应用CARAH模型预测冬种马铃薯晚疫病初探

王 晗 代 华 赵仁杰

（湖北崇阳县农业局 437500）

由晚疫病菌引起的马铃薯晚疫病是马铃薯生产中最重要的病害，也是所有粮食作物中造成损失最大的病害。为探索冬种马铃薯晚疫病预测预报的方法，及时科学指导防治，崇阳县在省农业技术推广总站和省植保总站及华中农业大学湖北省马铃薯工程技术研究中心的帮助和指导下，引进了Davis气象站，将收集到的气象资料应用 CARAH模型对冬种马铃薯晚疫病进行预测预报，该模型是利用作物生长环境的温度和湿度等相关参数对晚疫病的发生做出预测和预报，在该病害大面积发生前进行药剂防治。现将崇阳县应用该模式预测冬种马铃薯晚疫病的情况进行初步分析和探讨。

1 崇阳县冬种马铃薯晚疫病的发生及防治情况

2008年前崇阳县马铃薯主要以山区农户春种马铃薯为主，平畈地区只有少数农户冬种马铃薯自产自销，全县种植面积在667hm2以下，且种植模式零星分散，马铃薯晚疫病发生较轻微。自2008年全省秋冬农业生产现场会在崇阳县召开后，县委县政府把马铃薯产业作为发展现代农业，促进农民增收的战略举措来抓，马铃薯冬种面积逐年扩大，2008年当年冬种马铃薯面积就达到 780hm2，2009 年扩大到 2 680hm2，2010 年面积达到 2 927hm2，2011 年达到 3 453hm2。

在崇阳县冬种马铃薯面积逐年扩大的同时，晚疫病也呈逐年加重趋势，2008年当年发病面积只占种植面积的45.6%，2009年发病面积占种植面积的83.2%，2010年发病面积达到种植面积的100%，对马铃薯生产造成的重大的损失。

为了减轻马铃薯晚疫病的危害，我们在推广冬种马铃薯时就制订马铃薯晚疫病防治方案，方案要求根据马铃薯病害的发生特点采取以农业防治为主结合药剂防治的综合防治措施。

1.1 农业防治方面

一是采用抗病高产良种，引进无病种薯，以降低病害的初次侵染源。二是选择土壤肥沃、疏松和排水良好的田块种植。三是采用地膜覆盖栽培，改善土壤环境，抑制病菌发生。四是加强田间管理，增施有机肥，推行配方施肥，促使植株健壮生长，提高马铃薯抗病能力。五是及时清除中心病株，在大田马铃薯植株现蕾封垄时，应在茂密、湿度大、开花的品种田，定点检查，当发现中心病株时及时拔除深埋，以防止中心植株向四周蔓延使病害发生面积扩大。

1.2 药剂防治方面

一是使用保护性药剂，在3月下旬至4月上旬平均气温达到15℃左右，有2～3d阴雨天气，或有大雾、重露等高湿条件，及时抢晴喷施预防药剂，进行病害预防。主要用80%代森锰锌、77%硫酸铜钙或50%克菌单，每667m2用80～100g200倍液，或70%丙森锌每667m2用150～200g200倍液喷雾，或72%百菌清60～80ml200倍液喷雾。喷雾时使叶片正反面都均匀地喷上药液，在整个叶片都形成保护膜，阻止病菌孢子的侵染。第一次用药后，如果遇阴雨或中雨以上强度的降水，住雨后调查田间还没有发病，则继续喷施保护药。二是做好治疗药剂的使用，田间出现发病中心，周边3.3hm2地都及时喷施治疗性药剂，杀死进入植株体内的病菌，阻止病害进一步蔓延，使用的主要药剂有72%克露、50%安克、68.75%银发利，每667m2用量分别为克露100g、安克60g、银法利75ml，200倍液喷雾。喷药时要保证叶片背面都能喷到，因为叶背面是病原菌侵染的主要部位。喷治疗性药剂后，如果没有下雨，田间病情没有继续扩展，原有病斑枯死，植株处于开花期前，可以等到下次雨后再喷药。如果病害仍在蔓延，则在上次喷药7d后喷第二次药。如果植株开花期病情得到有效控制，原有病斑枯死，则按前面所述再喷一次保护性药剂，防止再次侵染。

虽然在该病的防控上我们要求采取上述多种措施，但在实际应用中存在优质品种多不抗马铃薯晚疫病、脱毒种薯不脱毒、部分种植田块排水不畅、使用药剂预防和治疗不及时，加上目前马铃薯晚疫病的预测预报方法比较传统，无法做到适时有效指导防治，而达不到理想的防治效果，且由于防治次数过多造成防治成本增加和环境污染然，晚疫病造成的损失依然很严重。针对这种情况，为了更准确对马铃薯晚疫病进行预测预报，我们在华中农业大学湖北省马铃薯工程技术研究中心专家的技术支持下，应用CARAH模型进行晚疫病预测预报，为有效控制马铃薯晚疫病的危害提供了新的模式。

2 Davis气象站的安装和CARAH模型的应用情况

2.1 Davis气象站的安装

我们于2011年4月10日在石城镇八一村马铃薯基地安装了DAVIS气象设备，该气象站的经度为 113.95°，纬度为 29.47°，海拔 68m。

2.2 收集气象资料

2010年12月至2011年4月10日的气象资料由县气象局提供，提供资料站点的经度为114.02°，纬度为 29.32°，海拔 78.5m。从 4月 11日起开始利用石城镇八一村马铃薯基地安装的DAVIS气象设备下载收集气象资料，每2d收集和整理一次。收集的气象资料有：每日的最低气温、最高气温、平均气温、降雨量、每小时的相对湿度和温度。两者的经纬度和海拔高度相差不大，其资料可以合并使用。

2.3 分析资料数据

将上述气象资料作出详细分析，2011年3月1日前，温度较低，达不到马铃薯晚疫病病菌侵染的要求，其它条件适宜也不会发生侵染，故主要分析的是从2011年3月1日～6月2日的气象资料，并绘制出了有关的三种曲线图。

2.3.1 田间湿度和田间温度曲线图（见图表1和图表 2）。

2.3.2 根据Conce方法绘制侵染循环曲线

利用CARAH模型（C.Ducattillon）对收集的气象资料分析和整理，模拟预测了我县晚疫病发生的严重程度，侵入时间和次数。根据收集到的数据，将相对湿度≥90%的时间标记出来，再将湿润期间各小时的温度进行平均，得到湿润期间的平均温度。如果相对湿度＞90%期间，平均温度达到7℃，持续时间超过16.30h，晚疫病菌的孢子将进入叶片内，即开始进入侵染循环；当温度达到16℃及以上时，持续时间超过8h，晚疫病菌的孢子就将进入叶片内，即开始进入侵染循环。潜在侵染程度与相对湿度＞90%期间的长短（湿润期）和此期间的平均温度相关。在一定温度范围内，相对湿度＞90%时持续的时间越长，在此期间平均温度越高，则发生晚疫病侵染的程度越严重，但如果日最高气温超过35℃时，侵染循环过程被终止。

根据 CARAH模型和建立的侵染循环得分表，每个侵染循环（从孢子成熟－孢子萌发－新孢子再侵染）过程需要获得累计7分才能完成。如果得够7分，一次侵染循环结束。采用Conce的参数进行模拟预测，绘制侵染循环曲线。（见图表3）

CARAH模型预测表明，崇阳县马铃薯晚疫病整个生育期间发生六代共14次侵染。第一代只发生一次侵染循环，即初次侵染，侵染时间3月6日～13日，为中度侵染。第二代也只发生一次侵染循环，即第2次侵染，侵染时间3月20日～29日，为轻度侵染。第三代发生三次侵染循环，即第3、4、5次侵染，第3次侵染时间4月18日～23日，为中度侵染；第4次侵染时间4月22日～5月3日，为中度侵染；第5次侵染时间为4月23日～5月4日，为中度侵染。第四代发生两次侵染循环，即第6、7次侵染，第6次侵染从5月3日～10日，为极重侵染；第7次侵染时间5月5日～13日，为中度侵染。第五代发生两次侵染，即第8、9两次侵染，第8次侵染时间5月12日～17日，为中度侵染；第9次侵染时间5月13日～17日，为中度侵染。第六代发生五次侵染，即第10、11、12、13、14五次侵染，第 10次侵染时间 5月22日～27日，为极重侵染；第11次侵染时间5月24日～29日，为中度侵染；第12次侵染时间5月25日～30日，为中度侵染；第13次侵染时间5月26日～6月1日，为中度侵染；第14次侵染时间5月27日～6月2日，为中度侵染。

3 CARAH模型预测发病情况与田间真实发病情况比较

石城镇八一村马铃薯基地地势平坦，土壤类型为砂壤土，品种为费乌瑞它，种植面积66.67hm2，12月25～27日期间播种，2月10日左右出苗，4月15日左右进入块茎形成膨大期，5月30日左右收获。

今年崇阳县境内1月份至5月份降雨量比历年同期平均大幅减少，1～5月份的月降雨量分别为 36.3mm、8.8mm、58.2mm、70.8mm、95.5mm，比历年同期平均月降雨量分别减少 27.2mm、67.1mm、81.7mm、120.8mm、126.4mm。 1～5月份的月平均温度分别为2.3℃、8.8℃、11.7℃、19.2℃、22.8℃，其中1月份的平均温度比1月份历年平均温度低2.3℃，2～5月份月平均温度比历年同期平均温度分别高2.3℃、1.2℃、2.1℃、0.9℃。

表4 马铃薯晚疫病病情系统调查表

CARAH模型显示：从3月1日至6月2日期间共发生6代14次晚疫病的侵染。2月初马铃薯出苗到4月17日整个茎叶生长期，由于天气干旱少雨，温度较低，只发生2代2次侵染，初次侵染发生在3月6日，为中度浸染，3月20日出现第二次侵染，为轻度浸染；田间调查：4月10日开始出现晚疫病中心病株，病株率为1.7%，病情指数为0.4，为轻发生，4月15日晚疫病病株率为6.3%，病情指数为2.1，为偏轻发生。

4月中下旬至5月中旬期间，因降雨天气增多，田间湿度大，温度增高，CARAH模型显示晚疫病浸染次数明显增加，4月17日至5月16日整个马铃薯块茎形成膨大期共发生3代7次侵染，高峰期每天都有新的浸染发生；田间系统调查晚疫病发生程度也急剧上升，4月20日、4月25日、4月30日、5月5日、5月10日、5月15日和5月20日病株率分别为25.7%、46.7%、74.4%、93.0%、100%、100%和100%，病情指数分别为9.7、16.0、33.1、15.0、61.8、71.2、80.0，发生程度为中等偏重至大发生。5月下旬成熟期间共发生2代5次侵染。马铃薯晚疫病病情系统调查详情（见表 4）。

4 结论与讨论

4.1 利用CARAH模型（C.Ducattillon）对冬种马铃薯晚疫病作出的预测预报与田间的实际发生情况有一定的相关性，准确相关程度仍需更多数据支持。

4.2 依据CARAH模型（C.Ducattillon）预警信息（晚疫病菌侵染循环曲线）的要求，感病品种从第三、四代，抗病品种从第五代、六代，在每代初侵染积分达5～6分时喷施保护性药剂，在今年前期干旱的实际情况下，我们认为喷施保护性药剂的时间应根据预警信息和田间调查发现中心病株相结合的方式确定，否则有可能影响防治效果。

4.3 今年初次在崇阳县应用该模式进行预测预报，其准确性和应用前景有待今后进一步的验证和探讨。