新疆伊犁河谷地區葡萄霜霉病流行與氣候條件的關系

蘆 屹，努爾孜亞·亞力麥麥提，付文君，陳 蓉，溫且姆·阿布列孜，陳浩宇，郝敬吉吉，王惠卿

(1.新疆維吾爾自治區植物保護站，烏魯木齊 830049；2.新疆農業科學院植物保護研究所/農業部西北荒漠綠洲作物有害生物綜合治理重點實驗室，烏魯木齊 830091；3.伊犁州農業技術推廣總站，新疆伊寧 835000；4.阿勒泰市菜籃子工程辦公室，新疆阿勒泰 836500)

0 引 言

【研究意義】 葡萄霜霉病是影響伊犁河谷葡萄生產的主要病害之一，每年發病面積較大，嚴重影響產量和品質。一般多于7月開始發生，7月中、下旬發病漸多，8～9月為發病盛期。但在5～6月低溫、多雨的氣候條件下，也可以開始發病。果園低洼，植株過密，棚架過低，枝葉過密，通風透光不良時，則發病較重?！厩叭搜芯窟M展】葡萄霜霉病的發生主要與當年的氣溫、降雨量、降雨持續時間環境濕度相關，低溫高濕環境有助于霜霉病發生[1]。植物病害流行學認為多循環病害發生病情指數增長變化呈現對數增長的邏輯斯蒂模型，國外報道葡萄霜霉病病害模型的通常將病原菌的發育生物學特性與氣象因素相結合，選取不同的預測因子(溫度、相對濕度、降雨量等)擬合建立多個葡萄霜霉病流行預測模型和決策支持系統[2-3]，王國珍等[4]研究賀蘭山區葡萄霜霉病流行規律，建立病情指數預測模型，于舒怡等[5]研究報道沈陽地區霜霉病流行曲線是典型的單峰S型曲線，避雨栽培條件下類似發生；金恭璽[6]調查新疆石河子墾區葡萄霜霉病葡萄霜霉病病情指數與氣象因子建立的Fisher 型流行模型?！颈狙芯壳腥朦c】葡萄霜霉病防治生產上除應用栽培措施控病外，主要通過噴施化學農藥防治霜霉病，預測預報精準防控是目前減施化學農藥最有效的防范技術措施。伊犁河谷氣候溫潤葡萄霜霉病常年發生，研究建立預測預報模型，精確的預測施用農藥的防治時期和防控指標。【擬解決的關鍵問題】在前人預測模型的基礎上，結合實際觀測的發病規律對邏輯斯蒂模型驗證，進一步明確伊犁河谷葡萄霜霉病在不同氣候條件的發生情況，為新疆葡萄霜霉病防治化學用藥減施增效技術實施提供數據支撐和理論支持。

1 材料與方法

1.1 材 料

2012～2016年在新疆伊犁地區第四師70團9連葡萄園，試驗面積667 m2(1畝)，土壤為沙壤土，葡萄品種為紅提，2009年5月移栽，棚架結構，施肥情況：底肥以農家肥為主，施6 t/667m2，2次追肥：雞、羊糞2.7 t/667m2，總體長勢較好。葡萄霜霉病歷年發生較重。

1.2 方 法

1.2.1 田間發生規律調查

調查試驗選擇發病典型的葡萄園，面積667 m2～1 333 m2(1～2畝)，農事操作正常管理，在不打藥的情況下，自葡萄開始生長，每天觀察霜霉病發生情況，記載始發期。葡萄開始發病后，以發病株為中心點，再在中心點周圍等距離選3個點，共4個點，每個點選20個新梢，每個新梢10個葉片，然后自上而下調查病葉率和葉片發病級數，當發現葡萄霜霉病后每5 d調查1次，每小區每株葡萄隨機選取1個枝條調查所有葉片，直至葡萄生長結束。

病害的分級標準參照《中華人民共和國國家標準農藥田間藥效試驗準則(二)殺菌劑防治葡萄霜霉病》制定的發病等級標準[7]：

0 級—無病斑；

1 級—病斑面積占整個葉面積的5%以下；

3 級—病斑面積占整個葉面積的6%～25%；

5 級—病斑面積占整個葉面積的26%～50%；

7 級—病斑面積占整個葉面積的51%～75%；

9 級—病斑面積占整個葉面積的76%以上。

1.2.2 霜霉病流行模型建立與發病條件調查

新疆伊犁河谷葡萄霜霉病發生一般在6月下旬開始，每5 d調查記載1次，下雨天后再調查1次，試驗小區氣象數據采集2012～2016年最高、最低溫度、架面相對濕度、降雨量、降雨天數等氣象數據，計算其發病率和病情指數。依照氣象因子對葡萄霜霉病病情指數的預測模型，簡稱短期預測模型[8]，該模型以葡萄霜霉病病情指數為因變量，相關氣象因子為自變量，獲得的回歸方程最后結合當地每天的氣象資料(高低溫度、降雨量、平均相對濕度等)分析發病與溫度、濕度、和降雨之間的相互關系。霜霉病發生流行程度劃分標準參照徐丹丹等[8]的標準。表1

表1 葡萄霜霉病發生流行程度劃分標準

2 結果與分析

2.1 霜霉病流行動態

2012～2016年霜霉病發生發展情況，通常6月底開始至7月底病情發展緩慢，8月開始至9月初病情指數迅速增加由0.3以下升至最高的65.66。9月中旬以后病情溫度指數值變化不大，葡萄霜霉病的病情指數變化基本滿足慢-快-慢的對數增長趨勢符合邏輯斯蒂增長模型。5年中，發病對數增長期開始時期逐漸前移，除2016年5、6月雨水充盈，病害迅猛發生有氣象因素外，葡萄園霜霉病連年發生，病原菌積累基數增加導致病害加重。

其中，2012年葡萄葡萄霜霉病7月21日開始零星發病，且發生程度較輕，7月27日葉片病情指數為0.91；病情發展緩慢，8月27日才開始上果危害，當天調查葉片霜霉病發生病情指數是3.18；至9月19日收獲時僅個別果穗被害，葉片受害率<50%，病情指數是22.69，屬3級中度發生，對產量影響不大。

2013年伊犁河葡萄霜霉病發生期較歷年偏早，6月18日開始發病，病情指數為0.38，較上年早33 d。直到8月12日以后，病情迅速蔓延從3.83至9月3日達19.64，發展速度快。至9月19日收獲時，病情指數是45.98，屬4級中等偏重發生，對產量部分影響。

2014年入春以來，持續干旱，該葡萄園5～7月底均未見葡萄霜霉病發生，8月10日始見發病，受害葉片病情指數僅是0.85，較上年晚58 d。由于8月下旬平均氣溫較常年偏高，降水量略偏多，病情迅速蔓延，發展速度快。自8月14日葡萄轉色起病情指數為1.97，到采收葡萄已經發展到51.54，危害程度嚴重。

2015年6月平均氣溫偏高，葡萄霜霉病發生期較歷年偏晚，6月23日開始發病，病情指數與往年相差不大為0.29，較上年晚5 d，屬輕發生。7月23日開始病情迅速蔓延，發展速度快，8月初霜霉病感染葉片發病的病情指數達到20.78，由于降水多，病菌開始向4～5級發展達到嚴重發生程度。9月初病斑開始干枯，病情不擴展。葡萄商品果產量幾乎絕收。

2016年由于伊犁河谷5～6月陰雨陣性天氣頻繁，田間溫濕條件較適宜葡萄病害的發生，發病期較上年早，5月28日就發病病指0.75，較2015年早27 d左右。發病始期在5月底～7月底，發病率為60%，病株率30%，病葉率16%。病情指數42.75中等偏重發生。8月15日病情指數65.26病害發生程度屬嚴重發生，病斑開始干枯，8月后期降雨量減少空氣濕度降低，病情不擴展。圖1

圖1 2012～2016年霜霉病病情指數

2.2 葡萄霜霉病流行動態與溫度、濕度、降水量等氣候條件的關系

自2012年起至2016年葡萄采收完，采用5點取樣對農四師70團紅提葡萄霜霉病初發期流行動態進行監測，并將調查得到的病情指數繪制成流行曲線，回歸方程檢測降雨量、累計降雨天數和葡萄棚架面下相對濕度，3項明顯影響葡萄霜霉病發生的氣象參數的變化。調查不同年份葡萄霜霉病的發生流行情況存在差異，通常是7月中旬開始發病，7月下旬至8月中下旬病葉發生率和病情指數劇烈增加，9月后至采收病情平穩。發病趨勢表現出“S”型變化，均符合邏輯斯蒂增長。由于氣候元素變化劇烈最早5月下旬即有發病植株。

平均氣溫對病情指數的影響，2012年試驗果園6～9月平均氣溫略偏高0.2～0.8℃，高溫低濕使霜霉病發生程度較輕，病情發展緩慢。2013年試驗區5～8月平均氣溫偏高，尤其是7月下旬至8月初的極端高溫天氣，造成病斑干枯，病情不擴展。2014年入春后，持續干旱，3月伊犁河谷氣溫偏高，比常年低溫偏高1.9℃，高溫偏高4.4℃，6月上旬平均氣溫較常年低溫偏低2.4℃，中旬平均氣溫較常年高溫偏高3.0℃，下旬平均氣溫較常年偏高3.1℃；月降水量偏少。8月氣溫較常年略偏高，病指變化較前期緩慢，后期加速，9月2日全田發病。2015年伊犁河谷6月平均氣溫偏高，總降水量較常年偏少，葡萄霜霉病發生期較歷年偏晚，6月23日開始發病，較上年晚5 d。由于氣溫偏高，病情發展緩慢。

降雨量對病情指數的影響，2012年總降水量較常年偏少，其中6～9月降水分別為30、28、18 和16 mm，較常年偏少10%左右，葡萄霜霉病發生期較歷年偏晚，且發生程度較輕，病情發展緩慢。2013年試驗區總降水量較2012年偏多，高溫高濕葡萄霜霉病發生期偏早，6月18日開始發病，較上年早33 d。持續到8月12日以后，病情迅速蔓延，發展速度快。2014年入春后，降水量偏少，5月全地區降水量不足2012～2013年同期的一半，5～6月，降水量僅為38.1 mm，較歷年同期偏少49.2 mm，偏少56%，是自2000年以來降水最少的一次，干旱程度居有氣象記錄以來同期最重。與此同時，7月月平均氣溫較上年同期偏高，月總降水量263.0 mm，較歷年平均值偏少41.6%，病情指數較2013年同期略偏低。8月氣溫較常年略偏高，總降水量略偏多，但上半月降水明顯偏少，降水集中在中旬后期，葉片感病率顯著提升，8月底病指上升到13.78，至9月3日調查時葉片均已全部感病。2015年6月以后降水量偏多，6月27～28日的強降雨達141 mm，造成霜霉病在7月10日大面積爆發，7月23日病情迅速蔓延，發展速度快，8月病菌開始向4～5級發展，9月初病斑開始干枯，病情保持穩定。2016年降雨量呈現前期多后期少的現象。其中4月23～24日開始連續降雨，25～26日氣溫迅速升高，5月2～5月7日連續陰雨天氣，田間濕度較高，使葡萄葉片上結露時間長，有利于葡萄霜霉病的侵染蔓延和擴展。特別是6月17～25日連續普降大到暴雨，6月19日達15.2 mm，造成霜霉病在6月20日左右大面積的爆發，整體表現3級中等發生。7月初開始病情迅速蔓延，發展速度快，病情指數達34.94。7月底調查葡萄園發病率為60%，病株率30%，病葉率16%。進入8月降水量減少，氣溫高，病情停止發展。

相對濕度對病情指數的影響，綜合每年的數據看，6月葉幕相對濕度為70%～75%，8月葉幕相對濕度為85%～90%，降雨后1～2 d葉片表面有水漬親潤，便于卵孢子萌發侵染。9月葉片干枯葡萄架面葉幕相對濕度下降為80%上下，病情指數不在變化。圖2

圖2 2012～2016年伊犁地區紅地球葡萄霜霉病的田間流行動態

2.3 葡萄霜霉病發生程度預測判別函數的建立與回測

將2012～2016年對伊犁農四師70團紅提葡萄霜霉病動態的系統監測發現，該果園從2012年起一直沒有打藥，造成霜霉病一年比一年嚴重，2012～2013年還有一些產量，2014～2016年基本無收獲。調查顯示4～6月降水多，霜霉病發生早，溫度和濕度是決定葡萄霜霉病發生和擴散蔓延至關重要的因子，但由于溫度持續偏高對霜霉病有抑制作用，在8月中旬氣溫高，病斑開始干枯。因此，降水多成為葡萄霜霉病迅速蔓延的主導因子。霜霉病流行呈現逐年加重的趨勢，表明該病害的大面積流行提供了充足的菌源基數是今后霜霉病嚴重流行的根本原因。

葡萄霜霉病的預測通常以降雨日期、相對濕度、降雨量作為預測因子，通過2012～2016年伊犁河谷紅提葡萄霜霉病的系統觀測，獲得最佳方程為y= 73.263e0.190 9x，其中R2= 0.970 9。對病情指數及其相關氣象因子(月均氣溫、月均相對濕度、累計降雨量、累計雨日)進行分析和處理，以葡萄霜霉病病情指數為因變量，相關因子為自變量，進行逐步回歸分析得到預測式y=0.701x1+0.264x2-0.420x3+2.97。其中x1為2012～2019年每年初次發生病害至末次調查的降雨量，x2每年初次發生病害至末次調查的降雨天數，x3每年初次發生病害至末次調查的葡萄棚架下空氣相對濕度。用上述預測式對調查地塊2012～2016年葡萄霜霉病發生情況進行了檢驗，預測結果和實際發病情況基本一致。表2

表2 葡萄霜霉病預測模型

3 討 論

葡萄霜霉病屬于多循環病害，其生物學周期包括葡萄生長期發生的無性繁殖階段和確保其安全越冬的有性繁殖階段[9-12]。霜霉菌子囊孢子由葉片背面的氣孔入侵在葉片內部生長危害[13]。適當的溫度、葉片周圍環境濕度、降雨等影響氣孔的開合，進一步反映霜霉病的發生情況，采用模型來預測霜霉病的發生及發展情況。國外早期報道以溫度、相對濕度、葉片濕潤保持時間作為預測因子，研究葡萄霜霉病孢子囊形成和浸染發病率模型的Vinemild模型和有溫度、降雨量與為預測因子的PALM模型[14]。當前采取系統研究無性階段孢子的生活循環、寄主生長發育和發病率模型3個部分組成的Vinemild系統預測預報[15]。該次通過2012～2016年伊犁河谷葡萄霜霉病病情指數與降雨量、相對濕度和溫度關系，構建模擬該病流行的時間動態呈邏輯斯蒂增長模型，與前人的研究結論基本一致[16]。王國珍等[4]調查賀蘭山東麓地區釀酒葡萄產區田間霜霉病病情指數預測，認為因變量病情指數與前7日的日均氣溫、累計降雨量和日均相對濕度自變量呈多元線性回歸。金恭璽等[6]根據新疆石河子葡萄霜霉病病情指數與氣象因子建立的Fisher 判別模型等。李寶燕等[17]對病原孢子囊萌發預測模型做了報道品種間霜霉病發生病情指數與氣象因子變化存在差異。從歷年伊犁河谷霜霉病病害的季節流行曲線是典型的單峰S 型曲線，與于舒怡等[5]報道的多種單年流行病害的發生趨勢相同。徐丹丹等[8]報道北京地區霜霉病呈邏輯斯蒂增長病指數增長期受9月的雨季直接影響，與該地區8月病害病指急劇與棚架栽培葉幕相對濕度較高表現不同。預測數據中前期2012年數值偏高可能受當年降雨量銳減有關，因此，需在后期的研究中增加模型參數的數量并結合線性科學理論和方法對該模型進行改進，以提高模型在伊犁地區不同品種上預測的準確度，從而應用于生產實踐。

4 結 論

以降雨日期、相對濕度、降雨量作為預測因子，不同年份病害發生呈現差異性，發病趨勢表現出“S”型變化，均符合邏輯斯蒂增長。2016年霜霉病大發生8月初病指達65.66，與當年病害發生前期降雨量較大有密切聯系。試驗地塊常年自然發病，栽培單一葡萄品種，為病害的大面積流行提供了充足的菌源基數和感病寄主是霜霉病嚴重流行葡萄品質和產量降低的根本原因。為避免霜霉病發生，需要采取多種措施，包括栽培多種抗病品種，春節疏枝整蔓，夏季修剪枝條通風透光，合理施肥增加樹勢，降低架面濕度。依據調查結果構建的流行模型：y= 73.263e0.190 9x。