應用CARAH模型預測冬種馬鈴薯晚疫病初探

王 晗 代 華 趙仁杰

（湖北崇陽縣農業(yè)局 437500）

由晚疫病菌引起的馬鈴薯晚疫病是馬鈴薯生產中最重要的病害，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測預報的方法，及時科學指導防治，崇陽縣在省農業(yè)技術推廣總站和省植保總站及華中農業(yè)大學湖北省馬鈴薯工程技術研究中心的幫助和指導下，引進了Davis氣象站，將收集到的氣象資料應用 CARAH模型對冬種馬鈴薯晚疫病進行預測預報，該模型是利用作物生長環(huán)境的溫度和濕度等相關參數對晚疫病的發(fā)生做出預測和預報，在該病害大面積發(fā)生前進行藥劑防治。現將崇陽縣應用該模式預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)農戶春種馬鈴薯為主，平畈地區(qū)只有少數農戶冬種馬鈴薯自產自銷，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年全省秋冬農業(yè)生產現場會在崇陽縣召開后，縣委縣政府把馬鈴薯產業(yè)作為發(fā)展現代農業(yè)，促進農民增收的戰(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，方案要求根據馬鈴薯病害的發(fā)生特點采取以農業(yè)防治為主結合藥劑防治的綜合防治措施。

1.1 農業(yè)防治方面

一是采用抗病高產良種，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蕾封壟時，應在茂密、濕度大、開花的品種田，定點檢查，當發(fā)現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，及時搶晴噴施預防藥劑，進行病害預防。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，但在實際應用中存在優(yōu)質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、使用藥劑預防和治療不及時，加上目前馬鈴薯晚疫病的預測預報方法比較傳統(tǒng)，無法做到適時有效指導防治，而達不到理想的防治效果，且由于防治次數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測預報，我們在華中農業(yè)大學湖北省馬鈴薯工程技術研究中心專家的技術支持下，應用CARAH模型進行晚疫病預測預報，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氣象設備，該氣象站的經度為 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 分析資料數據

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，模擬預測了我縣晚疫病發(fā)生的嚴重程度，侵入時間和次數。根據收集到的數據，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，即開始進入侵染循環(huán)；當溫度達到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，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。在一定溫度范圍內，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 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)結束。采用Conce的參數進行模擬預測，繪制侵染循環(huán)曲線。（見圖表3）

CARAH模型預測表明，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日出現第二次侵染，為輕度浸染；田間調查：4月10日開始出現晚疫病中心病株，病株率為1.7%，病情指數為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)調查詳情（見表 4）。

4 結論與討論

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

4.2 依據CARAH模型（C.Ducattillon）預警信息（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根據預警信息和田間調查發(fā)現中心病株相結合的方式確定，否則有可能影響防治效果。

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