《普通植物病理学12章说课讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《普通植物病理学12章说课讲解（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章 植物病害的流行与预测植物病害流行是植物群体发病的现象。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。在群体水平研究植物病害发生规律、病害预测和病害管理的综合性学科则称为植物病害流行学(botanical epidemiology)，它是植物病理学的分支学科。 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
2、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。第一节 植物病害的流行一、植物病害的计量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。病害严重度表示植株或器官的罹病面积(例如病斑面积占总面积的比率)。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。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：当严重度用
3、百分率表示时，则用以下公式计算： 病情指数普遍率严重度二、植物病害的流行学类型 1、单循环病害(monocyclic disease) 2、多循环病害(polycyclic disease)1、单循环病害(monocyclic disease)是指在病害循环中只有初侵染而没有再侵染，或者虽有再侵染，但作用很小的病害。如黑穗病、枯萎病、黄萎病类。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
4、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，因而也称为“积年流行病害”。2、多循环病害(polycyclic disease)是指在一个生长季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。这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。多循环病害在有利的环境条件下增长率很高
5、，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34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地块内只发现了1株中心病株，10天后在其四周约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。3 3、单年流行病与积年流行病比较、单年流行病与
6、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 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
7、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书流行曲线(disease progress curv
8、e)。 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. 多峰曲线病害流行过程的阶段划分病害流行
9、过程的阶段划分0 20 40 60 80 100 始发期 始发期 衰退期0.51.0病情指数日期指数增长模型指数增长模型Exponential growth ModelExponential growth Model模型形式(Malthus方程) 微分形式：dx / dt = r e . X 积分形式：xt = x0 . e rt 直线方式：ln(xt) = ln (xo) + re .tx0为初始病情 xt为t时间病情 r为指数增长率 e=2.71828模型假设条件：1.只考虑生殖率,不考虑死亡率.既无老病斑报废。 2.生物的生存条件无限.既寄主组织无限。 3.环境条件稳定.既无病害增长自我
10、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。逻辑斯蒂模型逻辑斯蒂模型Logistic ModelLogistic Model 模型形式（自我抑制性生长方程） 微分形式：dN / dt = rN(K - NK) 积分形式：N= K/1+c.e-rt 直线形式：ln(x/1-x ) = ln x0 / (1-x0) + r ( t2 - t1 ) 常规形式： x x0 = . ert 1-x 1-x0 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
11、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。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、病害传播是病原物有效传播的结果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
12、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。3、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
13、内多次传播所实现的传播距离。一次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。4、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。北美洲小麦秆锈病菌在美国南部的得克萨斯州越冬，而在北方诸州和加拿大越夏，每年春夏季由南向北。秋季由北向南发生两次边距离传播。利用飞机在高空捕捉秆锈菌夏孢子，证明
14、直至4千米的高空都有孢子分布。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。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，
15、沦为感病品种。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。 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 有些病原物能够大旦繁殖和有效传播，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
16、，传毒介休数量也是重要的流行因素。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。有利于流行的条件应能持续足够长的时间，且出现在病原物繁殖和侵染的关键时期。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。土壤因素包括土壤的理化性质、土壤肥力和土壤微生物等，往往只影响病害在局部地区的流行。人类在农业生产中所采用的各种栽培管理措施，在不同情况下对病害发生有不同的作用，需要具体分析。栽培管理措施还可以通过改变上述各项流行因素而影响病害流行。6、病害流行的地区差异和年际波动 按照病害流行程度和流行频率的差异可划分为病害常发区、易发区和偶发区。 常发区是流行的最适宜区，易发区是病害流行的次适宜区，而偶发区为不适宜区，仅个别年份有一定程度的流行。 病害流行的年际波动以气传和生物介体传播的病害最大，根据各年的流行程度和损失情况可划分为大流行、中度流行、轻度流行和不流行等类型。第二节 植物病害的预测依据病
