植物病害的流行与预测

一、流行学概念： 植 物 病 害 流 行 学 (botanical epidemiology)：是研究植物群体病害在 环境条件影响下发生发展规律、病害预 测和病害管理的一门综合性学科。
从概念中得知：
（1）研究对象：植物群体病害； （2）流行学重视的是环境因素对植物病害的影 响； （3）流行学研究的内容是病害的数量在时间和 空间上变化的动态过程； （4）流行学任务是既要研究病害发生发展规律， 又要研究病害的预测预报、病害损失估计和防 治策略等内容。
2．寄主植物大面积集中栽培
农业规模经营和保护地栽培的发展， 往往在特定的地区大面积种植单一农作 物甚至单一品种，从而特别有利于病害 的传播和病原物增殖，常导致病害大流 行。
3．具有强致病性的病原物
许多病原物群体内部有明显的致病 性分化现象，具有强致病性的小种或菌 株、毒株占据优势就有利于病害大流行。
种传、土传、近 弱 长 高
玉米黑穗病 消灭初始菌源(X0)
4、防治策略比较
积年流行病害与单年流行病害的流行特点不 同，防治策略也不相同。
防治积年流行病害，消灭初始菌源很重要， 除选用抗病品种外，田园卫生、土壤消毒、种子 清毒、拔除病株等措施都有良好防效。即使当年 发病很少，也应采取措施抑制菌量的逐年积累。
多峰曲线：玉米大斑病、稻瘟病
一个季节中病害由于环境变化或寄主阶段抗病性 变化出现两个或两个以上的高峰。
季节流行曲线常见形式
A. S型曲线 C. 双峰曲线
B. 单峰曲线 D. 多峰曲线
常见的S型曲线
1.0
病 情 指 0.5 数
0
20
40 60 80 100
日期
始发期
盛发期
衰退期
流行阶段的划分
（1）始发期：又称指数增长期，从始见 微量病情发展至0.05这段时期。
防治单年流行病害主要应种植抗病品种，采用 药剂防治和农业防治措施，降低病害的增长率。
三、病害流行的时间动态
植物病害的流行是一个发生、发展和衰退的 过程。这个过程是由病原物对寄主的侵染活动和 病害在空间和时间中的动态变化表现出来的。
病害流行的时间动态是流行学的主要内容之 一，在理论上和应用上都有重要意义。
指已发病单元发生病变的程度，通常用发 病面积或体积占该单元总面积或总体积的百分 比表示。
严重度有时还用发病等级的方式来表示， 尤其是对于一些系统侵染的病害。
分级标准一般采用国家统一标准，如国家无 统一标准，可自行制定可行性标准，用文字描 述或用图谱表示。
番茄花叶病毒病严重度分级标准 0级： 无病； 1级： 仅上部叶片有轻微花叶或条斑； 2级： 上部叶片明显花叶或条斑，叶变形,
在种植寄主植物抗病品种时，病原 物群体中具有匹配致病性(毒性)的类型将 逐渐占据优势，使品种抗病性丧失，导 致病害重新流行。
4．病原物数量巨大
有些病原物能够大量繁殖和有效传播， 短期内能积累巨大菌量。
有的抗逆性强，越冬或越夏存活率高， 初侵染菌源数量较多，这些都是重要的流行 因素。
对于生物介体传播的病害，传毒介体数 量也是重要的流行因素。
叶片有少量病斑（10%—25%）
5
3 植株下部叶片有多量病斑（50%以上），出现大
片枯死现象；中部叶片有中量病斑（25%—
50%）；上部叶片有少量病斑（占10%—25%）
6
4 植株下部叶片基本枯死；中部叶片有多量病斑
（50%以上），出现大片枯死现象，上部叶片有
中量病斑（25%—50%）
3．病情指数（disease index）
1、病害的传播特点
主要因病原物种类及其传播方式而异。 气传病害的自然传播距离相对较大，其变化主 要受气流和风的影响。 土传病害自然传播距离较小，主要受田间耕作、 灌溉等农事活动以及线虫等生物介体活动的影响。 虫传病害的传播距离和效能主要取决于传病昆 虫介体的种群数量、活动能力以及病原物与介体 昆只之间的相互关系。
一、植物病害的计量
1．发病率
代表植物群体中病害发生的普遍程度， 一般以发病单元数占调查总单元数的百分率 来表示，一个发病单元可以是一张叶片、果 实、枝干、穗或植株等。人们常用得病穗率、 病果率、病叶率、病株率等都反映的是病害 发生的普遍率。
发病率

病样数 调查总样数
100%
2．严重度（severity）
（2）盛发期：又称Logist增长期，由发 病数量0.05到0.95的这段时期。
（3）衰退期：在盛发期后，流行曲线趋 于水平，病情不再发展，有时由于寄主 继续生长，流行曲线会呈下降趋势。
指数增长模型 Exponential growth Model
模型形式（指数增长方程） 积分形式：xt = x0 . e rt （x0为初始病情 ；xt
5．有利的环境条件
环境条件主要包括气象条件、土壤条件、栽 培条件等。
气象因素能够影响病害在广大地区的流行， 其中以温度、水分(包括湿度、雨量、雨日、雾和 露)和日照最为重要。气象条件既影响病原物的繁 殖、传播和侵入，又影响寄主植物的抗病性。
寄主植物在不适宜的条件下生长不良，抗病 能力降低，可以加重病害流行。
远程传播：大量孢子被上升气流、旋风等抬 升离开地面达到千米以上的高空，形成孢子云， 继而又被高空气流水平运送列上百公里乃至数千 公里之外，最后靠锋面降雨、湍流或重力作用降 落地面，实现了远程传播。远程传播的病害有小 麦锈病、燕麦冠锈病和叶锈病、小麦白粉病、玉 米锈病、烟草霜霉病等少数病害。
我国小麦条锈病和秆锈病在不同流行区域间 也发生菌源交流和远距离传播现象。
是将普遍率和严重度结合起来，用一个数值 全面反映植物群体发病程度，可用下式计算：
病情指数 = 普遍率×平均严重度
式中平均严重度是多个严重度调查值的平 均，以百分率表示，其中不包括未发病即严重 度为0的记载。如果严重度是以级别来表示， 则改用下式计算病情指数：
（各级病叶数×各级代表值）
病情指数 =
100
植株轻度矮化； 3级： 叶片畸形，茎秆条斑较多，扭曲，
植株矮化； 4级： 植株严重矮化，上部叶片枯死。
玉米小斑病严重度分级标准
严重 各级 度 分 代表值
级
分级标准
1 0 全株叶片无病斑
2 0.5 植株下部叶片有零星病斑（10%以下）
3
1 植株下部叶片有少量病斑（10%—25%）
4
2 植株下部叶片有中量病斑（25%—50%）；中部
在诸多流行因素中最重要的有以下 几方面：
1．感病寄主植物
存在感病寄主植物是流行的基本前提。 感病的野生植物和栽培植物都是广泛存在的。 虽然人类已能通过抗病育种选育高度抗病的品 种，但是现在所利用的主要是小种专化性抗病性， 在长期的育种实践中因不加选择而逐渐失去了植物 原有的非小种专化性抗病性，致使抗病品种的遗传 基础狭窄，易因病原物群体致病性变化而丧失抗病 性，沦为感病品种。
当寄主、病原物条件具备时，环境因素便 成为主导因素，而当病原存在，环境条件又 利于发病时，寄主抗性便成为主导因素。
流行主导因素的时空条件性很强，“主 导”是相对的概念，同一种病害，处在不同 的时间和地点，其流行主导因素可能全然不 同。
又称为“多循环病害”。
2、积年流行病害
此类病害特点是：多为种传或土传的全株性或 系统性病害，自然传播距离较近，传播效能较小。
积年流行病害每年的流行程度主要取决于初始 菌量。寄主的感病期较短．在病原物侵入阶段易 受环境条件影响，一旦侵入成功，则当年的病害 数量基本已成定局，受环境条件的影响较小。
此类病害在—个生长季中菌量增长幅度虽然 不大，但能够逐年积累，稳定增长，若干年后将 导致较大的流行。
按照研究的时间规模不同，流行的时间动态 可分为季节流行动态和逐年流行动态。
1、植物病害季节流行曲线
在一个生长季中如果定期系统调查田间发病 情况，取得发病数量(发病率或病情指数)随病害 流行时间而变化的数据，再以时间为横坐标，以 发病数量为纵坐标，绘制成发病数量随时间而变 化的曲线。该曲线被称为病害的季节流行曲线 (disease progress curve)。
植物病害流行的时间和空间动态及其影响 因素是植物病害流行学的研究重点。
病原物群体在环境条件和人为干预下与植物 群体相互作用导致病害流行，因而植物病害流 行是一个极其复杂的生物学过程，需要采用定 性与定量相结合的方法进行研究，即定性描述 病害群体性质和通过定量观测建立关于群体动 态的数学模型。
2、病害近程、中程和远程传播
流行学中常用一次传播距离和一代传播距离的 概念。
一次传播距离：病原菌孢子从释放到侵入植 物体这段时间内所引起的病害传播，以日为时间 单位，表Байду номын сангаас为一日之内实现的病害传播距离。
一代传播距离：病害一个潜伏期内多次传播 所实现的传播距离。传播距离在百米以下的，称 为近程传播；传播距离为几百米至几公里的，称 为中程传播；传播距离达到数十公里乃至数百公 里以远的为远程传播。
二、植物病害流行
早期定义：病害在短时间内突然大面积严 重发生从而造成重大损失的过程。（该定义忽 略了病害在空间的变化）
现在定义：在一定时间和空间内，病害在 植物群体中大量且严重发生，对农业生产造成 很大的损失。该病害称为植物流行病害，此病 害的特点是病害群体数量大，造成损失严重。
第一节 植物病害的流行
曲线的起点在横坐标上的位置为病害始发期， 斜线反映了流行速率，曲线最高点表明流行程度。
病害季节流行曲线
S型曲线：黄瓜霜霉病 初始病情很低，其后病情随着时间不断上升直至
饱和点， 而寄主群体不再增长。
单峰曲线：白菜白斑病
植物生长前中期发病且达到高峰，后期因寄主抗 性增强或气候条件变为不利，导致病情不再发展，但 寄主全体群体仍继续生长，故病情高峰从高峰处下降。
6、病害流行的地区差异