應(yīng)用CARAH模型預(yù)測冬種馬鈴薯晚疫病初探

王 晗 代 華 趙仁杰

（湖北崇陽縣農(nóng)業(yè)局 437500）

由晚疫病菌引起的馬鈴薯晚疫病是馬鈴薯生產(chǎn)中最重要的病害，也是所有糧食作物中造成損失最大的病害。為探索冬種馬鈴薯晚疫病預(yù)測預(yù)報的方法，及時科學(xué)指導(dǎo)防治，崇陽縣在省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站和省植?？傉炯叭A中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心的幫助和指導(dǎo)下，引進了Davis氣象站，將收集到的氣象資料應(yīng)用 CARAH模型對冬種馬鈴薯晚疫病進行預(yù)測預(yù)報，該模型是利用作物生長環(huán)境的溫度和濕度等相關(guān)參數(shù)對晚疫病的發(fā)生做出預(yù)測和預(yù)報，在該病害大面積發(fā)生前進行藥劑防治?，F(xiàn)將崇陽縣應(yīng)用該模式預(yù)測冬種馬鈴薯晚疫病的情況進行初步分析和探討。

1 崇陽縣冬種馬鈴薯晚疫病的發(fā)生及防治情況

2008年前崇陽縣馬鈴薯主要以山區(qū)農(nóng)戶春種馬鈴薯為主，平畈地區(qū)只有少數(shù)農(nóng)戶冬種馬鈴薯自產(chǎn)自銷，全縣種植面積在667hm2以下，且種植模式零星分散，馬鈴薯晚疫病發(fā)生較輕微。自2008年全省秋冬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場會在崇陽縣召開后，縣委縣政府把馬鈴薯產(chǎn)業(yè)作為發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，促進農(nóng)民增收的戰(zhàn)略舉措來抓，馬鈴薯冬種面積逐年擴大，2008年當(dāng)年冬種馬鈴薯面積就達到 780hm2，2009 年擴大到 2 680hm2，2010 年面積達到 2 927hm2，2011 年達到 3 453hm2。

在崇陽縣冬種馬鈴薯面積逐年擴大的同時，晚疫病也呈逐年加重趨勢，2008年當(dāng)年發(fā)病面積只占種植面積的45.6%，2009年發(fā)病面積占種植面積的83.2%，2010年發(fā)病面積達到種植面積的100%，對馬鈴薯生產(chǎn)造成的重大的損失。

為了減輕馬鈴薯晚疫病的危害，我們在推廣冬種馬鈴薯時就制訂馬鈴薯晚疫病防治方案，方案要求根據(jù)馬鈴薯病害的發(fā)生特點采取以農(nóng)業(yè)防治為主結(jié)合藥劑防治的綜合防治措施。

1.1 農(nóng)業(yè)防治方面

一是采用抗病高產(chǎn)良種，引進無病種薯，以降低病害的初次侵染源。二是選擇土壤肥沃、疏松和排水良好的田塊種植。三是采用地膜覆蓋栽培，改善土壤環(huán)境，抑制病菌發(fā)生。四是加強田間管理，增施有機肥，推行配方施肥，促使植株健壯生長，提高馬鈴薯抗病能力。五是及時清除中心病株，在大田馬鈴薯植株現(xiàn)蕾封壟時，應(yīng)在茂密、濕度大、開花的品種田，定點檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)中心病株時及時拔除深埋，以防止中心植株向四周蔓延使病害發(fā)生面積擴大。

1.2 藥劑防治方面

一是使用保護性藥劑，在3月下旬至4月上旬平均氣溫達到15℃左右，有2～3d陰雨天氣，或有大霧、重露等高濕條件，及時搶晴噴施預(yù)防藥劑，進行病害預(yù)防。主要用80%代森錳鋅、77%硫酸銅鈣或50%克菌單，每667m2用80～100g200倍液，或70%丙森鋅每667m2用150～200g200倍液噴霧，或72%百菌清60～80ml200倍液噴霧。噴霧時使葉片正反面都均勻地噴上藥液，在整個葉片都形成保護膜，阻止病菌孢子的侵染。第一次用藥后，如果遇陰雨或中雨以上強度的降水，住雨后調(diào)查田間還沒有發(fā)病，則繼續(xù)噴施保護藥。二是做好治療藥劑的使用，田間出現(xiàn)發(fā)病中心，周邊3.3hm2地都及時噴施治療性藥劑，殺死進入植株體內(nèi)的病菌，阻止病害進一步蔓延，使用的主要藥劑有72%克露、50%安克、68.75%銀發(fā)利，每667m2用量分別為克露100g、安克60g、銀法利75ml，200倍液噴霧。噴藥時要保證葉片背面都能噴到，因為葉背面是病原菌侵染的主要部位。噴治療性藥劑后，如果沒有下雨，田間病情沒有繼續(xù)擴展，原有病斑枯死，植株處于開花期前，可以等到下次雨后再噴藥。如果病害仍在蔓延，則在上次噴藥7d后噴第二次藥。如果植株開花期病情得到有效控制，原有病斑枯死，則按前面所述再噴一次保護性藥劑，防止再次侵染。

雖然在該病的防控上我們要求采取上述多種措施，但在實際應(yīng)用中存在優(yōu)質(zhì)品種多不抗馬鈴薯晚疫病、脫毒種薯不脫毒、部分種植田塊排水不暢、使用藥劑預(yù)防和治療不及時，加上目前馬鈴薯晚疫病的預(yù)測預(yù)報方法比較傳統(tǒng)，無法做到適時有效指導(dǎo)防治，而達不到理想的防治效果，且由于防治次數(shù)過多造成防治成本增加和環(huán)境污染然，晚疫病造成的損失依然很嚴重。針對這種情況，為了更準確對馬鈴薯晚疫病進行預(yù)測預(yù)報，我們在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省馬鈴薯工程技術(shù)研究中心專家的技術(shù)支持下，應(yīng)用CARAH模型進行晚疫病預(yù)測預(yù)報，為有效控制馬鈴薯晚疫病的危害提供了新的模式。

2 Davis氣象站的安裝和CARAH模型的應(yīng)用情況

2.1 Davis氣象站的安裝

我們于2011年4月10日在石城鎮(zhèn)八一村馬鈴薯基地安裝了DAVIS氣象設(shè)備，該氣象站的經(jīng)度為 113.95°，緯度為 29.47°，海拔 68m。

2.2 收集氣象資料

2010年12月至2011年4月10日的氣象資料由縣氣象局提供，提供資料站點的經(jīng)度為114.02°，緯度為 29.32°，海拔 78.5m。從 4月 11日起開始利用石城鎮(zhèn)八一村馬鈴薯基地安裝的DAVIS氣象設(shè)備下載收集氣象資料，每2d收集和整理一次。收集的氣象資料有：每日的最低氣溫、最高氣溫、平均氣溫、降雨量、每小時的相對濕度和溫度。兩者的經(jīng)緯度和海拔高度相差不大，其資料可以合并使用。

2.3 分析資料數(shù)據(jù)

將上述氣象資料作出詳細分析，2011年3月1日前，溫度較低，達不到馬鈴薯晚疫病病菌侵染的要求，其它條件適宜也不會發(fā)生侵染，故主要分析的是從2011年3月1日～6月2日的氣象資料，并繪制出了有關(guān)的三種曲線圖。

2.3.1 田間濕度和田間溫度曲線圖（見圖表1和圖表 2）。

2.3.2 根據(jù)Conce方法繪制侵染循環(huán)曲線

利用CARAH模型（C.Ducattillon）對收集的氣象資料分析和整理，模擬預(yù)測了我縣晚疫病發(fā)生的嚴重程度，侵入時間和次數(shù)。根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，將相對濕度≥90%的時間標記出來，再將濕潤期間各小時的溫度進行平均，得到濕潤期間的平均溫度。如果相對濕度＞90%期間，平均溫度達到7℃，持續(xù)時間超過16.30h，晚疫病菌的孢子將進入葉片內(nèi)，即開始進入侵染循環(huán)；當(dāng)溫度達到16℃及以上時，持續(xù)時間超過8h，晚疫病菌的孢子就將進入葉片內(nèi)，即開始進入侵染循環(huán)。潛在侵染程度與相對濕度＞90%期間的長短（濕潤期）和此期間的平均溫度相關(guān)。在一定溫度范圍內(nèi)，相對濕度＞90%時持續(xù)的時間越長，在此期間平均溫度越高，則發(fā)生晚疫病侵染的程度越嚴重，但如果日最高氣溫超過35℃時，侵染循環(huán)過程被終止。

根據(jù) CARAH模型和建立的侵染循環(huán)得分表，每個侵染循環(huán)（從孢子成熟－孢子萌發(fā)－新孢子再侵染）過程需要獲得累計7分才能完成。如果得夠7分，一次侵染循環(huán)結(jié)束。采用Conce的參數(shù)進行模擬預(yù)測，繪制侵染循環(huán)曲線。（見圖表3）

CARAH模型預(yù)測表明，崇陽縣馬鈴薯晚疫病整個生育期間發(fā)生六代共14次侵染。第一代只發(fā)生一次侵染循環(huán)，即初次侵染，侵染時間3月6日～13日，為中度侵染。第二代也只發(fā)生一次侵染循環(huán)，即第2次侵染，侵染時間3月20日～29日，為輕度侵染。第三代發(fā)生三次侵染循環(huán)，即第3、4、5次侵染，第3次侵染時間4月18日～23日，為中度侵染；第4次侵染時間4月22日～5月3日，為中度侵染；第5次侵染時間為4月23日～5月4日，為中度侵染。第四代發(fā)生兩次侵染循環(huán)，即第6、7次侵染，第6次侵染從5月3日～10日，為極重侵染；第7次侵染時間5月5日～13日，為中度侵染。第五代發(fā)生兩次侵染，即第8、9兩次侵染，第8次侵染時間5月12日～17日，為中度侵染；第9次侵染時間5月13日～17日，為中度侵染。第六代發(fā)生五次侵染，即第10、11、12、13、14五次侵染，第 10次侵染時間 5月22日～27日，為極重侵染；第11次侵染時間5月24日～29日，為中度侵染；第12次侵染時間5月25日～30日，為中度侵染；第13次侵染時間5月26日～6月1日，為中度侵染；第14次侵染時間5月27日～6月2日，為中度侵染。

3 CARAH模型預(yù)測發(fā)病情況與田間真實發(fā)病情況比較

石城鎮(zhèn)八一村馬鈴薯基地地勢平坦，土壤類型為砂壤土，品種為費烏瑞它，種植面積66.67hm2，12月25～27日期間播種，2月10日左右出苗，4月15日左右進入塊莖形成膨大期，5月30日左右收獲。

今年崇陽縣境內(nèi)1月份至5月份降雨量比歷年同期平均大幅減少，1～5月份的月降雨量分別為 36.3mm、8.8mm、58.2mm、70.8mm、95.5mm，比歷年同期平均月降雨量分別減少 27.2mm、67.1mm、81.7mm、120.8mm、126.4mm。 1～5月份的月平均溫度分別為2.3℃、8.8℃、11.7℃、19.2℃、22.8℃，其中1月份的平均溫度比1月份歷年平均溫度低2.3℃，2～5月份月平均溫度比歷年同期平均溫度分別高2.3℃、1.2℃、2.1℃、0.9℃。

表4 馬鈴薯晚疫病病情系統(tǒng)調(diào)查表

CARAH模型顯示：從3月1日至6月2日期間共發(fā)生6代14次晚疫病的侵染。2月初馬鈴薯出苗到4月17日整個莖葉生長期，由于天氣干旱少雨，溫度較低，只發(fā)生2代2次侵染，初次侵染發(fā)生在3月6日，為中度浸染，3月20日出現(xiàn)第二次侵染，為輕度浸染；田間調(diào)查：4月10日開始出現(xiàn)晚疫病中心病株，病株率為1.7%，病情指數(shù)為0.4，為輕發(fā)生，4月15日晚疫病病株率為6.3%，病情指數(shù)為2.1，為偏輕發(fā)生。

4月中下旬至5月中旬期間，因降雨天氣增多，田間濕度大，溫度增高，CARAH模型顯示晚疫病浸染次數(shù)明顯增加，4月17日至5月16日整個馬鈴薯塊莖形成膨大期共發(fā)生3代7次侵染，高峰期每天都有新的浸染發(fā)生；田間系統(tǒng)調(diào)查晚疫病發(fā)生程度也急劇上升，4月20日、4月25日、4月30日、5月5日、5月10日、5月15日和5月20日病株率分別為25.7%、46.7%、74.4%、93.0%、100%、100%和100%，病情指數(shù)分別為9.7、16.0、33.1、15.0、61.8、71.2、80.0，發(fā)生程度為中等偏重至大發(fā)生。5月下旬成熟期間共發(fā)生2代5次侵染。馬鈴薯晚疫病病情系統(tǒng)調(diào)查詳情（見表 4）。

4 結(jié)論與討論

4.1 利用CARAH模型（C.Ducattillon）對冬種馬鈴薯晚疫病作出的預(yù)測預(yù)報與田間的實際發(fā)生情況有一定的相關(guān)性，準確相關(guān)程度仍需更多數(shù)據(jù)支持。

4.2 依據(jù)CARAH模型（C.Ducattillon）預(yù)警信息（晚疫病菌侵染循環(huán)曲線）的要求，感病品種從第三、四代，抗病品種從第五代、六代，在每代初侵染積分達5～6分時噴施保護性藥劑，在今年前期干旱的實際情況下，我們認為噴施保護性藥劑的時間應(yīng)根據(jù)預(yù)警信息和田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)中心病株相結(jié)合的方式確定，否則有可能影響防治效果。

4.3 今年初次在崇陽縣應(yīng)用該模式進行預(yù)測預(yù)報，其準確性和應(yīng)用前景有待今后進一步的驗證和探討。