馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預報的檢驗

陳利偉 ，馬力文 ，吳志岐 ，楊彭懷 ，王亞婷

（1.中國氣象局旱區(qū)特色農業(yè)氣象災害監(jiān)測預警與風險管理重點實驗室，寧夏 銀川 750002；2.寧夏回族自治區(qū)西吉縣氣象局，寧夏 西吉 756200；3.寧夏回族自治區(qū)氣象科學研究所，寧夏 銀川 750002）

近年來，寧夏回族自治區(qū)馬鈴薯種植面積不斷擴大，產量不斷提高，已成為全區(qū)主要的糧食作物和經濟作物。馬鈴薯晚疫病是影響馬鈴薯產量和品質的主要因素之一，具有發(fā)病快、傳播強和危害大等特點，病害初侵染來源主要是種薯帶菌和中心病株，但流行的決定性因素是氣候條件[1]。因此，做好馬鈴薯晚疫病的氣象條件分析，建立健全相應預報模型對糧食安全和經濟發(fā)展具有重要意義。

對于馬鈴薯晚疫病發(fā)生和流行與氣象條件之間的關系，國內外學者做了大量工作，張厚桐通過研究春季各氣象要素與馬鈴薯晚疫病發(fā)生和流行的關系，發(fā)現氣溫是主導因素[2]；朱杰華等通過研究馬鈴薯晚疫病病菌孢子萌發(fā)與氣象要素間的關系，發(fā)現光照條件有著重要影響[3]；趙鴻等通過研究，發(fā)現馬鈴薯薯種及病原物對溫度的適應性與馬鈴薯晚疫病的嚴重發(fā)生和流行相關[4]；袁軍海和胡利平等認為馬鈴薯晚疫病發(fā)生和流行的關鍵因素是6—8月的濕度和降雨量[5-6]。這些研究著重分析了馬鈴薯晚疫病與氣象條件的關系，卻忽略了所建立的預報模型的實際效果。本文通過檢驗寧夏回族自治區(qū)馬鈴薯氣象服務中心制作的《馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預測》的準確率，填補此前檢驗評估的空白；通過試驗對比馬鈴薯晚疫病進行藥物防治和未進行藥物防治的產量，評估防治效果。

1 資料與方法

1.1 馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預報的檢驗

以寧夏馬鈴薯氣象服務中心根據實況數據制作的《馬鈴薯晚疫病監(jiān)測》結果為檢驗資料，以預報資料制作的《寧夏馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預測》結果為被檢驗資料?！秾幭鸟R鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預測》和《馬鈴薯晚疫病監(jiān)測》均用表1 的指數模型空間分辨率均為1 km×1 km，總格點數為52 100 個，其中種植區(qū)格點數為31 850 個，檢驗時只考慮種植區(qū)預報準確率。用7月2 日至8月31 日每日各格點預報等級減去相同格點監(jiān)測等級計算出等級差，統(tǒng)計各等級差數量，等級差為0 的格點數與種植區(qū)總格點的百分比值，即為準確率。并統(tǒng)計每旬、每月及整個預報期的預報準確率。馬鈴薯晚疫病氣象綜合等級G=0.6GRH+0.4GT。

表1 馬鈴薯晚疫病預報和監(jiān)測指數模型

1.2 馬鈴薯晚疫病防治效果評估

在西吉縣北部的火石寨鄉(xiāng)沙崗村（105.41.05E、36.05.20N）、中部的吉強鎮(zhèn)萬崖村（105.38.45E、36.00.53N）和南部的將臺堡鎮(zhèn)牟榮村（105.38.45E、34.49.25N）分別選取兩塊66.7 m2的試驗用地，測定馬鈴薯晚疫病發(fā)病等級，評估藥物防治馬鈴薯晚疫病的效益。

馬鈴薯晚疫病發(fā)病等級測定分別于8月13 日、8月 20 日、8月 27 日和 9月 3 日進行，每次在各試驗點隨機選取10 株進行藥物防治和10 株未進行藥物防治的馬鈴薯植株，根據馬鈴薯晚疫病發(fā)病等級劃分方法（表2）測定平均發(fā)病等級。

表2 馬鈴薯晚疫病發(fā)病等級劃分

藥物防治馬鈴薯晚疫病效益評估采用對比試驗，分別在3 個試驗點選取一塊66.7 m2的試驗田進行防治，另一塊試驗田不進行防治，然后在馬鈴薯收獲期進行防治效果和產量對比。

2 結果與分析

2.1 馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預報的檢驗

2.1.1 預報期整體檢驗結果 由表3 可知，整個預報期馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預報高3 級和低3級的概率均為0.01%，預報偏差3 級的情況極少；預報低2 級的概率為0.67%，高2 級的概率為0.54%，預報偏差2 級的概率較低；預報低1 級的概率為11.34%，高 1 級的概率為 11.42%，高 1 級和低 1 級的概率基本持平且較高，對準確率影響最大；預報準確率為76.01%，預報情況整體較好。

表3 預報期整體檢驗

2.1.2 7月份檢驗結果 由表4 可知，7月份馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預報準確率達80.59%，高于整體預報的準確率；低3 級的概率為0.02%，未出現高3 級的情況；預報低2 級和高2 級的概率分別為0.34%和0.82%，預報低2 級的概率較整個預報期低，預報高2 級的概率較整個預報期高；預報低1 級和高1 級的概率分別為7.26%和10.97%，低1 級的概率較整個預報期大幅偏低，高1 級的概率較整個預報期小幅偏低。其中上旬和下旬的準確率高于整月，分別達88.11%和81.93%，但中旬的準確率較低，只有72.34%，原因是預報低1 級和高1 級概率較高，分別達11.72%和14.89%；下旬高1 級的概率也較高，達11.05%，但預報低1 級的概率僅為4.76%；上旬未出現低3 級和低2 級的情況，且低1 級、高1級和高2 級的概率均較低，預報準確率最高。

表4 7月份檢驗結果

2.1.3 8月份檢驗結果 由表5 可知，8月份馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預報準確率為71.54%，明顯低于7月份。未出現低3 級的情況，高3 級的概率也可忽略不計；低2 級的概率較整個預報期偏高，高2 級的概率較整個預報期偏低；低1 級的概率達15.30%，大幅高于整個預報期，高1 級的概率小幅高于整個預報期。上旬、中旬、下旬的準確率均較低，尤其是中旬僅為64.38%，預報低1 級的概率達23.01%，高1 級概率達11.92%；上旬和下旬的準確率分別為75.51%和74.57%，上旬預報高1 級的概率達14.20%，下旬預報低1 級概率達14.50%。

表5 8月份檢驗結果

2.2 馬鈴薯晚疫病防治效果評估

2.2.1 馬鈴薯晚疫病發(fā)病等級和發(fā)病率測定 由表6 可知，8月13 日所有試驗點的馬鈴薯植株均感染馬鈴薯晚疫病，發(fā)病等級均為1 級，火石寨鄉(xiāng)沙崗村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村的發(fā)病率均為10%，吉強鎮(zhèn)萬崖村的發(fā)病率達16%。8月20 日火石寨鄉(xiāng)沙崗村的發(fā)病等級為1 級，發(fā)病率較8月13 日略微下降；吉強鎮(zhèn)萬崖村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村的發(fā)病等級較8月13日均升高1 級，發(fā)病率較8月13 日分別高25%和27%。8月27 日火石寨鄉(xiāng)沙崗村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村的發(fā)病等級均較8月20 日升高1 級，發(fā)病率較8月20 日分別高24%和15%；吉強鎮(zhèn)萬崖村發(fā)病等級無變化，發(fā)病率升高2%。9月3 日吉強鎮(zhèn)萬崖村發(fā)病等級較8月27 日升高1 級，發(fā)病率升高23%；火石寨鄉(xiāng)沙崗村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村的發(fā)病等級較8月27日無變化，發(fā)病率分別升高3%和20%。西吉縣北部的發(fā)病率最低，中部次之，南部最高。8月20 日將臺堡鎮(zhèn)牟榮村的發(fā)病率較8月13 日升高27%，充分說明了馬鈴薯晚疫病發(fā)病快和傳播強的特點。

表6 馬鈴薯晚疫病發(fā)病等級和發(fā)病率測定

2.2.2 馬鈴薯晚疫病防治效果檢測和產量對比 由表7 可知，藥物防治可有效降低馬鈴薯晚疫病的發(fā)病率，提高馬鈴薯產量。馬鈴薯晚疫病嚴重影響產量，未防治前火石寨鄉(xiāng)沙崗村的發(fā)病等級最低，較吉強鎮(zhèn)萬崖村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村均低1 級，試驗田產量較吉強鎮(zhèn)萬崖村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村分別高26.7 kg 和44.8 kg；防治后火石寨鄉(xiāng)沙崗村的發(fā)病等級仍最低，較吉強鎮(zhèn)萬崖村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村仍低1 級，試驗田產量較吉強鎮(zhèn)萬崖村和將臺堡鎮(zhèn)牟榮村分別高26.6 kg 和41 kg。

表7 馬鈴薯晚疫病防治效果檢測和產量對比

各試驗點的馬鈴薯晚疫病發(fā)病等級通過藥物防治均降低1 級，對比防治后和未防治的產量可發(fā)現，藥物防治能有效提高產量，發(fā)病等級越高，藥物防治效果越明顯。將臺堡鎮(zhèn)牟榮村和吉強鎮(zhèn)萬崖村的馬鈴薯晚疫病最終發(fā)病等級為3 級，防治后分別增產9.01%和5.34%，火石寨鄉(xiāng)沙崗村的馬鈴薯晚疫病最終發(fā)病等級為2 級，防治后增產4.46%。

3 討論與小結

2020年西吉縣馬鈴薯晚疫病發(fā)生氣象等級預報準確率達76.01%，預報高1 級的概率和低1 級的概率基本持平，分別為11.42%和11.34%，預報高2級、高3 級的概率和低2 級、低3 級的概率均較低，可以忽略不計。7月份和8月份的預報準確率分別為80.59%和71.54%，7月份的準確率明顯高于8月份；7月上旬和下旬準確率較高，中旬準確率較低；8月上旬、中旬和下旬的預報準確率均較低，尤其是中旬的準確率僅為64.38%。預報高1 級或低1 級主要是由南北方向的偏高或偏低引起的，因為南北向降水和溫度差異明顯大于東西向，因此建立預報模型時要考慮到南北向的差異。此外，要提高溫濕度預報準確率，尤其是局地性短時強降水對預報準確率的影響較大。通過試驗評估馬鈴薯晚疫病防治效果，發(fā)現藥物防治可增產4.46%～9.01%，發(fā)病等級越高，藥物防治的增產效果越明顯。