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Analysis on factors affecting apple scab prevalence in Weibei semi-arid plateau of Shaanxi Province

渭北旱塬苹果黑星病流行因子分析



全 文 :    倡 欧盟科技合作项目 (ICA4唱CT唱2001唱10001)资助
      收稿日期 :2005唱08唱30   改回日期 :2005唱10唱21
渭北旱塬苹果黑星病流行因子分析 倡
胡小平  杨家荣  田雪亮  李随院  高立强  苟建军
(西北农林科技大学植保资源与病虫害治理教育部重点实验室   杨陵   712100)
摘   要   利用渭北旱塬 7 年(1997 ~ 2003 年)的温度 、相对湿度 、降水量和苹果黑星病流行程度资料 ,采用逐步回归
法分析了影响渭北旱塬苹果黑星病流行的因子 ,求得最优回归子集 ,包括 4 月和 8 月份的降水量 、前 1 年 12月份的
平均相对湿度 、1 月和 7 月份的平均温度 ,建立苹果黑星病多元线性回归预测模型 ,以残差绝对值 < 0 .5 为统计标
准 ,对 1997 ~ 2003 年苹果黑星病的流行程度进行回测 。 结果表明 ,预测模型回测准确率高 ,可用于指导渭北旱塬
苹果黑星病的防治工作 。
关键词   苹果黑星病   流行因子  预测   渭北旱塬
Analysis on factors affecting apple scab prevalence in Weibei semi唱arid plateau of Shaanxi Province .HU Xiao唱Ping ,
YANG Jia唱Rong ,T IAN Xue唱Liang ,LI Sui唱Yuan ,GAO Li唱Qiang ,GOU Jian唱Jun(The Key Laboratory of Plan t Protection
Resources and Pests Management of Chinese M inistry of Education ,Northwest A & F University ,Yangling 712100 ,Chi唱
na) ,CJEA ,2007 ,15(2) :118 ~ 121
Abstract   Factors effecting apple scab [caused by Ventur ia inaequalis (Cooke) Wint .] prevalence were studied on the
basis of temperature ,relative humidity ,rainfall and prevalent levels of diseases from 1997 to 2003 through stepwise regres唱
sion .Results show that the key factors affecting the prevalence of apple scab are rainfall in April and August ,average daily
relative humidity of last December and average daily temperature in January and July .A predictive model was set up
through collecting meteorological data and disease prevalen t data in 1997 to 2003 .Apple scab occurrence from 1997 to
2003 was proof唱tested respectively with the statistic standard of residue value less than 0 .5 .Results indicate that predictive
model has a highly acurate ratio and can be used to guide the control of apple scab in semi唱arid plateau of Weibei in
Shaanxi Province .
Key words   Apple scab ,Prevalence factor ,Prediction ,Weibei semi唱arid plateau
(Received Aug .30 , 2005 ; revised Oct .21 , 2005)
苹果黑星病是世界各苹果产区的重要病害之一 ,该病传入我国较晚[1 ,2 ,4] ,但近年来已成为我国苹果生
产中的重要病害之一 ,发病严重时苹果叶片脱落 ,病果率可达 70 % 以上[4] 。 苹果黑星病菌[ Ventu ria inae唱
qualis(Cooke) Wint .]可侵染苹果叶片 、叶柄 、花 、萼片 、花梗和果实 ,也可侵染幼嫩枝条和芽鳞等 。 受害果实
开裂畸形 ,严重时造成落叶 、落果 ,直接影响苹果的产量及其商品价值 。 苹果黑星病作为渭北旱塬的一种新
病害 ,目前尚缺乏对其发生流行特点和主要影响因素等方面的研究 。 为此 ,本研究于 1997 ~ 2003 年结合渭
北旱塬苹果黑星病田间普查 ,对苹果黑星病的流行因子进行分析 ,并建立预测模型 ,为苹果黑星病防治提供
依据 。
1   试验数据与方法
试验所用 1997 ~ 2001 年 1 ~ 12 月份的温度( T1 ~ T12 ) 、相对湿度( RH1 ~ RH12 )和降水量 ( Rain1 ~
Rain12)等资料购自陕西省旬邑县气象站 ,2002 ~ 2003 年的相关气象资料由安装在旬邑县太村的 Auto唱
Weather Station 气象站记录 。 1997 ~ 2001 年苹果黑星病流行程度资料由陕西省旬邑县植保站提供 ,2002 ~
2003 年苹果黑星病流行程度为作者田间调查结果 。 苹果黑星病流行程度分级标准见表 1 ,相关气象资料和
第 15卷第 2 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol .15   No .2
2 0 0 7 年 3 月 Chinese Journal of Eco唱Agriculture March ,  2007
黑星病流行程度的详细数据见表
2 。 试验数据采用 SAS ( Statistic
Analysis System)8 .1 数据分析软件
包的 Transpose 、Print 、Reg 、Step唱
wise 等过程完成[3] 。 变量进入和
从模型中剔除的显著水平均设为
0 .10 。 模型预测结果以残差绝对值
< 0 .5 为统计标准 。
表 1   苹果黑星病流行程度分级标准
Tab .1   Standard of epidemic level of apple scab
流行级别
Epidemic class
病叶率 / %
Rate of leaf incidence
发生程度
Epidemic level
0 0 不 发 生
1 < 5 ,叶片不脱落 轻度发生
2 5 ~ 20 ,叶片不脱落 中度偏轻发生
3 21 ~ 50 ,叶片脱落 中度发生
4 51 ~ 80 ,叶片严重脱落 中度偏重发生
5 > 80 ,叶片几乎全部脱落 大 发 生
表 2   1997 ~ 2003 年渭北旱塬逐月温度 、湿度和降水量 倡
Tab .2   Temperature ,relative humidity ,and rain fall of each month in Weibei semi唱arid plateau of Shaanxi f rom 1997 to 2003
因素
Fact or s
月份
M onths
年份 Year s
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
温   度/ ℃ 1 - 4 .6 - 5 .1 - 3 .2 - 5 .6 - 4 .1 - 4 .8 - 3 .7
2 - 1 .4 0 .5 0 .2 - 1 .5 - 0 .3 - 1畅5 - 1畅0
3 5畅5 3畅1 4畅8 5畅8 5畅7 4畅5 5畅2
4 10畅5 13畅6 11畅6 11畅1 12畅5 10畅4 9畅8
5 17畅7 14畅2 15畅7 17畅5 16畅8 14畅2 15畅4
6 21畅2 20畅1 19畅4 19畅9 19畅9 21畅3 19畅8
7 22畅8 21畅7 20畅9 22畅6 23畅0 21畅4 20畅3
8 22畅2 19畅9 21畅2 19畅6 20畅1 19畅2 18畅1
9 15畅4 17畅1 16畅8 14畅9 14畅5 14畅8 15畅9
10 9畅4 9畅9 9畅4 8畅4 9畅9 12畅5 8畅7
11 1畅7 4畅6 3畅1 1畅0 2畅1 1畅1 3畅0
12 - 3畅5 - 0畅4 - 3畅0 - 1畅3 - 4畅2 - 4畅4 - 0畅9
相对湿度/ % 1 55畅5 59畅0 41畅4 69畅2 61畅3 58畅3 57畅5
2 67畅5 57畅8 29畅7 61畅3 69畅3 61畅2 67畅9
3 76畅9 70畅4 59畅1 48畅0 39畅8 56畅3 54畅0
4 68畅8 65畅5 61畅4 45畅0 66畅2 53畅8 62畅4
5 56畅4 75畅6 63畅0 46畅6 51畅4 77畅1 64畅6
6 46畅3 71畅6 71畅3 68畅2 61畅8 64畅2 59畅1
7 68畅2 82畅7 81畅5 73畅7 66畅4 69畅8 80畅5
8 67畅0 87畅6 70畅3 83畅3 77畅9 78畅5 90畅7
9 65畅3 76畅7 83畅0 81畅4 84畅1 74畅9 87畅8
10 61畅1 77畅7 77畅6 88畅9 84畅5 57畅8 60畅1
11 69畅1 58畅6 68畅9 79畅6 71畅3 70畅3 68畅6
12 70畅0 51畅2 50畅2 64畅5 69畅2 52畅3 66畅4
降水量/mm 1 1畅0 0畅7 0畅0 1畅6 2畅0 1畅2 0畅0
2 1畅9 0畅0 0畅0 0畅9 1畅5 0畅4 0畅2
3 1畅6 2畅6 2畅1 0畅5 0畅1 0畅8 0畅2
4 7畅4 7畅2 5畅7 2畅4 4畅0 1畅2 2畅4
5 2畅4 11畅9 8畅6 1畅6 2畅3 35畅4 30畅8
6 0畅6 6畅0 5畅5 7畅3 5畅8 11畅4 30畅8
7 7畅0 17畅5 10畅4 11畅8 14畅1 8畅6 124畅0
8 6畅0 11畅5 8畅1 9畅7 4畅1 77畅8 171畅8
9 8畅9 3畅6 16畅4 9畅4 18畅5 121畅8 49畅2
10 1畅8 4畅2 11畅2 10畅5 3畅1 9畅4 11畅5
11 4畅0 0畅0 2畅1 3畅0 0畅7 0畅5 0畅7
12 0畅1 0畅2 0畅4 0畅5 1畅2 0畅8 0畅2
病害流行程度 4 5 4 1 2 1 1
    倡 11 月 、12 月温度 、相对湿度 、降水量均为前 1 年的资料 。
2   结果与分析
2畅1   苹果黑星病流行因子分析
以 1997 ~ 2003 年 1 ~ 12 月份的温度 、相对湿度和降水量为因变量 ,以黑星病流行程度为依变量 ,变量进
入模型和从模型中剔除的显著水平均设为 0畅10 ,逐步回归分析结果见表 3 。 表 3 表明 ,影响渭北旱塬苹果黑
第 2期 胡小平等 :渭北旱塬苹果黑星病流行因子分析 119 
星病流行程度的因素包括 4 月份和 8 月份的降水量 、前 1 年 12 月份的平均相对湿度 、7 月份和 1 月份的平
均温度 。 4 月份降水量对 R2 的贡献最大 ,为 0畅8745 ,对渭北旱塬苹果黑星病的流行程度影响最大 ,它决定
着子囊孢子的成熟 、释放 、传播 、萌发和侵入等关键环节 ,且 4 月份降水量与当地苹果黑星病流行程度的历史
资料吻合 。 如旬邑县苹果黑星病大流行的 1997 ~ 1999 年 4 月份的降水量分别为 7畅4mm 、7畅2mm 和
5畅7mm ,显著高于非流行年份的降水量 。 前 1 年 12 月份的平均相对湿度对 R2 的贡献次之 ,为 0畅1063 。 7
月份平均温度 、1 月份平均温度和 8 月份降水量对 R2 的贡献分别为 0畅0174 、0畅0014 和 0畅0003 。 其中 ,前 1
年 12 月份的相对湿度和当年 1 月份的平均温度与苹果落叶上假囊壳产生的时间 、数量等有密切关系 ,是影
响苹果黑星病初侵染源数量的重要因素 。 7 月份平均温度和 8 月份降水量对苹果黑星病第 2 个发病高峰的
形成和发展有重要作用 ,同时通过影响苹果病叶率的比例和病叶上病斑面积的大小 ,在一定程度上影响苹
果落叶上产生假囊壳数量的多少 。
表 3   变量进入最优子集的顺序及检验结果
Tab .3   Sequence of variables entering into optimum subset and test results
变   量
Variables
进入顺序
No .of entering
R 2 的贡献
Partial R 2
总 R 2 的变化
To tal R2
variation
F值
F value
概率值
P robabilit y
Rain 4 1 0畅8745 0畅8745 34畅84 0畅0020
RH 12 2 0畅1063 0畅9808 22畅20 0畅0092
T7 3 0畅0174 0畅9982 29畅76 0畅0121
T1 4 0畅0014 0畅9997 8畅64 0畅0988
Rain 8 5 0畅0003 1畅0000 12417畅20 0畅0057
2畅2   预测模型构建
以渭北旱塬 1997 ~ 2003 年苹果黑星病流行程度及相关气象因子为基础 ,依据已筛选出的对苹果黑星病
流行程度贡献显著的因子 ,采用逐步回归分析的方法建立其流行程度的最优预测模型 ,并计算预测模型的
参数 (表 4) 。 由表 4 可知 ,预测模型的截距及各因变量的系数依次为 - 4畅22907 、0畅13610 、0畅45067 、
- 0畅08965 、0畅65462 和 0畅00181 ,均在 0畅10 水平上显著 ,所建立的苹果黑星病流行程度( r)预测模型为 :
Y = - 4畅22907 + 0畅13610 T1 + 0畅45067 T7 - 0畅08965 RH12 + 0畅65462 Rain4 + 0畅00181 Rain8 (1)
( T1 ∈ [ - 5畅6 ,- 3畅2] ,T7 ∈ [20畅3 ,23畅0] ,RH12 ∈ [50畅2 ,70畅0] ,Rain4 ∈ [1畅2 ,7畅4] ,
Rain8 ∈ [4畅1 ,171畅8] ,Pr = 0畅0027)
表 4   最优回归模型参数及检验结果
Tab .4   Parameters of optimum regression and their test results
自变量
Variables
参数估计
Parame ter estima tion
  标准误差
  St andard erro r
平方和
Sum of square
F值
F value
概率值
P robabilit y
截距 - 4畅22907 0畅02153 0畅01814 38587畅2 0畅0032
T1 0畅13610 0畅00053646 0畅03026 64360畅8 0畅0025
T7 0畅45067 0畅00123 0畅06282 133604 0畅0020
RH 12 - 0畅08965 0畅00008538 0畅51836 1102514 0畅0020
Rain 4 0畅65462 0畅00015824 8畅04602 1畅711E7 0畅0020
Rain 8 0畅00181 0畅00001626 0畅00584 12417畅2 0畅0057
    用该预测模型对 1997 ~ 2003 年旬邑县苹果黑星病流行程度进行回测(表 5) ,以残差绝对值 < 0畅5 为统
计标准 ,可以看出 ,该预测模型回测准确率高达 100 % ,其残差平方和为 4畅701597 × 10 - 7 。
3   小结与讨论
渭北旱塬年降水量为 360 ~ 730mm ,平均降水量为 500mm ,昼夜温差大 ,黄土层深厚 ,是我国苹果的优
生区 。 苹果黑星病是近年来随着苹果苗木 、果实的远距离调运而得以传入的 。 苹果黑星病是一种喜高湿冷
凉的病害 ,特别是春季多雨的年份该病更为严重 ,其子囊孢子及分生孢子近距离传播主要靠雨水飞溅作
用[5] ,在温度适合的情况下 ,病原菌需要在水膜中萌发并侵染寄主组织 ,经过一定的潜育期后开始产生分生
120  中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷
    表 5   最优回归模型回测结果及残差
Tab .5   Results of back prediction with optimum regression and residual
年   份
Years
实测流行程度
Observed Y
回测流行程度
P redicted Y
残差
Residual
预测效果
Predic tive e ffect
1997 4 3畅9996 0畅000421 符合
1998 5 5畅0003 - 0畅000302 符合
1999 4 3畅9999 0畅0000915 符合
2000 1 1畅0000 - 0畅000038 符合
2001 2 2畅0003 - 0畅000330 符合
2002 1 0畅9997 0畅000267 符合
2003 1 1畅0001 - 0畅000110 符合
孢子 ,进行多次再侵染[6] 。 在这些环节中 ,影响苹果黑星病发生和流行的决定性因素是寄主的抗病性 ,目前
我国大面积栽培的富士 、嘎啦 、红星等品种均为感病品种 ,在适宜的环境条件下 ,只要有足够的病害初侵染
源 ,就可以造成苹果黑星病的大流行 。 本研究对影响苹果黑星病流行的温度 、相对湿度和降水量等因素的
分析结果表明 ,4 月份的降水量 、前 1 年 12 月份的平均相对湿度 、7 月份和 1 月份平均温度以及 8 月份的降
水量均对苹果黑星病的流行程度有显著影响 。 其中 4 月份降水量决定着子囊孢子的成熟 、释放 、传播 、萌发
和侵入 ,对黑星病流行的影响程度达到 0畅8745 ,是苹果黑星病流行的关键因子 。 以筛选出的影响苹果黑星
病流行程度的因子为因变量 ,以苹果黑星病流行程度为依变量 ,建立苹果黑星病预测模型 ,其回测效果好 ,
预测效果有待于在实践中检验 。
该研究仅从气象因素方面对影响渭北旱塬苹果黑星病流行因子进行了初步探讨 ,其他影响因素如品种
的抗病性和栽培面积 、病原菌的致病性 、初侵染菌源量等因素在病害流行中的作用以及建立的预测模型的
预测效果和稳定性等问题尚待进一步深入研究 。
参   考   文   献
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第 2期 胡小平等 :渭北旱塬苹果黑星病流行因子分析 121