第六章 植物病害流行系统的监测[课堂讲课]

1、植物病害流行系统的监测Surveying pathosystem,第六章,1,优质教资,6.1 病害监测 6.2 病原物监测 6.3 寄主监测 6.4 环境监测,主要内容,2,优质教资,是对病害流行实际状态和变化进行全面持续的定性和定量观察、表述和记录,植物病害流行系统的监测的概念,3,优质教资,在植物病害综合防治体系中，防治决策是核心，预测是决策的基础，而实况监测是预测和决策必不可少的依据。 病害监测必须对病害流行系统的各个组分的影响因素进行全面的调查，包括寄主植物、病原物、环境因素和人类的耕作栽培活动等,4,优质教资,6.1 病害监测,6.1.1 常规的病害监测方法 6.1.2 现代高新技

2、术与病害监测,5,优质教资,监测的目的和方法,依据病害预测或病害管理的具体需求以及监测者的实际能力（人力、经费、时间），确定具体的监测项目和方法,6,优质教资,一般调查（普查）：是一种针对了解生产田中病害发生和危害程度以决定是否需要进行防治而采取得调查方法,1. 病害调查,6.1.1 常规的病害监测方法,一般调查 系统调查,7,优质教资,采用沿一定线路踏查方式；了解病害的发生量、分布和发生趋势。多应用于：检疫对象、入侵物种的调查，也用于一般有害生物的调查； 如病害发生量预测，或者为了掌握病害逐年发生情况。往往采用属性取样或成数取样,8,优质教资,调查时间最好选在该种病害的防治适期或作物形成产量

3、的关键生育期或病害发生盛期进行； 调查项目往往比较单一，方法简便实用，注重大范围的普查和分类调查以获得较好的代表性，而不苛求调查的精度。常以病害种类、病田率、病点率为代表值,9,优质教资,系统调查：为了掌握病害种群数量或密度的消长动态和发展规律，需要选择一固定的调查单位（样点、植株等），以一定的时间间隔定期调查；了解有害生物种群的消长动态,10,优质教资,强调调查数据的规范性和可比性。 并不苛求每一次调查所得数据对当时情况的代表性而注重各次调查数据之间的可比性，所以可以相对减少每次调查的工作量,11,优质教资,系统调查数据可以用一系列点标在以时间为横坐标，病情（或其它监测项目）为纵坐标的直角坐

4、标图上，用虚线连接这些点或用统计学方法拟合一条曲线，均能形象地说明病害流行动态。 在适宜的观测期内起码要进行5次调查。各次调查的方法和标准也应该一致,12,优质教资,普查有助于查明各点的代表性和特殊性。 各点的系统调查有助于检验和提高普查结果的可靠性，获得全面而深入的信息,13,优质教资,2.取样调查方法,与病害的空间格局（spatial pattern）有关； 病害格局：指某一时刻在不同单位内病害（或病原物）数量的差异及特殊性,14,优质教资,2.取样调查方法,病害的空间分布格局大体有4种类型,泊松分布 二项式分布 奈曼分布 负二项分布,15,优质教资,16,优质教资,分级取样 分层取样 典

5、型取样 随机取样,病虫害调查总体样本中的取样方法,17,优质教资,分级取样,又称巢式取样，是指一级一级的重复多次随机取样。首先从总体中取得样本，然后再从样本里取得亚样本，以此类推,18,优质教资,分层取样,又称分段取样、阶层取样，指从每一段里分别随机取样或顺次取样，最后加权平均。 当总体中有明显的层次区分时，即某一部分与另一部分有明显的差异时，使用此种方法,19,优质教资,典型取样,又称主观取样，指在总体主观选定一些能够代表全群的作为样本。 当熟悉和了解全群的分布规律时，采用这种方法，节省人力和时间，但调查过程中要尽量避免误差,20,优质教资,随机取样,指在总体中取样时，每个样本有相同的被抽中

6、的概率，将总体中N个样本标记号码1，2，N，然后利用随机数表抽出n个不同的数码为样本,21,优质教资,五点取样法 “Z”字形取样法 平行取样法 对角线法 棋盘式法 .,田间基本单元随机取样方法,22,优质教资,23,优质教资,3. 病情记载,通常的病情记载方法,普遍率（I） 严重度（S） 病情指数（DI,24,优质教资,代表植物群体中病害发生的普遍程度。 是将观测的植物单元分成病、健两类，计算发病的植物单元数占调查单元总数的百分比。 植物单元：叶片、果实、茎、穗、植株等,普遍率（incidence，简写I,25,优质教资,指已发病单元发生病变的程度，通常用发病面积或体积占该单元总面积或总体积的

7、百分比表示,严重度（severity，简写S,26,优质教资,严重度分级,27,优质教资,i：病级数（1n） Xi：病情为 i 级的单元数 Si：病情为 i 级的级值,平均严重度,28,优质教资,病情指数（disease index，简写DI,是将普遍率和严重度结合起来，用一个数值全面反映植物群体发病程度，通常用01的小数表示,29,优质教资,病情指数（disease index，简写DI,严重度用百分率表示,严重度用发病等级表示,30,优质教资,普遍率与严重度（I-S）的关系,在田间调查普遍率和严重度时，相对而言，前者较简单且较少出现人为误差，后者比较繁琐，费时费力且误差较大。 将普遍率（I

8、）和严重度（S）之间的关系称做I-S关系，它们可以用种种函数表示,31,优质教资,1）当普遍率很低，病斑分布为随机分布， S=-ln(1-I)/M （2） 当普遍率较高，病斑很可能呈二项式分布， S=1-(1-I)b （3）病斑呈负二项式分布， S=k(1-I)-1/k -1/M,利用普遍率（I）推算严重度（S,32,优质教资,不论用理论或经验的公式，当普遍率接近饱和时，即不能再从普遍率推算严重度,33,优质教资,测量值、估计值和调查精度,无论观测值、估计值还是代表值，它们与真值之间都会有一定的误差。 误差：由观测仪器的偏差和不同人为因素所致。 准确度（accuracy）：是估测值或代表值接近

9、真值的程度，也称可信度(reliability)。 调查精度(precision)：是指计数的最小单位、取值精度,34,优质教资,经验和直观判断能力,病害流行监测者所面临的情况会十分复杂； 监测是主观见之于客观的一种活动； 必须充分认识到观测者智力的重要作用,35,优质教资,经验和直观判断能力,监测者的直观判断能力都具有十分特殊的意义。 确定监测项目、选定监测的时间地点（包括确定分层取样的分级和确定典型调查的典型），识别病害症状，评估病害严重度、发病面积，极端值取舍等。 应注意稳定测报队伍，提高监测工作者的科学素质和思维判断能力,36,优质教资,标准化和数据积累,预测方法越进步，对数据质量的要

10、求越高，而标准化是病虫资料和预测质量的保证。 标准化的内容包括： 监测内容； 监测时间； 监测方法； 分级标准等,37,优质教资,制定标准化的过程,确定目的与要求； 确定参与人员； 确定项目和方法； 讨论； 试用（返回上一步）； 确定实施方案； 报农业部、国家标准局批准； 发布实施,38,优质教资,1）全球定位系统(GPS) （2）遥感技术(RS) （3）地理信息系统(GIS,6.1.2 现代高新技术与病害监测,1.3S与3S集成技术,39,优质教资,1）全球定位系统(GPS,40,优质教资,美国GPS,欧盟伽利略,俄罗斯GLONASS,中国北斗,竞相发展的全球卫星导航系统,41,优质教资,4

11、2,优质教资,系统组成,星座,GEO 卫星,MEO 卫星,空间部分,由工作卫星和备用卫星组成,43,优质教资,由主控站、地面天线、监测站和通讯辅助系统组成,系统组成,地面控制部分,44,优质教资,由接收机和卫星天线组成,北斗系统的用户终端,用户装置部分,45,45,优质教资,2）遥感技术(RS,46,优质教资,遥感，就是遥远的感知,因为地球上所有物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同,为什么能进行遥远的感知呢,47,优质教资,植物的叶子看起来是绿色的，是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈反射的缘故,物体的这种对电磁波固有的特性叫做

12、光谱特性,48,优质教资,49,优质教资,在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况,50,优质教资,51,优质教资,52,优质教资,3）地理信息系统(GIS,地理信息系统是一个用于输入、存储、检索、分析处理和表达地理空间数据的计算机软件平台,53,优质教资,地图,图表,显示,文本,54,优质教资,综合应用遥感、地理信息系统和全球定位系统，三者有机结合构成的一个集信息获取、信息处理和信息应用于一体的技术系统,4）3S集成技术与植物病害监测,55,优质教资,1）植物病害数据库管理 2）病害信息的网络化传递,2.计算机技术与植物病害监测,56,优质教资,57,优质教资,6.2 病原

13、菌监测,病原菌种群数量的估测，技术难度较大。 监测的目的是了解其动态，只要采用规范的方法，依据其相对数量可达到要求,58,优质教资,病斑产孢量测定 空气中病原菌的监测 土壤中病原菌的监测 病菌生理小种和抗药性监测 分子生物学技术在植物病原菌监测上的应用,6.2 病原菌监测,59,优质教资,一、病斑产孢量测定,测定病斑的产孢面积和单位面积上的产孢数量。 可作为病害中短期预测的依据。 套管法 即将产孢叶片插入开口朝上的大试管内。 透明胶带粘贴,60,优质教资,61,优质教资,二、空气中病原菌的监测,62,优质教资,三、土壤中病原菌的监测,土壤病原物的定量测定方法,直接计数 选择性培养 基质定殖培养

14、 生物测定,63,优质教资,四、病菌生理小种和抗药性监测,1、生理小种监测,需要大量采集病原菌标样，经过单孢分离（或单病斑、单孢子堆分离），然后在一套鉴别寄主上鉴定其小种。由此获得各小种出现频率（或比例,64,优质教资,65,优质教资,检测方法,直接检测：空中孢子捕捉、病斑产孢量、生理小种类型及数量的检测、土壤中病原物的直接观察、基因标记； 间接检测：生物捕捉法（Bioassay）、利用选择性培养基检测土壤中病原物；一般仅仅是相对数量,66,优质教资,2、抗药性监测,67,优质教资,6.3 寄主监测,6.3.1 生长发育阶段划分 6.3.2 生物量 6.3.3 植物抗病性鉴定,68,优质教资,

15、6.3.1 植物生长发育阶段,教材：P78,69,优质教资,6.3.2 寄主生长量,包括：叶片数、叶片面积、叶面积系数、茎数、分蘖数等。（棉蕾数、棉桃数、果数等）依据研究的需要决定,70,优质教资,6.3.2 寄主生长量,常用叶面积测定方法： 方格纸法 叶面积仪法 称重法 系数法等 图像处理法,71,优质教资,6.3.3 寄主抗病性,通常采用人工接种后观察其发病程度并与最感病品种上的病情相比较来定量评估。 相对抗病性指数（RRI）。其计算公式为,y：完全感病对照品种的病情指数 x：测试品种上的病情指数,72,优质教资,代码 抗病性等级 特 点 0 免疫型 叶上不产生任何可见的症状； 0 近免疫型 叶上产生小型枯死斑，不产生夏孢子堆； 1 高度抗病型 叶上产生枯死条点或条斑，夏孢子堆很小， 数目很少； 2 中度抗病型 夏孢子堆小到中等大小，较少，其周围组织 枯死或显著褪绿； 3 中度感病型 夏孢子堆较大，较多，其周围组织有褪绿现象； 4 高度感病型 夏孢子堆大而多，周围不褪绿,小麦条锈病反应型的划分标准,引自：中华人民共和国国家标准小麦条锈病测报调查规范（1995,73,优质教资,6.4 环境监测,气象因素监测 其他因素的监测,74,优质教资,温度、湿度、风速、照度等。 测量仪器：温度计、最低最高温度计、干湿球温度计、自计温湿度计、地温计、风速计、照度计等,6