里乃至数千公里之外。 最后靠降雨、湍流或重力作用而降落地面。 传播距离近十几公里、上千公里，如小麦锈病。,（四）研究病害传播距离的意义,可以明确已发病田块（地区）对未发病田块（地区）可能造成的影响。 指导隔离区的设置。 对于某些侵染来源不明的病害，有助于调查清楚其侵染来源。,二、病害的近程传播,（一

17、）侵染梯度 侵染梯度又称病害梯度，指的是传播发病后，自病源中心向一定方向的一定距离中所生病害的分布梯度，也可称为传播梯度。 新生病害的分布一般在病源中心处病害密度最大，距离越远，密度越小，呈现一定的梯度。 侵染梯度可用种种数学模型来拟合，较重要的有两个。,1、清泽茂久，1972,x = a/db a为传播发病后病源中心处的病情 d为病源中心外的距离，d1 x为d处的病情 b为梯度系数，决定于病害种类和传播条件等，一般 1 b 3,2、Mac Kenzie, 1979（略）,（二）病害流行速率、寄主抗病性和 植株密度对病害传播的影响,1、流行速率对病害传播的影响 t ln D = - r + K

18、 b 式中： D为传播距离，b为梯度系数，r为病害的日增长率， t为流行时间，K为一常数。 由上式可见，当t、b一定时， ln D与 r呈直线关系；流行速率越高，传播距离越远。,2、寄主抗病性对病害传播的影响,t ln D = - r + K b 由于寄主抗病性（水平抗性或多系品种中的垂直抗性）影响流行速率r ，因此也必然影响传播距离。 在相对抗病的品种上，由于r值较低，故病害传播距离也较近。,3、植株密度对病害传播的影响,寄主植株密度对传播可以有正负两个方面的影响。 正的方面的影响是利于传播，负的方面的影响是不利于传播。 负效应相对于正效应作用较小。,（三）近程传播距离的预测,1、依据菌量预

19、测 曾士迈（1963），小麦条锈病春季流行。 一般侵染条件：lnD=0.4255+0.5564lnQ 有利侵染条件：lnD=0.9256+0.5366lnQ 不利侵染条件：lnD=0.2806+0.5380lnQ D为一代传播距离（m） Q为菌量：病叶数平均严重度,t 2、利用公式ln D = - r + K进行预测 b 3、利用梯度模型：将Xmin代x, D代d,则导出： D = exp b1 (lnaln Xmin) 4、利用经验性指标 吉林省水稻纹枯病在一个生长季内，水平扩展距离小于1米。 稻瘟病1次传播距离在1米以内，在一个生长季节内顺风向传播在100米以内，逆风向传播在30米以内。

20、玉米大斑病，夏季经一个月顺风向可传约50米，侧逆风向约20米。,三、病害传播的田间图式,1.中心式传播 初侵染菌源是本田的越冬菌源，初始菌量小，发病初期在田间常有明显的（传）发病中心. 空间流行过程是一个由点片发生到全田普发的传播过程，称为中心式传播或中心式流行。 玉米大、小斑病，马铃薯晚疫病，,有些情况下，初侵染菌源虽来自田外，但菌量很少且菌源传来时间短，这些早期到来的少量菌源也会形成一些传病中心，再经两三代高速繁殖引致全田发病 如北方小麦杆锈病的流行。,2.弥散式传播,气传病害的初侵染菌源来自外地，田间不出现明显的传病中心，病株随机分布或接近均为分布，若外来菌源量较大且充分分散，发病初期就

21、可以全田普发，称为弥散式传播或弥散式流行。,3.生物种群的空间分布型,均匀分布 随机分布 泊松分布模型 聚集分布 核心型分布 负二项分布,4.利用分布型指数法确定空间分布型,作业 1)扩散系数 2)聚集指数 3)平均拥挤度与均值的关系,第五章 植病流行过程的系统分析 和电算模拟,系统是由相互依存、相互作用并处在限定边界内的若干要素或部分组成的整体，它具有一定的结构与功能，与外部环境发生输入和输出的关系。,一、系统分析和电算模拟,系统分析是对系统的结构与行为（功能）的研究。 利用动态模型进行试验，以查明系统的结构、行为及其变化规律，便于人们对预测事物进行最优管理，就叫做模拟。 该模型称为模拟模型

22、。 用电子计算机模拟，叫做电算模拟。,二、植病流行重要环节的定性定量分析,（一）侵染 （二）病斑内接种体数量的长消 （三）真菌、细菌菌体的释放及传播 （四）病斑的潜育、显症和扩展 （五）寄主抗侵染力,（一）侵染,1、侵染概率的一般概念 病原物的一个接种体，传播于寄主体表后，在一定条件下得以侵染成功，引致发病的概率。也称侵染几率。 数学表达式： 侵染概率 = 发病点数/接种体数量 侵染概率 = 侵入概率定殖成功率,通常一定数量的亲代病情在一日之内（经过传播、侵染）引致的子代病情数量来衡量在当时条件下的侵染概率，称为相对侵染概率。 可表示为： 日传染率（相对侵染概率） = 子代病点数/亲代病点数/

23、日,2、相对侵染概率,3、侵染概率的预测,（1）侵染概率与寄主抗病性、病原物致病性的关系 水平系统： 以某一“标准”品种和某一“标准”菌系组合为对照，测定其侵染概率为IP，其它品种-菌系组合的侵染概率IP 则为： IP =（AC/RC）IP 试中AC为侵袭力系数，RC为相对抗性系数。 如，玉米大斑病，以吉单101为对照品种，设其RC为1，则吉单102为0.84，四单8为1.12。,垂直系统,特定品种-小种组合，可以测定一定条件下的侵染概率。 但不同组合之间的侵染概率之值却难以相互转换。 并且田间情况更为复杂，不能采用水平系统同样的办法。,（2）侵染概率和环境条件的关系,环境条件对侵染概率的影响

24、是相当大的。 有些条件是通过影响寄主抗病力而间接影响侵染概率的。 气象条件对侵染概率的影响较为直接。 对大多数真菌病害来说，露温和露时是作用最大的环境因素。,（3）侵入概率与露时、露温的关系,烟草赤星病 相对侵入概率Y与露时X的关系： Y = 1/（0.33+66.079EXP(0.277723X), (R2=0.9504)。X9。 以Y表示相对侵入概率，u代表温度（），令X=3.33(u-5),则: Y=3.62sin2(0.38023X0.02536X20.0001116X3), (R2=0.9932)。,4、侵染概率与接种体数量的关系,用横座标表示接种体量，以纵座标表示病害数量（发病率）

25、，可以得到接种量和病害数量关系曲线，简称为ID-DI曲线。 曲线上各点的斜率便反映了各点上的侵染概率。,（1）、呈直线形式：,接种密度,发病率,斜率即侵染概率,（2）重叠侵染增多，侵染概率逐渐降低，直至水平。,接种密度,发病率,斜率逐渐变小,重叠侵染转换公式,m = ln(1y) m 为单个位点遭受侵染的平均概率值 y 为发病位点的百分率 当 y = 0.5时,m = ln(10.5) = 0.693,当 y = 0.9时,m = ln(10.9) = 2.303。 假如1000个位点中发病500个，估计实际发生了693次侵染。假如1000个位点中发病900个，估计实际发生了2303次侵染。,

26、（3）高接种量下的拮抗作用,发病率,接种密度,拮抗作用,大麦白粉病 菜豆锈病,（4）高接种量下的协生作用,发病率,接种密度,协生作用,小麦条锈病 小麦秆锈病,（5）曲线不从原点开始，只有接种体数量达到某一最低限度时，病害才开始发生。,接种密度,发病率,5、ID-DI曲线的直线化及数据转换,半对数(单对数)转换: m = ln(1y),发病率,接种密度,对数-对数(双对数)转换,在接种量和病情数值变化范围很大时,为缩小曲线图距,可对已经过半对数转换的数据分别对自变量和因变量都同时取对数。 即以ln ID(或lg ID)为横座标，纵座标则用: ln ln(1y)或lg ln(1y) 。 在没有协生

27、、拮抗作用且寄主位点感病性基本一致的条件下，也会得到直线图形。 这种转换在土传病害研究中应用较多，直线在横轴上的截距反映了侵染概率。,（二）真菌病害的病斑内接种体数量的长消,1、病斑产孢潜能的影响因素 （1）病斑类型：以稻瘟病为例。 褐点型 扩展型 停滞型 中间型,不产孢,产孢潜能最大,产孢潜能很低,介于扩展型和停滞型之间,（2）病斑日龄及病斑扩展时的气温,产孢潜能,病斑日龄,10,20,0,连续高温,连续低温,正常情况,玉米弯孢菌叶斑病斑产孢潜能与日龄基本无关,（三）真菌孢子的释放、飞散及着落,1、释放,随气流而飞散,穿过寄主体表的空气静止层,克服产孢器官的联结,主动放射,全部外力,2、飞散

28、和着落,飞散的三去向,着落的两种机制,逸散：中远程传播,着落：植物表面,降落：土壤表面,沉降,撞击,静止空气中 0.1-3.0cm/sec,风小撞击率低，否则高,3、植株冠层附近的孢子垂直分布,地面以上高度,孢子数量,0,稻瘟病 玉米大斑病 烟草赤星病,4、降雨对叶面附着孢子数量的影响,冲刷作用,携落作用,降雨23毫米，可产生明显冲涮。 达10毫米，冲去70%以上的孢子。 达20毫米，绝大部分都冲刷掉。,空气中浮游孢子数量是叶面附着孢子数量的15倍,综合作用结果,降雨量小于某个数值（12.5mm)时,携带大于冲涮; 降雨量大于某个数值（25mm)时,冲涮大于携带;,5、植物表面附着孢子的时间动

29、态,烟草赤星病菌孢子的飞散数量,上午与下午无明显差异。 晚间孢子飞散的数量则是白天飞散数量的2倍。 烟草赤星病菌孢子主要在夜间飞散,这与玉米大斑病菌的孢子飞散规律相反。,表3不同时段捕捉到孢子数量 Table3Sporequantityatdifferenttimes 时间间隔孢子数量(个)Quantityofspores占孢子总数百分率 Intervaloftime第1天第2天第3天第4天第5天第6天合计Percent 1stday2ndday3rdday4thday5thday6thdayTotal(%) 14:0016:001514116817713.6 16:0018:00161588

30、1533954.8 18:0020:0049403212264420310.3 20:0022:0059312694372226913.6 22:000:0068843261292529915.1 0:002:0087464258596135317.8 2:004:0044620347101216.1 4:006:00248134328121286.5 6:008:003211146614171547.8 8:0010:002721161218141085.5 10:0012:002418791720954.8 12:0014:002581310199844.2 合计Total47030223

31、44132772841980100,表3不同时段捕捉到孢子数量 Table3Sporequantityatdifferenttimes 时间间隔孢子数量(个)Quantityofspores占孢子总数百分率 Intervaloftime第1天第2天第3天第4天第5天第6天合计Percent 1stday2ndday3rdday4thday5thday6thdayTotal(%) 14:0016:001514116817713.6 16:0018:001615881533954.8 18:0020:0049403212264420310.3 20:0022:0059312694372226913

32、.6 22:000:0068843261292529915.1 0:002:0087464258596135317.8 2:004:0044620347101216.1 4:006:00248134328121286.5 6:008:003211146614171547.8 8:0010:002721161218141085.5 10:0012:002418791720954.8 12:0014:002581310199844.2 合计Total4703022344132772841980100,（四）病斑的潜育、显症和扩展,1、影响潜育期的因素,2、病斑显症,烟草赤星病,3、病斑扩展,烟草赤

33、星病,病斑面积,日龄(d),0,20,40,（五）寄主抗侵染力,1、寄主生育期的影响,前期感病,后期感病,玉米大斑病 稻瘟病,烟草赤星病,2、寄主不同部位的影响 甜菜褐斑病：新叶较抗病。 玉米大斑病：老叶较抗病。 稻瘟病：老叶较抗病。 3、土壤肥力 玉米在缺N时，抗大斑病的侵染能力明显降低。 4、气象条件 持续一周的低温寡照天气，水稻抗病力下降。,三、模型组建,1、总体设计 2、系统框图设计 3、数据的精选和规格化 4、数学表达和数学模型 5、电算程序的编制和调试,健康叶,潜育病叶,传染病叶,报废病叶,初始菌量,显症率,有效积温,气象要素,抗性参数,抗性参数,报废率,日传染率,小麦条锈病流行

34、系统的结构框图,产孢面积,病斑扩展率,抗性参数3,四、模型的检验,1、合理性检验和可靠性检验,合理性检验,可靠性检验,侧重内部结构。 可用建模数据或假定数据来检验,侧重外部表现（输出结果）。 必须用未曾用于建模的实测数据去检验,2、检验的方法:可用F测验及卡方测验,第六章 病害的预测和损失估计,病害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。 流行程度预测、病害发生期预测、损失预测。 长期预测(一个季度以上)、中期预测(一个月至一个季度)、短期预测(一个月以内)。,一.预测方法,1.类推法 (1)物候预测法 潘月华,研究番茄灰霉病,发现草莓和生菜

35、更易感灰霉菌。 草莓早发病13-14天，生菜早8天左右。 孙俊铭，安徽省庐县，1980-1990，11年中有7年二种病害的发生程度完全相同，另外4年的发生趋势较一致。 油菜菌核病的发生盛期比小麦赤霉病的发生始期早10-20天。,（2）指标法,利用“标蒙法”预测马铃薯晚疫的侵染时期。若连续48h，RH高于75%,气温不低于16，则1424d后田间将出现中心病株（但因地而宜）。,2、专家评估法,（1）专家会议法 生产第一线工作者，从事病虫害防治工作人员，专门研究的专家。 组织者提供必要的信息和资料，当前病害情况，气象栽培条件等。 有针对性地对某一重大病虫害问题发生趋势的具体预测。,（2）特尔菲法,

36、是神谕灵验的阿波罗神殿所在地。 一般步骤: 明确目的: 确定预测主题编制预测事件一览表。 选择专家:某一领域工作多年,权威人士。 预测过程:3-4个循环。 预测结果的处理和表达:发表意见的分散程度多是呈正态分布。,（3）专家系统,是那些模拟某些特定领域内人类专家的思维过程，并且能够解决至今只有专家才能解决的问题的计算机程序。 农业领域： 上海地区小麦赤霉病预测系统；梨黑星病预测及管理系统。,专家系统的优点,知识具有永久性。 它的知识和它本身都可以很容易地被复制和传播。 专家系统的知识具有高度的一致性，并由此保证它的高度可靠性。 专家系统的费用要比请专家所花的费用低得多。,3、侵染预测模型,对于

37、流行的主导因素不是菌量而是天气条件的病害，可以根据已经实现了的天气实况和未来一、二日内的天气预报来预测侵染是否发生以及发生的数量和程度，从而指导药剂防治。 过去在果园、菜园中多通行“打药历”的作法。 近年来，由于内吸杀菌剂的广泛应用，利用侵染预测来指导药剂防治就更有可为。,胡萝卜叶斑病的侵染预测,在加拿大，Gillespie和Sutton研制出对该病害的侵染预测和打药决策制度。 大意为： 病叶率小于2%时不打药。 病叶率大于2%后，只当未来36小时的天气条件有利于侵染时才打药。 两次打药时间的相隔日数最少7-10天。,胡萝卜叶斑病的侵染预测,天气条件对侵染的有利程度（侵染指数）分4级： 0：不

38、能侵染。 1：微量侵染，在感病品种上侵染概率为1%10%。 2：中度侵染，侵染概率为11%50%。 3：大量感染，侵染概率大于50%。 这4个级别称侵染指数，依下表确定。凡未来天气条件将导致侵染指数达2或3时，即需打药。,胡萝卜叶斑病的侵染预测,按此指导打药，比按打药历打药节省15遍药。,4.数理统计模型,始于20世纪60年代,优点是只要有足够的可靠资料,则组建模型比较简单,使用也较方便。,统计模型,时间序列分析模型,模糊数学,回归分析,聚类分析,判别分析,列联表,马尔可夫链,自回归分析,周期分析,趋势分析,（1）以预测因子为基础的数理统计模型,因子选择,资料整理,预测模式筛选与模型建立,拟合

39、度检验,建模的一般过程,资料的年代越多越好吗？,因子选择的越多越好吗？,a.资料的整理,完整可靠的历史资料是组建良好预测模型的基础。,病害的发生量 病害的发生期 病害的发生过程 影响病害发生的生物和非生物因子资料。,观测资料包括,预测资料的整理过程一般包括四个阶段：,资料的采集,资料的分析,资料的列表,资料的处理,种植品种 种植面积 单产 耕作制度 栽培措施 灌溉情况,发生面积 发生率 病情指数 相应的气象资料,从有关部门收集与作物病害相关的资料：,例如：某地区种植小麦。前10年没有灌溉条件，而后10年增加了灌溉条件。 若将这20年的数据放在一起，分析条锈病、白粉病的发生规律，可以吗？,因此，

40、对收集好的数据不能一概而论的拿来制作模型。,从本质上讲，统计模型为经验模型，一般需要较多的资料。,但在分析具体问题时并非是积累资料的年代越长越好。,b.因子选择,选出影响病害流行的主要因素。 （a）直接选择法 如：小麦赤霉病。 病菌的侵入主要在扬花期。 扬花期的雨量或雨日数应该是影响病菌侵染的主要因素。 而灌浆期的气象条件是影响病害发生扩展的主要因素。,（ b ）符合度比较法,将初步选择的数个预测因子与预测对象进行列表比较。 直接观察各预测因子与预测对象的波动关系。 凡是与预测对象的波动状态符合程度最高（正相关）或不符合程度最高（负相关）的因子就是预测的主要因子，然后再选择第二、第三预测因子。

41、,夏玉米小斑病日增长率及相关的气象因素表,第一步，求各因子的平均数，大于平均数的值标为“+”号，小于的标为“”号。各因子的平均值依次为0.3692, 6.659,0.456,0.626和27.55。这样第一表可以变化为第二表。,冀中平原不同年份7月下旬至8月中旬的10组观测资料,夏玉米小斑病日增长率及相关的气象因素的符合表,比较符合度：雨日数与r值符合度为80%，其次为露日数，为75%，再次为降雨量，为70%，温度的最低，仅60%。因此可以将雨日数作为第一预测因子，其次为露日数和降雨量。 若有一个因子与预测对象的波动程度完全相反，说明它们之间呈负相关关系，也要将其作为重要的预测因子使用。,（c

42、）相关分析法,计算预测因子与预测对象之间的单相关系数，绝对值最大的因子作为预测的主要因子。 前表中的几个因子（降雨量、雨日数、露日数、温度）与预测对象r值之间的单相关系数依次为：0.8453, 0.6071, 0.3390和 0.4794。 二种方法得到的结果不同。 注意用不同的方法，用不同的选择结果进行预测，以求得最佳的预测效果。,c.预测模式筛选与模型建立,当主要因子确定后,可依据主要因子与病害之间的关系选择预测的基本模式。 目前，主要的预测模型的建立均有现成的计算机软件可用。 一般要制作多个不同形式的预测模型，将它们进行比较，选择预测效果较好的模型试用。,d.拟合度检验,作业 剩余平方和

43、检验 卡方（2）检验 回归误差检验法 （y/x检验） 参数检验法（线性回归检验法）,预测模型类别,统计模型,聚类分析预测模型,列联表预测模型,通径分析,逐步回归分析,多元回归分析,单元回归分析,（2）时间序列分析模型,这种模型主要是分析病害的年度间变化（主要是受气象条件及其它稳定存在的栽培条件影响造成的变化）。 这类模型仅用于长期预测、特别是超长期预测当中。 建立这种模型必须有连续多年（一般要超过20年）的历史资料为依据才行。,二.损失估计,也称为损失预测，是根据病害流行程度预测减产量。 损失预测结果可用以确定发病数量是否已接近或达到经济阈值。,1、病情与损失的关系,病情相同而品种不同，病害引起的损失可以不同。 同一病情，同一品种，在不同栽培、气候条件下的损失可能不同。 小麦灌浆后发生锈病，干旱时减产更多，锈病和干旱共同造成的减产大于二者单纯之和。 如果有两种病害同时发生，则会发生复杂的互作。,2、影响损失的其它因素,3、常见的损失估计模型,在进行损失估计工作中，病情估计，产量计算和环境监测的方法和标准必须力求合理和统一。 常见的损失模型有： 经验模型 Emp