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Dynamic monitoring of aerial conidia of Blumeria graminis f. sp. tritici in wheat fields

田间空气中小麦白粉菌分生孢子的动态监测研究



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  46(1): 112 ̄118(2016)
收稿日期: 2014 ̄10 ̄06ꎻ 修回日期: 2015 ̄09 ̄14
基金项目: 国家重点基础研究发展计划(2013CB127704)ꎻ国家自然科学基金项目(31171793)ꎻ公益性行业科研专项(201303016)ꎻ新疆维
吾尔自治区科技支疆项目(2013911092)
通讯作者: 周益林ꎬ研究员ꎬ主要从事小麦病害研究ꎻ E ̄mail:ylzhou@ ippcaas.cn
陈 莉ꎬ副教授ꎬ主要从事植物病害流行学和真菌分类学研究ꎻ E ̄mail:chenlili@ahau.edu.cn
第一作者: 刘 伟ꎬ 男ꎬ山东潍坊人ꎬ博士ꎬ主要从事植物病害流行和监测研究ꎻ E ̄mail:wliusdau@163.comꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2016.01.013
田间空气中小麦白粉菌分生孢子的动态监测研究
刘 伟1ꎬ 2ꎬ 姚冬明1ꎬ 2ꎬ 范洁茹2ꎬ 曹学仁2ꎬ3ꎬ 陈 莉1∗ꎬ
丁克坚1ꎬ 周益林2∗ꎬ 邹亚飞2ꎬ 段霞瑜2
( 1安徽农业大学植物保护学院ꎬ合肥 230036ꎻ2中国农业科学院植物保护研究所 /植物病虫害
生物学国家重点实验室ꎬ北京 100193ꎻ3中国热带农业科学院环境与植物保护研究所ꎬ海口 571101)
摘要:2012和 2013两年度采用 Burkard定容式孢子捕捉器ꎬ对田间空气中小麦白粉病菌分生孢子的监测结果表明ꎬ小麦冠
层内、外白粉菌分生孢子浓度存在显著的正相关性ꎬ冠层内的白粉菌分生孢子浓度明显高于冠层外ꎻ田间空气中分生孢子
的浓度逐渐升高ꎬ到小麦灌浆期达到最大值ꎬ之后逐渐降低ꎮ 时间序列分析结果表明ꎬ两年度田间空气中白粉菌分生孢子
浓度均符合 ARIMA(1ꎬ1ꎬ0)模型ꎬ且与温度有显著的相关性ꎬ建立了基于温度的白粉菌分生孢子浓度预测模型ꎬ模型回归
效果均达到了显著水平ꎮ 研究结果发现ꎬ田间白粉病病情与空气中病菌分生孢子和关键气象因子具有显著相关性ꎬ并在此基
础上分别建立了基于空气中分生孢子浓度ꎬ以及基于分生孢子浓度和气象因子的田间白粉病病情预测模型ꎬ其中基于分生孢
子浓度的预测模型普适性要优于基于分生孢子浓度和气象因子的预测模型ꎬ可以用来预测田间小麦白粉病的发生流行程度ꎮ
关键词:小麦白粉病ꎻ孢子捕捉ꎻ数学建模ꎻ流行监测
Dynamic monitoring of aerial conidia of Blumeria graminis f. sp. tritici in wheat fields
LIU Wei1ꎬ2ꎬ YAO Dong ̄ming1ꎬ2ꎬ FAN Jie ̄ru2ꎬ CAO Xue ̄ren2ꎬ3ꎬ CHEN Li1ꎬ DING Ke ̄jian1ꎬ ZHOU Yi ̄lin2ꎬ
ZOU Ya ̄fei2ꎬ DUAN Xia ̄yu2   ( 1 College of Plant Protectionꎬ Anhui Agricultural Universityꎬ Hefei 230036ꎬ Chinaꎻ
2 State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pestsꎬ Institute of Plant Protectionꎬ Chinese Academy of Agricul ̄
tural Sciencesꎬ Beijing 100193ꎬ Chinaꎻ 3 Key Laboratory of Integrated Pest Management on Tropical Cropsꎬ Ministry of Agricul ̄
ture / Environment and Plant Protection InstituteꎬChina Academy of Tropic Agricultural Sciencesꎬ Haikou 571101ꎬ China)
Abstract: Conidia of Blumeria graminis f. sp. tritici(Bgt) in the air were monitored by Burkard volumetric
spore samplers in 2012 and 2013. Conidia concentration of Bgt within the canopy was positively correlated with
above the canopy and was significantly higher than that above the canopy. Conidia concentration raised along
with timeꎬ reached the maximum concentration at filling stage of wheatꎬ and then declined. Time series analysis
showed that conidia concentration in the fields was fitted with ARIMA (1ꎬ 1ꎬ 0) models. A model was constructed
based on the significant correlation between conidia concentrations in the air and temperature. Two models for
prediction of disease index were established by inoculum variable onlyꎬ and by both inoculum and weather va ̄
riablesꎬ resprctively. The model based on inoculum only has more universal applicability to predicting disease
index in comparison with the model based on both inoculum and weather variables.
Key words: wheat powdery mildewꎻ spore trapꎻ mathematical modelingꎻ epidemic monitoring
中图分类号: S435.121.46        文献标识码: A          文章编号: 0412 ̄0914(2016)01 ̄0112 ̄07

 
  1期 刘 伟ꎬ等:田间空气中小麦白粉菌分生孢子的动态监测研究
    由专性寄生菌 Blumeria graminis f. sp. tritici
引起的小麦白粉病是一种典型的气传性病害ꎬ在
世界各麦区均有发生ꎮ 小麦白粉病属多循环病
害ꎬ分生孢子随气流传播是引起病害再侵染和流
行的主要原因ꎬ因此ꎬ研究小麦生长季节空气中
病菌孢子浓度和田间病害的关系ꎬ可预测病害的
发生流行程度ꎮ 利用孢子捕捉器可以实现对空
气中病原菌孢子浓度的连续监测ꎬ结合环境条件
和病害调查ꎬ能够进一步分析影响病原菌传播的
因素及其与病害发生程度的关系[1] ꎮ 1984 年ꎬ
Jeger[2]利用捕捉到的苹果白粉病菌的累积孢子
数和病情之间的关系建立了苹果白粉病的预测
模型ꎻBlanco 等[3ꎬ4]研究发现空气中草莓白粉病
菌分生孢子浓度和病情指数间具有极显著的正
相关 关 系ꎻ 空 气 中 草 莓 灰 霉 病 菌 ( Botrytis
cinerea)7 天累积孢子浓度与草莓果实上灰霉病
病情之间有显著地正相关性ꎻKhan 等[5]研究了
空气中甜菜褐斑病菌(Cercospora beticola)孢子
的变化动态ꎬ并建立了孢子浓度和病害之间的关
系模型ꎮ 我国关于利用孢子捕捉器对病菌孢子
研究的报导相对较少ꎬ本研究在 2012 和 2013 年
两个小麦生长季节ꎬ采用 Burkard 定容式孢子捕
捉器ꎬ对不同种植品种的田间试验小区内小麦白
粉病菌分生孢子进行了监测ꎬ分析了田间病情与
空气中白粉菌分生孢子浓度以及气象因子的关
系ꎬ建立了基于空气中白粉菌分生孢子浓度或分
生孢子浓度和气象因子的田间病情估计模型ꎬ此
研究结果将为定容式孢子捕捉器用于小麦白粉
病田间病害流行监测和预测奠定基础ꎮ
1  材料与方法
1.1  供试材料和仪器
    供试的小麦品种为京双 16(高感白粉病)ꎬ众
麦 2号(中感白粉病)ꎮ 试验所用菌株为小麦白粉
菌混合菌种ꎬ由中国农业科学院植物保护研究所小
麦白粉病实验室提供ꎮ
    病菌孢子捕捉装置为 Burkard 定容式孢子捕
捉器(英国 Burkard公司生产)ꎬ气象数据收集装置
为 Dynamet科研级自动气象站(美国 Dynamax 公
司生产)ꎮ
1.2  试验方法
1.2.1  试验地设置和病害接种  田间试验地点位
于中国农业科学院植物保护研究所廊坊中试基地
(39.5°Nꎬ116.6°E)ꎮ 试验自 2012 年至 2013 年共
连续进行 2 年ꎬ每个试验小区面积 10 m×50 m =
500 m2ꎬ小区内按照正常种植密度(120 kg􀅰hm ̄2)
进行播种ꎬ种植行距为 0.25 mꎮ 2011 年 10 月 6 日
播种ꎬ品种为京双 16ꎻ2012年 10月 5 日播种ꎬ品种
为京双 16和众麦 2号ꎮ 为确保小麦白粉病能够在
田间发生ꎬ分别于 2012 年 3 月 23 日和 2013 年 4
月 2日分别将在温室内繁殖好的小麦白粉菌盆苗
接种于田间ꎬ每 5行接种 2盆ꎮ
1.2.2  田间空气中小麦白粉菌分生孢子的捕捉 
四月中旬在试验小区的最中心安装孢子捕捉器ꎬ
2012年放置 2 台ꎬ两台捕捉器的进气口距地面分
别为 0.6 和 1.6 mꎻ2013年在京双 16和众麦 2号种
植区各放 1台ꎬ捕捉器的进气口距地面 0.6 m 处ꎮ
之后每 7 d给捕捉器换鼓并获得鼓上的捕捉带ꎬ将
吸附有孢子的捕捉带平均剪成 7 段ꎬ每段 48 mm
代表 1 d将捕捉带粘附在载玻片上ꎬ置于奥林巴斯
显微镜(日本)下计数ꎮ 每段按捕捉鼓移动方向检
查四次ꎬ然后转换成每天每立方米空气中白粉菌分
生孢子的浓度ꎮ
1.2.3  气象数据的获得  气象数据收集记录装置
为 Dynamet 科研级自动气象站ꎬ设置在距离试验
小区附近ꎮ 田间试验结束后将气象站所记录的试
验期间的相关气象数据分别计算ꎬ得到日平均温
度、日平均相对湿度、日平均风速、日降雨量、日平
均气压和日太阳辐射总量等相关值ꎮ
1.2.4  田间病害调查  在小麦生长季节ꎬ每 7 d 对
田间小麦白粉病的发病情况进行调查ꎮ 田间调查
采用大 5点取样ꎬ每点调查 20茎ꎬ分级标准参照改
进后的“0 ~ 9”级法[6]进行ꎬ并计算病情指数(Di ̄
sease Index(DI))ꎮ
DI=
0×n0+1×n1+􀆺􀆺+9×n9
9×(n0+n1+􀆺􀆺+n9)
×100
    其中 n0、n1􀆺􀆺n9分别代表不同发病级别的调
查株数ꎮ
1.2.5  数据分析
    (1)数据转换   采用 Box ̄Cox 变换[7]进行ꎮ
用 STATA7.0 软件对 λ值进行计算ꎮ
311

 
植物病理学报 46卷
y=x
λ ̄1
λ
ꎬλ≠0ꎻ或 y= lnxꎬλ=0
    其中 x 为原始数据ꎬy 为 Box ̄Cox 转换后的
数据ꎮ
    (2)时间序列分析  用由 Box 与 Jenkins[8]提
出的差分自回归移动平均模型(Autoregressive In ̄
tegrated Moving Average ModelꎬARIMA(pꎬdꎬq))
进行分析ꎮ 其中 d是差分次数ꎬp 为自回归项数ꎬq
为移动平均项数ꎮ 分析软件为 Eviews 6.0软件ꎮ
    ( 3 ) 数学建模与相关分析   利用 SAS
(Version 9.1.3)软件进行ꎮ 其中空气中白粉菌分
生孢子浓度与气象因子的相关性、小麦白粉病病
情指数与气象因子的相关性分析采用 CORR 程
序ꎬ用线性回归程序分别建立基于温度的空气中
白粉菌分生孢子浓度的预测模型、基于分生孢子
浓度的病害预测模型、基于分生孢子浓度和气象
因子的病害预测模型ꎬ用 PROC GLM 程序对所
建模型进行比较分析ꎮ
2  结果与分析
2.1  田间病害发生情况
    由图 1 看出ꎬ2013 年田间白粉病发生时间晚
于 2012年ꎬ且发展速度相对较慢ꎬ其中 2012 年 5
月 4 日至 25 日为病害迅速增长时期ꎬ病情指数由
9.56迅速增加到 76.33ꎮ 2013年 5月 17日至 31日
病情指数增长迅速ꎬ京双 16 和众麦 2 号分别由
15.33和 10.28增长到 69.67和 58.06ꎮ
2.2  冠层内外白粉菌分生孢子浓度的变化动态
    对 2012年京双 16 冠层内外孢子浓度进行分
析发现(图 2)ꎬ小麦冠层内(距地面 0.6 m)空气中
白粉菌分生孢子的浓度显著高于冠层外(距地面
1.6 m)ꎮ 距地面 0.6和 1.6 m空气中白粉菌分生孢
子的平均浓度分别为 35.86和 4.14 孢子∙m ̄3ꎮ 同
时ꎬ冠层内和冠层外分生孢子浓度之间存在极显著
的正相关性(R2 =0.712ꎬ F=44.127ꎬ P<0.001)ꎮ
Fig. 1  Progress curves of wheat powdery mildew epidemic on wheat cultivars in
experimental field in 2012(A) and 2013(B)
Fig. 2  Daily number of Bgt spores per cubic
metre of air within and above the canopy
2.3  田间空气中孢子浓度的变化动态
    由图 3看出ꎬ两年度空气中白粉菌的分生孢子
浓度在波动中逐渐升高ꎬ在灌浆初期(5 月 24 日前
后)分生孢子浓度达到第一个峰值ꎬ之后稍有下
降ꎬ灌浆后期(6 月上旬)达到第二个峰值ꎬ随后逐
渐下降ꎮ
    其中在 2012年度ꎬ4 月 27 日首次捕捉到分生
孢子ꎬ随后空气中分生孢子浓度呈缓慢上升趋势ꎬ
于 5 月 22 日达到了最高峰 (平均气温 22℃ꎬ相
对湿度 46.61%ꎬ风速 1.73 m􀅰s ̄1)ꎮ 此后分生孢子
浓度总体呈波动趋势ꎬ 6 月 3 日达到第二个峰值
(平均气温 20℃ ,相对湿度 85.30%ꎬ平均风速 0.53
411

 
  1期 刘 伟ꎬ等:田间空气中小麦白粉菌分生孢子的动态监测研究
m􀅰s ̄1)ꎬ自 6月 8日后ꎬ再未捕捉到分生孢子ꎮ
    2013年度ꎬ从 5月 10 日开始空气中白粉菌的
分生孢子浓度缓慢增加ꎬ京双 16 和众麦 2 号分别
于 5月 25日和 6 月 1 日达到 2 个峰值(日均温分
别为 21.38℃和 23.92℃ꎬ湿度 45.32%和43.12%ꎬ风
速 0.6和 2.53 m􀅰s ̄1ꎬ无降雨)ꎮ 其中京双 16 田间
分生孢子浓度明显高于众麦 2 号ꎮ 6 月 1 日后空
气中白粉菌分生孢子浓度呈下降趋势ꎬ6 月 9 日和
10日降雨量分别为 19.19 和6.12 mmꎬ 自 6 月 13
日后ꎬ再未监测到分生孢子ꎮ
2.4  时间序列分析
    对 ARIMA(1ꎬ1ꎬ0)模型的参数进行估计ꎬ发
现两年度模型的相关性均达到极显著水平ꎮ 其中
2012年模型为 Yt =0.50Yt ̄1+3.04(R2 =0.250 9ꎬF=
11.38ꎬP = 0.001 8)ꎻ2013 年两品种模型分别为 Yt
=0.75Yt ̄1+1.69(京双 16ꎬR2 = 0.548 5ꎬF = 38.88ꎬP
<0.001)和 Yt =0.64Yt ̄1+0.63(众麦 2号ꎬR2 =0.437
9ꎬF = 23.37ꎬP<0.001)ꎮ 其中ꎬYt为第 t 天空气中
白粉菌分生孢子浓度(经 Boxcox 转换后ꎬ下同)ꎬ
Yt ̄1为第 t ̄1天空气中白粉菌分生孢子浓度ꎮ
2.5  田间空气中白粉菌分生孢子浓度与气象因子
的关系
    由表 1看出ꎬ空气中白粉菌分生孢子浓度与温
度(T)之间均存在显著的相关性ꎬ其中 2012 年为
负相关ꎬ2013 年为正相关ꎻ与降雨(P)、太阳辐射
(SR)相对湿度(RH)、气压(VPD)、风速(WS)等
的相关性均未达到显著水平ꎮ
Fig.3  Daily mean temperature (T)ꎬ relative humidity (RH)ꎬ rainfall and number of
Bgt spores per cubic metre of air after inoculation in the growing seasons of
wheat in Langfang City (AꎬCꎬE: 2012ꎻ BꎬDꎬF: 2013)
511

 
植物病理学报 46卷
    基于此ꎬ建立了各年度空气中白粉菌分生孢子
浓度与温度的关系模型ꎮ 其中:
    2012年 Y=  ̄0.50T+16.97ꎬR2 =0.198 0ꎬ(京双
16ꎬF=8.64ꎬP= 0.006)ꎻ2013 年两品种分别为 Y =
0.22T ̄19.58(京双 16ꎬR2 = 0. 158 9ꎬF = 6. 24ꎬP =
0.017 7)和 Y = 0. 53T ̄20. 32 (众麦 2 号ꎬ R2 =
0.151 0ꎬF=5.34ꎬP = 0.028 0)ꎮ 其中 Y 为空气中
白粉菌分生孢子浓度ꎬT 为日平均气温(℃)ꎮ 对
回归方程进行检验结果表明ꎬ两年度京双 16 回归
模型的截距间没有显著差异ꎬ但斜率差异达到显著
水平(截距:F = 0.87ꎬP = 0.46ꎻ斜率:F = 3.26ꎬP =
0.027 0)ꎮ 2013年京双 16和众麦 2号回归模型的
差异不显著(截距:F = 1.91ꎬP = 0.137 4ꎻ斜率:F =
0.80ꎬP=0.501 1)ꎮ
2.6  田间小麦白粉病病情指数与气象因子的关系
    对不同时期病情指数与相应时期的气象因子间
的相关性进行分析结果发现(表 2)ꎬ2012年小麦白
粉病病情和太阳辐射强弱显著正相关ꎬ相关系数为
0.939 8ꎮ 2013年病情和温度存在显著正相关ꎬ京双
16和众麦 2号相关系数分别为 0.888 4和 0.894 5ꎮ
Table 1  Linear correlation coefficients between daily aerial conidial
concentration and daily weather factors
Year Varity T RH SR WS P VPD
2012 Jingshuang16
r=  ̄0.444 8
P= 0.005 8∗∗
r = 0.174 6 
P= 0.301 3 
r =  ̄0.139 3
P= 0.410 8
r= 0.063 0
P= 0.712 8
r=  ̄0.105 3
P= 0.535 1
r= 0.293 4
P= 0.078 0
2013 Zhongmai2
r= 0.417 9
P= 0.015 5∗
r = 0.268 2 
P= 0.131 2 
r =  ̄0.060 9
P= 0.736 3
r=  ̄0.102 5
P= 0.570 1
r=  ̄0.173 4
P= 0.334 4
r= 0.179 6
P= 0.317 1
2013 Jingshuang16
r= 0.398 6
P= 0.017 7∗
r = 0.093 5 
P= 0.592 9 
r =  ̄0.141 2
P= 0.418 3
r=  ̄0.128 0
P= 0.463 7
r=  ̄0.229 5
P= 0.186 4
r= 0.060 9
P= 0.728 0
Weather factors: T: Temperature (℃)ꎻ RH: Relative humidity (%)ꎻ SR: Solar radiation (W􀅰m ̄2 )ꎻ WS: Wind speed
(m􀅰s ̄1)ꎻ P: Rainfall(mm)ꎻ VPD: Vapour pressure deficit (mb)ꎻ Significance levels for the correlation coefficients: 0.01<
P≤0.05(∗)ꎬ P≤0.01(∗∗) .
Table 2  Linear correlation coefficients between disease index of
wheat powdery mildew and weather factors
Year Varity T RH SR WS P VDP
2012 Jingshuang16
  r = 0.602 1
  P= 0.282 6
r= 0.383 6
P= 0.523 8
r= 0.939 8
P= 0.017 6∗
r = 0.499 3
P= 0.391 8
r= 0.229 6
P= 0.710 2
r=  ̄0.327 5
P= 0.590 6
2013 Zhongmai2
  r = 0.894 5
  P= 0.040 5∗
r = 0.725 7
P= 0.165 2
r=  ̄0.583 5
P= 0.301 6
r= 0.341 6
P= 0.573 7
r= 0.850 2
P= 0.068 0
r=  ̄0.347 0
P= 0.567 2
2013 Jingshuang16
  r = 0.888 4
  P= 0.044 0∗
r = 0.699 1
P= 0.188 9
r=  ̄0.591 4
P= 0.293 6
r= 0.378 1
P= 0.530 4
r= 0.819 0
P= 0.089 9
r=  ̄0.372 4
P= 0.537 1
Weather factors: T: Temperature (℃)ꎻ RH: Relative humidity (%)ꎻ SR: Solar radiation (W􀅰m ̄2 )ꎻ WS: Wind speed
(m􀅰s ̄1)ꎻ P: Rainfall(mm)ꎻ VPD: Vapour pressure deficit (mb)ꎻ Significance levels for the correlation coefficients: 0.01<
P≤0.05(∗)ꎬ P≤0.01(∗∗) .
611

 
  1期 刘 伟ꎬ等:田间空气中小麦白粉菌分生孢子的动态监测研究
2.7  基于田间空气中白粉菌分生孢子浓度的小麦
白粉病病情估计模型
    对空气中同期白粉菌分生孢子浓度和田间病
情关系进行分析结果发现ꎬ两者间存在极显著的非
线性关系ꎬ由此分别建立了京双 16 和众麦 2 号两
个品种基于当期空气中分生孢子浓度的田间病情
估计模型:其中 2012 年 DI = 14. 62Ln (X)  ̄17. 46
(R2 =0.867 0ꎬ F=19.56ꎬP=0.021 5)ꎻ2013年 DI=
11.09Ln(X)  ̄5.04(京双 16ꎬR2 =0.778 4ꎬF=10.54ꎬ
P=0.047 6)和 DI = 13.87Ln(X)  ̄5.87(众麦 2 号ꎬ
R2 =0.942 9ꎬ F=49.52ꎬP=0.005 9)ꎮ 式中 DI为田
间病情指数ꎬX为每 7天空气中的累计孢子浓度ꎮ
    进一步分析结果表明ꎬ两年度京双 16 回归模
型间的截距和斜率没有显著差异(截距:F= 0.72ꎬ
P = 0.624 2ꎻ斜率:F = 1.34ꎬP = 0.453 7)ꎻ2013 年
京双 16 和众麦 2 号的截距和斜率间差异也不显
著(截距:F= 1.16ꎬP = 0.494 7ꎻ斜率:F = 1.31ꎬP =
0.461 2)ꎮ 因此将两年数据合并ꎬ建立了基于空
气中孢子浓度的病害估计模型:DI = 13. 14Ln
(X)  ̄27.90(R2 = 0.869 8ꎬF= 20.04ꎬP = 0.020 8)ꎮ
检验结果发现ꎬ合并后模型与合并前模型间的截
距和斜率无显著差异ꎮ 其中与 2012 年回归模型
间截距和斜率分别为 F = 0.97ꎬP = 0.542 9 及 F =
0.91ꎬP = 0.560 7ꎮ 与 2013 年京双 16 回归模型间
截距 F = 0. 83ꎬ P = 0.586 7ꎻ斜率 F = 1. 02ꎬ P =
0.530 6ꎮ 与众麦 2号回归模型间截距 F=1.13ꎬP=
0.502 2ꎻ斜率 F=0.88ꎬP=0.569 7ꎮ
2.8  基于空气中白粉菌分生孢子浓度和气象因子
的小麦白粉病估计模型
    采用线性回归分析方法ꎬ建立了基于空气中白
粉菌分生孢子浓度和气象因子的田间小麦白粉病
情估计模型ꎮ 其中 2012 年ꎬDI = 14.42 Ln(X) +
1.85RH  ̄105.70(京双 16ꎬR2 = 0.989 7ꎬF = 96.46ꎬP
=0.010 3)ꎮ 2013年两品种病情估计模型分别为ꎬ
DI = 9.01 Ln(X) +1.46RH  ̄74.36(京双 16ꎬR2 =
0.986 2ꎬF= 71. 66ꎬP = 0. 013 8)和 DI = 11. 53 Ln
(X) +0.72RH ̄37.89(众麦 2 号ꎬR2 = 0.992 4ꎬF =
130.01ꎬP = 0.007 6)ꎮ 从所建模型看ꎬ两年度所选
用的参数均含有每 7 日空气中的累计孢子浓度
(X)和相对湿度(RH)ꎮ
    对回归方程进行检验结果表明ꎬ两年度京双 16
回归模型的斜率间没有显著差异ꎬ但截距差异达到
极显著水平(截距:F = 21.97ꎬP = 0.009 4ꎻRH 斜率:
F=2.49ꎬP = 0.190 0ꎻ Ln (X) 斜率: F = 4.43ꎬ P =
0.103 0)ꎮ 2013年京双 16 和众麦 2 号回归模型的
斜率间没有显著差异ꎬ但截距差异也达到显著水平
(截距:F = 10. 38ꎬP = 0. 032 2ꎻRH 斜率:F = 4.41ꎬ
P=0.103 7ꎻLn(X)斜率:F=1.73ꎬP=0.258 7)ꎮ 2012
年京双 16和众麦 2号 2013年回归模型的 RH斜率
间有显著差异ꎬ但两模型的截距和 Ln(X)斜率无显
著差异(截距:F = 0.15ꎬP = 0.718 7ꎻRH 斜率:F =
12.67ꎬP = 0.023 6ꎻ Ln (X) 斜率: F = 0. 37ꎬ P =
0.577 9)ꎮ
2.9  田间病害估计模型检验
    用卡方(c2)分别对基于田间病菌分生孢子浓
度所建病害估计模型、基于田间病菌分生孢子浓度
和气象因子所建病害估计模型的模型进行检验ꎬ结
果(表 3)显示不同年份和不同品种京双 16 和众麦
2号基于气象因子和孢子浓度所建的模型卡方值
均小于基于分生孢子浓度所建模型的卡方值ꎮ
3  结论与讨论
    Jenkyn[9]和 Friedrich[10]研究发现ꎬ空气中小麦
白粉菌分生孢子浓度和田间病情的发展是一致的ꎮ
本研究结果发现ꎬ田间白粉菌分生孢子浓度总体变
化趋势随着病情的增加而上升ꎬ这与前人的研究结
论相一致ꎮ 利用 ARIMA 模型来预测空气中白粉
菌分生孢子的浓度ꎬ其结果符合 ARIMA(1ꎬ 1ꎬ 0)
模型ꎮ
Table 3  The performance of the disease estimation models based on chi ̄square test (c2)
Parameter Jingshuang16 in 2012 Jingshuang16 in 2013 Zhongmai2 in 2013
Inoculum only 9.025 0 19.758 6 5.643 4
Inoculum and Weather 0.504 6 1.925 0 0.785 3
711

 
植物病理学报 46卷
    研究中发现ꎬ田间空气中白粉菌分生孢子浓度
与温度显著相关ꎬ其中 2012 年为显著负相关ꎬ
2013年为显著正相关ꎻ通过对两年生产季节气温
分析发现(图 2)ꎬ2012 年 5 月 3 日和 4 日ꎬ日均温
度均在 24℃以上ꎬ5月 10日达到 25℃以上ꎬ5月 18
日至 5 月 28 日有 5 d 时间日均气温超过 24℃ꎮ
2013年 5月末以前ꎬ日均温度基本在 22℃以下ꎬ仅
在 5月 12 日为 23.6℃ꎮ Ward 和 Manners[11]的研
究认为ꎬ麦类白粉病发生的最适温度为 15 ~ 20℃ꎬ
温度低于 10℃或高于 25℃病害发生均受到抑制ꎻ
Li等[12]的试验也证明ꎬ温度高于 25℃时对白粉病
的发生有明显抑制作用ꎬ因此 2012年和 2013 年田
间空气中白粉菌分生孢子浓度与温度有显著相关
性的差异ꎬ初步推测可能是由于这两年病害流行期
间温度的差异所造成的ꎮ
    Carisse等[13]研究发现可以利用空气中的孢子
浓度估计葡萄白粉病的病情ꎬ并可用于病害预测和
防治ꎬ以减少农药的使用量及次数ꎮ Xu 等[14]根据
病菌侵染源浓度、气象因子、气象因子和侵染源浓
度分别建立了草莓花上灰霉病的预测模型ꎬ结果发
现利用气象因子和病菌侵染源浓度所建模型的预
测效果最好ꎮ 本研究中也分别建立了基于病菌孢
子浓度、基于孢子浓度和气象因子的田间小麦白粉
病病情指数的关系模型ꎬ通过卡方检验ꎬ两年度基
于田间病菌分生孢子浓度和气象因子所建模型拟
合效果要好于基于分生孢子浓度的模型ꎮ 但基于
分生孢子浓度所建模型只含有分生孢子浓度一个
参数ꎬ两年度同品种间、同年度不同品种模型间无
显著差异ꎬ且将两年度数据合并后所建模型与合并
前模型间均无显著差异ꎬ尽管卡方检验不如基于分
生孢子浓度和气象的模型ꎬ但它的普适性要高于后
者ꎬ因此作者认为可以利用基于分生孢子浓度所建
模型来预测田间小麦白粉病的发生和流行ꎮ
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责任编辑:曾晓葳
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