植物病害流行学概述

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1、曹 永 军E-MIAL:TEL:13828295791(665791)QQ:46025671植 物 病 害 流 行 与 预 测 预 报Plant Disease Epidemiology 课 程 简 介o 是 现 代 植 物 保 护 学 的 分 支 学 科 之 一 。 就 是 根 据 植物 病 害 发 生 发 展 规 律 以 及 作 物 的 物 候 、 气 象 等 资料 进 行 全 面 分 析 ， 运 用 系 统 理 论 和 生 态 学 观 点 分析 植 物 病 害 系 统 的 结 构 、 要 素 和 相 互 关 系 ， 以 病害 群 体 动 态 的 定 量 描 述 为 核 心 ， 发 展 其

2、 理 论 和 方法 ， 做 出 植 物 病 害 未 来 的 发 生 期 、 发 生 量 、 为 害程 度 等 估 计 ， 预 测 病 害 未 来 的 发 生 动 态 。 课 程 性 质o 是 植 物 保 护 专 业 主 要 的 专 业 课 程 之 一 ， 它 以植 物 病 理 学 、 数 理 统 计 学 等 学 科 为 基 础 ， 具有 较 强 的 理 论 性 和 实 践 性 。 教 学 内 容第 一 部 分 流 行 学 基 础第 二 部 分 病 害 预 测第 三 部 分 病 害 管 理 第 一 章 绪 论1.1 植 物 病 害 流 行 的 现 象 1.2 什 么 是 植 物 病 害 流 行

3、学 1.3 研 究 内 容 和 任 务 1.4 流 行 学 的 研 究 方 法 1.5 与 其 它 学 科 的 关 系 植 物 病 害 根 据 致 病 因 素 的 性 质 划 分植 物 病 害侵 染 性 病 害 非 侵 染 性 病 害由 生 物 性 病 原 引 起 ,有 传 染 性 ,有 病 征 由 非 生 物 性 病 原 引 起 ,无 传 染 性 ,无 病 征病 征 与 病 症 的 区 别 ？ 1.1 植 物 病 害 流 行 的 现 象植 物 病 害 流 行 (plant disease epidemic) 是 植 物 病 原 物 大 量 传 播 ， 并 在 一 定 的环 境 下 诱 发 植

4、 物 群 体 发 病 ， 并 造 成 严 重 损失 的 过 程 和 现 象 。 流 行 病 是 指 传 染 性 强 ， 病 情 可 在 短 期 内 大 量 增长 和 蔓 延 的 一 类 病 害 。 小 麦 条 锈 病 大 田 突 然 爆 发 流 行流 行 病 （ epidemic）如 :小 麦 条 锈 病小 麦 腥 黑 穗玉 米 大 斑 病水 稻 白 叶 枯水 稻 纹 枯 病香 蕉 叶 斑 病葡 萄 霜 霉 病马 铃 薯 晚 疫 病 亦 称 常 发 病 ， 是 指 在 某 地 区 早 已 存 在 ， 年 年 或 经 常发 生 而 波 动 不 大 的 流 行 状 态 。稳 态 流 行 (ende

5、mic)寄 主 与 病 原 物 长 期 共 存 ， 相 互 作用 与 协 同 进 化 ， 寄 主 抗 病 性 与 病原 物 致 病 性 之 间 大 体 相 当 的 结 果。 辣 椒 疫 病 大 田 突 然 爆 发 流 行 突 发 流 行 (explosive epidemic) 是 指 在 某 地 区 以 前 没 有 ， 出 现 不 久 就 迅 速 漫 延 成 灾的 流 行 状 态 ， (前 进 性 流 行 (progressive epidemic)。由 于 病 原 物 自 然 地 进 入 或 人为 地 引 入 新 区 ， 当 地 寄 主 植物 没 有 经 受 过 该 种 病 原 物 的选

6、择 而 不 具 备 抵 抗 力 。 是 指 流 行 过 程 中 自 然 传 播 很 广 的 状 态 ， 也 称 为 泛洲 流 行 或 泛 域 流 行 。 小 麦 秆 锈 菌 传 播 示 意 图大 区 流 行 (pandemic） 1） 国 外 植 物 病 害 流 行 的 主 要 事 例1.1.2植 物 病 害 流 行 的 重 大 事 件公 元 857 首 次 记 载 ，麦 角 病 在 莱 茵 河 流 域 ，死 亡 几 千 人 。LSD迷 幻 药 (麦 角 二 乙 胺 ) 1） 国 外 植 物 病 害 流 行 的 主 要 事 例1845-1846 马 铃 薯 晚 疫 病 在 爱 尔 兰 ， 饿

7、死 100万 人 ，逃 亡 200万 人 1） 国 外 植 物 病 害 流 行 的 主 要 事 例1882-1885 葡 萄 霜 霉 病 在 法 国 ,导 致 财 政 损 失 和 发 明波 尔 多 液 。 1） 国 外 植 物 病 害 流 行 的 主 要 事 例1870-1880 咖 啡 锈 病 在 斯 里 兰 卡 种 植 者 财 政 破 产 和 英 国人 改 饮 茶 水 。 1930- 美 国 从 欧 洲 引 入 板 材 ， 造 成 荷 兰 榆 树 病 大 面 积 发生 ， 减 少 遮 荫 树 种 （ 美 国 榆 树 ） , 使 房 地 产 产 值 下 降 。 1942-1943 水 稻 胡

8、 麻 斑 病 在 孟 加 拉 引 ， 起 孟 加 拉 饥 荒 ，饿 死 近 200万 人 。 1970 玉 米 小 斑 病 在 美 国 ,引 致 美 国 玉 米 减 产 15 ,计 165亿 kg 。 2） 国 内 主 要 植 物 病 害 流 行 事 例 烟 草 黑 胫 病 40年 代 河 南 省 流 行 ， 放 弃 老 烟 区小 麦 腥 黑 穗 40 50 冬 春 麦 区 普 遍 发 生 ,病 区 发 病 率 高 达 30 ， 甘 薯 黑 斑 病 1937- 1937年 从 日 本 传 入 辽 宁 省 盖 县 ,逐 步 蔓 延 全 国 甘 薯 产 区 , 仅 河 南 省 烂 薯 36.75亿

9、 kg,占 10小 麦 条 锈 病 1950 减 产 60亿 kg,等 于 当 年 夏 粮 征 购 的 总 合 , 约 为 当 时 3千 万 人 一 年 的 口 粮小 麦 条 锈 病 1964 全 国 主 要 麦 区 流 行 ,减 产 30亿 kg 小 麦 赤 霉 病 1973 长 江 中 下 游 发 生 200万 公 顷 ,损 失 12亿 kg 小 麦 , 另 有 部 分 小 麦 不 能 食 用玉 米 大 斑 病 1974 东 北 三 省 发 生 3000万 亩 ,减 产 20 。小 麦 赤 霉 病 1985 北 方 麦 区 大 流 行 ,仅 河 南 省 就 减 产 8.5亿 kg, 另 有

10、 大 量 小 麦 不 能 食 用 。小 麦 黄 矮 病 1970 北 方 麦 区 大 流 行 ,仅 陕 西 省 就 发 生 1000 万 亩 ， 减 产 2.5亿 kg 甘 肃 发 生 200万 亩 ,减 产 1.5亿 kg左 右 2） 国 内 主 要 植 物 病 害 流 行 事 例 小 麦 条 锈 病 1990 发 生 9851万 亩 ,防 治 后 仍 损 失 12.38亿 kg小 麦 白 粉 病 1990 发 生 1.81亿 亩 ,损 失 14.38亿 kg水 稻 稻 瘟 病 1990 发 生 5885万 亩 ,损 失 10.37亿 kg水 稻 纹 枯 病 1990 发 生 2.41亿 亩

11、 次 ,损 失 10.41亿 kg小 麦 黄 矮 病 1998 北 方 麦 区 大 流 行 ,仅 陕 西 省 就 发 生 31.2万 hm2， 减 产 30小 麦 条 锈 病 2002 发 生 1.42亿 亩 ,防 治 后 仍 损 失 19亿 kg2） 国 内 主 要 植 物 病 害 流 行 事 例 小 麦 条 锈 病 防 治 对 照 04年 平 利 赤 霉 病 03年 杨 凌 小 麦 黄 矮 病 1998年 榆 林 1.2 什 么 是 植 物 病 害 流 行 学植 物 病 害 流 行 学 (plant disease epidemiology) 是 研 究 植 物 群 体 发 病 规 律 、

12、 预 测 技 术 和 防 治 理论 的 科 学 ， 又 称 植 物 流 行 病 学 。(plant epidemiology ， 或 简 称 epidemiology)。 经 验 定 性 描 述 阶 段 （ 侵 染 链 ） ； 动 态 定 量 描 述 阶 段 ； 理 论 综 合 发 展 阶 段 。形 成 历 史 ： 和 许 多 学 科 一 样 也 经 历 了 这 样 三 个 阶 段 ： 植 物 病 害 流 行 学 发 展 史 中 的 重 大 事 件 ：u 高 又 曼 （ Gauman ,E.1946 ） 关 于 侵 染 链 的 表 述 ；u 弗 劳 尔 （ Flor） 1946年 关 于 基

13、因 对 基 因 的 假 说 ；u 范 德 普 兰 克 (Vandelplank, 1963) ： 植 物 病 害 ： 流 行 和 防治 开 创 定 量 研 究 ； 奠 定 了 现 代 植 物 病 害 流 行 学 基 础u 扎 道 克 (Zadoks,1979)编 著 第 一 本 完 整 的 教 科 书 植 物 病 害流 行 学 和 病 害 管 理 。 o 1986 曾 士 麦 杨 演 ： 植 物 病 害 流 行 学 ,中 国 第 一 本 教 科 书 。o 1996 曾 士 迈 等 ： 植 保 系 统 工 程 导 论 植 物 病 害 流 行 学 在 中 国 的 发 展 ： （ 1） 群 体 和

14、群 落 水 平 的 科 学 。 定 量 （ 2） 采 用 了 系 统 论 的 认 识 论 和 方 法 论 。 注 重 整 体 （ 3） 兼 有 基 础 学 科 和 应 用 学 科 的 双 重 性 质 。学 科 特 点 ： 1.3 研 究 内 容 和 任 务两 大 部 分 ： 不 断 探 索 流 行 规 律 ； 完 善 防 治 理 论 。u植 物 病 害 流 行 学 目 前 主 要 研 究 对 象 是 侵 染 性 病 害 。 流 行 规 律 的 具 体 研 究 内 容 ： 植 物 病 害 流 行 因 素 分 析 ， 病 害 流 行 的 遗 传 基 础 ， 病 害 流 行 的 时 间 动 态 ，

15、病 害 流 行 的 空 间 动 态 ， 病 害 流 行 过 程 的 系 统 分 析 和 计 算 机 模 拟 ， 有 关 研 究 方 法 和 技 术 。 防 治 理 论 方 面 主 要 研 究 内 容 ： 病 害 流 行 预 测 、 病 害 所 致 损 失 预 测 、 防 治 效果 效 益 预 测 ， 预 测 因 子 及 预 测 方 法 ； 防 治 理 论 、 策 略 和 决 策 方 法 。 1.4 流 行 学 的 研 究 方 法观 测 与 试 验 (observation and examination) 数 理 统 计 ( statistic) 系 统 分 析 与 仿 真 (system a

16、nalysis and simulation) 模 型 和 模 拟 ( model and simulation) 1） 病 害 的 时 间 动 态 (temporal dynamic of epidemic) 2） 病 害 的 空 间 动 态 (spatial dynamic of epidemic) 1.4.1 多 因 素 分 析 法 (multiple regression analysis) 3） 传 播 速 率 的 变 化 4） 流 行 因 素 的 分 析 和 选 择 1.4.1 多 因 素 分 析 法 (multiple regression analysis) 5） 病 害 及

17、损 失 的 预 测 （ forecast） 6） 病 害 管 理 （ disease management）病 株 率 0 3.7 15.1 24.6 33.5 47.8 67.5 有 效 穗 数 37.4 34.7 32.0 27.0 23.7 22.0 16.6 穗 粒 数 80.1 81.9 83.1 82.3 81.9 84.1 72.9 千 粒 重 24.6 25.0 24.9 24.6 25.3 25.2 25.3 产 量 737.0 707.6 660.7 547.8 491.6 466.8 309.3 损 失 0 4.0 10.4 25.7 33.3 36.7 58.03 水

18、稻 条 纹 叶 枯 病 产 量 损 失 资 料 1.4.1 多 因 素 分 析 法 (multiple regression analysis) 1.4.2系 统 分 析 方 法 system analysiso 系 统 分 析 (system analysis )是 近 代 在 系 统 思 想 高 度发 展 和 成 熟 的 基 础 上 产 生 的 一 门 科 学 。o 兰 德 公 司 奈 德 所 下 的 定 义 是 ： 系 统 分 析 是 一 种 研究 方 略 ， 它 能 在 不 确 定 的 情 况 下 ， 通 过 对 问 题 的充 分 调 查 ， 找 出 其 目 标 和 可 行 方 案 ，

19、 并 通 过 直 觉和 判 断 ， 对 这 些 方 案 的 结 果 进 行 比 较 ， 帮 助 决 策者 在 复 杂 问 题 中 做 出 最 佳 的 决 策 。 1.4.3 模 型 和 模 拟 “模 型 是 指 将 系 统 信 息 集 合 起 来 ， 并 与 系 统 有 相 似 的 物 理 属性 或 数 学 描 述 的 实 体 ”(杨 士 尧 1986)。 模 型 是 真 实 世 界 的 抽 象 ， 一 种 对 于 真 实 性 （ 或 起 一 部 分 ）的 简 化 了 的 逼 近 或 它 的 摹 写 ， 但 这 并 不 意 味 着 是 真 实 性 本身 （ Kranz,1974） 。 模 型

20、的 特 点 ： 抽 象 ， 简 化 。（ 1） 模 型 (Model) ： 物理模型图解模型数学模型计算机模型模 型 类 型 ： 是 指 现 实 系 统 的 放 大 或 缩 小 ， 材 料 的 替 代 等 。1） 物 理 模 型 ： 使 用 图 形 、 图 表 及 各 种 符 号 表 示 模 型 统 称 图 解 模 型 ，也 称 逻 辑 模 型 。 如 分 子 结 构 模 型 。图 解 模 型 ： p 应 用 数 学 符 合 和 各 种 关 系 式 来 表 达 系 统 各 组 成 成分 的 相 互 作 用 和 运 动 过 程 。 x B rt 11 exp数 学 模 型 ： p 借 助 电 子

21、 计 算 机 进 行 模 拟 的 模 型 称 为 计 算 机 模 型 。 反馈 feedback 计 算 机 模 型 框 图 计 算 机 模 型 ： (2) 模拟（ simulation仿 真 ） 模 拟 (simulation)是 依 据 研 究 目 的 而 定 的 系 统 要素 及 其 活 动 的 重 演 。 n模 拟 是 系 统 分 析 的 核 心 方 法 之 一 ， 它 可 有 如 下 作 用 ： 有 害 生 物 的 管 理 系 统 模 拟 可 以 用 较 少 的 风 险 、 时 间 和 费 用 来 对 实 际 系 统进 行 多 种 模 拟 试 验 和 研 究 ， 可 以 研 究 自

22、然 界 中 一 些 无 法 进 行 的 实 地 试 验 利 用 模 拟 可 对 病 害 流 行 的 知 识 、 经 验 和 数 据 中 精 华 的 科学 信 息 不 断 提 炼 浓 缩 、 结 晶 。 通 过 模 拟 ， 还 可 以 使 人 们 发 现 现 有 认 识 的 不 足 。 1.6 与 其 它 学 科 的 关 系 主 要 教 材教 材 与 参 考 资 料 ： 参 考 书 参考书 植物病害流行学发展史中的重要著作 期 刊 杂 志 专 家 ： 思 考 题 ：o 什 么 叫 做 植 物 流 行 病 和 病 害 流 行 ？o 试 分 析 植 物 病 害 流 行 的 因 素 。 说 明 一 种 植 物病 害 要 流 行 ， 必 须 具 备 哪 些 条 件 ？o 你 应 当 如 何 学 好 植 物 病 害 流 行 学 ？o 网 络 浏 览 有 关 植 物 病 害 流 行 学 相 关 网 站 ， 并下 载 相 关 学 习 资 源 。