1、植病流行與測(cè)報(bào)（4學(xué)時(shí)）,第一章 緒論 第二章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和植物病害流行 第三章 植病流行的時(shí)間動(dòng)態(tài) 第四章 植病流行的空間動(dòng)態(tài) 第五章 植病流行過程的系統(tǒng)分析和電算模擬 第六章 病害的預(yù)測(cè)和損失估計(jì) 第七章 植物病害的系統(tǒng)管理,第一章 緒論,植物病害流行學(xué)的性質(zhì)和特點(diǎn) 植物病害流行學(xué)發(fā)展簡史 歷史上植物病害的流行,1.植物病害流行學(xué)的定義,Van der plank(1963) 流行學(xué)是群體中病害的科學(xué)。 曾士邁、楊演(1986) 植物病害流行學(xué)是研究植物群體中病害在環(huán)境影響下發(fā)生發(fā)展的規(guī)律、病害預(yù)測(cè)和病害管理的綜合科學(xué)。,一、植物病害流行學(xué)的性質(zhì)和特點(diǎn),植物病害流行學(xué)具有的特點(diǎn),研究對(duì)象

2、是植物群體中的病害。 更重視環(huán)境因素對(duì)病害流行的影響。 病害流行是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。 與病害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)緊密結(jié)合。 植病流行學(xué)是一門綜合學(xué)科。,二、植物病害流行學(xué)發(fā)展簡史,從研究真菌對(duì)植物的致病性開始，植物病理學(xué)開始成為一門科學(xué)，至今已有一百六十多年歷史。植病流行學(xué)的發(fā)展大體可分為三個(gè)階段。 定性描述階段 動(dòng)態(tài)定量階段 理論綜合階段,曾士邁：中國工程院院士（1995） 。 植物病理學(xué)家， 中國植物病害流行學(xué)奠基人之一。 1980年，在國內(nèi)率先開設(shè)“植物病害流行學(xué)”課。 1986年，與楊演合編植物病害流行學(xué),麥角病(Claviceps purpurea),三、歷史上植物病害的流行,馬鈴薯晚疫病 (Ph

3、ytophthora infestans),水稻胡麻斑病 (Helminthosporium oryzae),玉米小斑病 (Bipolaris maydis),第二章 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和植物病害流行,生態(tài)系統(tǒng)概念 自然生態(tài)系和農(nóng)田生態(tài)系中的植物病害流行 病原物的繁殖對(duì)策與植物病害流行,一、生態(tài)系統(tǒng)概念,生物群落可定義為在特定空間或特定生境下，具有一定的生物種類組成及其與環(huán)境之間彼此影響、相互作用，具有一定的外貌及結(jié)構(gòu)，包括形態(tài)結(jié)構(gòu)與營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，并具特定的功能的生物集合體。 也可以說，一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中具生命的部分即生物群落。,生物群落與它的無機(jī)環(huán)境構(gòu)成的整體。,生態(tài)系統(tǒng)類型,陸地生態(tài)系統(tǒng),森林生態(tài)系統(tǒng)

4、草原生態(tài)系統(tǒng) 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng),海洋生態(tài)系統(tǒng) 淡水生態(tài)系統(tǒng),水域生態(tài)系統(tǒng),二、自然生態(tài)系和農(nóng)田生態(tài)系中的植物病害流行,1.寄生物和寄主植物的協(xié)同進(jìn)化 協(xié)同進(jìn)化也叫共同進(jìn)化。 是指兩種具有密切的生態(tài)關(guān)系但不交換基因的生物的聯(lián)合進(jìn)化 兩種生物互相施加選擇壓力，使得一方的進(jìn)化部分地依靠另一方的進(jìn)化。 結(jié)果是雙方共存于動(dòng)態(tài)平衡中。,蜂鳥與蜜源植物的協(xié)同進(jìn)化,自然生態(tài)系 由于寄生菌和寄主植物的協(xié)同進(jìn)化，植病系統(tǒng)就具有了一定的內(nèi)穩(wěn)定性，故病害波動(dòng)小，流行水平低。,2.農(nóng)田生態(tài)系中的植病流行,植物引種到其他從未栽培過的地區(qū)。,無意中將某種病原物帶到了它從未到過的生態(tài)環(huán)境中。,施肥灌溉等栽培措施,農(nóng)業(yè)集約化經(jīng)營,

5、寄主植物連片種植,品種的抗性基因高度一致造成的遺傳脆弱性。 病原物的基數(shù)大，新的毒性小種易出現(xiàn)。,三、病原物的繁殖對(duì)策與植物病害流行,1、種群增長動(dòng)態(tài)方程 dN KN - = r N - dt K N是一個(gè)種群中個(gè)體的實(shí)際數(shù)目 K是最大可能數(shù)目 r是增長速率（常數(shù)）,2、r-對(duì)策和k-對(duì)策,dN KN - = rN - dt K,r-對(duì)策者 繁殖率高 發(fā)育快 對(duì)環(huán)境變化抵抗能力差,k-對(duì)策者 繁殖率相對(duì)較低 發(fā)育較慢 個(gè)體壽命長 對(duì)環(huán)境變化的抵抗能力強(qiáng),？-對(duì)策者環(huán)境合適時(shí)種群數(shù)量急劇增長，環(huán)境不合適時(shí)個(gè)體大量死亡，因此表現(xiàn)為種群數(shù)量的不穩(wěn)定性，它是周期性的達(dá)到種群的高密度的。 ？-對(duì)策者整個(gè)

6、種群的數(shù)量比較穩(wěn)定，往往可能接近于最大可能數(shù)目。,3、單年流行病害和積年流行病害,單年流行病害的病原物大都是r-對(duì)策者 積年流行病害的病原物大都是k-對(duì)策者 防病策略 r-對(duì)策者造成的病害主要應(yīng)靠降低r值的辦法進(jìn)行防治。 k-對(duì)策者造成的病害主要應(yīng)靠降低N值使之遠(yuǎn)離K值的辦法防治。,第三章 植病流行的時(shí)間動(dòng)態(tài),多循環(huán)病害的季節(jié)流行動(dòng)態(tài) 單循環(huán)病害的季節(jié)流行過程 病害的積年流行動(dòng)態(tài) 病程進(jìn)展動(dòng)態(tài),單年流行病害 多循環(huán)病害- 復(fù)利病害 積年流行病害 單循環(huán)病害- 單利病害,病害流行速度和潛能,病害名稱 一個(gè)生長季節(jié)中增長的倍數(shù) 馬鈴薯晚疫病 10億（病斑面積） 小麥葉銹病 3000萬（孢子堆數(shù)）

7、TMV 10000（病株數(shù)） 小麥腥黑穗病 410 （病株數(shù)）,一、多循環(huán)病害的季節(jié)流行動(dòng)態(tài),描述多循環(huán)病害季節(jié)流行動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型 流行曲線的直線化 流行速率的測(cè)算及預(yù)測(cè) 模型的應(yīng)用,（一）描述多循環(huán)病害季節(jié)流行動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型,多循環(huán)病害在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中通常表現(xiàn)出危害大且流行規(guī)律復(fù)雜的特點(diǎn)，故受到普遍重視，研究工作也較深入。 在定量流行學(xué)研究中主要采用建立描述其季節(jié)流行動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的辦法來把握其發(fā)展規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上提出其預(yù)測(cè)方法和管理策略。,1.指數(shù)增長模型,x = x0ert r為單位時(shí)間的病害增長率 t為時(shí)間 e=2.718 x0為初期病情(用病痕占寄主表面百分率表示) x 為t時(shí)間后的病情

8、 J型曲線。用于病害流行前期。 病情百分率超過0.05以后不應(yīng)使用。 由于這個(gè)模型中沒有體現(xiàn)出病害增長中的自我抑制作用。,2.邏輯斯蒂模型,x x0 - = - ert 1x 1 x0 式中r、t、e、x0 、x的意義完全同指數(shù)方程。 S型曲線。 在病情發(fā)展的各階段都可應(yīng)用。 考慮了病害的自我抑制作用。,3.岡珀茨模型,kt Be x = e B是位置參數(shù)，由B=lnx0 算出。 各階段均適用。 S型曲線。 它與邏輯斯蒂模型相比，其在病害早期增 長較快，而后期增長較慢。,（二）流行曲線的直線化,x x0 ln - = ln - r t 1x 1 x0 ln ( ln x ) = ln B k

9、t,分析力強(qiáng)，前期后期病情均可反映。 直觀顯示流行速率的高低和階段性變化。 流行速率可分段計(jì)算。 如果作圖后流行全程為一條直線，則說明整個(gè)過程中流行速率是基本一致的，如果不呈一條直線，則說明整個(gè)流行過程中流行速率因時(shí)而異。,直線化的好處,（三）流行速率的測(cè)算,1 x2 x1 r =- ( ln - ln - ) t2t 1 1x 2 1 x1 1 k = - ln ( ln x2 ) ln ( ln x1 ) t2t 1 只要有先后兩次病情x1和x 2 , 便可求得t 1到t2這段時(shí)間內(nèi)的r或k 值, 這種方法也稱為“兩點(diǎn)法”。 但要注意： 兩次調(diào)查的時(shí)間間隔必須大于當(dāng)?shù)夭『Φ囊粋€(gè)潛育期。,（

10、四）流行速率的預(yù)測(cè),曾士邁（1962），依據(jù)小麥條銹病系統(tǒng)調(diào)查資料，得到一個(gè)回歸方程： r=1.16W+0.1Y+0.95Z2.6 r為病害平均增長率 W為早春一個(gè)月內(nèi)雨日數(shù) Y為早春一個(gè)月內(nèi)雨量(mm) Z為早春 各旬平均氣溫的均值（）,（五）模型的應(yīng)用,1.預(yù)測(cè)病情 r=1.16W+0.1Y+0.95Z2.6 x x0 - = - ert 1x 1 x0 無論哪個(gè)模型，只要其中的流行速率可以確定下來，都可用于病情預(yù)測(cè)。,2.流行結(jié)構(gòu)分析,流行結(jié)構(gòu)不同，防治策略不同。 低菌量高速度型 高菌量低速度型 再加上流行時(shí)間長短因子，形成多種多樣的結(jié)構(gòu)。 馬鈴薯晚疫病常表現(xiàn)為初菌量低，但流行速度很高。

11、 玉米小斑病初菌量較高，但流行速度則低些。,3.確定防治策略,從模型x = x0ert來看，各種防治措施的作用不外乎：,減少x0 降低r 縮短t,利用垂直抗病品種 消滅初侵染來源 消滅中心病株 利用水平抗病品種 噴保護(hù)性藥劑 合理水肥管理 早熟避病品種 適期播種,三種作用途徑在減輕病害流行的效果上的相對(duì)優(yōu)劣依流行結(jié)構(gòu)而異。,高菌量中速度型 低菌量高速度型 流行期長,消滅菌源的措施最有效,從降低流行速度著手 消滅菌源作用不大,降低流行速度效果大 減少x0的效果小,4.確定外來菌源,每種病害的r值或k值都有一定高限。 如馬鈴薯晚疫病為國內(nèi)外已知流行速度相當(dāng)高的,但報(bào)道的最高值不過0.60,小麥條銹

12、病的r值最高也不超過0.50。 如果在一個(gè)廣大地區(qū)中，全部地塊中都在同時(shí)期出現(xiàn)超高r值或k值（亦稱超常r值或k值，即超過當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)條件下可能實(shí)現(xiàn)的最大r值或k值），則可以肯定這是來自遠(yuǎn)方的外來菌源引起的。 從r值或k值的大小還可以估計(jì)此外來菌源的程度。,二、單循環(huán)病害的季節(jié)流行過程三、病害的逐年流行動(dòng)態(tài),略,1、為什么自然生態(tài)系比農(nóng)業(yè)生態(tài)系的植物病害波動(dòng)小，流行水平低？2、描述多循環(huán)病害季節(jié)流行動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型，除指數(shù)增長模型、邏輯斯蒂模型和岡珀茨模型之外，舉出任意一個(gè)其它模型，并敘述一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。,作業(yè),第四章 植病流行的空間動(dòng)態(tài),植物病害流行的空間動(dòng)態(tài)即病害的傳播過程，反映了病害數(shù)量在空間中的

13、發(fā)展規(guī)律。,一、關(guān)于病害傳播的一般概念,（一）病原體來源和病源中心 病原體來源可稱為病源中心，以前也常稱為菌源中心。,點(diǎn)源 線源 區(qū)源,一個(gè)病斑，病葉，或病株。 一定面積的病田，半徑不超傳播距離的5%（1%）。 人工接種誘發(fā)行。 線源寬度不超傳播距離的5%（1%）。 發(fā)病田可以是四周無病田的區(qū)源。 區(qū)源可看成是密集點(diǎn)源的集合。,（二）病原體的物理傳播距離和病害傳播距離,有效傳播距離稱為病害傳播距離。 “實(shí)查可得”的病害最低密度（ Xmin ): 引起的病情對(duì)病害的流行可以產(chǎn)生不可忽視的作用。 在實(shí)際檢查中易于發(fā)現(xiàn)和計(jì)數(shù)。 小麥條銹?。?米2樣方內(nèi)的病葉率為0.01%。 稻瘟病:一叢稻株葉片上的

14、1個(gè)病斑。 如果發(fā)病數(shù)量小于Xmin,則認(rèn)為病害尚未傳到此處。,1、一次傳播距離,從孢子釋放到侵入這段時(shí)間內(nèi)，所引致的病害傳播來估計(jì)傳播距離，稱為一次傳播距離。 實(shí)際上，孢子的產(chǎn)生和釋放，不同病害有著不同的規(guī)律。而且，同一日傳播所導(dǎo)致的侵染點(diǎn)，其發(fā)病分布在連續(xù)幾日之內(nèi)。 測(cè)定和估計(jì)一次傳播距離通常較為困難。,2、一代傳播距離,菌源中心開始傳播后，在一個(gè)潛育期期間，可能發(fā)生多次傳播，但這多次傳播所引致的新侵染點(diǎn)都是菌源中心的子代，是同一菌源中心傳播所形成的姐妹批次新侵染點(diǎn)，多批次傳播相互重疊，這樣造成的傳播距離稱之為一代傳播距離。 實(shí)際觀測(cè)時(shí)，就是從開始觀察記載的第一天起，菌源中心逐日產(chǎn)孢散布，

15、每天都有病害傳播發(fā)生，到t=2p（p為一個(gè)潛育期的天數(shù)）時(shí)，調(diào)查得到的病害擴(kuò)展、蔓延的距離。即為一代傳播距離。,3、病害傳播速率,是指單位時(shí)間內(nèi)病害傳播距離的增長或病害前沿的推進(jìn)距離。 時(shí)間可以是天、周、月，也可以是一個(gè)潛育期的天數(shù)。 若時(shí)間單位采用天，則傳播速率等于逐日的一次傳播距離的增量的日平均值，稱為日平均傳播速率。,（三）病害傳播距離的三級(jí)劃分,1、近程傳播： 傳播動(dòng)力主要是植物冠層中或貼近冠層的地面氣流或水平風(fēng)力。 一次傳播距離在百米以下。 所造成的病害在空間上是連續(xù)的或基本連續(xù)的，有明顯的梯度現(xiàn)象。,2、中程傳播,被湍流或上升氣流從植物冠層抬升到冠層以上數(shù)米高度，再由近地面的風(fēng)力運(yùn)

16、送到一定距離后再落到植物冠層中。 一次傳播距離幾百米至幾公里。 發(fā)病具有空間不連續(xù)的特點(diǎn)，通常菌源附近有一定量的發(fā)病，而距菌源稍遠(yuǎn)處又有一定量的發(fā)病，兩者之間病害中斷或無明顯的梯度。,3、遠(yuǎn)程傳播,大量孢子被上升氣流、旋風(fēng)等抬升到離開地面近千米以上高度，形成孢子云。 繼而又被高空氣流水平運(yùn)送到上百公里乃至數(shù)千公里之外。 最后靠降雨、湍流或重力作用而降落地面。 傳播距離近十幾公里、上千公里，如小麥銹病。,（四）研究病害傳播距離的意義,可以明確已發(fā)病田塊（地區(qū)）對(duì)未發(fā)病田塊（地區(qū)）可能造成的影響。 指導(dǎo)隔離區(qū)的設(shè)置。 對(duì)于某些侵染來源不明的病害，有助于調(diào)查清楚其侵染來源。,二、病害的近程傳播,（一

17、）侵染梯度 侵染梯度又稱病害梯度，指的是傳播發(fā)病后，自病源中心向一定方向的一定距離中所生病害的分布梯度，也可稱為傳播梯度。 新生病害的分布一般在病源中心處病害密度最大，距離越遠(yuǎn)，密度越小，呈現(xiàn)一定的梯度。 侵染梯度可用種種數(shù)學(xué)模型來擬合，較重要的有兩個(gè)。,1、清澤茂久，1972,x = a/db a為傳播發(fā)病后病源中心處的病情 d為病源中心外的距離，d1 x為d處的病情 b為梯度系數(shù)，決定于病害種類和傳播條件等，一般 1 b 3,2、Mac Kenzie, 1979（略）,（二）病害流行速率、寄主抗病性和 植株密度對(duì)病害傳播的影響,1、流行速率對(duì)病害傳播的影響 t ln D = - r + K

18、 b 式中： D為傳播距離，b為梯度系數(shù)，r為病害的日增長率， t為流行時(shí)間，K為一常數(shù)。 由上式可見，當(dāng)t、b一定時(shí)， ln D與 r呈直線關(guān)系；流行速率越高，傳播距離越遠(yuǎn)。,2、寄主抗病性對(duì)病害傳播的影響,t ln D = - r + K b 由于寄主抗病性（水平抗性或多系品種中的垂直抗性）影響流行速率r ，因此也必然影響傳播距離。 在相對(duì)抗病的品種上，由于r值較低，故病害傳播距離也較近。,3、植株密度對(duì)病害傳播的影響,寄主植株密度對(duì)傳播可以有正負(fù)兩個(gè)方面的影響。 正的方面的影響是利于傳播，負(fù)的方面的影響是不利于傳播。 負(fù)效應(yīng)相對(duì)于正效應(yīng)作用較小。,（三）近程傳播距離的預(yù)測(cè),1、依據(jù)菌量預(yù)

19、測(cè) 曾士邁（1963），小麥條銹病春季流行。 一般侵染條件：lnD=0.4255+0.5564lnQ 有利侵染條件：lnD=0.9256+0.5366lnQ 不利侵染條件：lnD=0.2806+0.5380lnQ D為一代傳播距離（m） Q為菌量：病葉數(shù)平均嚴(yán)重度,t 2、利用公式ln D = - r + K進(jìn)行預(yù)測(cè) b 3、利用梯度模型：將Xmin代x, D代d,則導(dǎo)出： D = exp b1 (lnaln Xmin) 4、利用經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo) 吉林省水稻紋枯病在一個(gè)生長季內(nèi)，水平擴(kuò)展距離小于1米。 稻瘟病1次傳播距離在1米以內(nèi)，在一個(gè)生長季節(jié)內(nèi)順風(fēng)向傳播在100米以內(nèi)，逆風(fēng)向傳播在30米以內(nèi)。

20、玉米大斑病，夏季經(jīng)一個(gè)月順風(fēng)向可傳約50米，側(cè)逆風(fēng)向約20米。,三、病害傳播的田間圖式,1.中心式傳播 初侵染菌源是本田的越冬菌源，初始菌量小，發(fā)病初期在田間常有明顯的（傳）發(fā)病中心. 空間流行過程是一個(gè)由點(diǎn)片發(fā)生到全田普發(fā)的傳播過程，稱為中心式傳播或中心式流行。 玉米大、小斑病，馬鈴薯晚疫病，,有些情況下，初侵染菌源雖來自田外，但菌量很少且菌源傳來時(shí)間短，這些早期到來的少量菌源也會(huì)形成一些傳病中心，再經(jīng)兩三代高速繁殖引致全田發(fā)病 如北方小麥桿銹病的流行。,2.彌散式傳播,氣傳病害的初侵染菌源來自外地，田間不出現(xiàn)明顯的傳病中心，病株隨機(jī)分布或接近均為分布，若外來菌源量較大且充分分散，發(fā)病初期就

21、可以全田普發(fā)，稱為彌散式傳播或彌散式流行。,3.生物種群的空間分布型,均勻分布 隨機(jī)分布 泊松分布模型 聚集分布 核心型分布 負(fù)二項(xiàng)分布,4.利用分布型指數(shù)法確定空間分布型,作業(yè) 1)擴(kuò)散系數(shù) 2)聚集指數(shù) 3)平均擁擠度與均值的關(guān)系,第五章 植病流行過程的系統(tǒng)分析 和電算模擬,系統(tǒng)是由相互依存、相互作用并處在限定邊界內(nèi)的若干要素或部分組成的整體，它具有一定的結(jié)構(gòu)與功能，與外部環(huán)境發(fā)生輸入和輸出的關(guān)系。,一、系統(tǒng)分析和電算模擬,系統(tǒng)分析是對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與行為（功能）的研究。 利用動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行試驗(yàn)，以查明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為及其變化規(guī)律，便于人們對(duì)預(yù)測(cè)事物進(jìn)行最優(yōu)管理，就叫做模擬。 該模型稱為模擬模型

22、。 用電子計(jì)算機(jī)模擬，叫做電算模擬。,二、植病流行重要環(huán)節(jié)的定性定量分析,（一）侵染 （二）病斑內(nèi)接種體數(shù)量的長消 （三）真菌、細(xì)菌菌體的釋放及傳播 （四）病斑的潛育、顯癥和擴(kuò)展 （五）寄主抗侵染力,（一）侵染,1、侵染概率的一般概念 病原物的一個(gè)接種體，傳播于寄主體表后，在一定條件下得以侵染成功，引致發(fā)病的概率。也稱侵染幾率。 數(shù)學(xué)表達(dá)式： 侵染概率 = 發(fā)病點(diǎn)數(shù)/接種體數(shù)量 侵染概率 = 侵入概率定殖成功率,通常一定數(shù)量的親代病情在一日之內(nèi)（經(jīng)過傳播、侵染）引致的子代病情數(shù)量來衡量在當(dāng)時(shí)條件下的侵染概率，稱為相對(duì)侵染概率。 可表示為： 日傳染率（相對(duì)侵染概率） = 子代病點(diǎn)數(shù)/親代病點(diǎn)數(shù)/

23、日,2、相對(duì)侵染概率,3、侵染概率的預(yù)測(cè),（1）侵染概率與寄主抗病性、病原物致病性的關(guān)系 水平系統(tǒng)： 以某一“標(biāo)準(zhǔn)”品種和某一“標(biāo)準(zhǔn)”菌系組合為對(duì)照，測(cè)定其侵染概率為IP，其它品種-菌系組合的侵染概率IP 則為： IP =（AC/RC）IP 試中AC為侵襲力系數(shù)，RC為相對(duì)抗性系數(shù)。 如，玉米大斑病，以吉單101為對(duì)照品種，設(shè)其RC為1，則吉單102為0.84，四單8為1.12。,垂直系統(tǒng),特定品種-小種組合，可以測(cè)定一定條件下的侵染概率。 但不同組合之間的侵染概率之值卻難以相互轉(zhuǎn)換。 并且田間情況更為復(fù)雜，不能采用水平系統(tǒng)同樣的辦法。,（2）侵染概率和環(huán)境條件的關(guān)系,環(huán)境條件對(duì)侵染概率的影響

24、是相當(dāng)大的。 有些條件是通過影響寄主抗病力而間接影響侵染概率的。 氣象條件對(duì)侵染概率的影響較為直接。 對(duì)大多數(shù)真菌病害來說，露溫和露時(shí)是作用最大的環(huán)境因素。,（3）侵入概率與露時(shí)、露溫的關(guān)系,煙草赤星病 相對(duì)侵入概率Y與露時(shí)X的關(guān)系： Y = 1/（0.33+66.079EXP(0.277723X), (R2=0.9504)。X9。 以Y表示相對(duì)侵入概率，u代表溫度（），令X=3.33(u-5),則: Y=3.62sin2(0.38023X0.02536X20.0001116X3), (R2=0.9932)。,4、侵染概率與接種體數(shù)量的關(guān)系,用橫座標(biāo)表示接種體量，以縱座標(biāo)表示病害數(shù)量（發(fā)病率）

25、，可以得到接種量和病害數(shù)量關(guān)系曲線，簡稱為ID-DI曲線。 曲線上各點(diǎn)的斜率便反映了各點(diǎn)上的侵染概率。,（1）、呈直線形式：,接種密度,發(fā)病率,斜率即侵染概率,（2）重疊侵染增多，侵染概率逐漸降低，直至水平。,接種密度,發(fā)病率,斜率逐漸變小,重疊侵染轉(zhuǎn)換公式,m = ln(1y) m 為單個(gè)位點(diǎn)遭受侵染的平均概率值 y 為發(fā)病位點(diǎn)的百分率 當(dāng) y = 0.5時(shí),m = ln(10.5) = 0.693,當(dāng) y = 0.9時(shí),m = ln(10.9) = 2.303。 假如1000個(gè)位點(diǎn)中發(fā)病500個(gè)，估計(jì)實(shí)際發(fā)生了693次侵染。假如1000個(gè)位點(diǎn)中發(fā)病900個(gè)，估計(jì)實(shí)際發(fā)生了2303次侵染。,

26、（3）高接種量下的拮抗作用,發(fā)病率,接種密度,拮抗作用,大麥白粉病 菜豆銹病,（4）高接種量下的協(xié)生作用,發(fā)病率,接種密度,協(xié)生作用,小麥條銹病 小麥稈銹病,（5）曲線不從原點(diǎn)開始，只有接種體數(shù)量達(dá)到某一最低限度時(shí)，病害才開始發(fā)生。,接種密度,發(fā)病率,5、ID-DI曲線的直線化及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,半對(duì)數(shù)(單對(duì)數(shù))轉(zhuǎn)換: m = ln(1y),發(fā)病率,接種密度,對(duì)數(shù)-對(duì)數(shù)(雙對(duì)數(shù))轉(zhuǎn)換,在接種量和病情數(shù)值變化范圍很大時(shí),為縮小曲線圖距,可對(duì)已經(jīng)過半對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)分別對(duì)自變量和因變量都同時(shí)取對(duì)數(shù)。 即以ln ID(或lg ID)為橫座標(biāo)，縱座標(biāo)則用: ln ln(1y)或lg ln(1y) 。 在沒有協(xié)生

27、、拮抗作用且寄主位點(diǎn)感病性基本一致的條件下，也會(huì)得到直線圖形。 這種轉(zhuǎn)換在土傳病害研究中應(yīng)用較多，直線在橫軸上的截距反映了侵染概率。,（二）真菌病害的病斑內(nèi)接種體數(shù)量的長消,1、病斑產(chǎn)孢潛能的影響因素 （1）病斑類型：以稻瘟病為例。 褐點(diǎn)型 擴(kuò)展型 停滯型 中間型,不產(chǎn)孢,產(chǎn)孢潛能最大,產(chǎn)孢潛能很低,介于擴(kuò)展型和停滯型之間,（2）病斑日齡及病斑擴(kuò)展時(shí)的氣溫,產(chǎn)孢潛能,病斑日齡,10,20,0,連續(xù)高溫,連續(xù)低溫,正常情況,玉米彎孢菌葉斑病斑產(chǎn)孢潛能與日齡基本無關(guān),（三）真菌孢子的釋放、飛散及著落,1、釋放,隨氣流而飛散,穿過寄主體表的空氣靜止層,克服產(chǎn)孢器官的聯(lián)結(jié),主動(dòng)放射,全部外力,2、飛散

28、和著落,飛散的三去向,著落的兩種機(jī)制,逸散：中遠(yuǎn)程傳播,著落：植物表面,降落：土壤表面,沉降,撞擊,靜止空氣中 0.1-3.0cm/sec,風(fēng)小撞擊率低，否則高,3、植株冠層附近的孢子垂直分布,地面以上高度,孢子數(shù)量,0,稻瘟病 玉米大斑病 煙草赤星病,4、降雨對(duì)葉面附著孢子數(shù)量的影響,沖刷作用,攜落作用,降雨23毫米，可產(chǎn)生明顯沖涮。 達(dá)10毫米，沖去70%以上的孢子。 達(dá)20毫米，絕大部分都沖刷掉。,空氣中浮游孢子數(shù)量是葉面附著孢子數(shù)量的15倍,綜合作用結(jié)果,降雨量小于某個(gè)數(shù)值（12.5mm)時(shí),攜帶大于沖涮; 降雨量大于某個(gè)數(shù)值（25mm)時(shí),沖涮大于攜帶;,5、植物表面附著孢子的時(shí)間動(dòng)

29、態(tài),煙草赤星病菌孢子的飛散數(shù)量,上午與下午無明顯差異。 晚間孢子飛散的數(shù)量則是白天飛散數(shù)量的2倍。 煙草赤星病菌孢子主要在夜間飛散,這與玉米大斑病菌的孢子飛散規(guī)律相反。,表3不同時(shí)段捕捉到孢子數(shù)量 Table3Sporequantityatdifferenttimes 時(shí)間間隔孢子數(shù)量(個(gè))Quantityofspores占孢子總數(shù)百分率 Intervaloftime第1天第2天第3天第4天第5天第6天合計(jì)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 合計(jì)Total47030223

31、44132772841980100,表3不同時(shí)段捕捉到孢子數(shù)量 Table3Sporequantityatdifferenttimes 時(shí)間間隔孢子數(shù)量(個(gè))Quantityofspores占孢子總數(shù)百分率 Intervaloftime第1天第2天第3天第4天第5天第6天合計(jì)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 合計(jì)Total4703022344132772841980100,（四）病斑的潛育、顯癥和擴(kuò)展,1、影響潛育期的因素,2、病斑顯癥,煙草赤星病,3、病斑擴(kuò)展,煙草赤

33、星病,病斑面積,日齡(d),0,20,40,（五）寄主抗侵染力,1、寄主生育期的影響,前期感病,后期感病,玉米大斑病 稻瘟病,煙草赤星病,2、寄主不同部位的影響 甜菜褐斑?。盒氯~較抗病。 玉米大斑?。豪先~較抗病。 稻瘟?。豪先~較抗病。 3、土壤肥力 玉米在缺N時(shí)，抗大斑病的侵染能力明顯降低。 4、氣象條件 持續(xù)一周的低溫寡照天氣，水稻抗病力下降。,三、模型組建,1、總體設(shè)計(jì) 2、系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì) 3、數(shù)據(jù)的精選和規(guī)格化 4、數(shù)學(xué)表達(dá)和數(shù)學(xué)模型 5、電算程序的編制和調(diào)試,健康葉,潛育病葉,傳染病葉,報(bào)廢病葉,初始菌量,顯癥率,有效積溫,氣象要素,抗性參數(shù),抗性參數(shù),報(bào)廢率,日傳染率,小麥條銹病流行

34、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,產(chǎn)孢面積,病斑擴(kuò)展率,抗性參數(shù)3,四、模型的檢驗(yàn),1、合理性檢驗(yàn)和可靠性檢驗(yàn),合理性檢驗(yàn),可靠性檢驗(yàn),側(cè)重內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 可用建模數(shù)據(jù)或假定數(shù)據(jù)來檢驗(yàn),側(cè)重外部表現(xiàn)（輸出結(jié)果）。 必須用未曾用于建模的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)去檢驗(yàn),2、檢驗(yàn)的方法:可用F測(cè)驗(yàn)及卡方測(cè)驗(yàn),第六章 病害的預(yù)測(cè)和損失估計(jì),病害預(yù)測(cè)依據(jù)病害的流行規(guī)律，利用經(jīng)驗(yàn)的或系統(tǒng)模擬的方法估計(jì)一定時(shí)限之后病害的流行狀況，稱為預(yù)測(cè)。 流行程度預(yù)測(cè)、病害發(fā)生期預(yù)測(cè)、損失預(yù)測(cè)。 長期預(yù)測(cè)(一個(gè)季度以上)、中期預(yù)測(cè)(一個(gè)月至一個(gè)季度)、短期預(yù)測(cè)(一個(gè)月以內(nèi))。,一.預(yù)測(cè)方法,1.類推法 (1)物候預(yù)測(cè)法 潘月華,研究番茄灰霉病,發(fā)現(xiàn)草莓和生菜

35、更易感灰霉菌。 草莓早發(fā)病13-14天，生菜早8天左右。 孫俊銘，安徽省廬縣，1980-1990，11年中有7年二種病害的發(fā)生程度完全相同，另外4年的發(fā)生趨勢(shì)較一致。 油菜菌核病的發(fā)生盛期比小麥赤霉病的發(fā)生始期早10-20天。,（2）指標(biāo)法,利用“標(biāo)蒙法”預(yù)測(cè)馬鈴薯晚疫的侵染時(shí)期。若連續(xù)48h，RH高于75%,氣溫不低于16，則1424d后田間將出現(xiàn)中心病株（但因地而宜）。,2、專家評(píng)估法,（1）專家會(huì)議法 生產(chǎn)第一線工作者，從事病蟲害防治工作人員，專門研究的專家。 組織者提供必要的信息和資料，當(dāng)前病害情況，氣象栽培條件等。 有針對(duì)性地對(duì)某一重大病蟲害問題發(fā)生趨勢(shì)的具體預(yù)測(cè)。,（2）特爾菲法,

36、是神諭靈驗(yàn)的阿波羅神殿所在地。 一般步驟: 明確目的: 確定預(yù)測(cè)主題編制預(yù)測(cè)事件一覽表。 選擇專家:某一領(lǐng)域工作多年,權(quán)威人士。 預(yù)測(cè)過程:3-4個(gè)循環(huán)。 預(yù)測(cè)結(jié)果的處理和表達(dá):發(fā)表意見的分散程度多是呈正態(tài)分布。,（3）專家系統(tǒng),是那些模擬某些特定領(lǐng)域內(nèi)人類專家的思維過程，并且能夠解決至今只有專家才能解決的問題的計(jì)算機(jī)程序。 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域： 上海地區(qū)小麥赤霉病預(yù)測(cè)系統(tǒng)；梨黑星病預(yù)測(cè)及管理系統(tǒng)。,專家系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),知識(shí)具有永久性。 它的知識(shí)和它本身都可以很容易地被復(fù)制和傳播。 專家系統(tǒng)的知識(shí)具有高度的一致性，并由此保證它的高度可靠性。 專家系統(tǒng)的費(fèi)用要比請(qǐng)專家所花的費(fèi)用低得多。,3、侵染預(yù)測(cè)模型,對(duì)于

37、流行的主導(dǎo)因素不是菌量而是天氣條件的病害，可以根據(jù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的天氣實(shí)況和未來一、二日內(nèi)的天氣預(yù)報(bào)來預(yù)測(cè)侵染是否發(fā)生以及發(fā)生的數(shù)量和程度，從而指導(dǎo)藥劑防治。 過去在果園、菜園中多通行“打藥歷”的作法。 近年來，由于內(nèi)吸殺菌劑的廣泛應(yīng)用，利用侵染預(yù)測(cè)來指導(dǎo)藥劑防治就更有可為。,胡蘿卜葉斑病的侵染預(yù)測(cè),在加拿大，Gillespie和Sutton研制出對(duì)該病害的侵染預(yù)測(cè)和打藥決策制度。 大意為： 病葉率小于2%時(shí)不打藥。 病葉率大于2%后，只當(dāng)未來36小時(shí)的天氣條件有利于侵染時(shí)才打藥。 兩次打藥時(shí)間的相隔日數(shù)最少7-10天。,胡蘿卜葉斑病的侵染預(yù)測(cè),天氣條件對(duì)侵染的有利程度（侵染指數(shù)）分4級(jí)： 0：不

38、能侵染。 1：微量侵染，在感病品種上侵染概率為1%10%。 2：中度侵染，侵染概率為11%50%。 3：大量感染，侵染概率大于50%。 這4個(gè)級(jí)別稱侵染指數(shù)，依下表確定。凡未來天氣條件將導(dǎo)致侵染指數(shù)達(dá)2或3時(shí)，即需打藥。,胡蘿卜葉斑病的侵染預(yù)測(cè),按此指導(dǎo)打藥，比按打藥歷打藥節(jié)省15遍藥。,4.數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型,始于20世紀(jì)60年代,優(yōu)點(diǎn)是只要有足夠的可靠資料,則組建模型比較簡單,使用也較方便。,統(tǒng)計(jì)模型,時(shí)間序列分析模型,模糊數(shù)學(xué),回歸分析,聚類分析,判別分析,列聯(lián)表,馬爾可夫鏈,自回歸分析,周期分析,趨勢(shì)分析,（1）以預(yù)測(cè)因子為基礎(chǔ)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型,因子選擇,資料整理,預(yù)測(cè)模式篩選與模型建立,擬合

39、度檢驗(yàn),建模的一般過程,資料的年代越多越好嗎？,因子選擇的越多越好嗎？,a.資料的整理,完整可靠的歷史資料是組建良好預(yù)測(cè)模型的基礎(chǔ)。,病害的發(fā)生量 病害的發(fā)生期 病害的發(fā)生過程 影響病害發(fā)生的生物和非生物因子資料。,觀測(cè)資料包括,預(yù)測(cè)資料的整理過程一般包括四個(gè)階段：,資料的采集,資料的分析,資料的列表,資料的處理,種植品種 種植面積 單產(chǎn) 耕作制度 栽培措施 灌溉情況,發(fā)生面積 發(fā)生率 病情指數(shù) 相應(yīng)的氣象資料,從有關(guān)部門收集與作物病害相關(guān)的資料：,例如：某地區(qū)種植小麥。前10年沒有灌溉條件，而后10年增加了灌溉條件。 若將這20年的數(shù)據(jù)放在一起，分析條銹病、白粉病的發(fā)生規(guī)律，可以嗎？,因此，

40、對(duì)收集好的數(shù)據(jù)不能一概而論的拿來制作模型。,從本質(zhì)上講，統(tǒng)計(jì)模型為經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，一般需要較多的資料。,但在分析具體問題時(shí)并非是積累資料的年代越長越好。,b.因子選擇,選出影響病害流行的主要因素。 （a）直接選擇法 如：小麥赤霉病。 病菌的侵入主要在揚(yáng)花期。 揚(yáng)花期的雨量或雨日數(shù)應(yīng)該是影響病菌侵染的主要因素。 而灌漿期的氣象條件是影響病害發(fā)生擴(kuò)展的主要因素。,（ b ）符合度比較法,將初步選擇的數(shù)個(gè)預(yù)測(cè)因子與預(yù)測(cè)對(duì)象進(jìn)行列表比較。 直接觀察各預(yù)測(cè)因子與預(yù)測(cè)對(duì)象的波動(dòng)關(guān)系。 凡是與預(yù)測(cè)對(duì)象的波動(dòng)狀態(tài)符合程度最高（正相關(guān)）或不符合程度最高（負(fù)相關(guān)）的因子就是預(yù)測(cè)的主要因子，然后再選擇第二、第三預(yù)測(cè)因子。

41、,夏玉米小斑病日增長率及相關(guān)的氣象因素表,第一步，求各因子的平均數(shù)，大于平均數(shù)的值標(biāo)為“+”號(hào)，小于的標(biāo)為“”號(hào)。各因子的平均值依次為0.3692, 6.659,0.456,0.626和27.55。這樣第一表可以變化為第二表。,冀中平原不同年份7月下旬至8月中旬的10組觀測(cè)資料,夏玉米小斑病日增長率及相關(guān)的氣象因素的符合表,比較符合度：雨日數(shù)與r值符合度為80%，其次為露日數(shù)，為75%，再次為降雨量，為70%，溫度的最低，僅60%。因此可以將雨日數(shù)作為第一預(yù)測(cè)因子，其次為露日數(shù)和降雨量。 若有一個(gè)因子與預(yù)測(cè)對(duì)象的波動(dòng)程度完全相反，說明它們之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，也要將其作為重要的預(yù)測(cè)因子使用。,（c

42、）相關(guān)分析法,計(jì)算預(yù)測(cè)因子與預(yù)測(cè)對(duì)象之間的單相關(guān)系數(shù)，絕對(duì)值最大的因子作為預(yù)測(cè)的主要因子。 前表中的幾個(gè)因子（降雨量、雨日數(shù)、露日數(shù)、溫度）與預(yù)測(cè)對(duì)象r值之間的單相關(guān)系數(shù)依次為：0.8453, 0.6071, 0.3390和 0.4794。 二種方法得到的結(jié)果不同。 注意用不同的方法，用不同的選擇結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，以求得最佳的預(yù)測(cè)效果。,c.預(yù)測(cè)模式篩選與模型建立,當(dāng)主要因子確定后,可依據(jù)主要因子與病害之間的關(guān)系選擇預(yù)測(cè)的基本模式。 目前，主要的預(yù)測(cè)模型的建立均有現(xiàn)成的計(jì)算機(jī)軟件可用。 一般要制作多個(gè)不同形式的預(yù)測(cè)模型，將它們進(jìn)行比較，選擇預(yù)測(cè)效果較好的模型試用。,d.擬合度檢驗(yàn),作業(yè) 剩余平方和

43、檢驗(yàn) 卡方（2）檢驗(yàn) 回歸誤差檢驗(yàn)法 （y/x檢驗(yàn)） 參數(shù)檢驗(yàn)法（線性回歸檢驗(yàn)法）,預(yù)測(cè)模型類別,統(tǒng)計(jì)模型,聚類分析預(yù)測(cè)模型,列聯(lián)表預(yù)測(cè)模型,通徑分析,逐步回歸分析,多元回歸分析,單元回歸分析,（2）時(shí)間序列分析模型,這種模型主要是分析病害的年度間變化（主要是受氣象條件及其它穩(wěn)定存在的栽培條件影響造成的變化）。 這類模型僅用于長期預(yù)測(cè)、特別是超長期預(yù)測(cè)當(dāng)中。 建立這種模型必須有連續(xù)多年（一般要超過20年）的歷史資料為依據(jù)才行。,二.損失估計(jì),也稱為損失預(yù)測(cè)，是根據(jù)病害流行程度預(yù)測(cè)減產(chǎn)量。 損失預(yù)測(cè)結(jié)果可用以確定發(fā)病數(shù)量是否已接近或達(dá)到經(jīng)濟(jì)閾值。,1、病情與損失的關(guān)系,病情相同而品種不同，病害引起的損失可以不同。 同一病情，同一品種，在不同栽培、氣候條件下的損失可能不同。 小麥灌漿后發(fā)生銹病，干旱時(shí)減產(chǎn)更多，銹病和干旱共同造成的減產(chǎn)大于二者單純之和。 如果有兩種病害同時(shí)發(fā)生，則會(huì)發(fā)生復(fù)雜的互作。,2、影響損失的其它因素,3、常見的損失估計(jì)模型,在進(jìn)行損失估計(jì)工作中，病情估計(jì)，產(chǎn)量計(jì)算和環(huán)境監(jiān)測(cè)的方法和標(biāo)準(zhǔn)必須力求合理和統(tǒng)一。 常見的損失模型有： 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?Emp