植物病害預(yù)測預(yù)報(bào)課件

植物病害流行與預(yù)測

EpidemicandForecastofPlantDisease主要參考資料1.曾士邁，楊演.植物病害流行學(xué).北京：農(nóng)業(yè)出版社，1986.2.曾士邁，趙美琦，肖長林.植保系統(tǒng)工程導(dǎo)論.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1996.3.許志剛.普通植物病理學(xué)（第二版或三版）.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1996/2003.4.程極益.作物病蟲害數(shù)理統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào).農(nóng)業(yè)出版社，19925.病蟲測報(bào)（一）植物病害流行學(xué)1、植物病害流行學(xué)（Plantepidemiology）:研究植物群體發(fā)病規(guī)律、病害流行預(yù)測和管理的科學(xué)。2、植物病害流行（Plantdisease-epidemic）:植物病原物大量傳播，在一定的環(huán)境下誘發(fā)植物群體發(fā)病并且造成嚴(yán)重?fù)p失的過程和現(xiàn)象。一、緒論（二）歷史上一些重大的流行病導(dǎo)致的結(jié)果1845-1886：馬鈴薯晚疫病大流行。1882-1885：葡萄霜霉病在法國流行。1942-1943：水稻胡麻葉斑病引起孟加拉饑饉。1970：玉米小斑病在美國大流行。1950,1964,1990：我國小麥條銹病大流行。甘薯黑斑病、小麥赤霉病、白粉病、水稻稻瘟病等也是常見的流行病。（三）本學(xué)科比較重要的人物和事件1.高又曼：1946年提出“侵染鏈”概念；2.弗諾爾（Flor,1946）:基因?qū)蚣僬f；3.Vandelplank（1960,1963）：開創(chuàng)病害的定量研究，流行學(xué)從此進(jìn)入定量研究階段。4.Zadoks：1979年著《植物病害流行學(xué)和病害管理》；5.倫納德（Leonard）植物病害流行學(xué)：1986，群體動(dòng)態(tài)和管理；1989年，遺傳、抗病性和管理。6.坎貝爾：1990年，植物病害流行學(xué)導(dǎo)論；7.曾士邁、楊演：1986《植病流行學(xué)》；8.曾士邁等：1996《植保系統(tǒng)工程導(dǎo)論》。（四）學(xué)科的基本特點(diǎn)1.群體和群體水平的科學(xué)2.采有了生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)和系統(tǒng)論的方法，注重從整體上研究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、行為和歷史演變。3.兼有基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科的雙重性質(zhì)。（六）研究方法1、觀察調(diào)查法：如病情調(diào)查、病害分級(jí)、孢子捕捉、環(huán)境監(jiān)測等。2、實(shí)驗(yàn)法：田間接種誘發(fā)、人工控制環(huán)境和物理或化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)。3、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法：回歸和相關(guān)分析、聚類分析等。4、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)模擬法：將病原物、寄主、病害和環(huán)境看成一整體，從總體的行為和功能出發(fā)，將整個(gè)系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)、子過程，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定性和定量分析，再組裝成整體的模型。二、植物病害流行的原因（一）植物病害流行系統(tǒng)植物病害：按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，植物病害是病原物和寄主植物通過寄生作用構(gòu)成的系統(tǒng)。植病流行系統(tǒng)：病原物和寄主植物兩個(gè)種群通過寄生作用構(gòu)成的開放的和動(dòng)態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可分為病原物、寄主和病害3個(gè)子系統(tǒng)。病害三角（diseasetriangle）感病的寄主植物、具有致病性的病原物和有利于發(fā)病的環(huán)境構(gòu)成病害三角形的三個(gè)邊，三角形的高度或面積代表病害嚴(yán)重度，各邊的長度也會(huì)影響三角形的面積。PathogenEnvironmentHost病害四面體（１）農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)（2）病害系統(tǒng)可分為兩種：自然生態(tài)系統(tǒng)：叫自然病害系統(tǒng)，由H、P、E組成。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：叫作物病害系統(tǒng)，由H、P、E、M組成。四個(gè)要素構(gòu)成病害四面體關(guān)系（diseasetetrahedron）。A.人是系統(tǒng)的組成部分，參與能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)，同時(shí)又是系統(tǒng)的組織者和調(diào)控者，決定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及其發(fā)展。B.所生產(chǎn)的物質(zhì)絕大多數(shù)移出了系統(tǒng)。又有大量的人工輔助能投入的系統(tǒng)，包括人力、畜力、肥料、農(nóng)藥、種子等。C.占據(jù)主要地位的生物是經(jīng)人工馴化和選擇的作物品種，物種單一化部分地打斷了原有的食物鏈，消減了層次，使系統(tǒng)的生產(chǎn)功能提高而生物功能退化，遺傳質(zhì)相對(duì)貧乏，系統(tǒng)的穩(wěn)定性低。D.系統(tǒng)除受自然生態(tài)規(guī)律的影響外，還受社會(huì)經(jīng)濟(jì)規(guī)律的制約，故該系統(tǒng)也是農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。ＥＨＰＭ（二）病害流行因素分析病害流行主導(dǎo)因素：針對(duì)具體時(shí)間、地點(diǎn)的某一種或某一類病害的流行起主要作用的因素。流行的基本條件：（1）高度感病而大面積密植的寄主植物群體；（2）具有大量致病力強(qiáng)的病原物；（3）適宜病害發(fā)生的環(huán)境條件，且足以支持病害流行。（三）病害流行的遺傳學(xué)基礎(chǔ)寄主-病原物互作中的遺傳關(guān)系定向選擇和穩(wěn)定化選擇小種寄生適合度：由抗病性和致病性共同決定的該小種的侵染繁殖能力。微梯佛利亞效應(yīng)：指在進(jìn)行垂直抗性育種中，水平抗性喪失的現(xiàn)象。（1）基因?qū)蚣僬f（Flor,1956）：對(duì)應(yīng)于寄主方面的每一個(gè)決定抗病性的基因，病菌方面也存在一個(gè)致病性的基因。寄主－病原物體系中，任何一方的每個(gè)基因，都只有在另一方相對(duì)應(yīng)的基因作用下才能鑒定出來。（2）垂直抗病性與水平抗病性（Vanderplank,1963）垂直抗病性：當(dāng)一個(gè)品種只抵抗一種病原物的某些而不抵抗其它小種，則稱它的抗性是垂直的。水平抗性：當(dāng)其抗性是普遍一致地對(duì)病原物的所有小種的，稱它的抗性是水平的。定向選擇：垂直抗病品種大面積推廣后，相應(yīng)的毒性小種便能在其上得天獨(dú)厚地發(fā)展，連年種植該品種，該毒性小種就愈繁殖愈多，這就叫定向選擇．穩(wěn)定化選擇：和定向選擇方向相反的選擇壓力叫穩(wěn)定化選擇。（二）侵染過程的組分分析1.侵染階段：孢子萌發(fā)、穿透、定殖。2.孢子形成階段：孢子梗產(chǎn)生、孢子形成、孢子成熟。3.傳播階段：孢子釋放、散布、降落。（三）侵染概率（infectionprobability）1.概念：又稱侵染幾率。指接觸寄主感病部位的一個(gè)病原物傳播體，在一定的條件下，能夠侵染成功，引起發(fā)病的概率。侵染概率＝發(fā)病點(diǎn)數(shù)/接種于寄主體表的傳播體數(shù)。侵染概率＝萌發(fā)率×侵入率×顯癥率2.測定方法（1）測定接種后葉片上的孢子數(shù)：接種時(shí)放一載玻片。（2）測定各葉的面積和對(duì)應(yīng)的發(fā)病點(diǎn)數(shù)。3.病害日傳染率：也稱相對(duì)侵染率。指一定數(shù)量的親代病情在一日內(nèi)傳播侵染引致的子代病情數(shù)量的比例。日傳染率＝子代發(fā)病位點(diǎn)數(shù)/親代發(fā)病位點(diǎn)數(shù)/日（四）ID－DI曲線指以接種密度為橫坐標(biāo)，發(fā)病量為縱坐標(biāo)繪制的發(fā)病率隨接種密度增加而變化的曲線圖。ＡＢＣＤＥInoculumdensityDiseaseincidence重疊侵染由格雷戈里（Gregory,1948）提出了一個(gè)重疊侵染的轉(zhuǎn)換模型。模型假設(shè)的前提：寄主可供侵染的位點(diǎn)的感病性是一致的，病原物傳播體的著落與侵染是隨機(jī)的，寄主位點(diǎn)遭受0,1，2，…，n次侵染的概率符合泊松分布，即e-mmnP(x=n)=n!m-寄主單個(gè)位點(diǎn)遭受侵染的平均次數(shù)當(dāng)n=0時(shí)，P0＝e-m，即未受侵染的概率，那么1－e-m則為位點(diǎn)受侵染的概率，與實(shí)際發(fā)病位點(diǎn)所占的百分率y相等。故y=1－e-m或換為m=-ln(1-y)應(yīng)用時(shí)根據(jù)實(shí)查的發(fā)病率y，可推算已發(fā)生的侵染次數(shù)m。例：1000個(gè)位點(diǎn)中，有500個(gè)發(fā)病，則y=0.5，可算出m=0.693，即500個(gè)發(fā)病位點(diǎn)上實(shí)際受到了693次侵染，故有693－500＝193次侵染為重疊侵染。協(xié)生作用和拮抗作用協(xié)生作用：指病原物接種體在高密度下，相互協(xié)助，促進(jìn)侵染，侵染概率提高，曲線的斜率增大。拮抗作用：有些病原物在接種體過大時(shí)，孢子間相互抑制，侵染概率下降。四、植物病害流行的時(shí)間動(dòng)態(tài)研究病害隨時(shí)間的推移而增長的數(shù)量動(dòng)態(tài)。重點(diǎn)研究病害的流行速度。流行速度取決于前一時(shí)期的病害善、環(huán)境因素、寄主抗病性、菌源的致病力等，它是寄主－病原物相互關(guān)系和環(huán)境條件的綜合表現(xiàn)。（一）病害流行類型1.單年流行病害：指在一個(gè)生長季中，只要條件適宜，菌量能不斷積累，流行成災(zāi)的病害。2.積年流行病害：指病原物需要經(jīng)過連續(xù)幾年的菌量積累，才能流行成災(zāi)的病害。3.“中間型”病害：介于上述兩類病害之間的病害。附：單年流行病害和積年流行病害的比較。（二）病害季節(jié)流行曲線（續(xù)）3、病害流行階段的劃分（1）始發(fā)期指數(shù)增長期。從田間初見微量病情，至普遍率達(dá)0.05的一段時(shí)間。（2）盛發(fā)期邏輯斯蒂增長期。從病情0.05發(fā)展到0.95的一段時(shí)間，或轉(zhuǎn)向水平漸近線病情停止增長的時(shí)期。（3）衰退期流行末期。病情0.95以后，曲線水平或下降。指數(shù)增長期邏輯斯蒂期衰退期0.050.95病害流行過程的階段劃分時(shí)間（t）病情（x）1.0（三）季節(jié)流行動(dòng)態(tài)的基本模型1、指數(shù)增長模型（1）模型的形式：Xt=X0ertX0—初始病情；Xt－t時(shí)刻的病情；r－流行速度。（2）模型的條件：A.只考慮新生病斑的發(fā)生，不考慮老病斑的消亡和報(bào)廢；B.可供侵染的寄主組織是無限的；C.環(huán)境條件是穩(wěn)定的，增長率不隨時(shí)間而改變。２、邏輯斯蒂增長模型（1）模型的形式：（2）方程的直線形式式中l(wèi)n[x/(1-x)]稱作x的邏輯斯蒂轉(zhuǎn)換值，簡稱邏值［logit(x)］（3）流行速率的計(jì)算

例：３月１５日調(diào)查小麥白粉病的病葉率為0.01％，４月１４日增至37.4％，５月４日發(fā)展為98%，計(jì)算前３０天的流行速率（r1）和后２０天的流行速率（r2）及全程５０天的流行速率（r）。例：３月１５日調(diào)查小麥白粉病的病葉率為0.01％，４月１４日增至37.4％，５月４日發(fā)展為98%，計(jì)算前３０天的流行速率（r1）和后２０天的流行速率（r2）及全程５０天的流行速率（r）。

在測定和應(yīng)用r值進(jìn)行病害預(yù)測時(shí)，需要符合下列條件，才能得到可靠的結(jié)果Ａ．是由本地菌源引致的流行；Ｂ．同一塊田的調(diào)查資料，且不同階段采用的調(diào)查方法和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相同；Ｃ．兩次調(diào)查的間隔期應(yīng)大于一個(gè)病害的潛育期；Ｄ．只能用于具有再侵染的病害，且在再侵染發(fā)病之后；Ｅ．寄主群體感病程度基本一致；Ｆ．病原傳播體的空間分布是隨機(jī)的．（四）季節(jié)流行動(dòng)態(tài)的其它模型1、高姆比茲模型（gompertzmodel）由于B=-ln(x0)，故式中－ln(-lnx)稱高姆比茲轉(zhuǎn)換值，簡稱高值，用gompit(x)表示，而邏值logit(x)=-ln[x/(1-x)]。（五）逐年流行動(dòng)態(tài)1、積年流行病害的逐年流行積年流行病害在季節(jié)中的增長-單利病害模型X為t時(shí)刻的病情；rs為單利病害的平均日增長率。由于t=0，x0=0時(shí)，B=-1，則如果已知兩個(gè)時(shí)刻的病情，根據(jù)上式可以導(dǎo)出下式理論上，單循環(huán)病害在一個(gè)地區(qū)連續(xù)多年，在品種、栽培和氣候條件基本穩(wěn)定的情況下，每年的增長速度可能是相同的，可以采用復(fù)利病害模型模擬，即指數(shù)增長模型或經(jīng)過重疊侵染轉(zhuǎn)換的指數(shù)增長模型。2、單年流行病的逐年流行清澤（1972）曾對(duì)稻瘟病新小種菌量增長進(jìn)行模擬研究，采用每年初侵染后單位面積內(nèi)發(fā)生的病斑數(shù)，作為年份間菌量的比較標(biāo)準(zhǔn)，并將菌量的年增長率和季節(jié)中的日增長率相聯(lián)系，其主要應(yīng)用的模型有：（1）每年初侵染發(fā)病后單位面積病斑數(shù)的計(jì)算y為每年初侵染發(fā)病后的單位面積病斑數(shù);y0為抗病品種推廣后的第一年的y值;為推廣年數(shù)；為新小種菌量的年增長率。（2）季節(jié)病害日增長率r:y=y0ert（3）年增長率λ與日增長率r的關(guān)系：λ=rT+lnθT為流行全程日期；θ為越冬率。（4）越冬率θ的計(jì)算：θ=b/ab為當(dāng)年初侵染發(fā)病量，a為前一年最終發(fā)病量。思考題何謂流行速率？為什么說流行速率的研究是時(shí)間動(dòng)態(tài)研究的中心問題？根據(jù)兩類流行病害發(fā)病規(guī)律的差異，分析防治對(duì)策上的主要不同點(diǎn)？為什么說指數(shù)增長階段是病害流行和防治的關(guān)鍵階段？設(shè)病害初始病葉率為0.001%，20天后病葉率發(fā)展到3.8%，再經(jīng)30天病葉率增至86.4%，試分別用指數(shù)模型和邏輯斯蒂模型計(jì)算前20天和后30天的病害日增長率，并用計(jì)算所得的流行速率，以前一期病情用兩種模型分別推算后一期病情，比較模型計(jì)算結(jié)果是否符合實(shí)際？為什么？為什么在一般情況下不能用邏輯斯蒂模型計(jì)算積年流行病害的逐年增長率？以棉枯萎病為例，在同一田塊內(nèi)第一年的病株率為0.01%，第五年病株率發(fā)菜到54%，計(jì)算此期間平均年增長速度.五、植物病害流行的空間動(dòng)態(tài)（一）病原物傳播1、傳播體：指病原物具有獨(dú)立存活、傳播和侵染功能的最小結(jié)構(gòu)，它能被監(jiān)測和計(jì)數(shù)。應(yīng)具有以下1種或多種特點(diǎn)：數(shù)量大；體積小，比重輕；某些病原物具有主動(dòng)傳播性；某些病原物傳播體對(duì)不良環(huán)境具有較強(qiáng)的抵抗力；少數(shù)病原物傳播體具有引誘昆蟲、鳥類的能力；2、傳播體的傳播（1）傳播途徑：自然動(dòng)力和人類活動(dòng)。（2）氣傳病菌孢子釋放的動(dòng)力一是自身動(dòng)力，二是借助外力。孢子脫離產(chǎn)孢器官后可能有3種去向：逸散；在冠層內(nèi)漂浮最終著落到附近植株的感病部位。降到土壤表面或寄主的非感病部位。3、傳播體傳播與病害傳播（1）傳播條件：包括物理學(xué)過程和生物學(xué)過程。物理學(xué)因素有：傳播體的大小、形狀、比重、表面光滑度、沉降速度等；生物學(xué)因素：傳播體的數(shù)量、密度以及抵抗不良環(huán)境的能力和傳播后的致病力；寄主植物的數(shù)量、分布、密度、品種的抗病性等；對(duì)病原物傳播體生成、釋放以及萌發(fā)、侵入、擴(kuò)展、發(fā)病有顯著作用的環(huán)境因素，如溫、濕、光等。（2）傳播范圍：X-為孢子飛散距離；A為物質(zhì)交換值；U為水平風(fēng)速；δ為空氣密度；C為孢子的沉降速度。（二）侵染梯度1、菌源和菌源中心（1）點(diǎn)源（pointsource）其半徑不得超過傳播距離的1%－5%。（2）線源（linesource）看作連續(xù)點(diǎn)源的集合。其寬度之半不得超過可能傳播距離的1%－5%。（3）區(qū)源（areasource）看成平行排列線源的集合或點(diǎn)源的集合，其傳播效果是眾多點(diǎn)源傳播效果的積分。2、侵染梯度與侵染梯度模型侵染梯度（infectiongradient）又稱病害梯度（diseasegradient）或傳播梯度（gradientofspread），是指傳播發(fā)病后，子代病害數(shù)量（或密度）隨著與菌源中心距離的增加而遞減的現(xiàn)象或狀況。模型I（清澤茂久，1972）

式中傳播發(fā)病后菌源中心處的子代病情或發(fā)病的概率；距離為di處的病情或發(fā)病的概率；di為距離式中，a為傳播發(fā)病后菌源中心處的子代病情或發(fā)病的概率；xi為距離為di處的病情或發(fā)病的概率；di為距離，菌源中心點(diǎn)的di必須作為1，當(dāng)di=1時(shí)，xi=a;di>1;b為梯度系數(shù)或比例系數(shù)，取決于病害種類、傳播條件、距離單位等?？梢愿鶕?jù)在同一方向不同距離的實(shí)際調(diào)查病害數(shù)據(jù)，用最小二乘法推算。模型II(MacKenzie，1979)

式中，a和xi意義同上式；b為梯度系數(shù)，b=0.1-3;n為傳播模型的決定系數(shù)，決定于病害種類，一般3>n>0：di為距離，菌源中心點(diǎn)為0，di≥0，當(dāng)di＝0時(shí)，x0=a。上述兩模型中，模型I使用簡單，梯度只取決于b；模型II由于梯度取決于b和n的組合，所以，使用時(shí)不如模型I簡單，但模型彈性好，能擬合多種復(fù)雜的傳播梯度。多方向傳播的病害空間分布模型計(jì)算機(jī)模擬的病害分布圖（三）病害傳播1、傳播距離

傳播距離(distanceofspread)是指病害從菌源中心向四周擴(kuò)散蔓延的距離，病害傳播距離是病原物傳播體的有效傳播距離，不僅包括傳播體的物理傳播，還要考慮傳播后，受各種生物、非生物因素影響，引致侵染發(fā)病的概率。因此，病害的傳播距離是有限的，其傳播距離的最端點(diǎn)也應(yīng)有“實(shí)查可得”的病害最低密度(或概率)與其相對(duì)應(yīng)。病害最低密度依病害種類和工作要求的精度而定。如小麥條銹，在一般種植密度，以4m2樣方中病葉率為0.01％，葉銹病可定為1m行長植株葉片上一個(gè)孢子堆等。一次傳播距離：

一次傳播一般以日為時(shí)間單位，即一日內(nèi)所引致的病害傳播距離。實(shí)際測定時(shí)間可依大體上一天釋放的病原菌孢子經(jīng)飛散著落于四周寄主體，在適宜的條件下，萌發(fā)、侵入，經(jīng)過一個(gè)潛育期，侵染顯癥發(fā)病，這時(shí)測出的傳播距離就是一次傳播距離。經(jīng)一個(gè)潛育期后，按不同位點(diǎn)調(diào)查病情，測出一次傳播距離。一代傳播距離：

然而，在實(shí)際病害流行過程中，傳播可能連日發(fā)生，同一日侵入的位點(diǎn)也會(huì)在連續(xù)數(shù)日內(nèi)發(fā)病。因此，為了模擬病害自然傳播，又提出一代傳播距離的概念，即菌源開始傳播后，在一個(gè)潛育期間內(nèi)多批傳播所造成的傳播距離。

一代傳播距離的測定方法為：

從開始觀察記載的第一天起，菌源中心逐日產(chǎn)孢散布，每天都有病害傳播發(fā)生，到t=2p(或t=p1+p2,p為一個(gè)潛育期的天數(shù)，p1和p2分別為第一代和第二代潛育期的天數(shù))天時(shí)調(diào)查傳播距離，這就是一代傳播距離。病害傳播距離的推算，首先要針對(duì)病害，確定最低發(fā)病密度(或概率)，即確定“實(shí)際可查”的最低病情(Xmin)。最低病情的標(biāo)準(zhǔn)，通常依照病害種類和工作要求精度而定。一經(jīng)確定后，則可由傳播梯度模型推導(dǎo)出傳播距離D。若采用清澤的梯度模型以Xmin代Xi，D代d經(jīng)推導(dǎo)可得出傳播距離公式：若采用Mickenzic的梯度模型

以Xmin取代Xi，以D取代d，可得傳播距離的推算公式：

根據(jù)上式分析，當(dāng)a值固定時(shí)，b值越小，即梯度越緩，傳播距離越遠(yuǎn)；當(dāng)b值固定時(shí)，a值越大，傳播距離越遠(yuǎn)。但由于傳播距離和傳播條件的定量關(guān)系，涉及許多不確定因素，所以，田間會(huì)出現(xiàn)一些異常情況，但總的梯降趨勢還是可以觀測到。2、傳播速度

傳播速度(rateofspread)是指單位時(shí)間內(nèi)病害傳播距離的增長量。時(shí)間單位可以是日、周或月，也可以是一個(gè)潛育期的天數(shù)(p)．如時(shí)間單位采用日，則傳播速度等于逐日一次傳播距離增量的日平均值。設(shè)RDd為日平均傳播速度，Ddi為第i天實(shí)現(xiàn)的一次傳播距離，則：

例如，假設(shè)小麥條銹病在5月1日實(shí)現(xiàn)的傳播距離為0.7m，至5月12日達(dá)4m，則平均傳播速度為：

同上，如時(shí)間單位采用一個(gè)潛育期的天數(shù)P，則傳播速度等于連續(xù)n代的傳播距離的平均值，如令RDp為平均一代傳播速度，令Dpi為第i代的一代傳播距離，則：

在傳播速度的定量研究方面，迄今成熟的方法和確切資料很少，目前，流行過程的時(shí)間動(dòng)態(tài)和空間動(dòng)態(tài)相結(jié)合的理論研究已經(jīng)起步。3、寄主抗病性和植株密度對(duì)傳播的影響寄主抗病程度高低影響流行速度，也影響病害的傳播距離和速度。相對(duì)而言，抗病品種和感病品種相比，抗性品種上的流行速度較低，發(fā)生病害較少，因此．產(chǎn)生的病原物數(shù)量較低，從而在一定的環(huán)境條件下，傳播距離較短，傳播速度減緩。寄主植株密度對(duì)傳播也有相當(dāng)大的影響，即密度效應(yīng)(densityeffect)，是指寄主植物密度對(duì)病害傳播和流行的影響結(jié)果。這種影響有兩個(gè)方面，一是在一定的變幅內(nèi)，植株密度越大，病害流行的速度越快、越有利于傳播，這是正的密度效應(yīng)，也是主要的方面，特別是在土傳病害和雨滴飛濺和流水傳播病害中表現(xiàn)尤為明顯；二是植株過密，降低冠層內(nèi)氣流速度，不利于孢子擴(kuò)散，對(duì)傳播起著負(fù)效應(yīng)。4、病害分布格局

（1）病害田間傳播圖式

病害田間傳播圖式(spatialpatternsofdiseasespread)是指病害在傳播過程中形成的一系列空間格局(spatialpattern)，其含意包括病害某一時(shí)刻的空間格局和隨病害傳播的時(shí)間進(jìn)程而發(fā)生的變化。病害田間傳播圖式分兩大類，即中心式傳播和彌散式傳播。

屬于中心式傳播的病害，多為單年流行病害。

當(dāng)每年初侵染源來自本地菌源，初始菌量小而繁殖率高或外來菌源傳入的時(shí)間有限，菌量也小的情況下，病害在田間會(huì)經(jīng)過中心病株(葉)、發(fā)病中心、點(diǎn)片發(fā)生期、普發(fā)期和嚴(yán)重期等階段。其發(fā)病位點(diǎn)之間存在著世代關(guān)系。早期田間病害呈奈曼分布(Neymandistribution)或負(fù)二項(xiàng)式分布(negativebinomialdistribution)。屬于彌散式傳播的病害，多為積年流行病害。

處于同一年度發(fā)生的病害位點(diǎn)是病原物的同一世代。發(fā)病位點(diǎn)之間往往沒有太多的聯(lián)系，所以，它們的分布格局常符合二項(xiàng)式分布(binomialdistribution)或普瓦松分布(Poissondistribution)特征。外來菌源，特別是菌量大而時(shí)間集中的遠(yuǎn)距離傳播的氣傳病害，和初始菌量大、侵染時(shí)間集中的本地菌源病害，如玉米黑粉病、小麥赤霉病、小麥紋枯病等也呈彌散式傳播，其本田發(fā)病過程一般只有普發(fā)期、嚴(yán)重期。確定病害空間格局的數(shù)學(xué)方法

主要有三類，一是比較樣本平均數(shù)(X)和標(biāo)準(zhǔn)差（SD）的大小，當(dāng)X＝SD時(shí)，判斷為隨機(jī)分布；二是利用聚集指數(shù)判斷，常用的方法有：擴(kuò)散系數(shù)（C）、擴(kuò)散型指數(shù)Iδ、C、A指數(shù)、泰洛(Taylor)的b指數(shù)。平均擁擠度指數(shù)、聚塊性指標(biāo)及Iwao法等。三是理論分布函數(shù)擬合法(主要有：正二項(xiàng)式分布、普瓦松分布、負(fù)二項(xiàng)式分布、奈曼分布、普瓦松—二項(xiàng)式分布等)。（2）病害流行的時(shí)間、空間動(dòng)態(tài)

時(shí)間動(dòng)態(tài)和空間動(dòng)態(tài)是病害流行過程中的兩個(gè)側(cè)面，兩者相輔決定病害的擴(kuò)展蔓延。當(dāng)傳播條件（氣流、風(fēng)速、寄主植株密度等）相同時(shí)，流行速度越高，傳播距離也越遠(yuǎn)，傳播速度也越快。另外，傳播速度越快，空間傳播范圍也越大，流行速度潛能也越大。1988年，杰格(Jeger)利用微分方程推導(dǎo)出8個(gè)時(shí)空一體的模型。另外，邁諾奇(Minogue)等1983年采用隨機(jī)模型和確定性模型兩種形式對(duì)時(shí)空綜合動(dòng)態(tài)進(jìn)行了研究。杰格(1983)利用微分方程推導(dǎo)出了8個(gè)時(shí)空一體的模型，從中選出兩個(gè)簡要說明：非線性形式線性形式

I式適用于多循環(huán)病害，I式適用于單循環(huán)病害。式中x為病情；r為流行速度；t為時(shí)間，與時(shí)間動(dòng)態(tài)中的模型相一致，a為菌源中心病情，d為距離；b為梯度系數(shù)，與空間動(dòng)態(tài)中的模型相一致。（四）中程和遠(yuǎn)程傳播近程、中程、遠(yuǎn)程的傳播距離的劃分目前暫無定論，但一般常按一次傳播距離來分。近程傳播一般指一次傳播距離在百米以下的傳播，其傳播動(dòng)力主要是地面2m以下的氣流或水平風(fēng)力。傳播造成的病害分布在空間上是連續(xù)的或基本可追蹤出其連續(xù)關(guān)系的，田間條件均一時(shí)，有一定程度的發(fā)病梯度。1、中程傳播一次傳播距離達(dá)幾百米乃至幾公里的為中程傳播。孢子量較大，且被湍流或上升氣流從冠層中抬升到冠層以上數(shù)米高度，形成微型孢子云，繼而由近地面的風(fēng)力運(yùn)送到一定距離以后，再遇某種氣流條件或靜風(fēng)而著落于地面冠層中。這種傳播造成的病情分布往往是中斷的，即原中心附近有一定數(shù)量病情，距中心稍遠(yuǎn)處又有一定數(shù)量的彌散式病情，兩者或中斷或藕斷絲連，或無明顯梯度現(xiàn)象。植物冠層中產(chǎn)生的孢子有三個(gè)去向：①冠層外逸散；②冠層內(nèi)植物體表著落；③冠層內(nèi)土表著落。2、遠(yuǎn)程傳播

一次傳播距離遠(yuǎn)達(dá)數(shù)十、數(shù)百公里以外的傳播為遠(yuǎn)程傳播。當(dāng)巨量孢子被上升氣流和旋風(fēng)等抬升到上千米乃至3000m高空，形成孢子云，繼而又被該高度的水平風(fēng)力吹向遠(yuǎn)處，最終靠下沉氣流或降雨攜落地面，著落于感病寄主上侵入發(fā)病。真菌孢子隨氣流傳至很遠(yuǎn)地方的現(xiàn)象較為普遍，但迄今為止，已經(jīng)確切證明能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程傳播的病害種類并不多。遠(yuǎn)程傳播必須具備如下條件：

（1）菌源區(qū)菌量巨大因孢子升空遠(yuǎn)傳后密度將大幅度降低，沉降后著落感病寄主體表的概率很小，引致發(fā)病后危害的可能性甚微，只有當(dāng)菌源基地能釋放出巨量孢子時(shí)，才能保證遠(yuǎn)傳后有足夠數(shù)量的菌量引致侵染發(fā)病。

（2）孢子釋放后遇有適合的氣流條件和天氣過程。

（3）孢子對(duì)遠(yuǎn)程傳播的適應(yīng)性能產(chǎn)生巨量孢子并能被氣流傳至遠(yuǎn)方的病菌很多，但能否形成病害傳播，還要取決于病菌孢子的抗逆性強(qiáng)弱。

（4）沉降區(qū)有感病寄主和適宜病菌侵染的條件病菌沉降著落區(qū)必須有感病的寄主植物并處于感病的生育階段，同時(shí)有適宜發(fā)病的氣候條件，如果孢子是被雨滴攜帶至地面寄主體表，侵染條件就自然不成問題。病害大區(qū)流行(pandemic)則是指流行過程中自然傳播很廣的狀態(tài)，也稱為泛洲流行或泛域流行。

思考題1、植物病害流行的空間動(dòng)態(tài)著重研究什么？主要涉及哪些因素？2、病原物傳播體主要有哪些特點(diǎn)？3、何謂侵染梯度？何謂一次傳播距離和一代傳播距離？4、病害遠(yuǎn)程傳播必須具備哪些條件？六、病害預(yù)測

（一）預(yù)測的由來、發(fā)展和意義人類向往美好事物或美滿的結(jié)果，而許多自然災(zāi)害則危及其生活以至生命，必須時(shí)刻小心地避免災(zāi)難，由此產(chǎn)生了預(yù)知未來、未見和推測其它地方的事物的欲望。在科學(xué)技術(shù)遠(yuǎn)未發(fā)達(dá)的時(shí)期，盡管人類十分重視預(yù)測，但是由于對(duì)客觀世界只是一知半解，只能憑借個(gè)人的歷史經(jīng)驗(yàn)和直覺進(jìn)行簡單的邏輯推斷。我國的病蟲害預(yù)測預(yù)報(bào)工作始于本世紀(jì)50年代。1952年，在全國螟蟲座談會(huì)上制定了第一個(gè)螟蟲測報(bào)方法；1955年農(nóng)業(yè)部頒布了“農(nóng)作物病蟲預(yù)測預(yù)報(bào)方案”，測報(bào)對(duì)象包括兩種病害，即馬鈴薯晚疫病和稻瘟病。1973年農(nóng)林部專門召開病蟲座談會(huì)，修定了測報(bào)方法．1979年農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物病蟲測報(bào)總站組織修定了稻、麥、旱糧，棉花、油料作物上的34種病蟲害測報(bào)方法，從1987年開始組織制定病蟲測報(bào)規(guī)范。在病蟲信息傳遞技術(shù)上也推廣了模式電報(bào)，90年代中期又開展了全國病蟲測報(bào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)工作。（二）預(yù)測的概念

夏禹龍等(1982)在《軟科學(xué)》一書中指出：學(xué)科發(fā)展的預(yù)測階段是在揭示客觀事物發(fā)展規(guī)律的基礎(chǔ)上，展望未來，預(yù)測尚未發(fā)生、而又必然發(fā)生的現(xiàn)象。

馬海平等(1987)在《新興科學(xué)概要》一書中指出：科學(xué)的預(yù)測是依據(jù)已知的科學(xué)事實(shí)、科學(xué)理論、科學(xué)思想和科學(xué)方法，揭示客觀事物的發(fā)展規(guī)律，推測未來必然或可能發(fā)生的現(xiàn)象。

馮之浚等(1987)則為預(yù)測做出以下定義：科學(xué)的預(yù)測，指的是在正確的理論指導(dǎo)下，在自覺地認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上，借助于科學(xué)預(yù)測的技術(shù)和方法，對(duì)大量信息資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，揭示出客觀事物發(fā)展過程的本質(zhì)聯(lián)系和必然趨勢。他們還特別指出預(yù)測的概率性，即預(yù)測分析是對(duì)未來事件或現(xiàn)在的事件的未來后果做出估計(jì)，將未來事件或者說可能性空間縮小到一定的程度，以利于人類的活動(dòng)。從上述幾種定義中，可以歸納出病害預(yù)測的概念：

其一，是人對(duì)病害發(fā)展趨勢或未來狀況的推測和判斷，是主觀見之于客觀的一種活動(dòng)，屬于軟科學(xué)；

其二，是在認(rèn)識(shí)病害客觀動(dòng)態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上展望未來，而這種認(rèn)識(shí)又是對(duì)大量病害流行事實(shí)所表露的信息資料進(jìn)行加工和系統(tǒng)分析的過程，有關(guān)生物學(xué)、病理學(xué)、生態(tài)學(xué)等科學(xué)理論、科學(xué)思想和科學(xué)模式則是現(xiàn)有認(rèn)識(shí)的結(jié)晶，也是預(yù)測的依據(jù)；

其三，預(yù)測是概率性的。其本質(zhì)是將未來事件或者說可能性空間縮小到一定的程度，只是對(duì)某一尚不確知的病害事件做出相對(duì)準(zhǔn)確地表述；

其四，其目的是為了現(xiàn)在，在可能預(yù)見的前景和后果面前，決定我們應(yīng)該采取何種正確的防治決策．（三）預(yù)測的基礎(chǔ)和要素開展預(yù)測工作的首要前提是社會(huì)需求。隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善，信息作為一種特殊的商品，其價(jià)值首先要體現(xiàn)在滿足用戶進(jìn)行防治決策的需要。預(yù)測的對(duì)象應(yīng)該是在生產(chǎn)上為害最大或較大的病害；從預(yù)測服務(wù)于決策的角度考慮，越是發(fā)生時(shí)間、發(fā)生頻率、發(fā)生程度、發(fā)生范圍變化大的病害，其預(yù)測的意義也越大，應(yīng)優(yōu)先列入預(yù)測對(duì)象的名單。當(dāng)然也要根據(jù)用戶的要求確定預(yù)測的期限、精度等，否則就沒有或降低了其社會(huì)價(jià)值。預(yù)測研究可以歸結(jié)為尋找預(yù)測規(guī)律和利用預(yù)測規(guī)律兩方面。在尋找預(yù)測規(guī)律時(shí)所需要的條件即成為預(yù)測的基礎(chǔ)，而進(jìn)行預(yù)測所必備的條件則成為預(yù)測要素。1、經(jīng)驗(yàn)思考和病害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型經(jīng)驗(yàn)思考是指參與預(yù)測人員的經(jīng)驗(yàn)、有關(guān)植物病理學(xué)知識(shí)和邏輯思維能力，它們是預(yù)測的首要基礎(chǔ)。很難想象一個(gè)對(duì)于所要預(yù)測的病害問題一無所知的人能夠做出科學(xué)的預(yù)測。預(yù)測者根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)思考可以構(gòu)建預(yù)測對(duì)象的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型(或稱物理模型)。它可以是存在于頭腦中的抽象模型，也可以用框圖畫在紙上。它包括該病害系統(tǒng)的組分和各組分之間的關(guān)系，動(dòng)態(tài)過程中各階段(狀態(tài))和各階段之間的關(guān)系，應(yīng)該能夠體現(xiàn)預(yù)測者對(duì)預(yù)測對(duì)象的總體認(rèn)識(shí)，而這種關(guān)于總體的認(rèn)識(shí)對(duì)于以后的資料收集、監(jiān)測和建立數(shù)學(xué)模型都有重要的指導(dǎo)意義。預(yù)測專家則可能主要依靠這些結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行預(yù)測，所以病害系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型就成為預(yù)測的要素之一。2情報(bào)資料和數(shù)學(xué)模型情報(bào)資料包括觀念和數(shù)據(jù)，觀念可以理解為對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)。除了病理學(xué)知識(shí)、理論以外，對(duì)于具體病害發(fā)生規(guī)律以及與病害有關(guān)的氣象、土壤、肥水管理等方面的研究成果、試驗(yàn)調(diào)查報(bào)告都會(huì)對(duì)構(gòu)建病害系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型發(fā)揮作用。數(shù)據(jù)資料則是開展定量研究的客觀依據(jù)。一方面，通過對(duì)已有數(shù)據(jù)的科學(xué)分析，可以進(jìn)一步明確病害系統(tǒng)內(nèi)部各種組分(或狀態(tài))之間的關(guān)系，建立各種數(shù)學(xué)模型：另一方面，將現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)輸入數(shù)學(xué)模型又可以推算未來的狀態(tài)。（四）預(yù)測研究的一般步驟1、明確預(yù)測主題。根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)病蟲害發(fā)生情況和防治工作的需要，并結(jié)合有關(guān)病害知識(shí)，確定預(yù)測對(duì)象、范圍、預(yù)測期限、項(xiàng)目和精確度。2、收集背景資料。依據(jù)預(yù)測主題，大量收集有關(guān)的研究成果、先進(jìn)的觀念、數(shù)據(jù)資料和預(yù)測方法。針對(duì)具體的生態(tài)環(huán)境和發(fā)生特點(diǎn)還要進(jìn)行必要的實(shí)際調(diào)查或試驗(yàn)，以補(bǔ)充必要的信息資料。在此基礎(chǔ)上不斷完善預(yù)測病害系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。3、選擇預(yù)測方法，建立預(yù)測模型。根據(jù)具體的病害特點(diǎn)和現(xiàn)有資料，從已知的預(yù)測方法中選擇一種或幾種，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型或其它預(yù)測模型。4、預(yù)測和檢驗(yàn)。運(yùn)用已經(jīng)建立的模型進(jìn)行預(yù)測并根據(jù)實(shí)際情況，檢驗(yàn)預(yù)測結(jié)論的準(zhǔn)確度，評(píng)價(jià)各種模型的優(yōu)劣。5、應(yīng)用。在生產(chǎn)中進(jìn)一步檢驗(yàn)預(yù)測模型和不斷改進(jìn)。（五）預(yù)測方法的類別

(1)按預(yù)測期限劃分為短期(1周以內(nèi)，以天為單位)、中期(一個(gè)生長季內(nèi)，以旬或月為單位)、長期(下一個(gè)生長季)和超長期(若干年)預(yù)測。(2)按預(yù)測內(nèi)容分為發(fā)生期、發(fā)生量、損失量、防治效果、防治效益預(yù)測。(3)按預(yù)測依據(jù)的因素分為單因子預(yù)測和復(fù)因子綜合預(yù)測。(4)按預(yù)報(bào)的形式可分為0～1預(yù)測、分級(jí)預(yù)測、數(shù)值預(yù)測和概率預(yù)測。前三種類型只是預(yù)測精度的區(qū)別，都屬于固定值的預(yù)測。目前農(nóng)業(yè)病蟲害預(yù)測尚未做過概率預(yù)測(如中央氣象臺(tái)發(fā)布的降雨概率預(yù)報(bào))，然而真正體現(xiàn)預(yù)測本質(zhì)的是概率預(yù)測。(5)按特殊要求進(jìn)行品種抗病性、小種動(dòng)態(tài)、病害種群演替預(yù)測等．思考題1．舉出你在日常生活中“預(yù)則立，不預(yù)則廢”的事例。2．你認(rèn)為哪些植物病害最需要進(jìn)行預(yù)測?應(yīng)該依據(jù)哪些因素來選擇病害預(yù)測研究課題。3．任選一種病害，僅以農(nóng)業(yè)植物病理學(xué)教材所提供的信息選擇適當(dāng)?shù)念A(yù)測方法。你認(rèn)為還缺少哪些資料?4.舉例說明農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中存在的因果關(guān)系、相關(guān)關(guān)系、相似關(guān)系。5．如何理解預(yù)測的概率性?七、植物病害預(yù)測方法主要探討如何針對(duì)具體病害的特點(diǎn)，靈活運(yùn)用上一部分談到的類推法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型法和專家評(píng)估法。植物病害流行的中、短期預(yù)測，通常是預(yù)測一個(gè)月或幾天內(nèi)病害可能發(fā)生的情況、發(fā)生始期或防治適期，為生物防治或化學(xué)防治服務(wù)。而病害的長期，超長期預(yù)測則是預(yù)測較長時(shí)期內(nèi)發(fā)生的趨勢和發(fā)生程度，為制定病害的防治策略服務(wù)。預(yù)測的項(xiàng)目和對(duì)象不同，具體的預(yù)測方法也就會(huì)有所不同。在上一部分中，按照植物病害預(yù)測原理和依據(jù)的差異，將預(yù)測方法分為類推法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型法和專家評(píng)估法幾大類。（一）類推法類推法是利用與植物病害發(fā)生情況有相關(guān)性的某種現(xiàn)象作為依據(jù)或指標(biāo)，推測病害的發(fā)生始期或發(fā)生程度。物候預(yù)測法、指標(biāo)預(yù)測法、發(fā)育進(jìn)度預(yù)測法和預(yù)測圃法可歸入這種類型中。1、物候預(yù)測法物候(phenologicalphenomenon)是指自然界中反映氣候季節(jié)變化的生物和非生物現(xiàn)象，其中包含了物理學(xué)、化學(xué)以及生物學(xué)機(jī)理。物候現(xiàn)象提供了自然界季節(jié)變化的綜合(多因素和一定時(shí)段)信息。在生物的長期演化過程中，植物各器官的發(fā)育變化與病蟲害及氣候三者之間有著緊密的相關(guān)，物候預(yù)測就是利用預(yù)測對(duì)象和預(yù)測指標(biāo)之間的某種內(nèi)在聯(lián)系，或者是利用二者感受到環(huán)境的某些變化而發(fā)生同步變化的現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)測。通過類推原理，利用變化明顯的現(xiàn)象推測變化不明顯的或?qū)⒁l(fā)生的事物。如禾縊管蚜與小麥赤霉病對(duì)環(huán)境條件的要求相反，所以前者重則后者輕。例子：潘月華等人在研究大棚番茄灰霉病的預(yù)測中，發(fā)現(xiàn)草霉和生菜較番茄更易感染灰霉病，通常草霉較番茄提早發(fā)病13～14天，生菜較番茄提早發(fā)病8天左右。因此，每年2月在大棚內(nèi)種植草莓和生菜，可以利用草霉和生菜的發(fā)病始見期推測番茄灰霉病的始見期。孫俊銘等人在觀察安徽省廬江縣1980～1990年油菜菌核病和小麥赤霉病的發(fā)生情況時(shí)發(fā)現(xiàn)，11年中有7年二種病害的發(fā)生程度完全相同，另外4年的發(fā)生趨勢也較一致，當(dāng)?shù)赜筒司瞬〉陌l(fā)生盛期一般比小麥赤霉病的發(fā)生始期提早10~20天。所以，可用油菜菌核病的發(fā)生情況對(duì)小麥赤霉病的發(fā)生程度作出預(yù)報(bào)。

2、指標(biāo)法病害預(yù)測的指標(biāo)可以是氣候指標(biāo)、菌量指標(biāo)或寄主抗病性指標(biāo)等。馬鈐薯晚疫病的氣候指標(biāo)預(yù)測就是這種方法的典型事例，標(biāo)蒙氏預(yù)測法是由美國人標(biāo)蒙和斯塔尼蘭德（BeaccmontA和StanilandLN）在1937年提出來的。用于英國西部馬鈴薯晚疫病預(yù)測的氣象指標(biāo)為：①48h內(nèi)最低氣溫不低于10℃，②48h內(nèi)空氣相對(duì)濕度達(dá)到75％以上。出現(xiàn)同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件的天氣達(dá)3個(gè)星期，田間將發(fā)生晚疫病。

例子

林傳光先生在馬鈴薯晚疫病的預(yù)測研究中指出：從馬鈐薯開花時(shí)起，如果多雨，空氣相對(duì)濕度達(dá)到70％左右，就有中心病株出現(xiàn)的可能。利用計(jì)算機(jī)模擬模型—BLITECAST做馬鈴薯晚疫病預(yù)測有二個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，即10天的雨量超過30mm，5天的日均溫不大于25.5℃，當(dāng)這種天氣情況出現(xiàn)時(shí)，馬鈴薯晚疫病就有發(fā)生的可能。蘇北地區(qū)根據(jù)12年的觀察結(jié)果，提出預(yù)測小麥赤霉病的氣候指標(biāo)是溫度和雨日，病害流行的溫度應(yīng)在日平均溫度15℃以上，當(dāng)揚(yáng)花至灌漿期的雨日數(shù)占該期總?cè)諗?shù)的75%以上時(shí)病害會(huì)大流行，50％~70％時(shí)為中度流行，小于40％為不流行。例子在病害的長期預(yù)測和超長期預(yù)測中，利用某種氣候現(xiàn)象作為病害預(yù)測的一種指標(biāo)也是經(jīng)常的事。例如，厄爾尼諾現(xiàn)象是一種影響大范圍氣候變化的因素，是指東太平洋冷水域中秘魯洋流水溫反常升高的現(xiàn)象，將厄爾尼諾現(xiàn)象的出現(xiàn)作為一種指標(biāo)與長江中下游麥區(qū)小麥赤霉病發(fā)生情況對(duì)比，發(fā)現(xiàn)上年厄爾尼諾暖流現(xiàn)象出現(xiàn)的次年，赤霉病大流行的概率為0.7，而且厄爾尼諾現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間越長，則下年赤霉病流行的程度越嚴(yán)重。3、發(fā)育進(jìn)度法蘋果花腐病(Sclerotinia

mali

Takahashi)是利用作物易感病的生育階段和病菌侵入期相結(jié)合進(jìn)行預(yù)測的一個(gè)事例。該病不但危害花及幼果，而且可危害葉及嫩枝，因此，可根據(jù)感病品種黃太平或大秋果的萌芽狀態(tài)進(jìn)行葉腐防治適期預(yù)測，當(dāng)花芽萌動(dòng)后，幼葉分離，中脈暴露時(shí)為防治適期，花腐則是始花期至初花期為防治適期；果腐則是在盛花期至花末期防治較好。另外，可收集病果2000~3000個(gè)，放于濕度較大的地方，并用適當(dāng)?shù)姆椒ū?，?月中旬開始，每天觀察100個(gè)病果上子囊孢子的產(chǎn)生情況，當(dāng)子囊盤開始放射子囊孢子時(shí)，即為防治適期。這是利用病菌子囊殼的發(fā)育進(jìn)度作為病害侵染期預(yù)測的依據(jù)。

4、預(yù)測圃法

預(yù)測圃是在容易發(fā)病的地區(qū)種植感病品種，同時(shí)創(chuàng)造利于發(fā)病的條件，誘導(dǎo)作物發(fā)病。當(dāng)預(yù)測圃的作物發(fā)病后，即可對(duì)大田進(jìn)行調(diào)查，依據(jù)調(diào)查結(jié)果決定是否需要防治或何時(shí)進(jìn)行防治，也可依據(jù)預(yù)測圃的發(fā)病情況直接指導(dǎo)大田的病害防治。利用預(yù)測圃進(jìn)行病害發(fā)生始期和防治時(shí)期預(yù)測是一種簡便易行的預(yù)測方法，而且效果也比較理想，但在建立預(yù)測圃時(shí)一定要注意預(yù)測圃的地點(diǎn)選擇和種植品種的代表性，在水稻白葉枯病的預(yù)測中，可在病區(qū)設(shè)置預(yù)測圃，創(chuàng)造高肥，高濕條件，誘導(dǎo)病害發(fā)生，預(yù)測病害的發(fā)生始期，同時(shí)采用不同抗病性品種的組合種植，還可以預(yù)測病菌新小種的發(fā)生情況及小種的動(dòng)態(tài)變化。（二）數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型法預(yù)測的一般過程1、資料的整理預(yù)測資料可以包括病、蟲害的發(fā)生量、發(fā)生期、發(fā)生過程和影響病、蟲害發(fā)生的生物和非生物因素資料。一般包括資料的采集、分析、列表和處理四個(gè)階段。整理預(yù)測資料時(shí)首先要從有關(guān)部門收集作物的種植品種、各品種的種植面積(尤其是感病品種的種植面積)、單產(chǎn)、耕作制度、栽培措施、灌溉情況，同時(shí)收集病、蟲害的發(fā)生面積、發(fā)生程度、發(fā)病率、病情指數(shù)以及相應(yīng)的氣象資料。在收集資料的過程中，經(jīng)常會(huì)遇到缺少某一項(xiàng)數(shù)據(jù)的情況，此時(shí)需要進(jìn)行調(diào)查、訪問或運(yùn)用平滑法修勻補(bǔ)充。2、因素選擇

預(yù)測因素的選擇是涉及預(yù)測效果的重要問題。在病蟲害預(yù)測模式的建立過程中，涉及的因素很多，不可能將全部因子用于統(tǒng)計(jì)分析的計(jì)算過程，所以，對(duì)預(yù)測因子必須進(jìn)行選擇。預(yù)測因子選擇不當(dāng)，是不可能預(yù)測準(zhǔn)確的。通常選擇因子的方法有直接選擇法、主因素選擇法、相關(guān)分析法、通徑分析法、層次分析法等。(1)直接選擇法根據(jù)病害流行的規(guī)律及影響因素，從中直接選出影響病害流行的主要因素，作為預(yù)測因子。(2)符合度比較法將初步選擇的數(shù)個(gè)預(yù)測因子與預(yù)測對(duì)象進(jìn)行列表比較，不需要進(jìn)行計(jì)算，直接觀察各預(yù)測因子與預(yù)測對(duì)象的波動(dòng)關(guān)系。凡是與預(yù)測對(duì)象的波動(dòng)狀態(tài)符合程度最高(正相關(guān))或者不符合程度最高(負(fù)相關(guān))的因子就是預(yù)測的主要因子，然后再依次選擇第二、第三預(yù)測因子。（3）相關(guān)分析法計(jì)算初步選出的數(shù)個(gè)預(yù)測因子與預(yù)測對(duì)象之間的單相關(guān)系數(shù)，將相關(guān)系數(shù)最大的因子作為預(yù)測的主要因子。

第一步，求取各因素的平均數(shù)，大于平均數(shù)的值標(biāo)為“十”號(hào)，小于平均數(shù)的值標(biāo)為“一’號(hào)，各因素的平均值依次為0.3692，6.659，0.456，0.626和27.55，這樣上表可以變化如下：第二步，比較各預(yù)測因素與預(yù)測對(duì)象r值波動(dòng)的符合程度。從第二個(gè)表的比較結(jié)果可知，雨日數(shù)與r值波動(dòng)程度符合程度最強(qiáng)的為80％，其次為露日數(shù)，符合度為75%，再其次降雨量為70％，溫度與r值波動(dòng)程度的符合度最低，僅40％。因此可以將雨日數(shù)作為第一預(yù)測因子，其次是露日數(shù)和降雨量，注意，若有一個(gè)因素與預(yù)測對(duì)象的波動(dòng)程度完全相反，說明它們之間呈反相關(guān)關(guān)系，也可以將其作為重要的預(yù)測因子使用。3、模式篩選植物病害的預(yù)測模型包括系統(tǒng)模型和統(tǒng)計(jì)模型兩大類，本節(jié)主要討論統(tǒng)計(jì)模型中的模式選擇。當(dāng)影響病害發(fā)生程度的主要因素確定以后，就可以依據(jù)主要因素與病害之間的關(guān)系選擇預(yù)測模型的基本形式。在選擇預(yù)測模式之前，需要對(duì)常用的預(yù)測模式有一定的了解，因?yàn)椋煌A(yù)測模式各有自己的特點(diǎn)和不同的應(yīng)用范疇，它們對(duì)數(shù)據(jù)資料的要求也有所不同。最常用的方法是繪制相關(guān)圖，根據(jù)相關(guān)圖可以知道預(yù)測因子與病害之間是呈正相關(guān)還是負(fù)相關(guān)，是呈線性相關(guān)還是非線性相關(guān)。若預(yù)測因子與病害發(fā)生程度之間呈非線性相關(guān)時(shí)，就可利用函數(shù)圖象的知識(shí)大致確定預(yù)測模型曲線的形式，然后便可開始制作預(yù)測模型。在預(yù)測模型的研制過程中，一般要制作多個(gè)不同形式的預(yù)測模型，將它們進(jìn)行比較，選擇預(yù)測效果較好的模型試用。4、擬合度檢驗(yàn)擬合度檢驗(yàn)是對(duì)已制作好的預(yù)測模型進(jìn)行檢驗(yàn)，比較它們的預(yù)測結(jié)果與病害實(shí)際發(fā)生情況的吻合程度。通常是對(duì)數(shù)個(gè)預(yù)測模型同時(shí)進(jìn)行檢驗(yàn)，選其擬合度較好的進(jìn)行試用。常用的擬合度檢驗(yàn)方法有：剩余平方和檢驗(yàn)、卡方(X2)檢驗(yàn)和線性回歸檢驗(yàn)等。5、應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)預(yù)測法的注意事項(xiàng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)預(yù)測是利用生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法制作預(yù)測模型，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來自歷史的資料積累。所以，盡管形式上是模型預(yù)測，但實(shí)質(zhì)上仍然屬于經(jīng)驗(yàn)預(yù)測。因而，往往可能因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足、資料不全或資料的代表性欠佳等其它原因而使預(yù)測帶有一定的片面性。另外，數(shù)理統(tǒng)計(jì)預(yù)測一般只作簡單的因果關(guān)系推理，將整個(gè)系統(tǒng)作為黑箱處理，所以在應(yīng)用上適應(yīng)性較差，原則上只能適用于建模數(shù)據(jù)所取自的地區(qū)或與之條件相似的地區(qū)，而且只宜內(nèi)插，不宜外延或外延過多。預(yù)測因素選擇

直接關(guān)系到預(yù)測的準(zhǔn)確程度，在具體應(yīng)用時(shí)選擇預(yù)測因子必須和專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，否則只憑統(tǒng)計(jì)運(yùn)算，可能選出一些毫無意義、或無法應(yīng)用的因素。另外，統(tǒng)計(jì)模型一般引入的預(yù)測因子有限，這也是限制其應(yīng)用范圍的一個(gè)原因，往往因某些特殊年份或特殊情況使預(yù)測失敗。目前常用的預(yù)測統(tǒng)計(jì)方法的共同缺陷是，它們對(duì)用來建模型的數(shù)據(jù)擬合效果可能很好，但預(yù)測效果并非十分理想，這需要對(duì)病害的發(fā)生規(guī)律作更深入的研究，并從預(yù)測方法、以及對(duì)未來因素的估計(jì)等方面多下功夫。（三）單因素回歸預(yù)測法回歸預(yù)測是最常用的預(yù)測方法之一，包括直線回歸分析(一元線性回歸分析)、曲線回歸分析、多項(xiàng)式分析和多元線性回歸分析等。1、直線回歸分析的一般過程

直線回歸分析常用于預(yù)測因子與預(yù)測對(duì)象二個(gè)變量之間呈線性關(guān)系時(shí)的預(yù)測分析。通?？煞譃?步進(jìn)行。(1)制作散點(diǎn)圖，確定線性關(guān)系。

當(dāng)預(yù)測因素選擇好之后，將預(yù)測因子x和預(yù)測對(duì)象y二個(gè)變量的值繪制在坐標(biāo)圖上，當(dāng)x與y的關(guān)系呈圖中A，B的形式時(shí)，說明二者之間存在著直線相關(guān)關(guān)系，而二者之間呈D的形式時(shí)說明二者沒有相關(guān)性，當(dāng)二者之間呈C或其它形式時(shí)，則說明它們之間不存在直線相關(guān)關(guān)系。(2)計(jì)算直線回歸方程當(dāng)變量x與y存在圖中A，B的形式時(shí)，還需要選擇一個(gè)最適宜的線性回歸方程代表它們二者之間的定量關(guān)系，這里，通常是利用最小二乘法原理計(jì)算的，即實(shí)際值(y)與估計(jì)值(?)之間的誤差[2＝(y-?)2的值最小，因?yàn)椴捎枚畏降挠?jì)算值，所以稱最小二乘法。2、直線回歸預(yù)測計(jì)算事例3、曲線回歸分析曲線回歸分析的步驟（1）曲線形式的選擇（2）曲線方程的線性化（3）將擬合的線性方程還原為曲線方程形式。（4）將歷年的實(shí)際觀察值代入還原后的曲線方程，計(jì)算預(yù)測值。（5）將預(yù)測值和實(shí)際觀察值進(jìn)行比較，求取回歸誤差。4、曲線回歸分析的計(jì)算事例（四）多元回歸預(yù)測法（五）專家評(píng)估法隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)方法以及各種計(jì)算機(jī)軟件不斷地應(yīng)用于病蟲害測報(bào)事業(yè)，由此，一些人認(rèn)為“只有應(yīng)用數(shù)學(xué)手段和采用數(shù)學(xué)模型才是科學(xué)預(yù)測”，這種看法是不全面的。目前在預(yù)測工作中全面應(yīng)用數(shù)學(xué)手段仍有一定的困難，主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的獲取、數(shù)據(jù)的質(zhì)量、信息的定量化、信息的廣泛性及預(yù)測模型的廣適性等方面。針對(duì)以上問題，在缺乏足夠統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和完整信息資料的情況下，應(yīng)用專家評(píng)估法可以集中人類的智慧認(rèn)識(shí)，對(duì)影響因素多、關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)做出未來預(yù)測仍是可取的辦法。專家評(píng)估大體可以分為個(gè)人判斷、專家會(huì)議、頭腦風(fēng)暴法，特爾菲法和交叉影響法等。1、專家會(huì)議法

專家會(huì)議顧名思義即有關(guān)方面的專家就某個(gè)問題進(jìn)行討論，以求得統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)或?qū)δ骋粏栴}的解決方法。我國在病蟲害測報(bào)工作中，各省、區(qū)每年都要針對(duì)翌年病蟲害的發(fā)生情況召集專門會(huì)議進(jìn)行商討，稱為“會(huì)商會(huì)”。會(huì)議參加者有在基層第一線工作的病蟲害預(yù)測工作者，也有對(duì)某一問題有深入研究的專家或教授。會(huì)議在對(duì)當(dāng)年病蟲害發(fā)生情況進(jìn)行回顧的基礎(chǔ)上，結(jié)合未來的天氣形勢預(yù)報(bào)對(duì)翌年病蟲害的發(fā)生情況進(jìn)行“會(huì)商”，這種形式的病蟲害預(yù)測法即相當(dāng)于專家會(huì)議法。

2、特爾菲法特爾菲(Delphi)是著名的希臘古城遺址，是神諭靈驗(yàn)的阿波羅神殿所在地，在古希臘神話中，阿波羅神是太陽神，也是預(yù)言之神。美國著名軟科學(xué)研究機(jī)構(gòu)蘭德公司(ResearchandDevelopmentCorporation—RANDCorporation)在50年代初與道格拉斯公司協(xié)作進(jìn)行預(yù)測研究，通過有控制的反饋方法使得收集的專家意見更為合理、可靠，當(dāng)時(shí)以Delphi為代號(hào)，取其靈驗(yàn)和集中智慧之意，因而得名特爾菲法。特爾菲法預(yù)測是專家會(huì)議預(yù)測法的一種發(fā)展，是系統(tǒng)方法在意見和價(jià)值判斷領(lǐng)域內(nèi)的一種有益延伸。特爾菲法不僅可以從事技術(shù)預(yù)測，也可用于經(jīng)濟(jì)預(yù)測，不僅可做短期預(yù)測，也可做長期預(yù)測，不僅可做量變過程的預(yù)測，也可做質(zhì)變過程的預(yù)測，因此，它是一種廣為適用的預(yù)測方法。特爾