基于CARAH模型的不同品种马铃薯晚疫病发生情况观察

张斌　耿坤　余杰颖等

摘要： 为了明确在同等气象因子条件下，不同品种的马铃薯晚疫病发生情况及对应的CARAH模型预测情况，对CARAH模型进行矫正。结果显示：在中心病株发现时间方面，费乌瑞它、中薯3号在第3代第1次侵染湿润期分值达5分左右时可以发现，宣薯2号、黑美人、黑金刚3个品种中心病株发现的时间在第5代第1次至第6代第1次期间。在发生程度方面，综合3个基地观测圃结果，费乌瑞它、中薯3号2个品种要明显重于宣薯2号、黑美人、黑金刚3个品种。

关键词： 马铃薯晚疫病；CARAH模型；不同品种；中心病株

中图分类号： S435.32 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）08-0112-04

马铃薯是贵州省贵阳市主要的粮食兼蔬菜作物，常年种植面积在2.33万hm2左右，主要集中在修文县、息烽县、开阳县区域。由于贵阳处理低纬度高海拔的高原位置，海拔高度为 1 100～1 600 m [1]，属于亚热带湿润温和型气候， 温度、湿度及降雨量等气候条件十分利于由晚疫病菌（Phytophthora infestans）引起的马铃薯晚疫病发生蔓延，同时种植品种少、生理小种变化、长年种植导致病原菌数量累积等因素，导致马铃薯晚疫病呈逐年加重趋势，已成为马铃薯产业发展的主要障碍。目前在生产上有多种马铃薯晚疫病的预测预报模型，都有一定的准确性和实用价值，也都有一些局限性 [2-4]。根据马铃薯晚疫病的生物学特性，马铃薯晚疫病发生流行与温度、湿度等气象因子及马铃薯品种具有重要的相关性 [5-11]，CARAH马铃薯晚疫病预警系统基于病原菌和寄主存在的基础上，结合气象条件（温度、湿度和降雨等） 和疫病菌生长特点而形成的，应该能应用于各种条件 [5]，此方法所需的气象参数易得且模型简单，在比利时成功地应用了10多年，进入21世纪后，我国重庆、内蒙古、甘肃、宁夏等国内马铃薯主产区先后引进运用，结果表明该系统基本符合当地晚疫病发生规律 [12-15]。 但是不同品种的马铃薯抗病性水平及抗病性类型不一样，田间实际发生情况不一样，CARAH模型的预测值也不同。为了明确在同等气象因子条件下，不同品种的马铃薯晚疫病发生情况，以矫正CARAH模型，更好地指导生产上马铃薯晚疫病的防控，笔者于2014年选择贵州省修文县扎佐镇大堡村、息烽县小寨坝镇南桥村、开阳县双流镇刘育村3个马铃薯基地，开展基于CARAH模型下不同品种马铃薯晚疫病发生情况观察工作，为马铃薯晚疫病的监测与防控提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 CARAH马铃薯晚疫病预警模型的建立

1.1.1 建立气象数据观察站 在贵州省修文县扎佐镇大堡村（点1）、息烽县小寨坝镇南桥村（点2）、开阳县双流镇刘育村（点3）马铃薯基地建立3个QD-3340MV无线自动气象站（由北京汇思君达科技有限公司提供，基地情况详见表1），从每个基地出第1棵苗开始，以小时为单位，采集风、温、湿、光照、雨量等气象因子，自动生成NOAA气象报告，通过配置CDMA远程控制模块将数据远程传输到电脑，并转换成Excel数据进行分析 [4]。

1.2 建立品种观测圃

1.2.1 [JP3]中心病株观测圃 在点1、点2、点3均设置中心病株观测圃，距离无线自动气象站不超过100 m，选取贵阳市马铃薯主栽品种费乌瑞它、中薯3号、宣薯2号、黑美人、黑金刚5个品种，[JP3]每个品种种植面积667 m2，种植、管理水平与基地保持一致，每个品种晚疫病中心病株出现后，即按照常规防治进行防控。

1.2.2 不同品种发生程度观测圃 在点1、点2、点3均建立不同品种发生程度观测圃，品种观测圃面积为1 333 m2，距离无线自动气象站不超过100 m，设5个栽培处理：处理A为宣薯2号；处理B为中薯3号；处理C为费乌瑞它；处理D为黑美人；处理E为黑金刚。每个处理重复3次，共15个小区，每小区种植面积70 m2，小区间设1 m隔离行。马铃薯整个生育期内不施药防控马铃薯晚疫病。

1.3 调查方法

1.3.1 中心病株出现时间调查 从CARAH模型显示第3代第1期侵染湿润期生成开始，在中心病株观测圃中每2 d调查1次，调查采用踏查方式进行，发现疑似病株，带回实验室镜检，确定是否是马铃薯晚疫病。中心病株出现后，记录出现时间，并将每个品种中心病株出现的时间对照CARAH模型，确定相应的侵染代次及其分值，以较正模型的预报准确率。

1.3.2 发病程度观察 从不同品种发生程度观测圃中的第1株中心病株出现开始，每7 d调查1次马铃薯晚疫病发病情况，直至收获。采用平行跳跃式取样法，每块田定10点，每点定10株，共查100株，记载发病株数和发病植株严重度级别，计算病株率和病情指数，明确马铃薯晚疫病发生情况并记录，病情分级标准和发生程度分级指标参照DB 52/T 568—2009《马铃薯晚疫病监测技术规范》 [16]执行。

2 结果与分析

2.1 中心病株出现时间观察

调查结果（表2）显示，处理A宣薯2号在点1发现晚疫病中心病株的时间是4月28日，对应CARAH模型侵染湿润期为第5代第1次，分值为5.75分；在点2发现的时间为5月13日，对应CARAH模型侵染湿润期为第5代第1次，分值为2分；在点3发现的时间为5月12日，对应CARAH模型侵染湿润期为第5代第1次，分值为4.5分。

处理B中薯3号在点1发现晚疫病中心病株的时间是4月14日，对应CARAH模型侵染湿润期为第3代第1次，分值为7分；在点2发现的时间为5月3日，对应CARAH模型侵染湿润期为第4代第1次，分值为0分；在点3发现的时间为4月28日，对应CARAH模型侵染湿润期为第3代第1次，分值为7分。

处理C费乌瑞它在点1发现晚疫病中心病株的时间是4月14日，对应CARAH模型侵染湿润期为第3代第1次，分值为7分；在点2发现的时间为4月29日，对应CARAH模型侵染湿润期为第3代第1次，分值为5.5分；在点3发现的时间为4月28日，对应CARAH模型侵染湿润期为第3代第1次，分值为7分。

处理D黑美人在点1发现晚疫病中心病株的时间是5月5日，对应CARAH模型侵染湿润期为第6代第1次，分值为1.5分；在点2发现的时间为5月13日，对应CARAH模型侵染湿润期为第5代第1次，分值为2分；在点3发现的时间为5月12日，对应CARAH模型侵染湿润期为第3代第1次，分值为4.5分。

处理E黑金刚在点1发现晚疫病中心病株的时间是4月28日，对应CARAH模型侵染湿润期为第5代第1次，分值为5.75分；在点2发现的时间为5月13日，对应CARAH模型侵染湿润期为第5代第1次，分值为2分；在点3发现的时间为5月14日，对应CARAH模型侵染湿润期为第3代第1次，分值为7.5分。

将3个基地5个品种中心病株发现的情况进行对比发现，费乌瑞它、中薯3号基本与CARAH模型预测出现的时间吻合，在第3代第1次侵染湿润期分值达5分左右时可以发现；而宣薯2号、黑美人、黑金刚3个品种中心病株发现的时间，对照CARAH模型计算的浸染湿润期为第5代第1次至第6代第1次。

2.2 CARAH模型预测发生程度与观测圃实际发生情况

2.2.1 预测发生程度 根据CARAH模型统计（表3），点1从出苗至收获期间共生成11代65次侵染，其中轻度侵染3次，占4.62%，中等侵染15次，占23.08%，重度侵染6次，占9.23%，极重度侵染41次，占63.08%；点2从出苗至收获期间共生成11代60次侵染，其中轻度侵染2次，占3.33%，中等侵染4次，占6.67%，重度侵染7次，占11.67%，极重度侵染47次，占78.33%；点3从出苗至收获期间共生成11代51次侵染，其中轻度侵染5，占9.8%，中等侵染8次，占1569%，重度侵染4次，占7.84%，极重度侵染34次，占6667%，3个区域马铃薯基地极重度侵染占绝对优势比例，表明这3个区域马铃薯晚疫病呈大发生态势。

2.2.2 观测圃实际发生情况 调查结果（图1、图2、图3，表4、表5、表6）显示，5个品种马铃薯均大发生，其中费乌瑞它、 中薯3号晚疫病呈毁灭性发生，最后一次调查，点1病指分别为9148、 92.67，点2病指分别为96.00、94.59，点3病指分别为8318、74.07；宣薯2号、黑美人、黑金刚3个品种，最后一次调查，点1病指分别为66.59、51.04、50.89，点2病指分别为56.59、50.52、53.19，点3病指分别为36.37、43.56、4126。将最后一次调查用DMRT法进行多重比较，在0.05和0.01水平上，点2和点3观测圃表现一样，费乌瑞它、中薯3号之间差异不显著，而与宣薯2号、黑美人、黑金刚均存在显著性差异，同时宣薯2号、黑美人、黑金刚3个品种间差异不显著；点1观测圃中，在0.05和0.01水平上，费乌瑞它、中薯3号之间差异不显著，黑美人、黑金刚2个品种差异不显著，宣薯2号与其他品种均存在显著性差异。综合整个观察结果，一是费乌瑞它、中薯3号较宣薯2号、黑美人、黑金刚3个品种更为感病，二是CARAH模型预测结果与田间实际发生情况吻合。 3 讨论

进入21世纪后，CARAH预警模型在国内多个马铃薯主产区推广应用 [12-13]，并取得较好应用效果，但也有地方观察下来，CARAH预警模型的预测值与晚疫病的实际发生情况存在不一致的情况，例如马洪管 [17]在石柱和丰都2个区域的研究及李继平 [18]在会川的研究，但是都存在品种不同的情况，在不同品种马铃薯晚疫病发生情况与CARAH预警模型的比对矫正方面，目前未见相关报道。本研究通过观察，在贵阳市目前主栽的品种中，确认了费乌瑞它、中薯3号中心病株发现时间符合CARAH预警模型预测参数，而宣薯2号、黑美人、黑金刚3个品种在第5代第1次侵染湿润期期间，在防治指导时，一是提高了预报的准确率，二是可以节约大量人工、药剂等防治成本，三是可以减少农药的使用，即减少对生态环境的破坏，也延缓了病原菌生理小种的进化。

在中心病株出现时间观察中，每个品种中心病株出现时间与其对应时间的CARAH模型侵染湿润期相比对时，发现时间所属的当天会对应CARAH模型多个侵染湿润期，且对应conce分值不同，根据CARAH模型参数，从第3代第1次侵染开始，以后生成的每代第1次侵染均作为防控指导的重要依据，本研究在进行比对时，也是根据此项依据选用每代第1次侵染湿润期及当天的分值进行比对，从而明确各个品种中心病株出现时对应CARAH模型计算的侵染湿润期情况，但是否为最佳选择，仍值得商榷和研究。

在对不同品种马铃薯晚疫病发生情况观察时，CARAH模型计算分析得出3个基地极重度侵染湿润期的数量占绝对优势比例，预示马铃薯晚疫病呈大发生态势，但是CARAH模型没有详细明确马铃薯晚疫病轻发生、中等发生、大发生等级别中各级别侵染湿润期所需要的比例，国内外也没有相关报道，该项研究工作亟待完善。

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