清江流域煙區煙草青枯病流行時間動態及氣象因素分析

黎妍妍，王林，孫光偉，李錫宏，彭五星，王昌軍

1 湖北省煙草科學研究院，武漢 430030；

2 華中農業大學植物科技學院，湖北省作物病害監測和安全控制重點實驗室，武漢 430070；

3 湖北中煙工業有限責任公司，武漢 430040；

4 恩施州煙草公司宣恩縣煙葉分公司，恩施 445500

清江流域煙區煙草青枯病流行時間動態及氣象因素分析

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 湖北省煙草科學研究院，武漢 430030；

2 華中農業大學植物科技學院，湖北省作物病害監測和安全控制重點實驗室，武漢 430070；

3 湖北中煙工業有限責任公司，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煙草青枯病的預測預報和合理防控，本研究通過定點系統調查和統計分析，確定了清江流域煙區煙草青枯病發生危害、流行動態規律及主要流行氣象因子，并提出了藥劑防治時期。結果表明：（1）一元三次模型能較好地描述煙草青枯病的流行動態規律，可根據該模型進行病害發生的預測。（2）該區域煙草青枯病整體呈現前期平緩、流行迅速、后期急劇的特點，病程階段可劃分為病害首發期（移栽后45～67 d）、迅速蔓延期（移栽后67～97 d）和全面爆發期（移栽后97 d～采收結束）。（3）煙草青枯病藥劑預防期和防治關鍵期：預防期為煙葉移栽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；青枯病；流行時間動態；氣象條件

由青枯勞爾氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的植物細菌性青枯病是最具毀滅性的土傳病害之一，它被認為是第二大最重要的細菌性病原菌[1]。該病原菌對許多經濟作物如馬鈴薯、煙草、番茄、茄子、香蕉、花生等都造成嚴重的經濟損失[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生[3]。據報道，青枯病可造成煙草產量損失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、東南煙區、長江中上游煙區、黃淮煙區等14個省份均已出現青枯菌危害的報道[5]，煙草青枯病對我國煙葉生產造成了巨大的威脅。

病害流行的定量研究是制訂病害預測預報方法和病害可持續控制策略的基礎[6]。然而，由于對煙草青枯病發生的預見性不夠，對田間流行動態缺乏系統的分析，往往錯失防治關鍵時期，繼而引起青枯病的流行爆發。在影響煙草青枯病發生、流行與危害程度的諸多因素[7]（菌系分化特性、煙草品種、氣候和土壤等生態環境條件、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]。清江流域煙區位于湖北省恩施州，以往報道[9-11]已進行了該區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，然而關于該區域煙草青枯病流行動態及其與氣象因素的關系分析鮮有報道。本研究以期通過對清江流域代表性煙區煙草青枯病進行系統調查和數據分析，明確煙草青枯病流行時間動態與關鍵氣象影響因子，為該病害的預測預報和合理防控奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 病情調查地點

2013—2016年在湖北省恩施州宣恩縣椒園鄉涼風村設置煙草青枯病系統調查點，調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、常年發病。田間種植煙草品種為當地主栽品種云煙87，調查田塊煙草移栽日期為4月25日前后，整個煙草生育期內不施用防治煙草病害的農藥。

1.2 病情調查方法及分級標準

每年采用雙行平行跳躍法定點定株調查約200株煙株，詳細記錄發病時期，之后每10 d左右按照國家標準《GB/T23222-2008 煙草病蟲害分級及調查方法》以株為單位分級調查，直到移栽后120 d（煙葉采收結束）左右。分級標準如下：0級：全株無??；1級：莖部偶有褪綠斑，或病側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1/2至2/3葉片調萎；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2/3以上葉片調萎；7級：莖部黑色條斑到達莖頂部，或病株葉片全部調萎；9級：病株基本枯死。

1.3 氣象資料收集

在系統調查煙草青枯病流行動態的同時，于調查點安置Watchdog小型自動氣象站，記載2013—2016年間煙葉移栽至采收結束時每日的氣溫、日照時數、降雨量等氣象數據。

1.4 數據處理與統計分析

1.4.1 病情指數及相關指標計算

依據調查數據計算病情指數（DI）、相鄰兩調查期內病情指數平均日增長量（DI平）。

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

1.4.2 病害流行時間動態模擬

分別以每次調查時的煙草青枯病病情指數（DI）、相鄰兩個調查期內病情指數平均日增長量（DI平）和移栽后天數（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煙草青枯病發生情況進行流行時間動態模擬。

1.4.3 病情動態與氣象條件的關系分析

分別統計青枯病首發期前10 d均溫（x1）及煙葉移栽至病害首發時、病害首發期內、病害迅速蔓延期內、病害全面爆發期內均溫、總降雨量、總日照時數（x2～x13）。通過SPSS軟件進行青枯病首發期的病情指數（y1）及該期內病情指數平均日增長量（y2）、迅速蔓延期的病情指數（y3）及該期內病情指數平均日增長量（y4）、全面爆發期的病情指數即煙葉采收結束時的病情指數（y5）及該期內病情指數平均日增長量（y6）與該期及前一期氣象因子（x1～x13）的逐步回歸分析。

2 結果與分析

2.1 煙草青枯病發生程度及流行規律

2.1.1 煙草青枯病發生程度分析

連續4年定點對清江流域煙區煙草青枯病發生情況進行跟蹤調查，結果見表1。從移栽后45 d開始發病到移栽后118 d煙葉采收結束，共調查了8次。除個別年份（2014年度）發病期推遲至移栽后67 d時，其余年份均是煙草移栽后45 d左右首見青枯病發生，首發時病情指數為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為33.25～45.34，以2013年度危害程度最高。

表1 清江流域煙區煙草青枯病病情指數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模型研究

分別以每次調查時的煙草青枯病病情指數（DI）和移栽后天數（D）為因變量和自變量，進行了2013—2016年間病害流行時間動態模擬（表2）。煙草青枯病發生情況整體呈現前期平緩、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據均能很好的模擬，P值均小于0.01。其中采用一元多次模型所得的相關系數均大于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煙草青枯病時間流行動態的最佳模型。2013-2016年各調查期平均病情指數（DI）隨時間（移栽后天數D）的變化動態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隨時間的變化動態及最佳擬合模型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增長情況分析

對相鄰兩個調查期內病情指數平均日增長量（DI平）進行了分析，結果見圖2。以DI平為因變量、移栽后天數（D）為自變量所構建的一元多次模型、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**），因此相鄰兩個調查期內病情指數平均日增長量隨移栽后天數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DI平值，可將清江流域煙區煙草青枯病發生階段劃分為3個時期（圖3）。移栽后45～67 d，田間有零星病害發生，平均病情指數由0.12增長到2.43，平均增長量為0.10/d，增長較為緩慢，為青枯病首發期。移栽后67～97 d病害迅速蔓延，病情指數由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，病情指數由14.12增長到38.30，平均增長量為1.15/d，為青枯病全面爆發期。

圖2 煙草青枯病病情指數平均日增長量隨時間的變化動態及最佳擬合模型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病情指數日增長量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與氣象條件的關系分析

青枯病首發期前10 d均溫（x1）及煙葉移栽至病害首發時、病害首發期內、病害迅速蔓延期內、病害全面爆發期內均溫、總降雨量、總日照時數（x2～x13）等氣象數據統計見表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（y1、y3、y5）、各階段內病情指數平均日增長量（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，病害全面爆發期內均溫（x12）是影響煙草青枯病病情指數（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。

田間初現青枯病前10 d均溫（x1）、病害首發期內總日照時數（x7）是影響病害首發期病情指數（y1）及此階段病情指數平均日增長量（y2）的主要因子。病害首發期內總日照時數（x7）、病害迅速蔓延期內總降雨量（x8）是影響病害迅速蔓延期病情指數（y3）及此階段病情指數平均日增長量（y4）的主要因子?？梢钥闯觯瑹煵萸嗫莶×餍须A段中前一階段的氣象條件對后一階段的病情發展具有明顯作用。

根據煙草青枯病流行階段劃分依據和各逐步回歸方程，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y1、y2的回歸方程可知，x1的回歸系數遠遠高于x7，因此決定病害是否發生的關鍵因子為煙葉移栽后35 d～45 d的均溫；當此均溫高于18.82 ℃時，如若沒有采取適當的措施進行病害的防控，就會造成煙草青枯病的發生與流行。

表4 煙草青枯病流行動態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，適時作出病害預報，是進行病害防治的關鍵[12]。在清江流域煙區中，800～1200 m是最適宜的煙草種植海拔區，且該區域植煙比例約為75%。因此，本研究在海拔900 m左右進行的煙草青枯病系統調查基本可以代表清江流域煙區煙草青枯病的發生情況。結果表明該區域煙草青枯病整體呈現前期平緩、流行迅速、后期急劇的特點，這與福建南平煙區呈現的發病急、流行快的特點[13]不盡相同。田間初現煙草青枯病的日期為移栽后45 d左右，早于福建南平煙區田間初現青枯病的日期（移栽后80 d左右）[13]；采收結束時病情指數高于30。

用模型表示病害流行的發展動態，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）的流行時間動態變化情況，也能較好地反映相鄰兩個調查期內病情指數平均日增長量隨時間增長（移栽后天數）的動態變化，是描繪煙草青枯病流行動態的最佳模型。因此，可根據該模型進行病害發生情況的預測。以相鄰兩個調查期內病情指數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煙草青枯病流行階段的劃分：病害首發期為移栽后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）；全面爆發期為移栽后97～118 d（8月1日～煙葉采收結束）。

在氣象條件中，溫濕度被認為是影響青枯病發生和流行的關鍵氣象因子，既可影響病原菌的生長、增殖和死亡，又可影響大田環境下煙草的生長發育及煙草青枯病的發生發展。本研究發現，病害全面爆發期（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生的主要氣象因子。以上兩個指標的最高值均出現在2013年度，而該年份煙草青枯病發生程度最為嚴重，這與鄭向華等[8]所指出的高溫天氣到來越早發病越重的結論相一致。

在研究煙草青枯病首發時的氣溫時，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??；而在清江流域煙區，根據公式推導獲得的煙葉移栽后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，大多是結合農業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展（表4），因此青枯病的防治應相應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煙草青枯病流行動態特點及關鍵氣象因素，結合“預防為主、綜合防治”的植保方針，將病害流行階段和氣溫兩方面相結合提出煙草青枯病藥劑預防期和防治關鍵期：預防期為煙葉移栽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 結論

本文通過定點系統調查和統計分析，研究了清江流域煙區煙草青枯病發生危害、流行動態規律及主要氣象因子，為該病害的預測預報和合理防控提供了理論基礎。該區域田間初現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的最佳模型；病害流行階段可劃分為：首發期（移栽后45～67 d）；迅速蔓延期（移栽后67～97 d）；全面爆發期（移栽后97 d～煙葉采收結束）。結合病害流行階段和氣溫兩方面提出了藥劑預防期和防治關鍵期，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.清江流域煙區煙草青枯病流行時間動態及氣象因素分析[J].中國煙草學報，2017，23（4）

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

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

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

2017-04-05；< class="emphasis_bold">網絡出版日期：

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