基于CARAH模型的不同品種馬鈴薯晚疫病發生情況觀察

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生情況及對應的CARAH模型預測情況，對CARAH模型進行矯正。結果顯示：在中心病株發現時間方面，費烏瑞它、中薯3號在第3代第1次侵染濕潤期分值達5分左右時可以發現，宣薯2號、黑美人、黑金剛3個品種中心病株發現的時間在第5代第1次至第6代第1次期間。在發生程度方面，綜合3個基地觀測圃結果，費烏瑞它、中薯3號2個品種要明顯重于宣薯2號、黑美人、黑金剛3個品種。

關鍵詞： 馬鈴薯晚疫病；CARAH模型；不同品種；中心病株

中圖分類號： S435.32 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2015）08-0112-04

馬鈴薯是貴州省貴陽市主要的糧食兼蔬菜作物，常年種植面積在2.33萬hm2左右，主要集中在修文縣、息烽縣、開陽縣區域。由于貴陽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生蔓延，同時種植品種少、生理小種變化、長年種植導致病原菌數量累積等因素，導致馬鈴薯晚疫病呈逐年加重趨勢，已成為馬鈴薯產業發展的主要障礙。目前在生產上有多種馬鈴薯晚疫病的預測預報模型，都有一定的準確性和實用價值，也都有一些局限性 [2-4]。根據馬鈴薯晚疫病的生物學特性，馬鈴薯晚疫病發生流行與溫度、濕度等氣象因子及馬鈴薯品種具有重要的相關性 [5-11]，CARAH馬鈴薯晚疫病預警系統基于病原菌和寄主存在的基礎上，結合氣象條件（溫度、濕度和降雨等） 和疫病菌生長特點而形成的，應該能應用于各種條件 [5]，此方法所需的氣象參數易得且模型簡單，在比利時成功地應用了10多年，進入21世紀后，我國重慶、內蒙古、甘肅、寧夏等國內馬鈴薯主產區先后引進運用，結果表明該系統基本符合當地晚疫病發生規律 [12-15]。 但是不同品種的馬鈴薯抗病性水平及抗病性類型不一樣，田間實際發生情況不一樣，CARAH模型的預測值也不同。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生情況，以矯正CARAH模型，更好地指導生產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大堡村、息烽縣小寨壩鎮南橋村、開陽縣雙流鎮劉育村3個馬鈴薯基地，開展基于CARAH模型下不同品種馬鈴薯晚疫病發生情況觀察工作，為馬鈴薯晚疫病的監測與防控提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 CARAH馬鈴薯晚疫病預警模型的建立

1.1.1 建立氣象數據觀察站 在貴州省修文縣扎佐鎮大堡村（點1）、息烽縣小寨壩鎮南橋村（點2）、開陽縣雙流鎮劉育村（點3）馬鈴薯基地建立3個QD-3340MV無線自動氣象站（由北京匯思君達科技有限公司提供，基地情況詳見表1），從每個基地出第1棵苗開始，以小時為單位，采集風、溫、濕、光照、雨量等氣象因子，自動生成NOAA氣象報告，通過配置CDMA遠程控制模塊將數據遠程傳輸到電腦，并轉換成Excel數據進行分析 [4]。

1.2 建立品種觀測圃

1.2.1 [JP3]中心病株觀測圃 在點1、點2、點3均設置中心病株觀測圃，距離無線自動氣象站不超過100 m，選取貴陽市馬鈴薯主栽品種費烏瑞它、中薯3號、宣薯2號、黑美人、黑金剛5個品種，[JP3]每個品種種植面積667 m2，種植、管理水平與基地保持一致，每個品種晚疫病中心病株出現后，即按照常規防治進行防控。

1.2.2 不同品種發生程度觀測圃 在點1、點2、點3均建立不同品種發生程度觀測圃，品種觀測圃面積為1 333 m2，距離無線自動氣象站不超過100 m，設5個栽培處理：處理A為宣薯2號；處理B為中薯3號；處理C為費烏瑞它；處理D為黑美人；處理E為黑金剛。每個處理重復3次，共15個小區，每小區種植面積70 m2，小區間設1 m隔離行。馬鈴薯整個生育期內不施藥防控馬鈴薯晚疫病。

1.3 調查方法

1.3.1 中心病株出現時間調查 從CARAH模型顯示第3代第1期侵染濕潤期生成開始，在中心病株觀測圃中每2 d調查1次，調查采用踏查方式進行，發現疑似病株，帶回實驗室鏡檢，確定是否是馬鈴薯晚疫病。中心病株出現后，記錄出現時間，并將每個品種中心病株出現的時間對照CARAH模型，確定相應的侵染代次及其分值，以較正模型的預報準確率。

1.3.2 發病程度觀察 從不同品種發生程度觀測圃中的第1株中心病株出現開始，每7 d調查1次馬鈴薯晚疫病發病情況，直至收獲。采用平行跳躍式取樣法，每塊田定10點，每點定10株，共查100株，記載發病株數和發病植株嚴重度級別，計算病株率和病情指數，明確馬鈴薯晚疫病發生情況并記錄，病情分級標準和發生程度分級指標參照DB 52/T 568—2009《馬鈴薯晚疫病監測技術規范》 [16]執行。

2 結果與分析

2.1 中心病株出現時間觀察

調查結果（表2）顯示，處理A宣薯2號在點1發現晚疫病中心病株的時間是4月28日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第5代第1次，分值為5.75分；在點2發現的時間為5月13日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第5代第1次，分值為2分；在點3發現的時間為5月12日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第5代第1次，分值為4.5分。

處理B中薯3號在點1發現晚疫病中心病株的時間是4月14日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第3代第1次，分值為7分；在點2發現的時間為5月3日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第4代第1次，分值為0分；在點3發現的時間為4月28日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第3代第1次，分值為7分。

處理C費烏瑞它在點1發現晚疫病中心病株的時間是4月14日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第3代第1次，分值為7分；在點2發現的時間為4月29日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第3代第1次，分值為5.5分；在點3發現的時間為4月28日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第3代第1次，分值為7分。

處理D黑美人在點1發現晚疫病中心病株的時間是5月5日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第6代第1次，分值為1.5分；在點2發現的時間為5月13日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第5代第1次，分值為2分；在點3發現的時間為5月12日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第3代第1次，分值為4.5分。

處理E黑金剛在點1發現晚疫病中心病株的時間是4月28日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第5代第1次，分值為5.75分；在點2發現的時間為5月13日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第5代第1次，分值為2分；在點3發現的時間為5月14日，對應CARAH模型侵染濕潤期為第3代第1次，分值為7.5分。

將3個基地5個品種中心病株發現的情況進行對比發現，費烏瑞它、中薯3號基本與CARAH模型預測出現的時間吻合，在第3代第1次侵染濕潤期分值達5分左右時可以發現；而宣薯2號、黑美人、黑金剛3個品種中心病株發現的時間，對照CARAH模型計算的浸染濕潤期為第5代第1次至第6代第1次。

2.2 CARAH模型預測發生程度與觀測圃實際發生情況

2.2.1 預測發生程度 根據CARAH模型統計（表3），點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個區域馬鈴薯基地極重度侵染占絕對優勢比例，表明這3個區域馬鈴薯晚疫病呈大發生態勢。

2.2.2 觀測圃實際發生情況 調查結果（圖1、圖2、圖3，表4、表5、表6）顯示，5個品種馬鈴薯均大發生，其中費烏瑞它、 中薯3號晚疫病呈毀滅性發生，最后一次調查，點1病指分別為9148、 92.67，點2病指分別為96.00、94.59，點3病指分別為8318、74.07；宣薯2號、黑美人、黑金剛3個品種，最后一次調查，點1病指分別為66.59、51.04、50.89，點2病指分別為56.59、50.52、53.19，點3病指分別為36.37、43.56、4126。將最后一次調查用DMRT法進行多重比較，在0.05和0.01水平上，點2和點3觀測圃表現一樣，費烏瑞它、中薯3號之間差異不顯著，而與宣薯2號、黑美人、黑金剛均存在顯著性差異，同時宣薯2號、黑美人、黑金剛3個品種間差異不顯著；點1觀測圃中，在0.05和0.01水平上，費烏瑞它、中薯3號之間差異不顯著，黑美人、黑金剛2個品種差異不顯著，宣薯2號與其他品種均存在顯著性差異。綜合整個觀察結果，一是費烏瑞它、中薯3號較宣薯2號、黑美人、黑金剛3個品種更為感病，二是CARAH模型預測結果與田間實際發生情況吻合。 3 討論

進入21世紀后，CARAH預警模型在國內多個馬鈴薯主產區推廣應用 [12-13]，并取得較好應用效果，但也有地方觀察下來，CARAH預警模型的預測值與晚疫病的實際發生情況存在不一致的情況，例如馬洪管 [17]在石柱和豐都2個區域的研究及李繼平 [18]在會川的研究，但是都存在品種不同的情況，在不同品種馬鈴薯晚疫病發生情況與CARAH預警模型的比對矯正方面，目前未見相關報道。本研究通過觀察，在貴陽市目前主栽的品種中，確認了費烏瑞它、中薯3號中心病株發現時間符合CARAH預警模型預測參數，而宣薯2號、黑美人、黑金剛3個品種在第5代第1次侵染濕潤期期間，在防治指導時，一是提高了預報的準確率，二是可以節約大量人工、藥劑等防治成本，三是可以減少農藥的使用，即減少對生態環境的破壞，也延緩了病原菌生理小種的進化。

在中心病株出現時間觀察中，每個品種中心病株出現時間與其對應時間的CARAH模型侵染濕潤期相比對時，發現時間所屬的當天會對應CARAH模型多個侵染濕潤期，且對應conce分值不同，根據CARAH模型參數，從第3代第1次侵染開始，以后生成的每代第1次侵染均作為防控指導的重要依據，本研究在進行比對時，也是根據此項依據選用每代第1次侵染濕潤期及當天的分值進行比對，從而明確各個品種中心病株出現時對應CARAH模型計算的侵染濕潤期情況，但是否為最佳選擇，仍值得商榷和研究。

在對不同品種馬鈴薯晚疫病發生情況觀察時，CARAH模型計算分析得出3個基地極重度侵染濕潤期的數量占絕對優勢比例，預示馬鈴薯晚疫病呈大發生態勢，但是CARAH模型沒有詳細明確馬鈴薯晚疫病輕發生、中等發生、大發生等級別中各級別侵染濕潤期所需要的比例，國內外也沒有相關報道，該項研究工作亟待完善。

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