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1、第十二章 植物病害的流行与预测在植物病理学发展过程中，曾经把病害在 较短时间内突然大面积严重发生从而造成重大 损失的过程称为病害的流行，而在定量流行学 中则把植物群体的病害数量在时间和空间中的 增长都泛称为流行。植物病害的预测是依据流行学原理和方法 估计病害发生时期和数量，指导病害防治或病 害管理。 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
2、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。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l 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。l 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
3、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。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。 2严重度（severity）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
4、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,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。 严重 度 分 级各级 代表 值分级标级标 准10全株叶片无病斑20.5植株下部叶片有零星病斑（10%以下）31植株下部叶片有少量病斑（10%25%）42植株下部叶片有中量病斑（25%50%）；中部 叶片有少量病斑（10%25%） 53植株下部叶片有多量病斑（50%以上），出现现大 片枯死现现象；中部叶片有中量病斑（25%50% ）；上部叶片有少量病斑（占10%25%
5、） 64植株下部叶片基本枯死；中部叶片有多量病斑（ 50%以上），出现现大片枯死现现象，上部叶片有中 量病斑（25%50%） 75全株基本枯死玉米小斑病严重度分级标准3病情指数（disease index）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： 二、植物病害的流行学类型1、单年流行病害2、积年流行病害1、单年流行病害这类病害特点是：绝大多数为局部侵染，寄主的感病期长，病害的潜育期
6、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。单年流行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，由点到 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。 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
7、年后将导致 较大的流行。又称为“单循环病害”。3 3、单年流行病与积年流行病比较、单年流行病与积年流行病比较比较项目 单年流行病 积年流行病 生活史 多循环 单循环 再侵染 多次 无 病原物繁殖率 高 低 发病部位 局部叶斑病 系统根病 传播方式 气传、雨传、远 种传、土传、近 环境敏感性 强 弱 传播体寿命 短 长 病原物越冬率 低 高典型病害 黄瓜霜霉病 玉米黑穗病防治对策 降低流行速度（r） 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
8、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。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，
9、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 。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季
10、节流行曲线常见形式A. S型曲线 B. 单峰曲线C. 双峰曲线D. 多峰曲线常见的常见的S S型曲线型曲线0 20 40 60 80 100始发期 盛发期 衰退期0.51.0病情指数日期流行阶段的划分l（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。l（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。l（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。指数增长模型指数增长模型 Exponential growth ModelExponential growth Model模型形式（指数增
11、长方程）积分形式：xt = x0 . e rt （x0为初始病情 ；xt为t时间病情；r为指数增长率；e为常数）模型假设条件：1.只考虑生殖率,不考虑死亡率。 2.生物的生存条件无限.即寄主组织无限。 3.环境条件稳定.即无病害增长自我抑制作用。适用于病害定性分析和描述发病初期。逻辑斯蒂模型逻辑斯蒂模型Logistic ModelLogistic Model模型形式（自我抑制型生长方程）常规形式：x0为初始病情 xt为t时间病情 r为表观侵染速率 e =2.71828模型图象：对称S型曲线，适用于描述病害流行四、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
12、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。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。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
13、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。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。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。3、中心式传播和弥散式传播l（1）中心式传播：稻瘟病、水稻白叶枯 病等。l 特点：早期病害往往呈现梯度分布 ，即发病中心处病害数量最大，随着离 发病中心距离增大，病害逐渐递降。l（2）弥散式传播：由病原物的初侵染即 可引起病害全田普遍发生。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。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
