植物病害的流行与预测

3、具有强致病力的 病原物 4、病原物数量巨大 5、有利的环境条件
种植
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。
2、病害传播是病原物有效传播的结果
病害传播是病原物有效传播的结果，但病原物的有效传播受到一系
列非生物学和生物学因子的影响。如：
气流传播包括孢子由产孢器官向大气中释放，随气流飞散和着落在植物 体表等三个过程。 孢子的气流传播规律几乎与空中非生物微粒的气流传播一样，受其形状、 大小、比重、表面特性和气流运动等物理学因素的影响。 但孢子经过传播以后能否萌发和侵染，引起植物发病还受到一系列生物 学因素的制约，包括孢子的数量、密度、抗逆性和致病性，寄主植物的 数量、分布和感病性，以及对孢子萌发、侵入和扩展有显著作用的环境 因子等。 只有导致侵染和发病的孢子，才最终实现了病害的传播。
此类病害在一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，因而也称为“积年流行病
害”。
小麦腥黑穗病 小麦播种后，粘附在种子表面或粪肥、土壤中的 病菌孢子发芽并侵入小麦幼芽，由叶鞘侵入并达 生长点。以后病菌以菌丝的形态在植株体内随小 麦的生长而生长，最后到达穗部侵入开始分化的 幼穗，破坏穗部的正常发育。至抽穗时，在子房 内的菌丝又形成黑色的厚垣孢子，充满整个麦粒。
1、病害的传播特点
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。
3、不同病害的传播距离差异很大
不同病害的传播距离差异很大，可区分为近程、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，表述为 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。
Nanjing Agricultural University
第十二章 植物病害的 流行与预测
植物病害的流行
短时间内突然大面积严重发生， 造成重大损失的过程。
植物病害预测 依据流行学原理和方法，来估计 病害未来发生的时期和数量，用 以指导病害防治或病害管理。
植物病害流行学(botanical epidemiology)
病害流行过程的阶段划分（S型）
1.0
病 情 指 数
0.5
0.05
0
20
始发期
40
60
盛发期
80
100
衰退期
日期
菌量积累和流行 指数增长期 逻辑斯蒂期 的关键时期
衰退期
寄主植物 病原物 环境条件 人类干扰
寄主
人为因素
环境 病原物 病害四角
南京农业大学“精品课程”
普通植物病理学
GENERAL PLANT PATHOLOGY
x0为初始病情 xt为t时间病情 r为表观侵染速率 e =2.71828
r 是一个很重要的流行学参数，可用于流行的分 析比较和估计寄主、病原物、环境诸因子和防 治措施对流行的影响。
四、病害流行的空间动态
植物病害流行的空间动态，亦即病害的传播过 程，反映了病害数量在空间中的发展规律。
病害的时间动态和空间动态是相互依存、平行 推进的，没有病害的增殖，就不可能实现病害 的传播；没有有效的传播也难以实现病害数量 的继续增长，也就没有病害的流行。
C. 双峰曲线
D. 多峰曲线
病害流行过程的阶段划分（S型）
1.0
病 情 指 数
0.5
0.05
0
20
始发期
40
60
盛发期
80
100
衰退期
日期
菌量积累和流行 指数增长期 逻辑斯蒂期 的关键时期
衰退期
指数增长期是菌量和流行的关键时期， 它为整个流行过程奠定了菌量基础。 病害预测、药剂防治和流行规律的分析 研究都应该以指数增长期为重点。 病害流行过程中，病害数量的增长可以 用各种数学模型描述，最主要的有指数 增长模型和逻辑斯蒂模型。
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。
植株下部叶片有中量病斑（占总叶面积25%~50%）、中 部叶片有少量病斑（占总叶面积10%~25%）
植株下部叶片有多量病斑（占总叶面积50%以上）、叶 片有中量病斑（占总叶面积25%~50%）、上部叶片有少 量病斑（占总叶面积10%~25%） 植株下部叶片枯死、中部叶片有多量病斑（占总叶面积 50%以上）、上部叶片有中量病斑（占总叶面积 25%~50%） 植株基本枯死
多循环病害在有利的环境条件下增长率很高，病 害数量增幅大，具有明显的由少到多，内点到面的
发展过程，可以在一个生长季内完成菌量积累，造
成病害的严重流行，因而又称为“单年流行病害”。
马铃薯晚疫病
在最适天气条件下潜育期仅 3—4 天，在一个生长季 内再侵染10代以上，病斑面积约增长10亿倍。 — 个田间调查实例表明，马铃薯晚疫病菌初侵染产 生的中心病株很少，在所调查的4669㎡(7亩)地块内 只发现了1株中心病株，10天后在中心病株的四周约 1000㎡面积内出现了1万余个病斑，病害数量增长极 为迅速。 但是，由于各年气象条件或其它条件的变化，不同 年份流行程度波动很大，相邻的两年流行程度无相 关性，第一年大流行，第二年可能发病轻微。
近程传播
一次传播距离在百米以下。
中程传播
传播距离为几百米至几公里。
远程传播
传播距离达到数十公里乃至数百公里。
病原孢子在大气中的远程传播
五、病害流行的因素
植物病害的流行受到寄主植物群体、病原物群 体、环境条件和人类活动诸方面多种因素的影
响，这些因素的相互作用决定了流行的强度和
广度。
1、感病的寄主植物 2 、寄主植物大面积
单年流行病与积年流行病比较
比较项目 生活史 再侵染 病原物繁殖率 发病部位 传播方式 自然传播距离 环境敏感性 传播体寿命 病原物越冬率 单年流行病 积年流行病
多循环
多次 高 局部叶斑病 气传、雨传 远 强 短 低
单循环
无 低 系统病害 种传、土传 近 弱 长 高
典型病害
防治对策
黄瓜霜霉病
降低流行速度（r）
A. S型曲线
季节流行曲线常见形式
单峰曲线（马鞍型）： 甜菜褐斑病、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。
B. 单峰曲线
季节流行曲线常见形式
多峰曲线：稻瘟病、玉 米大斑病 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。
1、植物病害季节流行动态
在一个生长季中如果定期系统调查田旬发病情况，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)。
曲线的起点在横坐标上的位置为病害始发期，斜率反
4
36
5
6
11
6
病情指数
是全面考虑发病率与严重度两者的综合指标。 若以叶片为单位，当严重度用分级代表值表示时，病情指数
计算公式：
(各级病叶数 各级代表值） 病情指数 100 调查总叶数 最高一级代表值
其它植物病害的计量
病田率 病点率 病田单位面积发病中心数
二、植物病害的流行学类型
寄主
人为因素
环境 wenku.baidu.com原物 病害四角
一、发病程度的计量指标
发病率 严重度
病情指数
发病率
是发病植株或植物器官(叶片、根、 茎、果实、种子等)占调查植株总 数或器官总数的百分率，用以表 示发病的普遍程度。
发病株（杆、叶、花、果）
调查总株（杆、叶、花、果）数
发病率＝
* 100%
病害严重度
表示植株或器官的罹病面积占的比 率。
组织无限。
3.环境条件稳定.即无病害增长 自我抑制作用。 模型函数图象：J 型曲线，适 用于病害定性分析和描述发病 初期。
逻辑斯蒂模型Logistic Model
模型形式（自我抑制性生长方程）
逻辑斯蒂生长曲线：（Xt/1-Xt)=(X0/1-X0) e rt r = 1/(t2－t1)[(lnX2/(1－X2)-lnX1/(1－X1)]
严重度＝
叶（杆）孢子堆面积
调查叶（杆）总面积
*100％
严重度用分级法表示，亦即将发病的严重 程度由轻到重划分出几个级别，分别用各 级的代表值或百分率表示。
小麦条锈病严重度分级标准
黄瓜霜霉病严重度分级标准
玉米小斑病严重度分级标准 (含田间发病情况调查结果)
分级 0 1 2 3 全株叶片无病斑 植株下部叶片有零星病斑（占总叶面积10%以下） 植株下部叶片有少量病斑（占总叶面积10%~25%） 分级标准 株数 15 23 17 32
多循环病害
在一个生长季节中病原物能够连续繁殖多代，从而发 生多次再侵染的病害。 例如马铃薯晚疫病、稻瘟病、稻白叶枯病、麦类锈病、 玉米大、小斑病等气流和流水传播的病害。 此类病害绝大多数是局部侵染的， 寄主的感病时期长，病害的潜育期短。病原物的增殖 率高，但其寿命不长，对环境条件敏感，在不利条件下 会迅速死亡。 病原物越冬率低而不稳定，越冬后存活的菌量(初始菌 量)不高。
小麦腥黑穗病
消灭初始菌源(X0)
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。 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。
指数增长模型 Exponential growth Model
模型假设条件：
模型形式(Malthus方程)
1.只考虑生殖率,不考虑死亡率. 即无老病斑报废。 2.生物的生存条件无限.即寄主
指数方程： Xt = X0 . e r t
x0为初始病情；
xt为t时间病情； r为指数增长率； e=2.71828
在群体水平研究植物病害的发生规律、
病害预测和病害管理的综合性学科。
是植物病理学的分支学科。
第一节 植物病害的流行规律
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。
寄主植物 病原物 环境条件 人类干扰
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
不同的多循环病害或同一病害在不同 条件下，可有不同类型的季节流行曲线：
季节流行曲线常见形式
S型曲线：黄瓜霜霉病、 马铃薯晚疫病等 对于一个生长季节中， 只有一个发病高峰的病 害。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。
1、单循环病害 2、多循环病害
单循环病害
在病害循环中只有初侵染而无再侵染或者虽 有再侵染，但作用很小的病害。
此类病害多为种传或土传的全株性或系统性 病害，其自然传播距离较近，传播效能较小。
病原物可产生抗逆性强的休眠体越冬，越 冬率较高，较稳定。
单循环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。
防治策略比较
单循环病害与多循环的流行特点不同，防治策略也不
相同。
防治单循环病害，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。 防治多循环病害，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。