CN106053725B - 一种设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法 - Google Patents

一种设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法，包括以下步骤：（1）采集设施葡萄大棚的室内、外气象要素数据；（2）利用人工控制实验，调查不同气象条件下的设施葡萄叶片白粉病发生等级；（3）分析白粉病发生发展等级与气象条件的关系，确定影响白粉病发生发展的关键气象因子；（4）建立设施内影响设施葡萄白粉病发生发展的关键气象因子预报模型；（5）确定白粉病不同等级的气象指标范围，构建设施葡萄叶片白粉病潜势预报模型。采用本发明方法可以准确预报设施葡萄叶片白粉病发生发展等级，方法简便可行，预报效果较好。

Description

一种设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法
技术领域
本发明属于温室作物病虫害防治领域，具体涉及一种设施设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法。
背景技术
近年来，中国葡萄设施栽培发展十分迅速，2014年全国葡萄栽培面积已达到300余万亩，江苏是葡萄栽培主要区域，栽培面积达45万亩,其中设施栽培面积达到10万亩。由于江苏地处副热带高压季风气候区，夏季高温、高湿容易使葡萄植株容易产生白粉霉病，引起果实开裂腐烂。设施大棚中白粉病危害重、流行快、损失大，防治难度较高，研究设施作物白粉病潜势预报方法可为设施作物白粉病的防治提供参考。
国内关于设施葡萄白粉病等级的研究一般以设施内气象因子、病情指数等作为因变量来建立白粉病预报模型，对以室外气象要素确定设施葡萄白粉病的研究未见相关报道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种利用室外气象要素及时进行设施大棚内的葡萄叶片白粉病潜势预报的方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集设施葡萄大棚的室内、外气象要素数据；
(2)利用人工控制实验，调查不同气象条件下的设施葡萄叶片白粉病发生等级；
(3)结合步骤(1)中采集的数据，分析白粉病发生发展等级与气象条件的关系，确定影响白粉病发生发展的关键气象因子；
(4)根据步骤(1)中采集的数据建立设施内影响设施葡萄白粉病发生发展的关键气象因子的预报模型；
(5)根据步骤(3)得到的白粉病发生发展等级与气象条件的关系，确定白粉病不同等级的气象指标范围；结合步骤(4)建立的关键气象因子预报模型，构建设施葡萄叶片白粉病潜势预报模型。
其中，步骤(2)中人工控制实验通过对葡萄植株进行白粉病孢子接种后，通过控制温度和湿度，进行多梯度实验调查葡萄叶片白粉病病害等级。
多梯度实验中温度分别选取14℃、17℃、20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃，湿度分别选取55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％，每个实验均设计为2d、4d和6d这3个持续时间进行处理观察白粉病病害情况；白粉病病害等级标准分为：无病害、轻度病害、中度病害、中度病害；无病害表现为健叶、叶片无病斑；轻度病害表现为病斑面积占整个叶面积小于等于25％；中度病害表现为病斑面积占整个叶面积大于25％小于等于50％；重度病害表现为病斑面积占整个叶面积在50％以上。
步骤(3)中影响白粉病发生发展的关键气象因子为室内日平均温度和室内日平均空气相对湿度。
步骤(4)中室内日平均温度的预报方程式为：y＝15.86-0.19·X1+0.67·X2-0.07·X3+0.46·X4，其中，X1为室外最低气温(℃)，X2为室外最高气温，X3为室外最小湿度(％)，X4为室外日照时数(h)；室内日平均空气相对湿度的预报方程式为：z＝49.68·X5+57.35·X4+62.9·X2，其中，X5为室外平均湿度(％)，X4为室外日照时数(h)，X2为室外最高气温(℃)。
步骤(5)中设施葡萄叶片白粉病潜势预报模型为：
其中，z为白粉病病情指数，f(a)为室内日平均温度的指数，f(b)室内日平均空气相对湿度的指数，f(c)为持续时间的指数，R为订正系数，根据葡萄不同发育阶段和长势取值：对于幼苗阶段和老年植株及长势较弱的植株，R取值为1；对于成年葡萄植株和长势良好的植株，R取值为0。
本发明相比现有技术具有以下优点：利用本发明所述的设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法可以根据设施外的气象数据预报设施内的白粉病等级，通过输入室外气象条件预报室内日平均气温、日平均湿度，可以准确预报设施葡萄叶片白粉病发生发展等级，方法简便可行，预报效果较好。从而可以针对即将发生的设施葡萄白粉病进行防治，减少农户的损失，增加设施葡萄产量和品质。
附图说明
图1为本发明设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法的流程图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术问题、技术方案和技术效果，下面结合附图和具体实施过程对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明的具体实施过程为：
步骤一：设施葡萄大棚室内、外气象要素数据采集。
在设施葡萄大棚室内、室外对气象要素使用自动气象站采集设施葡萄生育期内的气象数据。室内采集离地1.5m的逐时空气温度、太阳辐射、相对湿度等气象要素，室外采集离地1.5m的逐时空气温度、太阳辐射、相对湿度等气象要素，储存同一高度每小时气象要素的平均值，然后计算得到每日的最高、最低、平均气温、相对湿度、太阳辐射小时数等。
步骤二：利用人工控制实验，调查确定设施葡萄叶片白粉病发生等级。
利用人工气候室(TPG-1260，Australia)设计多梯度的人工控制实验，分别控制温度与湿度。葡萄植株定植后，经过10天恢复可以正常生长后，放入人工气候室。在实验处理时用白粉菌株进行白粉病孢子的接种。接种前12-36小时，将发病叶片上的老分生孢子吹散、保湿，使之长出新的分生抱子。用毛笔将分生孢子刷于盛有去离子水的烧杯中，孢子悬浮液浓度调至20-30个分生孢子/10×10倍视野。将配好的抱子悬浮液立即(30min内)均匀的喷洒在3-5叶期植株叶片上，微风吹干叶面后置于人工气候箱内。
持续时间设计为3个处理：2d，4d，6d，光照为白天12h，夜间12h(即每天光照12小时)，白粉病实验处理，进行白粉病病害情况调查。每天调查一次，发病后每隔2天调查一次，每株取10个叶片调查病害情况如表1-表3所示，然后得出每日的葡萄叶片发病情况。
始病期以一次试验中至少有2张叶片正面或背面出现1个白色小斑点或1张叶片上至少出现2个病斑为标准。
白粉病病害等级划分标准：
无：健叶，叶片无病斑；
轻：病斑面积占整个叶面积≦25％；
中：病斑面积占整个叶面积25％-50％；
重：病斑面积占整个叶面积≧50％以上(叶片变黄，叶表大部分布满白粉)。
实验所得白粉病病害等级如表1-表3所示。
表1 人工控制实验设计(2d)
湿度\温度 14℃ 17℃ 20℃ 23℃ 26℃ 29℃ 32℃ 35℃
55％ 0 0 1 1 1 0 0 0
60％ 0 0 1 1 1 0 0 0
65％ 0 0 1 1 1 0 0 0
70％ 0 0 1 2 2 1 0 0
75％ 0 0 1 2 2 1 0 0
80％ 0 0 1 2 2 1 0 0
85％ 0 0 2 2 2 1 0 0
90％ 0 0 2 2 2 1 0 0
注：表中无病害为0，轻度病害为1，中度病害为2，重度病害为3。
表2 人工控制实验设计(4d)
湿度\温度 14℃ 17℃ 20℃ 23℃ 26℃ 29℃ 32℃ 35℃
55％ 0 1 2 3 3 1 0 0
60％ 0 1 2 3 3 1 0 0
65％ 0 1 2 3 3 2 0 0
70％ 0 1 3 3 3 2 0 0
75％ 1 1 3 3 3 2 0 0
80％ 1 1 3 3 3 2 0 0
85％ 1 1 3 3 3 1 0 0
90％ 1 1 2 3 3 1 0 0
注：表中无病害为0，轻度病害为1，中度病害为2，重度病害为3。
表3 人工控制实验设计(6d)
湿度\温度 14℃ 17℃ 20℃ 23℃ 26℃ 29℃ 32℃ 35℃
55％ 1 1 3 3 3 1 1 1
60％ 1 1 3 3 3 1 1 1
65％ 1 2 3 3 3 2 1 1
70％ 1 2 3 3 3 2 1 1
75％ 1 2 3 3 3 2 1 1
80％ 1 3 3 3 3 2 1 1
85％ 2 3 3 3 3 1 1 1
90％ 2 3 3 3 3 1 1 1
注：表中无病害为0，轻度病害为1，中度病害为2，重度病害为3。
步骤三，分析设施葡萄叶片白粉病发生等级与气象条件的关系，确定影响白粉病发生发展的关键气象因子。
利用Matlab 2015b分析白粉病病情与设施内与设施内外气象因子的相关性，如表4所示。可以看出白粉病病发生发展与设施内的平均气温和室内空气相对湿度相关性均较高，因此，室内日平均温度和日平均空气相对湿度是影响白粉病发生发展的关键气象因子。
表4 白粉病每日病情情况与设施内与设施外气象因子相关性分析
步骤四，建立设施内影响白粉病发展的关键气象因子的预报模型。
利用Matlab 2015b建立设施室内日均气温的预报方程：
y＝15.86-0.19·X1+0.67·X2-0.07·X3+0.46·X4 R2＝0.77
其中，X1为室外最低气温(℃)，X2为室外最高气温(℃)，X3为室外最小湿度(％)，X4为室外日照时数(h)。
设施内日均空气相对湿度的预报方程：
z＝49.68·X5+57.35·X4+62.9·X2 R2＝0.81
其中，X5为室外平均湿度(％)，X4为室外日照时数(h)，X2为室外最高气温(℃)。
建立预报方程之后，就可以根据气象台站预报的最低气温、最高气温、平均空气相对湿度、最小相对湿度、日照时数预报设施葡萄室内的日平均气温和日平均空气相对湿度。
步骤五，确定白粉病不同等级的气象指标范围，建立设施葡萄白粉病潜势预报模型。
根据人工控制实验将白粉病发生发展的气象因子进行分级，如表5所示。
表5 设施葡萄白粉病发病等级与气象条件范围划分
然后建立葡萄叶片白粉病的病情指数与室内日平均气温、室内日平均湿度、持续时间的公式：
其中z为白粉病病情指数，f(a)为日平均温度的指数，f(b)为日平均相对湿度的指数，f(c)为持续时间的指数，R为订正系数，根据葡萄不同发育阶段和长势取值，在幼苗阶段和老年植株及长势较弱的植株，R取值为1，在成年葡萄植株和长势良好的植株取0。
然后利用室外的气象条件(最低气温、最高气温、平均空气相对湿度、最小相对湿度、日照时数)预报设施葡萄室内的日均气温和日均空气相对湿度。再通过日平均气温及日平均湿度及持续时间预报室内白粉病发生发展的等级。
本发明方法仅以葡萄叶片白粉病为例，对于其它设施作物的白粉病，只需按照本方法确定白粉病的等级，即可根据公式(1)即可进行白粉病的潜势预报。显然，本领域技术人员应当理解，对上述本发明所公开的一种设施葡萄病虫害等级预报方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (3)

1.一种设施葡萄叶片白粉病潜势预报方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）采集设施葡萄大棚的室内、外气象要素数据；
（2）利用人工控制实验，调查不同气象条件下的设施葡萄叶片白粉病发生发展等级；
（3）结合步骤（1）中采集的数据，分析白粉病发生发展等级与气象条件的关系，确定影响白粉病发生发展的关键气象因子；
（4）根据步骤（1）中采集的数据建立设施内影响设施葡萄白粉病发生发展的关键气象因子的预报模型；所述关键气象因子为大棚内日平均温度和大棚内日平均空气相对湿度；所述步骤（4）中室内日平均温度的预报方程式为：y=15.86-0.19·X1+0.67·X2-0.07·X3+0.46·X4，其中，X1为大棚外最低气温（℃），X2为大棚外最高气温（℃），X3为大棚外最小湿度（%），X4为大棚外日照时数（h）；大棚内日平均空气相对湿度的预报方程式为：z=49.68 ·X5+57.35·X4+62.9·X2，其中，X5为大棚外平均湿度（%），X4为大棚外日照时数（h），X2为大棚外最高气温（℃）；
（5）根据步骤（3）得到的葡萄叶片白粉病发生发展等级与气象条件的关系，确定葡萄叶片白粉病发生不同等级的气象指标范围；结合步骤（4）建立的关键气象因子预报模型，构建设施葡萄叶片白粉病潜势预报模型；
所述步骤（5）中设施葡萄叶片白粉病潜势预报模型为：
；
其中，z为白粉病病情指数，f(a)为室内日平均温度的指数，f(b)室内日平均空气相对湿度的指数，f(c)为持续时间的指数，R为订正系数，根据葡萄不同发育阶段和长势取值：对于幼苗阶段和老年植株及长势较弱的植株，R取值为1；对于成年葡萄植株和长势良好的植株，R取值为0。
2.根据权利要求1所述的预报方法，其特征在于：所述步骤（2）中人工控制实验通过对葡萄植株进行白粉病孢子接种后，通过控制温度和湿度，进行多梯度实验调查葡萄叶片白粉病病害等级。
3. 根据权利要求2所述的预报方法，其特征在于：所述步骤（2）中的多梯度实验中温度分别选取14℃、17℃、20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃，湿度分别选取55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%，每个实验均设计为2d、4d和6d 这3个持续时间进行处理观察白粉病病害情况；所述白粉病病害等级标准分为：无病害、轻度病害、中度病害、重度病害；所述无病害表现为健叶、叶片无病斑；所述轻度病害表现为病斑面积占整个叶面积小于等于25%；所述中度病害表现为病斑面积占整个叶面积大于25%小于等于50%；所述重度病害表现为病斑面积占整个叶面积在50%以上。
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