清江流域煙區(qū)煙草青枯病流行時間動態(tài)及氣象因素分析

黎妍妍，王林，孫光偉，李錫宏，彭五星，王昌軍

1 湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030；

2 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院，湖北省作物病害監(jiān)測和安全控制重點實驗室，武漢 430070；

3 湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，武漢 430040；

4 恩施州煙草公司宣恩縣煙葉分公司，恩施 445500

清江流域煙區(qū)煙草青枯病流行時間動態(tài)及氣象因素分析

黎妍妍1,2，王林3，孫光偉1，李錫宏1，彭五星4，王昌軍1

1 湖北省煙草科學(xué)研究院，武漢 430030；

2 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院，湖北省作物病害監(jiān)測和安全控制重點實驗室，武漢 430070；

3 湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，武漢 430040；

4 恩施州煙草公司宣恩縣煙葉分公司，恩施 445500

為更好地進行清江流域煙區(qū)煙草青枯病的預(yù)測預(yù)報和合理防控，本研究通過定點系統(tǒng)調(diào)查和統(tǒng)計分析，確定了清江流域煙區(qū)煙草青枯病發(fā)生危害、流行動態(tài)規(guī)律及主要流行氣象因子，并提出了藥劑防治時期。結(jié)果表明：（1）一元三次模型能較好地描述煙草青枯病的流行動態(tài)規(guī)律，可根據(jù)該模型進行病害發(fā)生的預(yù)測。（2）該區(qū)域煙草青枯病整體呈現(xiàn)前期平緩、流行迅速、后期急劇的特點，病程階段可劃分為病害首發(fā)期（移栽后45～67 d）、迅速蔓延期（移栽后67～97 d）和全面爆發(fā)期（移栽后97 d～采收結(jié)束）。（3）煙草青枯病藥劑預(yù)防期和防治關(guān)鍵期：預(yù)防期為煙葉移栽45 d（6月10日）之前且均溫未達18.82℃之前；防治關(guān)鍵期為煙葉移栽67 d（7月1日）之前且均溫未達22.00℃之前。結(jié)合病程階段和氣溫兩方面提出的藥劑防治時期更有利于煙草青枯病的有效防控。

清江流域；青枯?。涣餍袝r間動態(tài)；氣象條件

由青枯勞爾氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的植物細(xì)菌性青枯病是最具毀滅性的土傳病害之一，它被認(rèn)為是第二大最重要的細(xì)菌性病原菌[1]。該病原菌對許多經(jīng)濟作物如馬鈴薯、煙草、番茄、茄子、香蕉、花生等都造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失[2]。煙草（Nicotiana tabacum）青枯病在具有潮濕的熱帶暖溫帶氣候條件的許多煙草種植國家均有發(fā)生[3]。據(jù)報道，青枯病可造成煙草產(chǎn)量損失10～30%[4]；隨著全球氣候條件的改變，我國煙草青枯病的危害范圍已由南向北擴展，目前我國西南煙區(qū)、東南煙區(qū)、長江中上游煙區(qū)、黃淮煙區(qū)等14個省份均已出現(xiàn)青枯菌危害的報道[5]，煙草青枯病對我國煙葉生產(chǎn)造成了巨大的威脅。

病害流行的定量研究是制訂病害預(yù)測預(yù)報方法和病害可持續(xù)控制策略的基礎(chǔ)[6]。然而，由于對煙草青枯病發(fā)生的預(yù)見性不夠，對田間流行動態(tài)缺乏系統(tǒng)的分析，往往錯失防治關(guān)鍵時期，繼而引起青枯病的流行爆發(fā)。在影響煙草青枯病發(fā)生、流行與危害程度的諸多因素[7]（菌系分化特性、煙草品種、氣候和土壤等生態(tài)環(huán)境條件、栽培管理措施）中，氣象因子對煙草青枯病的流行影響最大[8]。清江流域煙區(qū)位于湖北省恩施州，以往報道[9-11]已進行了該區(qū)域煙草青枯菌遺傳進化、致病型等菌系分化特性方面的研究，為青枯病防控工作的開展及抗病品種選育提供了理論基礎(chǔ)，然而關(guān)于該區(qū)域煙草青枯病流行動態(tài)及其與氣象因素的關(guān)系分析鮮有報道。本研究以期通過對清江流域代表性煙區(qū)煙草青枯病進行系統(tǒng)調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，明確煙草青枯病流行時間動態(tài)與關(guān)鍵氣象影響因子，為該病害的預(yù)測預(yù)報和合理防控奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 病情調(diào)查地點

2013—2016年在湖北省恩施州宣恩縣椒園鄉(xiāng)涼風(fēng)村設(shè)置煙草青枯病系統(tǒng)調(diào)查點，調(diào)查田塊土壤類型為黃棕壤，土壤肥力中等，海拔約900 m，連年種植煙草、常年發(fā)病。田間種植煙草品種為當(dāng)?shù)刂髟云贩N云煙87，調(diào)查田塊煙草移栽日期為4月25日前后，整個煙草生育期內(nèi)不施用防治煙草病害的農(nóng)藥。

1.2 病情調(diào)查方法及分級標(biāo)準(zhǔn)

每年采用雙行平行跳躍法定點定株調(diào)查約200株煙株，詳細(xì)記錄發(fā)病時期，之后每10 d左右按照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T23222-2008 煙草病蟲害分級及調(diào)查方法》以株為單位分級調(diào)查，直到移栽后120 d（煙葉采收結(jié)束）左右。分級標(biāo)準(zhǔn)如下：0級：全株無病；1級：莖部偶有褪綠斑，或病側(cè)1/2以下葉片凋萎；3級：莖部有黑色條斑，但不超過莖高1/2，或病側(cè)1/2至2/3葉片調(diào)萎；5級：莖基部黑色條斑超過莖高1/2，但未到達莖頂部，或病側(cè)2/3以上葉片調(diào)萎；7級：莖部黑色條斑到達莖頂部，或病株葉片全部調(diào)萎；9級：病株基本枯死。

1.3 氣象資料收集

在系統(tǒng)調(diào)查煙草青枯病流行動態(tài)的同時，于調(diào)查點安置Watchdog小型自動氣象站，記載2013—2016年間煙葉移栽至采收結(jié)束時每日的氣溫、日照時數(shù)、降雨量等氣象數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

1.4.1 病情指數(shù)及相關(guān)指標(biāo)計算

依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)計算病情指數(shù)（DI）、相鄰兩調(diào)查期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量（DI平）。

其中，各級代表值為“1.2病情調(diào)查方法及分級標(biāo)準(zhǔn)”中青枯病各級別的代表數(shù)值，最高級代表值為9；DIi為第i次調(diào)查所得的病情指數(shù)值，ti為第i次調(diào)查時移栽后的天數(shù)。以DI平值首次大于0.1和0.5為節(jié)點劃分煙草青枯病流行階段。

1.4.2 病害流行時間動態(tài)模擬

分別以每次調(diào)查時的煙草青枯病病情指數(shù)（DI）、相鄰兩個調(diào)查期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量（DI平）和移栽后天數(shù)（D）為因變量和自變量，采用一元多次模型、Logistic模型和Exponential模型對清江流域煙區(qū)煙草青枯病發(fā)生情況進行流行時間動態(tài)模擬。

1.4.3 病情動態(tài)與氣象條件的關(guān)系分析

分別統(tǒng)計青枯病首發(fā)期前10 d均溫（x1）及煙葉移栽至病害首發(fā)時、病害首發(fā)期內(nèi)、病害迅速蔓延期內(nèi)、病害全面爆發(fā)期內(nèi)均溫、總降雨量、總?cè)照諘r數(shù)（x2～x13）。通過SPSS軟件進行青枯病首發(fā)期的病情指數(shù)（y1）及該期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量（y2）、迅速蔓延期的病情指數(shù)（y3）及該期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量（y4）、全面爆發(fā)期的病情指數(shù)即煙葉采收結(jié)束時的病情指數(shù)（y5）及該期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量（y6）與該期及前一期氣象因子（x1～x13）的逐步回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙草青枯病發(fā)生程度及流行規(guī)律

2.1.1 煙草青枯病發(fā)生程度分析

連續(xù)4年定點對清江流域煙區(qū)煙草青枯病發(fā)生情況進行跟蹤調(diào)查，結(jié)果見表1。從移栽后45 d開始發(fā)病到移栽后118 d煙葉采收結(jié)束，共調(diào)查了8次。除個別年份（2014年度）發(fā)病期推遲至移栽后67 d時，其余年份均是煙草移栽后45 d左右首見青枯病發(fā)生，首發(fā)時病情指數(shù)為0.11～0.22；煙葉采收完成時（移栽后118 d），煙草青枯病病情指數(shù)為33.25～45.34，以2013年度危害程度最高。

表1 清江流域煙區(qū)煙草青枯病病情指數(shù)Tab.1 The disease index of tobacco bacterial wilt in Qingjiang River Basin during 2013-2016

2.1.2 煙草青枯病流行時間動態(tài)模型研究

分別以每次調(diào)查時的煙草青枯病病情指數(shù)（DI）和移栽后天數(shù)（D）為因變量和自變量，進行了2013—2016年間病害流行時間動態(tài)模擬（表2）。煙草青枯病發(fā)生情況整體呈現(xiàn)前期平緩、流行迅速、后期急劇的特點。所采用的一元多次模型、Logistic模型、Exponential模型對不同年份的數(shù)據(jù)均能很好的模擬，P值均小于0.01。其中采用一元多次模型所得的相關(guān)系數(shù)均大于0.99，高于其它兩個模型，表明一元多次模型是模擬清江流域煙區(qū)煙草青枯病時間流行動態(tài)的最佳模型。2013-2016年各調(diào)查期平均病情指數(shù)（DI）隨時間（移栽后天數(shù)D）的變化動態(tài)可用一個多項式擬合（P＜0.001）：DI=8E-05D3-0.009D2+0.333D-3.534（r=0.998**）圖1。

表2 煙草青枯病流行時間動態(tài)模型及其檢驗Tab.2 The epidemic dynamics models and tests for tobacco bacterial wilt

圖1 煙草青枯病病情指數(shù)隨時間的變化動態(tài)及最佳擬合模型Fig 1 The dynamics and the best fit model of disease index caused by tobacco bacterial wilt with time after transplanting

2.1.3 煙草青枯病病情指數(shù)增長情況分析

對相鄰兩個調(diào)查期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量（DI平）進行了分析，結(jié)果見圖2。以DI平為因變量、移栽后天數(shù)（D）為自變量所構(gòu)建的一元多次模型、Logistic模型、Exponential模型分別為DI平=1E-05D3+0.002D2-0.225D+5.930（r=0.971**）、DI平=1.4/(1+2992.588e-0.0825D)（r=0.970**）、DI平=0.003e-0.052D)（r=0.967**），因此相鄰兩個調(diào)查期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量隨移栽后天數(shù)更符合一元三次增長趨勢。

自移栽后67 d起，DI平大于0.10；自移栽后97 d起，DI平大于0.50；自移栽后108 d起，DI平大于1.00。依據(jù)DI平值，可將清江流域煙區(qū)煙草青枯病發(fā)生階段劃分為3個時期（圖3）。移栽后45～67 d，田間有零星病害發(fā)生，平均病情指數(shù)由0.12增長到2.43，平均增長量為0.10/d，增長較為緩慢，為青枯病首發(fā)期。移栽后67～97 d病害迅速蔓延，病情指數(shù)由2.43增長到14.12，平均增長量為0.39/d，為青枯病迅速蔓延期；移栽后97～118 d病害全面爆發(fā)，病情指數(shù)由14.12增長到38.30，平均增長量為1.15/d，為青枯病全面爆發(fā)期。

圖2 煙草青枯病病情指數(shù)平均日增長量隨時間的變化動態(tài)及最佳擬合模型Fig 2 The dynamics and the best fit model of the daily average growth of the disease index caused by tobacco bacterial wilt with time after transplanting

圖3 煙草青枯病流行各階段內(nèi)病情指數(shù)日增長量Fig 3 The daily average growth of the disease index during the three periods

2.2 煙草青枯病流行動態(tài)與氣象條件的關(guān)系分析

青枯病首發(fā)期前10 d均溫（x1）及煙葉移栽至病害首發(fā)時、病害首發(fā)期內(nèi)、病害迅速蔓延期內(nèi)、病害全面爆發(fā)期內(nèi)均溫、總降雨量、總?cè)照諘r數(shù)（x2～x13）等氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表3。

表3 煙草大田期氣象條件Tab.3 The climatic conditions after transplanting

青枯病流行各階段病情指數(shù)（y1、y3、y5）、各階段內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量（y2、y4、y6）與該期及前一期氣象資料進行的逐步回歸分析（表4）表明，病害全面爆發(fā)期內(nèi)均溫（x12）是影響煙草青枯病病情指數(shù)（y5）的主要因子，即病害流行中最后一個階段的氣溫決定青枯病的整體危害程度。

田間初現(xiàn)青枯病前10 d均溫（x1）、病害首發(fā)期內(nèi)總?cè)照諘r數(shù)（x7）是影響病害首發(fā)期病情指數(shù)（y1）及此階段病情指數(shù)平均日增長量（y2）的主要因子。病害首發(fā)期內(nèi)總?cè)照諘r數(shù)（x7）、病害迅速蔓延期內(nèi)總降雨量（x8）是影響病害迅速蔓延期病情指數(shù)（y3）及此階段病情指數(shù)平均日增長量（y4）的主要因子?？梢钥闯?，煙草青枯病流行階段中前一階段的氣象條件對后一階段的病情發(fā)展具有明顯作用。

根據(jù)煙草青枯病流行階段劃分依據(jù)和各逐步回歸方程，將y4的最上限取0.5、y2的最上限取0.1，計算得x7為117.75 h、x1為18.82 ℃。根據(jù)y1、y2的回歸方程可知，x1的回歸系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于x7，因此決定病害是否發(fā)生的關(guān)鍵因子為煙葉移栽后35 d～45 d的均溫；當(dāng)此均溫高于18.82 ℃時，如若沒有采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M行病害的防控，就會造成煙草青枯病的發(fā)生與流行。

表4 煙草青枯病流行動態(tài)與氣象因子的逐步回歸分析Tab.4 The stepwise regression analysis between dynamic epidemic of tobacco bacterial wilt and climatic factors

3 討論

掌握病害田間流行動態(tài)，適時作出病害預(yù)報，是進行病害防治的關(guān)鍵[12]。在清江流域煙區(qū)中，800～1200 m是最適宜的煙草種植海拔區(qū)，且該區(qū)域植煙比例約為75%。因此，本研究在海拔900 m左右進行的煙草青枯病系統(tǒng)調(diào)查基本可以代表清江流域煙區(qū)煙草青枯病的發(fā)生情況。結(jié)果表明該區(qū)域煙草青枯病整體呈現(xiàn)前期平緩、流行迅速、后期急劇的特點，這與福建南平煙區(qū)呈現(xiàn)的發(fā)病急、流行快的特點[13]不盡相同。田間初現(xiàn)煙草青枯病的日期為移栽后45 d左右，早于福建南平煙區(qū)田間初現(xiàn)青枯病的日期（移栽后80 d左右）[13]；采收結(jié)束時病情指數(shù)高于30。

用模型表示病害流行的發(fā)展動態(tài)，有助于全面地了解病害流行的特征[14]。采用不同模型（一元多次、Logistic、Exponential）擬合結(jié)果表明，一元三次模型既能較好地反映各年份病害隨時間增長（移栽后天數(shù)）的流行時間動態(tài)變化情況，也能較好地反映相鄰兩個調(diào)查期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量隨時間增長（移栽后天數(shù)）的動態(tài)變化，是描繪煙草青枯病流行動態(tài)的最佳模型。因此，可根據(jù)該模型進行病害發(fā)生情況的預(yù)測。以相鄰兩個調(diào)查期內(nèi)病情指數(shù)平均日增長量首次高于0.1和0.5為界點，本研究進行了清江流域煙區(qū)煙草青枯病流行階段的劃分：病害首發(fā)期為移栽后45～67 d（6月10日～6月底）；迅速蔓延期為移栽后67～97 d（7月1日～7月底）；全面爆發(fā)期為移栽后97～118 d（8月1日～煙葉采收結(jié)束）。

在氣象條件中，溫濕度被認(rèn)為是影響青枯病發(fā)生和流行的關(guān)鍵氣象因子，既可影響病原菌的生長、增殖和死亡，又可影響大田環(huán)境下煙草的生長發(fā)育及煙草青枯病的發(fā)生發(fā)展。本研究發(fā)現(xiàn)，病害全面爆發(fā)期（8月1日～8月20日）均溫是決定煙草青枯病整體危害程度的主要氣象因子；田間初現(xiàn)青枯病前10 d（移栽后35 d～45 d，6月1日～6月10日）均溫是決定煙草青枯病是否發(fā)生的主要氣象因子。以上兩個指標(biāo)的最高值均出現(xiàn)在2013年度，而該年份煙草青枯病發(fā)生程度最為嚴(yán)重，這與鄭向華等[8]所指出的高溫天氣到來越早發(fā)病越重的結(jié)論相一致。

在研究煙草青枯病首發(fā)時的氣溫時，林勇[13]、吳建華[15]等指出福建南平、江西分別在周平均溫度高于22℃和日均溫達到24℃以上時煙株開始發(fā)?。欢谇褰饔驘焻^(qū)，根據(jù)公式推導(dǎo)獲得的煙葉移栽后35 d～45 d的均溫為18.82℃時，煙草青枯病易于發(fā)生；病害進入迅速蔓延期的均溫最低為22.33℃（表3），表明該煙區(qū)青枯菌在相對較低的氣溫條件下就可侵染煙株并造成青枯病的發(fā)生與流行。對于青枯病的防治，無論采取哪一種單一的防治方法都很難奏效。目前，大多是結(jié)合農(nóng)業(yè)措施等并積極使用生物藥劑防治手段。研究表明，煙草青枯病藥劑防治的效果受第一次施藥時期的影響大[16]，因此確定合理的首次藥劑防治時期至關(guān)重要。陳順輝等[17]提出將20 cm土溫超過20℃后5～10 d高感品種紅花大金元出現(xiàn)輕微萎焉癥狀時作為田間青枯病防治的最早適期。劉勇等[16]指出文山州重病地塊藥劑防治要在移栽后30 d左右進行第一次施藥。由于煙草青枯病流行階段中前一階段的氣象條件會影響后一階段的病情發(fā)展（表4），因此青枯病的防治應(yīng)相應(yīng)提早一個流行時期進行。本研究通過充分考慮清江流域煙區(qū)煙草青枯病流行動態(tài)特點及關(guān)鍵氣象因素，結(jié)合“預(yù)防為主、綜合防治”的植保方針，將病害流行階段和氣溫兩方面相結(jié)合提出煙草青枯病藥劑預(yù)防期和防治關(guān)鍵期：預(yù)防期為煙葉移栽45 d（6月10日）之前且均溫未達18.82℃之前；防治關(guān)鍵期為病害進入迅速蔓延期即移栽67 d（7月1日）之前且均溫未達22.00℃之前。

4 結(jié)論

本文通過定點系統(tǒng)調(diào)查和統(tǒng)計分析，研究了清江流域煙區(qū)煙草青枯病發(fā)生危害、流行動態(tài)規(guī)律及主要氣象因子，為該病害的預(yù)測預(yù)報和合理防控提供了理論基礎(chǔ)。該區(qū)域田間初現(xiàn)煙草青枯病的日期為移栽后45 d左右；在不同擬合模型中，一元三次模型是描繪煙草青枯病流行動態(tài)的最佳模型；病害流行階段可劃分為：首發(fā)期（移栽后45～67 d）；迅速蔓延期（移栽后67～97 d）；全面爆發(fā)期（移栽后97 d～煙葉采收結(jié)束）。結(jié)合病害流行階段和氣溫兩方面提出了藥劑預(yù)防期和防治關(guān)鍵期，更有利于煙草青枯病的有效防控。

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Jemporal epidemic dynamics and climatic factors of transmission of tobacco bacterial wilt in Qingjiang river basin

LI Yanyan1,2, WANG Lin3, SUN Guangwei1, LI Xihong1, PENG Wuxing4, WANG Changjun1*
1 Tobacco Research Institute of Hubei Province, Wuhan 430030, China;
2 College of Plant Science & Technology, Huazhong Agricultural University, Key Lab of Plant Pathology of Hubei Province,Wuhan 430070, China;
3 China Tobacco Hubei Industrial Co., Ltd., Wuhan 430040, China;
4 Enshi Tobacco Company of Hubei Province, Enshi 445000, China

In order to better forecast, prevent and control tobacco bacterial wilt in Qingjiang river basin, the occurrence, jemporal epidemic dynamics and climatic factors were determined, and the best control periods were put forwarded by using system investigation and statistical analysis.(1) The cubic equation model could well re fl ect the jemporal epidemic dynamics of tobacco bacterial wilt, thus helping predict occurrence of the disease.(2) Tobacco bacterial wilt in the area occurred relatively smooth at the beginning, spreading rapidly and growing sharply in late stages.The occurrence of the disease could be classi fi ed into three periods: starting period (45～67 d after transplanting), quickly spread period (67～97 d after transplanting) and entirely outbreak period (97 d after transplanting to the end of harvest).(3) The prevention period and the critical periods using medicamentosus method for tobacco bacterial wilt were put forward.The fi rst was 45d before transplanting with mean temperature under 18.82℃; and the second was 67d before transplanting with mean temperature under 22.00℃.The control period for tobacco bacterial wilt with the occurrence stage and temperature into consideration would be more advantageous to effective prevention and control of tobacco bacterial wilt.

Qingjiang river basin; tobacco bacterial wilt; temporal dynamic of epidemic; climatic conditions

黎妍妍，王林，孫光偉，等.清江流域煙區(qū)煙草青枯病流行時間動態(tài)及氣象因素分析[J].中國煙草學(xué)報，2017，23（4）

中國煙草總公司重點科技項目“清江流域煙區(qū)黑脛病和青枯病綠色防控關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”（110201502018）

黎妍妍（1982—），高級農(nóng)藝師，研究方向為煙草病害防治，Tel：027-83608891，Email：yanyanli0025@126.com

王昌軍（1968—），高級農(nóng)藝師，Tel：027-83618362，Email：wcj531@126.com

2017-04-05；< class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期：

日期：2017-07-18

：LI Yanyan, WANG Lin, SUN Guangwei, et al.Jemporal epidemic dynamics and climatic factors of transmission of tobacco bacterial wilt in Qingjiang river basin [J].Acta Tabacaria Sinica, 2017, 23(4)

*Corresponding author.Email：wcj531@126.com