全 文 ：＊通讯作者 , E-mail:y uan qin ghua@hotm ail.com
收稿日期:2009-03-13;修回日期:2010-05-18
基金项目:国家科技支撑项目(2006BAD16B04-1);国家奶业项
目(2006BAD04A04-03-07)
作者简介:曾亮(1983-),男 ,甘肃兰州人 ,博士 ,研究方向为植物
病理学 , E-mai l:steve-1314@163.com.
文章编号:1673-5021(2010)05-0047-04
苜蓿褐斑病气象因子预测模型研究
曾　亮1 , 2 , 袁庆华1 , ＊ , 姚　拓2
(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所 , 北京　100193 ;2.甘肃农业大学草业学院 , 甘肃　兰州　730070)
　　摘要:通过对北京地区苜蓿褐斑病的系统调查 , 结合历年该病发生的历史资料 , 在褐斑病发生流行规律的基础
上 ,对影响该病流行的相关气象因子进行逐步回归分析 ,组建了北京地区苜蓿褐斑病流行的预测模型 Y=-48.465
+0.152X1 +0.599X2 -0.019X3 ,并对该模型的预测准确度进行了检验 。
关键词:苜蓿褐斑病;气象因子;预测模型
中图分类号:S43　　　文献标识码:A
　　由苜蓿假盘菌(Pseudopez iza medicaginis)引
致的苜蓿褐斑病(普通叶斑病)是苜蓿生产中分布
广 、危害严重的病害之一[ 1] ,该病在苜蓿的整个生育
期都可发生 , 苗期为害尤为严重 , 而成熟期造成的
叶片损失较大。许多研究结果表明 , 苜蓿褐斑病引
起的产量损失一般在 11%～ 29%, 严重时高达
60%, 种子损失达 52%,已成为影响苜蓿高产 、优
质 、稳产的重要限制因素[ 2 ～ 4] 。
本试验通过对北京地区苜蓿褐斑病发病情况的
定点调查 ,在苜蓿褐斑病发生规律研究的基础上 ,结
合历年资料 ,分析了影响苜蓿褐斑病流行的相关气
象因子 ,并进行逐步回归分析 ,通过气象因子对苜蓿
褐斑病的发生和流行进行预测 ,进而组建了苜蓿褐
斑病的气象预测模型 ,为有效防治苜蓿褐斑病提供
科学依据 。
1　材料与方法
1.1　试验地概况
本试验在中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
牧草试验基地进行 ,试验地位于北京市昌平区 ,属典
型的暖温带半湿润大陆性季风气候 ,其气候特征为:
夏季高温多雨 , 冬季寒冷干燥 , 年平均气温 8 ～
12℃,年降水量 600mm 以上 ,土质为砂壤 ,土壤 pH
为 7.6。
1.2　调查方法
试验于每年苜蓿褐斑病发病期(7 ～ 10月),采
取 5点取样法 ,定点 、定株调查试验田间苜蓿褐斑病
发生流行情况 ,每点调查 10个枝条上的 200 片叶 ,
每周调查一次 ,用网格法测病斑面积占总叶面积的
比例 ,病害严重度分为 0 ～ 6级 ,分级标准如下[ 5] :
0级:无症状表现;
1级:病斑面积为叶面积的 1%或以下;
2级:病斑面积为叶面积的 2%～ 5%;
3级:病斑面积为叶面积的 6%～ 20%;
4级:病斑面积为叶面积的 21%～ 50%;
5级:病斑面积为叶面积的 51%～ 70%;
6级:病斑面积为叶面积的 70%以上。
根据病害严重度调查数据 ,计算病情指数 ,公式
如下:
病情指数=∑(各级病叶数×各级代表值)调查总叶数×最高一级代表值×100[ 6]
1.3　病害流行预测模型的组建和检验
在系统调查的基础上 ,对影响苜蓿褐斑病发生 、
流行期的气象因子:日均温度(T)、相对湿度(RH)、
降雨量(W)(北京市气象局气象信息中心提供)进行
分析 。为组建苜蓿褐斑病预测模型 ,对这些数据进
行相应的处理[ 7] ,包括:(1)计算每一病情调查日前
7d的 T 、RH 的平均值和W 的累计值;(2)上述因子
以及它们分别两两相互组合成复合因子 ,以病情指
数为因变量 , 相关因子为自变量 ,进行逐步回归分
析 ,从中筛选最佳回归方程 ,组建苜蓿褐斑病流行预
测模型。数据分析与建模分别在 EXCEL 和 SPSS
软件上完成 。
根据北京地区 2001 ～ 2007 年的数据和资料进
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第 32 卷　第 5 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2010 年 9 月
　　Vol.32　No.5　　　　　　　　　　Chinese Journal of G rassland 　　　　　　　　　 Sept.2010　　
行模型的建立 ,并通过所建模型对 2008年的病情进
行预测 ,并与田间调查结果比较 ,检验该模型的预测
准确度 。预测准确度的评估采用“最大误差参照
法” [ 8] 。利用该模型对宁夏及兰州地区近年来苜蓿
褐斑病的病情进行预测 ,并与田间实际调查结果比
较 ,检验该模型对不同地区病害预测的准确度 。
2　结果与分析
2.1　北京地区苜蓿褐斑病发生 、流行规律
北京地区苜蓿褐斑病常年发病始期为 7月中下
旬;8 月上中旬雨水较多时 ,病情迅速上升 ,进入发
病高峰期 ,从发病始期到高峰期病情指数增长很快 ,
最高达到 60%左右;8月下旬至 9月初 ,温度偏高对
病情的发展起到了一定的限制作用 ,病情指数相对
稳定;9月下旬至 10月初随着气温的下降病情逐渐
减弱(图 1)。
图 1　北京地区苜蓿褐斑病田间消长规律
Fig.1　The developing and decline
regularity o f alfalfa brow n spo t in Beijing
北京地区降水通常集中在 7 ～ 9 月 , 7月开始进
入雨季 ,8 月下旬至 9月入秋后昼暖夜凉 、田间开始
出现结露 , 9月末至 10 月初气温开始下降。此阶段
是苜蓿褐斑病极易发生和流行期。从图 1中可以看
出 ,7月下旬至 8月初为北京地区苜蓿褐斑病防治
的关键时期 。
2.2　北京地区苜蓿褐斑病流行回归预测模型
通过多年对北京地区苜蓿褐斑病的系统观测 ,
结合 2001年以来所收集到的北京地区苜蓿褐斑病
病情指数资料 ,对 2001年至 2007 年病情指数及其
相关气象因子(日均气温 、日均相对湿度 、累计降雨
量)进行分析和处理 ,以苜蓿褐斑病病情指数为因变
量 ,相关因子为自变量 ,进行逐步回归分析(表 1),
获得最佳方程为:Y = -48.465 +0.152X 1 +
0.599X2 -0.019X3 。其中:Y为病情指数;X1 为前
7d的日均气温;X2 为日均相对湿度;X3 为前 7d 的
累计降雨量 。此方程总体检验极显著(R2 =0.918 ,
F=14.011>F 0.01 ,P <0.01),各偏回归系数 t 检验
显著 ,因而可以用于北京地区苜蓿褐斑病流行的预
测。
利用 2007年的实际调查资料检验该模型 ,其预
测 7d病情指数的准确度为 83.56%(图 2);用 2008
年各相关气象因子预测该病的病情指数 ,其预测准
确度为 91.34%(图 3)。
2.3　苜蓿褐斑病预测模型在不同地区预测准确度
的检验
运用前面已建立的苜蓿褐斑病预测模型 ,结合
从当地气象部门收集的气象资料分别对 2008年兰
州及宁夏地区苜蓿褐斑病的病情指数进行预测 ,并
与田间实际观测值进行比较 ,检验该模型对上述地
区苜蓿褐斑病的预测准确度。该模型对兰州地区
预测 7d病情指数的准确度为 80.52%(图 4),对宁
夏地区预测 7d 病情指数的准确度为 78.93%(图
5)。
表 1　病情指数与气温 、相对湿度和降水量的逐步回归
Table 1　The step-wise regression of DI by temperature , relative humidity and precipitation
模型
Model
非标准化回归系数
Un standardized coef ficien ts
B S x -
t值
回归系数 95%的置信区间
95% conf iden ce interval for B
　　　下限 　　　上限
常数项 -48.465 14.229 -3.406 -76.859 -20.071
X1 0.599 0.245 2.448 0.111 1.088
X2 -0.019 0.006 -3.189 -0.031 -0.007
X3 0.152 0.046 3.301 0.060 0.244
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中国草地学报　2010年　第 32 卷　第 5 期
图2　2007年北京地区苜蓿褐斑病病情指数的预测值和实测值
F ig.2　The predicted and measured
value of alfa lfa brown spo t disease index in Beijing in 2007
图3　2008年北京地区苜蓿褐斑病病情指数的预测值和实测值
F ig.3　The predicted and measured
value of alfa lfa brown spo t disease index in Beijing in 2008
图4　兰州地区2008 年苜蓿褐斑病病情指数的预测值和实测值
F ig.4　The predicted and measured
va lue o f alfalfa brow n spo t disease index in Lanzhou in 2008
图 5　宁夏地区2008年苜蓿褐斑病病情指数的预测值和实测值
Fig.5　The predicted and measured value o f alfalfa brow n
spo t disease index in Ningx ia in 2008
3　结论与讨论
3.1　苜蓿褐斑病在苜蓿的整个生育期内都会发生 ,
当环境条件适宜时 ,该病害发生过程明显 ,数量增长
幅度也很大 ,几天之内便能迅速发展并造成大流
行[ 9] 。由于北京地区 7 ～ 9月的温度 、降雨 、相对湿
度基本都满足该病害发生和流行的需要 ,所以该病
在北京地区已成为一个常发性的流行病 ,在生产上
表现为发病快 、防治措手不及 ,每年给生产带来大量
损失 。因而 ,开展对该病害的预测预报十分必要 。
3.2　通过 2001 ～ 2008年的系统调查及查询相关资
料 ,初步明确了北京地区苜蓿褐斑病的发生流行规
律 ,并在此基础上结合该地区病害发生期的气象资
料 ,对影响苜蓿褐斑病的主要气象因子进行了相关
回归分析 ,组建了该地区苜蓿褐斑病流行预测模型。
用该模型预测当地苜蓿褐斑病 7d的病情指数 ,准确
度达 91.34%,可以用于北京地区苜蓿褐斑病病情
发生的短期预测。
3.3　从图 4和图 5中可以看出 ,该模型对宁夏地区
苜蓿褐斑病病情指数的预测准确度为 78.93%,相
对较低。这主要是由于苜蓿褐斑病的发生和流行除
了受气候因素的影响以外 ,还受到品种抗性 、病原物
毒性与数量 、栽培耕作条件等诸多因素的制约。因
此 ,在运用该模型对不同地域苜蓿褐斑病的发生进
行预测预报时 ,随着环境条件的变化 ,需要通过对多
因子的综合调查和研究 ,对该模型的预报因子进行
调整和筛选 ,并对回归方程进行修正和检验 ,以期达
到最准确的预测效果。
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曾　亮　袁庆华　姚　拓　苜蓿褐斑病气象因子预测模型研究
参考文献(References):
[ 1] 　桂枝 ,高建民 ,袁庆华.我国苜蓿褐斑病研究进展[ J] .天津农
学院学报 , 2002 , 9(4):37-41.
Gui Zhi ,Gao Jianmin , Yuan Qinghua.Advances in research of
b row n blot in alfalfa in China[ J]. J ournal o f Tianj in A gr i-
cul tural Col lege , 2002 , 9(4):37-41.
[ 2] 　Wilcox con R D , Ludwig L J.Leaf disease con trol and disease
increase in alfalfa wi th fungicides [ J] .Plant Disease Rep.,
1972 ,(56):286-289.
[ 3] 　袁庆华 ,李向林 ,张文淑.苜蓿假盘菌及其生物学特性的研究
[ J].植物保护 , 2001 , 27(1):8-12.
Yuan Qinghu a , Li Xianglin , Zhang Wensh u.Studies on Pseud-
op ez i za med icag in is and i ts biological ch aracteri st ics [ J ] .
P lant Protect ion , 2001 , 27(1):8-12.
[ 4] 　Leath K T.Common leaf spot.In compendium of alfalfa disea-
ses , ed:S tu tevi lle D L and E rw in DC[ M ].AP S Press , 1990:
13-14.
[ 5] 　南志标 ,李春杰 ,王赟文.苜蓿褐斑病对牧草质量光合速率的
影响及田间抗病性[ J].草业学报 , 2001 , 10(1):26-34.
Nan Zhibiao , Li Chunjie ,Wang Yunw en.Lucerne comm on leaf
spot:f orage quali ty , photosynthesis rate and f ield resis tance
[ J].Acta Pratacul tural S cience , 2001 , 10(1):26-34.
[ 6] 　袁庆华 ,张文淑.苜蓿抗褐斑病遗传资源离体叶筛选及田间评
价[ J].草地学报 , 2003 , 11(3):205-209.
Yuan Qinghua , Zhan g Wen shu. Screening fo r genet ic resis t-
ance of alfalfa to P seudopez i za Med icaginis by inoculation of
leaf tis sue and f ield evalu at ion of th e plan ts[ J].Acta A grestia
S inica , 2003 , 11(3):205-209.
[ 7] 　王国珍 ,樊仲庆 ,麻冬梅.贺兰山东麓酿酒葡萄霜霉病流行规
律及测报技术[ J].植物保护 , 2004 , 30(4):54-56.
Wang Guozhen , Fan Zhongqing , Ma Dongmei. S tudies on the
epidemical regu lari ty and prediction technology of grape dow ny
mildew dis ease in eas tern H elan mountain[ J]. P lant P rotec-
t ion , 2004 , 30(4):54-56.
[ 8] 　肖悦岩.预测预报准确度评估方法的研究[ J] .植保技术与推
广 , 1997 , 17(4):3-6.
Xiao Yueyan.The s tudies on the reliabili ty evaluat ion of pes t
prediction and forecas ting[ J] . P lant Protect ion Techenolog y
and E x tension , 1997 , 17(4):3-6.
[ 9] 　史娟 ,贺达汉.我国苜蓿褐斑病研究现状[ J] .农业科学研究 ,
2005 , 26(4):68-71.
Shi Juan , H e Dahan. Review on res earch of P seudop ez i za
md icaginis in C hina [ J] . Jou rnal o f A gr icul tural Sciences ,
2005 , 26(4):68-71.
Meteorological Factor Forecast Model of Alfalfa Brown Spot
ZENG Liang1 , 2 , YUAN Qing-hua1 , YAO Tuo2
(1.I nst itute o f Animal Science , CAAS , Bei j ing 100193 , China;
2.College o f Grassland , Gansu Agricul tural University , Lanzhou 730070 ,China)
Abstract:The reg ression analy sis o f meteo rolog ical factors w hich have effect on disease prevalence w as
carried out based on the sy stematic inve stig ation , histo rical data and epidemic regulari ty of alfalfa brow n
spot in Beijing area.The prediction model of epidemic disease in this area w as se t up , which w as:Y=
-48.465+0.152X1 +0.599X 2 -0.019X3 .Prediction accuracy o f the model w as also tested in the study .
Key words:Alfalfa brow n spot;Meteo ro logical factors;Forecast model
—50—
中国草地学报　2010年　第 32 卷　第 5 期