植物病害发生规律及预报.ppt
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1、植植物物病病害害预预测测预预报报耿月华短时间内突然大面积严重发生,短时间内突然大面积严重发生,造成重大损失的过程。造成重大损失的过程。植物病害的流行植物病害的流行植物病害预测植物病害预测依据流行学原理和方法,来估计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。以指导病害防治或病害管理。在群体水平研究植物病害的发生规律、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。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。是植物病理学的分支学科。植物病害流行学植物病害流行学(botanicalepidemiolog
2、y)第一节植物病害的流行规律植植物物病病害害流流行行是是一一个个极极其其复复杂杂的的生生物物学学过过程程,需需要要采采用用定定性性与定量与定量相结合的方法进行研究。相结合的方法进行研究。环境环境寄主寄主病原物病原物 人为因素人为因素l定定性性描描述述病病害害群群体性质体性质l通通过过定定量量观观测测建建立立关关于于群群体体动动态态的的数学模型。数学模型。一、发病程度的计量指标一、发病程度的计量指标发病率发病率严重度严重度病情指数病情指数(1)发病率:)发病率:根据调查对象的特点,调查它根据调查对象的特点,调查它在单位面积、单位时间或一定寄主单位上出在单位面积、单位时间或一定寄主单位上出现的数量
3、。发病率是指发病田块、植株和器现的数量。发病率是指发病田块、植株和器官等发病的普遍程度,一般用百分比表示。官等发病的普遍程度,一般用百分比表示。(2)严重度:)严重度:根据调查对象的特点,调查发根据调查对象的特点,调查发病器官在单位面积上发病情况。严重度表示病器官在单位面积上发病情况。严重度表示田块植株和器官的发病严重程度。田块植株和器官的发病严重程度。l严重度用分级法表示,亦即将发病的严重程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。表值或百分率表示。(3)病情指数:)病情指数:病情指数表示总的病情病
4、情指数表示总的病情,由由普遍率和严重度计算而得。普遍率和严重度计算而得。病情指数是全面考虑发病率与严重度两者的综合指标。病情指数是全面考虑发病率与严重度两者的综合指标。二、植物病害流行的类型依据菌量积累所需时间的长短和度依据菌量积累所需时间的长短和度量病害流行时间尺度的不同,将病害量病害流行时间尺度的不同,将病害流行划分为两大类型:单年流行病害流行划分为两大类型:单年流行病害与积年流行病害。与积年流行病害。(一)积年流行病害(单循环病害)l 在作物的一个生长季节中,病原菌量增长在作物的一个生长季节中,病原菌量增长幅度不大,但能够逐年积累,稳定增长,若幅度不大,但能够逐年积累,稳定增长,若干年后
5、将导致较大的流行,因而也称为干年后将导致较大的流行,因而也称为“积积年流行病害年流行病害”。在病害循环中在病害循环中只有初侵染而无再侵染只有初侵染而无再侵染或者或者虽虽有再侵染,但作用很小有再侵染,但作用很小的病害。的病害。小麦腥黑穗病小麦腥黑穗病小小麦麦播播种种后后,粘粘附附在在种种子子表表面面或或粪粪肥肥、土土壤壤中中的的病病菌菌孢孢子子发发芽芽并并侵侵入入小小麦麦幼幼芽芽,由由叶叶鞘鞘侵侵入入并并达达生生长长点点。以以后后病病菌菌以以菌菌丝丝的的形形态态在在植植株株体体内内随随小小麦麦的的生生长长而而生生长长,最最后后到到达达穗穗部部侵侵入入开开始始分分化化的的幼幼穗穗,破破坏坏穗穗部部
6、的的正正常常发发育育。至至抽抽穗穗时时,在在子子房房内内的的菌菌丝丝又又形形成成黑黑色色的的厚厚垣垣孢孢子子,充满整个麦粒充满整个麦粒。(二)单年流行病害(多循环病害)l在有利的环境条件下增长率很高,病害数量增幅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,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,因而又称为严重流行,因而又称为“单年流行病害单年流行病害”。在一个生长季节中病原物能够连续繁殖多代,在一个生长季节中病原物能够连续繁殖多代,在病害循环中在病害循环中
7、有多次再侵染有多次再侵染的病害。的病害。马铃薯晚疫病马铃薯晚疫病在在最最适适天天气气条条件件下下潜潜育育期期仅仅34天天,在在一一个个生生长长季季内内再再侵侵染染10代以上,病斑面积约增长代以上,病斑面积约增长10亿倍。亿倍。个个田田间间调调查查实实例例表表明明,马马铃铃薯薯晚晚疫疫病病菌菌初初侵侵染染产产生生的的中中心心病病株株很很少少,在在所所调调查查的的4669(7亩亩)地地块块内内只只发发现现了了1株株中中心心病病株株,10天天后后在在中中心心病病株株的的四四周周约约1000面面积积内内出出现现了了1万万余个病斑余个病斑,病害数量增长极为迅速。,病害数量增长极为迅速。但但是是,由由于于
8、各各年年气气象象条条件件或或其其它它条条件件的的变变化化,不不同同年年份份流流行行程程度度波波动动很很大大,相相邻邻的的两两年年流流行行程程度度无无相相关关性性,第第一一年年大大流流行,第二年可能发病轻微。行,第二年可能发病轻微。防治策略比较防治策略比较单单循循环环与与多多循循环环病病害害的的流流行行特特点点不不同同,防防治治策策略略也也不不相同。相同。防防治治单单循循环环病病害害,消消灭灭初初始始菌菌源源很很重重要要,除除选选用用抗抗病病品品种种外外,田田园园卫卫生生、土土壤壤消消毒毒、种种子子清清毒毒、拔拔除除病病株株等等措措施施都都有有良良好好防防效效。即即使使当当年年发发病病很很少少,
9、也也应应采采取取措施抑制菌量的逐年积累。措施抑制菌量的逐年积累。防防治治多多循循环环病病害害,主主要要应应种种植植抗抗病病品品种种,采采用用药药剂剂防防治和农业防治措施,治和农业防治措施,降低病害的增长率降低病害的增长率。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比较项目单年流行病单年流行病积年流行病积年流行病侵染循环侵染循环多循环多循环单循环单循环再侵染再侵染多次多次无无病原物繁殖率病原物繁殖率高高低低发病部位发病部位局部叶斑病局部叶斑病系统病害系统病害传播方式传播方式气传、雨传气传、雨传种传、土传种传、土传自然传播距离自然传播距离远远近近环境敏感性环境敏感性强强弱弱传播体
10、寿命传播体寿命短短长长病原物越冬率病原物越冬率低低高高典型病害典型病害黄瓜霜霉病黄瓜霜霉病小麦腥黑穗病小麦腥黑穗病防治对策防治对策降低流行速度(降低流行速度(r)消灭初始菌源消灭初始菌源(X0)三、病害流行的时间动态三、病害流行的时间动态植植物物病病害害的的流流行行是是一一个个发发生生、发发展展和和衰衰退退的的过过程程。这这个个过过程程是是由由病病原原物物对对寄寄主主的的侵侵染染活活动动和和病病害害在在空空间间和和时间中的动态变化时间中的动态变化表现出来的。表现出来的。病病害害流流行行的的时时间间动动态态是是流流行行学学的的主主要要内内容容之之一一,在在理理论论上和应用上都有重要意义。上和应用
11、上都有重要意义。按按照照研研究究的的时时间间规规模模不不同同,流流行行的的时时间间动动态态可可分分为为季季节节流行动态流行动态和和逐年流行动态逐年流行动态。植物病害季节流行动态植物病害季节流行动态在在一一个个生生长长季季中中如如果果定定期期系系统统调调查查田田间间发发病病情情况况,取取得得发发病病数数量量(发发病病率率或或病病情情指指数数)随随病病害害流流行行时时间间而而变变化化的的数数据据,再再以以时时间间为为横横坐坐标标,以以发发病病数数量量为为纵纵坐坐标标,绘绘制制成成发发病病数数量量随随时时间间而而变变化化的的曲曲线线。该该曲曲线线被被称称为为病病害害的的季节流行曲线季节流行曲线(di
12、seaseprogresscurve)。曲曲线线的的起起点点在在横横坐坐标标上上的的位位置置为为病病害害始始发发期期,斜斜率率反反映映了了流行速率流行速率,曲线,曲线最高点最高点表明表明流行程度流行程度。病害季节流行曲线病害季节流行曲线不同的多循环病害或同一病害在不同不同的多循环病害或同一病害在不同条件下,有不同类型的季节流行曲线:条件下,有不同类型的季节流行曲线:季节流行曲线常见形式季节流行曲线常见形式A.S型曲线型曲线S型曲线型曲线:黄瓜霜霉病、:黄瓜霜霉病、马铃薯晚疫病等马铃薯晚疫病等在作物的一个生长季节中,在作物的一个生长季节中,只有一个发病高峰。初始病情只有一个发病高峰。初始病情很低
13、,其后病情随着时间不断很低,其后病情随着时间不断上升直至饱和点,而寄主群体上升直至饱和点,而寄主群体不再增长。不再增长。季节流行曲线常见形式季节流行曲线常见形式 B.单峰曲线单峰曲线单峰曲线(马鞍型)单峰曲线(马鞍型):甜菜:甜菜褐斑病、白菜白斑病等褐斑病、白菜白斑病等在植物生长前中期发病且达到在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,导致病情不再候条件变为不利,导致病情不再发展,但寄主群体仍继续生长,发展,但寄主群体仍继续生长,故病情高峰从高峰处下降。故病情高峰从高峰处下降。D.多峰曲线多峰曲线季节流行曲线常见形式季节流行曲线常见形式多
14、峰曲线多峰曲线:稻瘟病、玉米:稻瘟病、玉米大斑病等大斑病等在作物的一个季节中,病害在作物的一个季节中,病害由于环境变化或寄主阶段抗病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性变化出现两个或两个以上的高峰。高峰。C.双峰曲线双峰曲线病害流行过程的阶段划分(病害流行过程的阶段划分(S S型)型)0 20 40 60 80 100 始发期始发期 盛发期盛发期 衰退期衰退期0.51.0病病情情指指数数日期日期0.05衰退期衰退期逻辑斯蒂期逻辑斯蒂期指数增长期指数增长期菌量积累和流行菌量积累和流行的关键时期的关键时期指数增长期指数增长期是菌量和流行的关键时期,是菌量和流行的关键时期,它为整个
15、流行过程奠定了菌量基础。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病害预测、药剂防治和流行规律的分析研究都应该研究都应该以指数增长期为重点以指数增长期为重点。指数增长模型指数增长模型和和逻辑斯蒂模型逻辑斯蒂模型是用于描是用于描述病害流行过程中,病害数量增长的主述病害流行过程中,病害数量增长的主要数学模型。要数学模型。四、病害流行的空间动态四、病害流行的空间动态植植物物病病害害流流行行的的空空间间动动态态,亦亦即即病病害害的的传传播播过过程程,反映了,反映了病害数量在空间中的发展规律病害数量在空间中的发展规律。病病害害的的时时间间动动态态和和空空间间动动态态是是相相互互依
16、依存存、平平行行推推进进的的。没没有有病病害害的的增增殖殖,就就不不可可能能实实现现病病害害的的传传播播;没没有有有有效效的的传传播播也也难难以以实实现现病病害害数数量量的继续增长,也就没有病害的流行。的继续增长,也就没有病害的流行。1、病害的传播特点、病害的传播特点病病害害的的传传播播特特点点主主要要因因病病原原物物种种类类及及其其传传播播方方式式而异。而异。气气传传病病害害的的自自然然传传播播距距离离相相对对较较大大,其其变变化化主主要要受受气气流和风的影响。流和风的影响。土土传传病病害害自自然然传传播播距距离离较较小小,主主要要受受田田间间耕耕作作、灌灌溉溉等农事活动以及线虫等生物介体活
17、动的影响。等农事活动以及线虫等生物介体活动的影响。虫虫传传病病害害的的传传播播距距离离和和效效能能主主要要取取决决于于传传病病昆昆虫虫介介体体的的种种群群数数量量、活活动动能能力力以以及及病病原原物物与与介介体体昆昆虫虫之之间间的的相互关系。相互关系。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病病害害传传播播是是病病原原物物有有效效传传播播的的结结果果,但但病病原原物物的的有有效效传传播播受受到到一一系系列非生物学和生物学因子的影响列非生物学和生物学因子的影响。如:。如:气气流流传传播播包包括括孢孢子子由由产产孢孢器器官官向向大大气气中中释释放放,随随气气流流飞飞散散和
18、和着着落落在在植植物物体表体表等三个过程。等三个过程。孢孢子子的的气气流流传传播播规规律律几几乎乎与与空空中中非非生生物物微微粒粒的的气气流流传传播播一一样样,受受其其形形状状、大小、比重、表面特性和气流运动大小、比重、表面特性和气流运动等物理学因素的影响。等物理学因素的影响。但但孢孢子子经经过过传传播播以以后后能能否否萌萌发发和和侵侵染染,引引起起植植物物发发病病还还受受到到一一系系列列生生物物学学因因素素的的制制约约,包包括括孢孢子子的的数数量量、密密度度、抗抗逆逆性性和和致致病病性性,寄寄主主植植物物的的数数量量、分分布布和和感感病病性性,以以及及对对孢孢子子萌萌发发、侵侵入入和和扩扩展
19、展有有显显著著作作用用的的环环境境因子因子等。等。只有导致侵染和发病的孢子,才最终实现了病害的传播。只有导致侵染和发病的孢子,才最终实现了病害的传播。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不同病害的传播距离差异很大,可区分为近程、中程不同病害的传播距离差异很大,可区分为近程、中程和远程传播和远程传播流行学中常用流行学中常用一次传播距离一次传播距离和和一代传播距离一代传播距离的概念。的概念。一次传播距离一次传播距离:病原菌孢子从释放到侵入植物体这段: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,时间内所引起的病害传播,以日为时间单位,表述为表述为一日
20、之内实现的病害传播距离一日之内实现的病害传播距离。一代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:病害一个潜伏期内多次传播所实现的传播距离。传播距离。近程传播近程传播一次传播距离一次传播距离在百米以下。在百米以下。中程传播中程传播传播距离为几百米至几公里。传播距离为几百米至几公里。远程传播远程传播传播距离达到数十公里乃至数百公里。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、植物病害流行的因素(一)病害流行的要素(一)病害流行的要素大量强致病力的病原物大量强致病力的病原物大面积集中栽培的感病寄主植物大面积集中栽培的感病寄主植物有利于病原物发生和繁殖的环境条件有利于
21、病原物发生和繁殖的环境条件植植物物病病害害的的流流行行受受到到寄寄主主植植物物群群体体、病病原原物物群群体体、环环境境条条件件和和人人类类活活动动诸诸方方面面多多种种因因素素的的影影响响,这这些因素的相互作用决定了流行的强度和广度。些因素的相互作用决定了流行的强度和广度。(二)病害流行因素的分析1寄主植物的感病性寄主植物的感病性虽虽然然人人类类已已能能通通过过抗抗病病育育种种选选育育高高度度抗抗病病的的品品种种,但但是是现现在在所所利利用用的的主主要要是是小小种种专专化化性性抗抗病病性性,在在长长期期的的育育种种实实践践中中因因不不加加选选择择而而逐逐渐渐失失去去了了植植物物原原有有的的非非小
22、小种种专专化化性性抗抗病病性性,致致使使抗抗病病品品种种的的遗遗传传基基础础狭狭窄窄,易易因因病病原原物物群体致病性变化而丧失抗病性,沦为感病品种。群体致病性变化而丧失抗病性,沦为感病品种。存在感病的寄主植物是流行的基本前提。存在感病的寄主植物是流行的基本前提。n感病的感病的野生植物野生植物和和栽培植物栽培植物都是广泛存在的。都是广泛存在的。2寄主植物大面积集中栽培寄主植物大面积集中栽培农农业业规规模模经经营营和和保保护护地地栽栽培培的的发发展展,往往往往在在特特定定的的地地区区大大面面积积种种植植单单一一农农作作物物甚甚至至单单一一品品种种,从从而而特特别别有有利利于于病病害害的的传传播播和
23、和病病原原物物增增殖殖,常常导导致致病害大流行。病害大流行。3具有强致病性的病原物具有强致病性的病原物许许多多病病原原物物群群体体内内部部有有明明显显的的致致病病性性分分化化现现象象,具具有有强强致致病病性性的的小小种种或或菌菌株株、毒毒株株占占据据优优势势就就有有利于病害大流行。利于病害大流行。在在种种植植寄寄主主植植物物抗抗病病品品种种时时,病病原原物物群群体体中中具具有有匹匹配配致致病病性性(毒毒性性)的的类类型型将将逐逐渐渐占占据据优优势势,使使品品种抗病性丧失,导致病害重新流行。种抗病性丧失,导致病害重新流行。4病原物数量巨大病原物数量巨大有些病原物能够有些病原物能够大量繁殖和有效传
24、播大量繁殖和有效传播,短期内能短期内能积累巨大菌量积累巨大菌量。有的有的抗逆性强,越冬或越夏存活率高,初侵染菌抗逆性强,越冬或越夏存活率高,初侵染菌源数量多源数量多,这些都是重要的流行因素。,这些都是重要的流行因素。对于生物介体传播的病害,对于生物介体传播的病害,传毒介体的数量传毒介体的数量也是也是重要的流行因素。重要的流行因素。5有利的环境条件有利的环境条件环境条件主要包括:环境条件主要包括:气象条件气象条件土壤条件土壤条件栽培条件栽培条件有有利利于于流流行行的的条条件件应应能能持持续续足足够够长长的的时时间间,且且出出现在病原物繁殖和侵染的关键时期现在病原物繁殖和侵染的关键时期。n寄主植物
25、寄主植物在不适宜的条件下生长不良,抗病能力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。降低,可以加重病害流行。气气象象因因素素能能够够影影响响病病害害在在广广大大地地区区的的流流行行,其其中中以以温温度度、水分水分(包括湿度、雨量、雨日、雾和露包括湿度、雨量、雨日、雾和露)和日照和日照最为重要。最为重要。n土土壤壤因因素素包包括括土土壤壤的的理理化化性性质质、土土壤壤肥肥力力和和土土壤壤微微生生物物等等,往往只影响病害在局部地区的流行。往往只影响病害在局部地区的流行。气气象象条条件件既既影影响响病病原原物物的的繁繁殖殖、传传播播和和侵侵入入,又又影影响响寄寄主主植物的抗病性。植物
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