小麥白粉病菌空中孢子量與氣象因子的關(guān)系及病害預(yù)測(cè)模型的建立

摘要：對(duì)小麥白粉病菌空中孢子量進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，并分析了孢子量與氣象因子的關(guān)系。利用ＳＰＳＳ統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)和回歸分析，建立了病害預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明，孢子量與溫度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－０．０７０ １；與降水量呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為０．３１９ ４；與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－０．４３８ ９；與風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－０．２９３ ９。建立了病害預(yù)測(cè)模型，回歸方程為ｙ＝ｅ（４．７３３－３０．７１７／ｘ），決定系數(shù)為０．８９７ ０，模型的擬合效果較好。

關(guān)鍵詞：小麥白粉病菌；孢子量；孢子捕捉；氣象因子；預(yù)測(cè)模型

中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ４３５．１２文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）13－2652-03

Relationship between the Amount of Aerial Conidia of Blumeria graminis f.sp. tritici

and Meteorological Factors and the Establishment of Forecasting Model

ＳＯＮＧ Ｊｉｎｇ－ｊｉｎｇ，ＣＡＯ Ｙｕａｎ－ｙｉｎ，ＬＩ Ｔｉａｎ－ｙａ，ＬＩ Ｗｅｉ－ｈｕａ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｇ

(Institute of Plant Immunology， Shenyang Agricultural University， Shenyang 110866， China)

Ａｂｓｔrａｃｔ： Tｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｅｒｉａｌ ｃｏｎｉｄｉａ ｏｆ Ｂｌｕｍｅｒｉａ ｇｒａｍｉｎｉｓ ｆ．ｓｐ．ｔｒｉｔｉｃｉ was monitored； ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃｏｎｉｄｉａ ａｎｄ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ ｆａｃｔｏｒｓ was analyzed． Ａ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ａｎａｌyｓｉｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｗａｓ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ａｅｒｉａｌ ｃｏｎｉｄｉａ ａｎｄ ｍｅａｎ ｄａｉｌｙ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｒｅｌａｔｉｖｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ， ａｎｄ ｍｅａｎ ｗｉｎｄ ｓｐｅｅｄ； while ｈａｄ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｍｅａｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ． Ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｗｅｒｅ －０．０７０ １， －０．４３８ ９，－０．２９３ ９， ａｎｄ ０．３１９ ４ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｈｉｇｈｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｉｓｅａｓｅ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｃｏｎｉｄｉａ ｉｎ ｔｈｅ ａｉｒ， ｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ waｓ ｙ＝ｅ（４．７３３－３０．７１７／ｘ）， ａｄｊｕｓｔｅｄ Ｒ ｓｑｕａｒｅ waｓ ０．８９７ ０．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｂｌｕｍｅｒｉａ ｇｒａｍｉｎｉｓ ｆ． ｓｐ． ｔｒｉｔｉｃｉ； ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃｏｎｉｄｉａ； ｓｐｏｒｅ ｔｒａｐｐｉｎｇ； ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ； ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ｍｏｄｅｌ

小麥白粉病是由專(zhuān)性寄生菌Ｂｌｕｍｅｒｉａ ｇｒａｍｉｎｉｓ ｆ．ｓｐ． ｔｒｉｔｉｃｉ引起的氣傳性真菌病害，世界各主要小麥產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生。分生孢子的傳播是該病害大流行的主要因素之一。小麥白粉病菌孢子的產(chǎn)生、釋放、傳播和侵染過(guò)程受諸多因素影響，我國(guó)小麥白粉病的傳播途徑是由南向北遠(yuǎn)距離傳播，楊家書(shū)等［１］曾報(bào)道，東北春麥區(qū)小麥白粉病菌的初侵染菌源主要來(lái)自于白粉病常發(fā)的膠東半島冬麥區(qū)。因此，在大田條件下進(jìn)行空中孢子量的監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)掌握小麥白粉病菌的時(shí)空動(dòng)態(tài)，了解初侵染菌量或再侵染的菌量，有助于確定最佳的防治時(shí)機(jī)，有效地進(jìn)行病害的控制和管理。

自２０世紀(jì)６０年代Ｖａｎｄｅｒｐｌａｎｋ［２］創(chuàng)立病害流行學(xué)以來(lái)，一些模擬植物病害流行動(dòng)態(tài)的理論數(shù)學(xué)模型［３－６］相繼被許多植物病理學(xué)工作者提出，并對(duì)許多作物病害的發(fā)展規(guī)律作了較為準(zhǔn)確的擬合和應(yīng)用［７，８］。然而，鮮見(jiàn)有人建立空中孢子量及病情指數(shù)之間的預(yù)測(cè)模型。本試驗(yàn)將通過(guò)分生孢子捕捉器對(duì)大田空中小麥白粉菌分生孢子量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并分析孢子量與氣象因子之間及病情指數(shù)與病原孢子量之間的關(guān)系，最后建立田間病害預(yù)測(cè)模型。為田間病害監(jiān)測(cè)提供理論依據(jù)，同時(shí)為早期實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

１材料與方法

１．１試驗(yàn)地與監(jiān)測(cè)時(shí)間

試驗(yàn)于２０１０年５月下旬至７月中旬小麥白粉病發(fā)生期在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物免疫研究所試驗(yàn)田進(jìn)行。選用對(duì)小麥白粉病高感且生育期長(zhǎng)的Ｌｉｎｅ Ｅ Ｓｒ３１ ＫＶＺ為研究對(duì)象，行距０．２５ ｍ。

１．２空中孢子捕捉與觀察

采用佳多牌孢子捕捉器，該捕捉器采用不銹鋼材料，內(nèi)置外流渦輪泵，采集病菌孢子不受氣流影響。安裝高度為０．６ ｍ。每天８∶００開(kāi)機(jī)，捕捉８ ｈ。載玻片厚度１．０～１．５ ｍｍ，其上均勻涂上白凡士林薄膜。每日換取載玻片，對(duì)吸附了小麥白粉菌孢子的載玻片進(jìn)行鏡檢。鏡檢時(shí)，在玻片中央滴一小滴無(wú)菌水，蓋上１８ ｍｍ×１８ ｍｍ的蓋玻片，用顯微鏡計(jì)數(shù)該范圍內(nèi)的孢子數(shù)量。

１．3病害調(diào)查

２０１０年在小麥生長(zhǎng)至拔節(jié)期時(shí)（５月中下旬），用改進(jìn)的“０-９”級(jí)法對(duì)病菌孢子監(jiān)測(cè)試驗(yàn)區(qū)中Ｌｉｎｅ Ｅ Ｓｒ３１ ＫＶＺ上的白粉病進(jìn)行調(diào)查。

１．4數(shù)據(jù)分析

本文采用的氣象數(shù)據(jù)來(lái)自沈陽(yáng)市氣象局。使用ＳＰＳＳ軟件對(duì)病原菌分生孢子數(shù)與氣象因子進(jìn)行相關(guān)分析。

２結(jié)果與分析

２．１小麥白粉病原孢子監(jiān)測(cè)結(jié)果

對(duì)小麥白粉病原孢子空中捕捉記錄（圖１）顯示，６月１１日前孢子零星出現(xiàn)，且數(shù)量較少。６月１１日以后白粉病原孢子開(kāi)始在試驗(yàn)田上空連續(xù)出現(xiàn)，一直至６月２７日之前數(shù)量趨勢(shì)較平穩(wěn)，沒(méi)有明顯的高峰。而６月２８日空中孢子數(shù)量開(kāi)始出現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，但在６月２９日出現(xiàn)強(qiáng)降雨，降水量達(dá)１６．７ ｍｍ，孢子捕捉量急劇下降。從６月３０日開(kāi)始孢子數(shù)量出現(xiàn)小高峰，隨后又開(kāi)始下降，６月３０日捕捉孢子數(shù)量累計(jì)達(dá)３０個(gè)。７月７~１１日達(dá)到第二個(gè)高峰，捕捉孢子數(shù)量達(dá)到４0個(gè)以上。這兩天平均溫度均為２３．６ ℃，相對(duì)濕度分別為７３．３％和７８．５％，均無(wú)降水。由此可見(jiàn)，小麥白粉病原孢子數(shù)量的多少受到了外界因素很大的影響，特別是氣象因素，它們存在明顯的相關(guān)性。

２．２空氣中白粉菌孢子量與溫度的關(guān)系

空氣中白粉病原孢子數(shù)量與溫度的關(guān)系見(jiàn)圖２。由圖２可以看出，觀察孢子量期間溫度變化不是很大，都是在２１ ℃以上，２９ ℃以下，平均溫度為２４．３ ℃。由于白粉菌孢子生長(zhǎng)的最適溫度在１５～２０ ℃，溫度過(guò)高不利于孢子的釋放，孢子量與溫度呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－０．０７０ １。

２．３空氣中白粉菌孢子量與降水量的關(guān)系

空氣中白粉病原孢子數(shù)量與降水量的關(guān)系見(jiàn)圖３。由圖３可以看出，降雨對(duì)空氣中的孢子量有明顯的影響，只要觀察的前一天有降雨，孢子數(shù)量就會(huì)明顯增加，呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為０．３１９ ４。

２．４空氣中白粉菌孢子量與相對(duì)濕度的關(guān)系

空氣中白粉病原孢子數(shù)量與相對(duì)濕度的關(guān)系見(jiàn)圖４。由圖４可以看出，小麥白粉菌分生孢子數(shù)量與相對(duì)濕度有極顯著的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為

－０．４３８ ９。可見(jiàn)空氣濕度過(guò)高不利于分生孢子的形成與傳播。

２．５空氣中白粉菌孢子量與風(fēng)速的關(guān)系

空氣中白粉病原孢子數(shù)量與風(fēng)速的關(guān)系見(jiàn)圖５。由圖５可以看出，風(fēng)速對(duì)白粉病原孢子數(shù)量也存在著一定的影響，因?yàn)轱L(fēng)速的大小影響著空氣中孢子的分布與方向。兩者之間存在負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為－０．２９３ ９。

２．６病情指數(shù)與累積孢子數(shù)的關(guān)系

由小麥白粉病田間病情指數(shù)和累積孢子數(shù)可以看出（圖６），病情在孕穗期（６月５日）至抽穗期（６月１２日）和抽穗期至揚(yáng)花期（６月１７日）增長(zhǎng)較快，空氣中孢子累積數(shù)以揚(yáng)花期至灌漿初期（６月２８日）增加量最多，這說(shuō)明隨著病害的發(fā)展，新產(chǎn)生的孢子數(shù)也會(huì)越來(lái)越多。相關(guān)分析結(jié)果表明，累積孢子數(shù)與病情指數(shù)的相關(guān)系數(shù)為０．８４１ 0，達(dá)到極顯著水平。回歸方程為ｙ＝ｅ（４．７３３－３０．７１７／ｘ）（ｙ為病情指數(shù)，ｘ為孢子累積數(shù)），決定系數(shù)為０．８９７ ０，模型的擬合效果較好。

３結(jié)論與討論

本研究通過(guò)對(duì)空氣中小麥白粉病原孢子的捕捉，分析了孢子量與各氣象因子的關(guān)系。結(jié)果表明，小麥白粉病原孢子量與溫度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－０．０７０ １，并不顯著；與降水量存在顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為０．３１９ ４；與相對(duì)濕度存在極顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－０．４３８ ９；與風(fēng)速呈顯著的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－０．２９３ ９。田間病情指數(shù)與累積孢子數(shù)呈極顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為０．８４１ ０。依此建立病害預(yù)測(cè)模型，決定系數(shù)為０．８９７ ０，有較高的擬合效果。

由于２０１０年整體溫度較高，并且降水量大導(dǎo)致空氣相對(duì)濕度也較大，不利于病害發(fā)生，因此白粉菌病原孢子的數(shù)量取決于很多因素，除氣象因素外，還有田間實(shí)際病情、菌源量等因素，要結(jié)合多因素才能全面地了解小麥白粉病的實(shí)際情況。

通過(guò)孢子捕捉器對(duì)田間病原孢子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以模擬田間的實(shí)際情況，研究不同生育期和不同距離、方向上病原孢子的發(fā)生和傳播情況，有利于及時(shí)對(duì)田間病情的發(fā)展做出預(yù)測(cè)，確定最佳的防治時(shí)間，減輕病害損失。

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文