北京地區春季大棚番茄灰霉病發生規律分析及預測模型構建

摘要：為探索春季大棚番茄灰霉病的發生規律及預測模型的構建，采用定點觀察的方法，開展灰霉病發生規律系統監測，并在系統監測基礎上構建番茄灰霉病發病程度的預測模型。結果表明，灰霉病的發生大致可分為3個時期，即4月中下旬的快速增長期、5月下旬至6月中旬的穩定增長期和7月上旬以后的緩慢下降期。通過研究番茄灰霉病的發生發展以及溫度﹑濕度情況，明確了番茄灰霉病與棚室溫度及濕度等環境因子的關系，其與溫度呈負相關，與相對濕度呈正相關，并建立了溫室大棚中番茄灰霉病流行趨勢與溫度、濕度間關系的預測模型，該模型具有較高的準確性。

關鍵詞：番茄；灰霉病；發生規律；預測模型

中圖分類號：S436.412.1+3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）13-3356-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.13.021

番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌（Botrytis cinema）引起的侵染性病害，是一種世界性重要病害，對設施栽培番茄的危害極大，已成為當前溫室番茄安全生產的最主要限制因子之一[1-5]，具有易發生、蔓延快、病菌易產生抗藥性、經濟損失大的特點[6]。除為害番茄外，還可為害茄子、辣椒、黃瓜、瓠瓜等20多種作物[7]。據筆者初步調查，大棚番茄灰霉病的產量損失一般在15%～20%，高的可達30%左右，嚴重制約著春季大棚番茄的發展和農民增收。目前生產上防治番茄灰霉病主要采用化學藥劑防治，由于頻繁用藥，病菌抗藥性問題突出，防效不盡人意[8，9]。鄭超等[10]進行了溫室番茄灰霉病的田間動態研究，并指出初始病情、日平均溫度和日平均20～30 ℃的小時數是影響溫室番茄灰霉病侵染速率的最重要因素。在日光溫室中，相對濕度完全可以滿足發病要求，而室內氣溫是病害流行的限制因素[11]。

為探索番茄灰霉病的發生規律及發病程度與棚室小氣候的關系，筆者開展了春季大棚番茄灰霉病發生規律研究，并在病害調查的基礎上構建了番茄灰霉病預測模型，以期通過該研究做到對番茄灰霉病的早期預警、早期防治。在防治上主要采取物理防治技術、栽培技術、設施環境因子控制，以及使用環境友好型農藥防治相結合的綜合管理方法，減少農藥的使用及其帶來的環境和抗藥性問題，為番茄灰霉病防治技術的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試番茄品種為瑞克斯旺。

1.2 方法

試驗于2013年在昌平區南邵鎮姜屯村金六環農業園開展設施番茄灰霉病發生規律的監測和預測模型校正。田間番茄灰霉病試驗數據的調查分別以葉片和果實為單位進行，在每個調查區選取3個生產棚，即為3次重復。調查采用對角線5點取樣法進行系統監測，在沿棚室對角線選取5個調查樣點，每個樣點標記20株番茄，每個棚室調查100株，共計300株，記錄全部葉片和果實的發病率和病情指數。最后計算病株率和病情指數。將在不同試驗區調查所得數據經過處理后，分別計算病害發病率和病情指數（DI）。

DI=■×100

式中，n0、n1······n9分別代表不同發病級別的調查葉片數或果實數。

病葉嚴重度的分級標準：0級，無病斑；1級，病斑面積占葉片面積的5%以下；3級，病斑面積占葉片面積的6%～15%以下；5級，病斑面積占葉片面積的16%～25%以下；7級，病斑面積占葉片面積的26%～50%以下；9級，病斑面積占葉片面積的50%以上（或葉柄折斷）。病果嚴重度的分級標準：0級，無病斑；1級，殘留花瓣或柱頭發病；3級，萼片腐爛或柱頭發病蔓延到果臍部；5級，果蒂部過果臍部有侵潤斑，無霉層；7級，果蒂部過果臍部有霉層，但未擴展到果的其他部位；9級，霉層擴展到果的其他部位。

1.3 模型驅動因子的選擇

選擇溫度和濕度作為模型的2個驅動因子。由于調查記錄的病情指數為連續積累的結果，故用累計溫度和累計濕度度量其對番茄灰霉病發生和流行的效應。

1.4 調查數據處理

1.4.1 溫度數據處理 為合理反映白天溫度對番茄灰霉病的影響效應及為統計方便，先對原始數據進行標準化處理。考慮到20～25 ℃是病害發生流行適宜溫度范圍，25 ℃為最適溫度，而番茄最適生長溫度為24 ℃，所以在數據標準化時，以設計溫度（Ta）25 ℃為基準定為1.0，20～25 ℃范圍內換算成標準溫度在0.8～1.0之間，其他范圍內溫度換算依照下式計算，再由換算后的標準溫度計算標準累積溫度，即標準累積溫度=∑標準溫度。

標準溫度=0.8-（設計溫度Ta-25）/25（Ta>25） 1.0 （Ta=25） 設計溫度Ta/25 （25>Ta≥20）0.8-（20-設計溫度Ta）/20（Ta<20） 1.4.2 濕度數據處理 將濕度相對值直接以0～1范圍內的數值表示標準濕度，再計算標準累積濕度。

1.5 建模與模型分析

將環境因子數據在Microsoft Excel上進行標準化處理后，以病情指數為因變量，累積溫度和累積濕度為自變量，利用統計軟件SAS（Statistics analysis system）對試驗數據進行相關性比較，進行逐步回歸分析，結合實際生產中不同因素影響的程度大小，建立番茄灰霉病流行程度預測模型。

2 結果與分析

2.1 番茄灰霉病發生規律

春季番茄灰霉病發生后，隨著時間的推移，病情進一步擴展蔓延，春季大棚番茄灰霉病的發病程度總體上呈先上升后下降的趨勢。從葉片和果實病情指數動態變化來看（圖1、圖2），灰霉病的發生大致可分為3個時期，即4月中下旬的快速增長期、5月下旬至6月中旬的穩定增長期和7月上旬以后的緩慢下降期。

2.2 大棚番茄灰霉病影響因子分析

2.2.1 番茄灰霉病病情指數和環境因子相關分析 采用DPS（V5.12）軟件對番茄灰霉病病葉發病率與溫室溫度及相對濕度等進行回歸分析，從棚內的環境因子以及時間和灰霉病病情關系的分析結果（表1）可以看出，病情指數與棚室內的溫度表現為顯著負相關，相關系數為-0.423；與棚室內的濕度表現為極顯著正相關，相關系數為0.523。該相關系數表明，棚室內的溫濕度是影響番茄灰霉病的主要環境因子，二者可以作為灰霉病預測模型的主要驅動因子。

2.2.2 溫室番茄灰霉病預測模型 利用SPSS程序軟件，將調查的標準累積濕度和標準累積溫度兩個因子與田間調查的番茄灰霉病病情指數進行逐步回歸分析，因變量為病情指數，建立溫室番茄灰霉病病情指數的預測模型。

根據表2得出，模型1，DI=-69.355+15.205x1；模型2，DI=-79.259+19.278x1-3.825x2。

式中，x1和x2分別為標準累積濕度和標準累積溫度。從模型擬合優勢度分析（表3），模型2明顯比模型1好，因此將模型2作為最終回歸方程。

利用模型2計算得到的預測值和實際調查值之間差別不大（表4），說明該模型能夠很好地模擬大棚番茄灰霉病病情指數隨溫度及濕度的增長狀態，具有較高的準確性（圖3）。

3 小結

該研究明確了溫室內環境因子和番茄灰霉病病情指數之間的關系，建立了基于環境因子的溫室番茄灰霉病流行預測模型，而且模型的擬合效果較好，通過棚室內的溫濕度情況變化，可以比較準確地預測番茄灰霉病的發生情況及危害嚴重度。

3.1 番茄灰霉病發生規律

春季大棚灰霉病的發生大致可分為3個時期，春季番茄灰霉病發生后，隨著時間的推移，病情進一步擴展蔓延，春季大棚番茄灰霉病的發病程度總體上呈先上升后下降的趨勢。從葉片和果實病情指數動態變化來看，灰霉病的發生大致可分為3個時期，即4月中下旬的快速增長期、5月下旬至6月中旬的穩定增長期和7月上旬以后的緩慢下降期。

3.2 番茄灰霉病病情指數與環境因子相關分析

番茄灰霉病病情指數與棚室內的溫度表現為顯著負相關，相關系數為-0.423，與棚室內的濕度表現為極顯著正相關，相關系數為0.523。該相關系數表明棚室內的溫濕度是影響番茄灰霉病的主要環境因子。

3.3 溫室番茄灰霉病預測模型

利用SPSS程序軟件，將調查的標準累積濕度和標準累積溫度兩個因子與田間調查的番茄灰霉病病情指數進行逐步回歸分析，建立溫室番茄灰霉病病情指數的預測模型，DI=-79.259+19.278x1-3.825x2。模型能夠很好地模擬大棚番茄灰霉病病情指數隨溫度及濕度的增長狀態，具有較高的準確性。

4 討論

番茄灰霉病的發生與番茄生長期所處的環境條件有密切的關系。通過本研究發現，番茄灰霉病的發生與棚室的溫度及濕度具有顯著相關性。溫度低濕度大時番茄灰霉病發生迅速且嚴重，隨著溫度升高和濕度降低番茄灰霉病發生呈現下降的趨勢。前人研究報道稱，保護地番茄灰霉病的生態防治要采取多種措施調節大棚內的溫度、濕度和光照等環境因子，創造有利于番茄生長發育而不利于灰葡萄孢菌侵染的生態環境[12-14]，與本研究結果一致。

同時，該研究明確了溫室內環境因子與番茄灰霉病病情指數之間的關系，建立了基于環境因子的溫室番茄灰霉病流行預測模型，而且模型的擬合效果較好，通過棚室內的溫濕度情況變化，可以比較準確地預測番茄灰霉病的發生情況及危害嚴重度。未來將考慮更多的影響因子，進一步完善預測模型。此外將利用多點數據對所建模型的擬合效果進行校正和完善，建立更加完善的溫室番茄灰霉病流行預測模型。模型在實際生產中應用的準確性還有待進一步驗證。

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