基于CARAH模型的不同品種馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況觀察

張斌　耿坤　余杰穎等

摘要： 為了明確在同等氣象因子條件下，不同品種的馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況及對(duì)應(yīng)的CARAH模型預(yù)測(cè)情況，對(duì)CARAH模型進(jìn)行矯正。結(jié)果顯示：在中心病株發(fā)現(xiàn)時(shí)間方面，費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)在第3代第1次侵染濕潤(rùn)期分值達(dá)5分左右時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛3個(gè)品種中心病株發(fā)現(xiàn)的時(shí)間在第5代第1次至第6代第1次期間。在發(fā)生程度方面，綜合3個(gè)基地觀測(cè)圃結(jié)果，費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)2個(gè)品種要明顯重于宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛3個(gè)品種。

關(guān)鍵詞： 馬鈴薯晚疫??；CARAH模型；不同品種；中心病株

中圖分類(lèi)號(hào)： S435.32 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2015）08-0112-04

馬鈴薯是貴州省貴陽(yáng)市主要的糧食兼蔬菜作物，常年種植面積在2.33萬(wàn)hm2左右，主要集中在修文縣、息烽縣、開(kāi)陽(yáng)縣區(qū)域。由于貴陽(yáng)處理低緯度高海拔的高原位置，海拔高度為 1 100～1 600 m [1]，屬于亞熱帶濕潤(rùn)溫和型氣候， 溫度、濕度及降雨量等氣候條件十分利于由晚疫病菌（Phytophthora infestans）引起的馬鈴薯晚疫病發(fā)生蔓延，同時(shí)種植品種少、生理小種變化、長(zhǎng)年種植導(dǎo)致病原菌數(shù)量累積等因素，導(dǎo)致馬鈴薯晚疫病呈逐年加重趨勢(shì)，已成為馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要障礙。目前在生產(chǎn)上有多種馬鈴薯晚疫病的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，都有一定的準(zhǔn)確性和實(shí)用價(jià)值，也都有一些局限性 [2-4]。根據(jù)馬鈴薯晚疫病的生物學(xué)特性，馬鈴薯晚疫病發(fā)生流行與溫度、濕度等氣象因子及馬鈴薯品種具有重要的相關(guān)性 [5-11]，CARAH馬鈴薯晚疫病預(yù)警系統(tǒng)基于病原菌和寄主存在的基礎(chǔ)上，結(jié)合氣象條件（溫度、濕度和降雨等） 和疫病菌生長(zhǎng)特點(diǎn)而形成的，應(yīng)該能應(yīng)用于各種條件 [5]，此方法所需的氣象參數(shù)易得且模型簡(jiǎn)單，在比利時(shí)成功地應(yīng)用了10多年，進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)重慶、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等國(guó)內(nèi)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)先后引進(jìn)運(yùn)用，結(jié)果表明該系統(tǒng)基本符合當(dāng)?shù)赝硪卟“l(fā)生規(guī)律 [12-15]。 但是不同品種的馬鈴薯抗病性水平及抗病性類(lèi)型不一樣，田間實(shí)際發(fā)生情況不一樣，CARAH模型的預(yù)測(cè)值也不同。為了明確在同等氣象因子條件下，不同品種的馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況，以矯正CARAH模型，更好地指導(dǎo)生產(chǎn)上馬鈴薯晚疫病的防控，筆者于2014年選擇貴州省修文縣扎佐鎮(zhèn)大堡村、息烽縣小寨壩鎮(zhèn)南橋村、開(kāi)陽(yáng)縣雙流鎮(zhèn)劉育村3個(gè)馬鈴薯基地，開(kāi)展基于CARAH模型下不同品種馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況觀察工作，為馬鈴薯晚疫病的監(jiān)測(cè)與防控提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 CARAH馬鈴薯晚疫病預(yù)警模型的建立

1.1.1 建立氣象數(shù)據(jù)觀察站 在貴州省修文縣扎佐鎮(zhèn)大堡村（點(diǎn)1）、息烽縣小寨壩鎮(zhèn)南橋村（點(diǎn)2）、開(kāi)陽(yáng)縣雙流鎮(zhèn)劉育村（點(diǎn)3）馬鈴薯基地建立3個(gè)QD-3340MV無(wú)線自動(dòng)氣象站（由北京匯思君達(dá)科技有限公司提供，基地情況詳見(jiàn)表1），從每個(gè)基地出第1棵苗開(kāi)始，以小時(shí)為單位，采集風(fēng)、溫、濕、光照、雨量等氣象因子，自動(dòng)生成NOAA氣象報(bào)告，通過(guò)配置CDMA遠(yuǎn)程控制模塊將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)诫娔X，并轉(zhuǎn)換成Excel數(shù)據(jù)進(jìn)行分析 [4]。

1.2 建立品種觀測(cè)圃

1.2.1 [JP3]中心病株觀測(cè)圃 在點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3均設(shè)置中心病株觀測(cè)圃，距離無(wú)線自動(dòng)氣象站不超過(guò)100 m，選取貴陽(yáng)市馬鈴薯主栽品種費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)、宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛5個(gè)品種，[JP3]每個(gè)品種種植面積667 m2，種植、管理水平與基地保持一致，每個(gè)品種晚疫病中心病株出現(xiàn)后，即按照常規(guī)防治進(jìn)行防控。

1.2.2 不同品種發(fā)生程度觀測(cè)圃 在點(diǎn)1、點(diǎn)2、點(diǎn)3均建立不同品種發(fā)生程度觀測(cè)圃，品種觀測(cè)圃面積為1 333 m2，距離無(wú)線自動(dòng)氣象站不超過(guò)100 m，設(shè)5個(gè)栽培處理：處理A為宣薯2號(hào)；處理B為中薯3號(hào)；處理C為費(fèi)烏瑞它；處理D為黑美人；處理E為黑金剛。每個(gè)處理重復(fù)3次，共15個(gè)小區(qū)，每小區(qū)種植面積70 m2，小區(qū)間設(shè)1 m隔離行。馬鈴薯整個(gè)生育期內(nèi)不施藥防控馬鈴薯晚疫病。

1.3 調(diào)查方法

1.3.1 中心病株出現(xiàn)時(shí)間調(diào)查 從CARAH模型顯示第3代第1期侵染濕潤(rùn)期生成開(kāi)始，在中心病株觀測(cè)圃中每2 d調(diào)查1次，調(diào)查采用踏查方式進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)疑似病株，帶回實(shí)驗(yàn)室鏡檢，確定是否是馬鈴薯晚疫病。中心病株出現(xiàn)后，記錄出現(xiàn)時(shí)間，并將每個(gè)品種中心病株出現(xiàn)的時(shí)間對(duì)照CARAH模型，確定相應(yīng)的侵染代次及其分值，以較正模型的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率。

1.3.2 發(fā)病程度觀察 從不同品種發(fā)生程度觀測(cè)圃中的第1株中心病株出現(xiàn)開(kāi)始，每7 d調(diào)查1次馬鈴薯晚疫病發(fā)病情況，直至收獲。采用平行跳躍式取樣法，每塊田定10點(diǎn)，每點(diǎn)定10株，共查100株，記載發(fā)病株數(shù)和發(fā)病植株嚴(yán)重度級(jí)別，計(jì)算病株率和病情指數(shù)，明確馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況并記錄，病情分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)生程度分級(jí)指標(biāo)參照DB 52/T 568—2009《馬鈴薯晚疫病監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》 [16]執(zhí)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 中心病株出現(xiàn)時(shí)間觀察

調(diào)查結(jié)果（表2）顯示，處理A宣薯2號(hào)在點(diǎn)1發(fā)現(xiàn)晚疫病中心病株的時(shí)間是4月28日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第5代第1次，分值為5.75分；在點(diǎn)2發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為5月13日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第5代第1次，分值為2分；在點(diǎn)3發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為5月12日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第5代第1次，分值為4.5分。

處理B中薯3號(hào)在點(diǎn)1發(fā)現(xiàn)晚疫病中心病株的時(shí)間是4月14日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第3代第1次，分值為7分；在點(diǎn)2發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為5月3日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第4代第1次，分值為0分；在點(diǎn)3發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為4月28日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第3代第1次，分值為7分。

處理C費(fèi)烏瑞它在點(diǎn)1發(fā)現(xiàn)晚疫病中心病株的時(shí)間是4月14日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第3代第1次，分值為7分；在點(diǎn)2發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為4月29日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第3代第1次，分值為5.5分；在點(diǎn)3發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為4月28日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第3代第1次，分值為7分。

處理D黑美人在點(diǎn)1發(fā)現(xiàn)晚疫病中心病株的時(shí)間是5月5日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第6代第1次，分值為1.5分；在點(diǎn)2發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為5月13日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第5代第1次，分值為2分；在點(diǎn)3發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為5月12日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第3代第1次，分值為4.5分。

處理E黑金剛在點(diǎn)1發(fā)現(xiàn)晚疫病中心病株的時(shí)間是4月28日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第5代第1次，分值為5.75分；在點(diǎn)2發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為5月13日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第5代第1次，分值為2分；在點(diǎn)3發(fā)現(xiàn)的時(shí)間為5月14日，對(duì)應(yīng)CARAH模型侵染濕潤(rùn)期為第3代第1次，分值為7.5分。

將3個(gè)基地5個(gè)品種中心病株發(fā)現(xiàn)的情況進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)基本與CARAH模型預(yù)測(cè)出現(xiàn)的時(shí)間吻合，在第3代第1次侵染濕潤(rùn)期分值達(dá)5分左右時(shí)可以發(fā)現(xiàn)；而宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛3個(gè)品種中心病株發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，對(duì)照CARAH模型計(jì)算的浸染濕潤(rùn)期為第5代第1次至第6代第1次。

2.2 CARAH模型預(yù)測(cè)發(fā)生程度與觀測(cè)圃實(shí)際發(fā)生情況

2.2.1 預(yù)測(cè)發(fā)生程度 根據(jù)CARAH模型統(tǒng)計(jì)（表3），點(diǎn)1從出苗至收獲期間共生成11代65次侵染，其中輕度侵染3次，占4.62%，中等侵染15次，占23.08%，重度侵染6次，占9.23%，極重度侵染41次，占63.08%；點(diǎn)2從出苗至收獲期間共生成11代60次侵染，其中輕度侵染2次，占3.33%，中等侵染4次，占6.67%，重度侵染7次，占11.67%，極重度侵染47次，占78.33%；點(diǎn)3從出苗至收獲期間共生成11代51次侵染，其中輕度侵染5，占9.8%，中等侵染8次，占1569%，重度侵染4次，占7.84%，極重度侵染34次，占6667%，3個(gè)區(qū)域馬鈴薯基地極重度侵染占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)比例，表明這3個(gè)區(qū)域馬鈴薯晚疫病呈大發(fā)生態(tài)勢(shì)。

2.2.2 觀測(cè)圃實(shí)際發(fā)生情況 調(diào)查結(jié)果（圖1、圖2、圖3，表4、表5、表6）顯示，5個(gè)品種馬鈴薯均大發(fā)生，其中費(fèi)烏瑞它、 中薯3號(hào)晚疫病呈毀滅性發(fā)生，最后一次調(diào)查，點(diǎn)1病指分別為9148、 92.67，點(diǎn)2病指分別為96.00、94.59，點(diǎn)3病指分別為8318、74.07；宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛3個(gè)品種，最后一次調(diào)查，點(diǎn)1病指分別為66.59、51.04、50.89，點(diǎn)2病指分別為56.59、50.52、53.19，點(diǎn)3病指分別為36.37、43.56、4126。將最后一次調(diào)查用DMRT法進(jìn)行多重比較，在0.05和0.01水平上，點(diǎn)2和點(diǎn)3觀測(cè)圃表現(xiàn)一樣，費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)之間差異不顯著，而與宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛均存在顯著性差異，同時(shí)宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛3個(gè)品種間差異不顯著；點(diǎn)1觀測(cè)圃中，在0.05和0.01水平上，費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)之間差異不顯著，黑美人、黑金剛2個(gè)品種差異不顯著，宣薯2號(hào)與其他品種均存在顯著性差異。綜合整個(gè)觀察結(jié)果，一是費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)較宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛3個(gè)品種更為感病，二是CARAH模型預(yù)測(cè)結(jié)果與田間實(shí)際發(fā)生情況吻合。 3 討論

進(jìn)入21世紀(jì)后，CARAH預(yù)警模型在國(guó)內(nèi)多個(gè)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用 [12-13]，并取得較好應(yīng)用效果，但也有地方觀察下來(lái)，CARAH預(yù)警模型的預(yù)測(cè)值與晚疫病的實(shí)際發(fā)生情況存在不一致的情況，例如馬洪管 [17]在石柱和豐都2個(gè)區(qū)域的研究及李繼平 [18]在會(huì)川的研究，但是都存在品種不同的情況，在不同品種馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況與CARAH預(yù)警模型的比對(duì)矯正方面，目前未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究通過(guò)觀察，在貴陽(yáng)市目前主栽的品種中，確認(rèn)了費(fèi)烏瑞它、中薯3號(hào)中心病株發(fā)現(xiàn)時(shí)間符合CARAH預(yù)警模型預(yù)測(cè)參數(shù)，而宣薯2號(hào)、黑美人、黑金剛3個(gè)品種在第5代第1次侵染濕潤(rùn)期期間，在防治指導(dǎo)時(shí)，一是提高了預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，二是可以節(jié)約大量人工、藥劑等防治成本，三是可以減少農(nóng)藥的使用，即減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，也延緩了病原菌生理小種的進(jìn)化。

在中心病株出現(xiàn)時(shí)間觀察中，每個(gè)品種中心病株出現(xiàn)時(shí)間與其對(duì)應(yīng)時(shí)間的CARAH模型侵染濕潤(rùn)期相比對(duì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)時(shí)間所屬的當(dāng)天會(huì)對(duì)應(yīng)CARAH模型多個(gè)侵染濕潤(rùn)期，且對(duì)應(yīng)conce分值不同，根據(jù)CARAH模型參數(shù)，從第3代第1次侵染開(kāi)始，以后生成的每代第1次侵染均作為防控指導(dǎo)的重要依據(jù)，本研究在進(jìn)行比對(duì)時(shí)，也是根據(jù)此項(xiàng)依據(jù)選用每代第1次侵染濕潤(rùn)期及當(dāng)天的分值進(jìn)行比對(duì)，從而明確各個(gè)品種中心病株出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)CARAH模型計(jì)算的侵染濕潤(rùn)期情況，但是否為最佳選擇，仍值得商榷和研究。

在對(duì)不同品種馬鈴薯晚疫病發(fā)生情況觀察時(shí)，CARAH模型計(jì)算分析得出3個(gè)基地極重度侵染濕潤(rùn)期的數(shù)量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)比例，預(yù)示馬鈴薯晚疫病呈大發(fā)生態(tài)勢(shì)，但是CARAH模型沒(méi)有詳細(xì)明確馬鈴薯晚疫病輕發(fā)生、中等發(fā)生、大發(fā)生等級(jí)別中各級(jí)別侵染濕潤(rùn)期所需要的比例，國(guó)內(nèi)外也沒(méi)有相關(guān)報(bào)道，該項(xiàng)研究工作亟待完善。

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