第八章 植物病害流行的损失估计

1、植物病害流行的损失估计植物病害流行的损失估计第八章第八章主要内容：主要内容：第一节 植物病害损失的概念 第二节 作物病害损失的生理学 第三节 植物病害流行损失的估计第一节第一节 植物病害损失的概念植物病害损失的概念p“作物损害作物损害”（injury 或或 crop damage）：作：作物受到病原物的侵染继而发病，表示作物受到了损物受到病原物的侵染继而发病，表示作物受到了损害。害。p作物损害是否必然导致作物损失？作物损害是否必然导致作物损失？一、植物病害损失的一般概念一、植物病害损失的一般概念p病害所致的经济损失包括直接的、间接病害所致的经济损失包括直接的、间接的、当时的、后继的等多种不同形

2、式。的、当时的、后继的等多种不同形式。u直接损失：直接损失：产量减少、品质降低产量减少、品质降低u间接损失：间接损失：粮食价格上涨、农药残留、环境粮食价格上涨、农药残留、环境污染、生态受损；后继的损失等。污染、生态受损；后继的损失等。一、植物病害损失的一般概念一、植物病害损失的一般概念p病原物引起的病原物引起的作物损害作物损害并不意味着并不意味着都会造成都会造成作物作物损失（损失（crop loss）；p决定某一病害是否需要防治和如何防治，不单取决定某一病害是否需要防治和如何防治，不单取决于病情，而主要取决于病害造成的经济损失决于病情，而主要取决于病害造成的经济损失（loss）、防治效果和防治

3、成本的最终效益。）、防治效果和防治成本的最终效益。p要求防治后增收的价值大于（或至少等于）防治要求防治后增收的价值大于（或至少等于）防治成本。成本。p病害损失（病害损失（disease loss）：）：指由于病害的发生指由于病害的发生和流行造成的产量减少和品质的降低，但品质降和流行造成的产量减少和品质的降低，但品质降低不大可忽略不计时，即指产量损失。低不大可忽略不计时，即指产量损失。作物产量的类型：作物产量的类型：p产量：产量：能够测出的一种作物的生产量（生产物能够测出的一种作物的生产量（生产物）u自然产量自然产量u现实产量现实产量u理论产量理论产量u可得到的产量可得到的产量u经济产量经济产量

4、作物损失是指经济产量与现实产量的差距。作物损失是指经济产量与现实产量的差距。二、植物病害损失的类型二、植物病害损失的类型1. 1.产量损失型产量损失型 小麦纹枯病、水稻纹枯病、谷子白发病小麦纹枯病、水稻纹枯病、谷子白发病2. 2. 品质降低型品质降低型 疮痂病、炭疽病、煤污病疮痂病、炭疽病、煤污病3. 3. 综合损失型综合损失型 大多数果树和蔬菜病害大多数果树和蔬菜病害三、植物病害损失的计量三、植物病害损失的计量1. 1.产量损失型产量损失型 用当时当地未发生病害或病害极轻时同一品用当时当地未发生病害或病害极轻时同一品种的产量均值作参照，进行种的产量均值作参照，进行减产量减产量和和减产率减产率

5、的的计算。计算。三、植物病害损失的计量三、植物病害损失的计量2. 2. 品质降低型品质降低型1(QI调查总产品数相对品质指数）各等级产品数最高等级产品市场价格该等级产品市场价格相对品质指数 100)QIQI-(1) %(QDRmaxQIQI：品质指数，品质指数，QDRQDR：品质损失率品质损失率3. 3. 综合损失型综合损失型100(1) %(CLRmax相对品质指数）各等级产品数相对品质指数）各等级产品数CLR：综合损失率（综合损失率（complex loss rate）三、植物病害损失的计量三、植物病害损失的计量第二节第二节 植物病害损失的生理学植物病害损失的生理学损失生理学的讨论内容包括

6、：损失生理学的讨论内容包括：p病害是如何造成产量和品质损失的？病害是如何造成产量和品质损失的？p它们之间在个体水平（单株植株）、群体它们之间在个体水平（单株植株）、群体水平的损失状况？水平的损失状况？p其它因素：如品种、栽培、气象条件等又其它因素：如品种、栽培、气象条件等又如何影响这些关系？如何影响这些关系？一、植物病害损失构成因素一、植物病害损失构成因素p植物病害造成损失的形成机制：植物病害造成损失的形成机制： 1.影响植物的生理功能影响植物的生理功能 2.既得产量（产值）的损失既得产量（产值）的损失二、病害流行程度与与损失的关系二、病害流行程度与与损失的关系 损失与病情的损失与病情的3种关

7、系种关系A：敏感性：敏感性B：耐病型：耐病型C：超补偿型：超补偿型p损失与病情呈现为近似于损失与病情呈现为近似于直线直线关系（关系（曲线曲线A） p一般一般受害部位就是收获产品受害部位就是收获产品，而且主要在后期受，而且主要在后期受害的病害中，如小麦赤霉病、小麦散黑穗病、苹害的病害中，如小麦赤霉病、小麦散黑穗病、苹果炭疽病等。果炭疽病等。（1 1）敏感型）敏感型p损失与病情大体呈损失与病情大体呈型型曲线曲线 （曲线曲线B）p收获物为果实或种子的叶部病害收获物为果实或种子的叶部病害中，往往出中，往往出现这种情况，如小麦白粉病、锈病，苹果褐现这种情况，如小麦白粉病、锈病，苹果褐斑病、斑点落叶病等。

8、斑病、斑点落叶病等。（2 2）耐病型）耐病型 p产量饱和效应产量饱和效应p补偿作用补偿作用u个体水平补偿作用个体水平补偿作用u群体补偿作用群体补偿作用（2 2）耐病型）耐病型 几个概念：几个概念：p当病害较轻时，不但不会引起减产，反而略当病害较轻时，不但不会引起减产，反而略有增产作用（有增产作用（曲线曲线C）。）。p危害花和幼果的果树病害，一定数量下的病危害花和幼果的果树病害，一定数量下的病害能起害能起疏花疏果疏花疏果的作用。的作用。 （3 3）超补偿型）超补偿型 三、影响病害造成损失的非病理因素三、影响病害造成损失的非病理因素p受受寄主品种寄主品种、生育状况生育状况和和环境条件环境条件等影响

9、。等影响。u同一病情在不同品种上引致的减产损失可能不同，同一病情在不同品种上引致的减产损失可能不同，因为品种的耐病性不同。因为品种的耐病性不同。u同一品种，尽管病情相同，但在不同的栽培条件同一品种，尽管病情相同，但在不同的栽培条件下产量损失也可能不同。下产量损失也可能不同。u不同气象条件下病害损失也不同。不同气象条件下病害损失也不同。 第三节第三节 植物病害损失的估计植物病害损失的估计p损失估计（损失估计（ estimate of yield loss）：）：通过调查通过调查或试验，以实地测定或估计出某种程度的病害或试验，以实地测定或估计出某种程度的病害流行导致作物产量或产值的降低程度。当这种

10、流行导致作物产量或产值的降低程度。当这种测定估计已多次进行后，便可以根据经验或根测定估计已多次进行后，便可以根据经验或根据由实测值组成的种种模型，由病害流行程度据由实测值组成的种种模型，由病害流行程度预测出所致损失。预测出所致损失。一、植物病害损失估计的概念一、植物病害损失估计的概念p通过调查或试验，建立病害流行程度与其所致损通过调查或试验，建立病害流行程度与其所致损失之间的关系模型，进而用于病害损失的估计。失之间的关系模型，进而用于病害损失的估计。p病情估测、产量（产值）计算、损失计算和环境病情估测、产量（产值）计算、损失计算和环境条件监测的方法和标准必须力求合理和统一。条件监测的方法和标准

11、必须力求合理和统一。p任何一个模型的获得基于特定的环境，都有其局任何一个模型的获得基于特定的环境，都有其局限性。限性。二、植物病害损失估计的一般方法二、植物病害损失估计的一般方法p损失估计模型：损失估计模型：根据病害严重程度和产根据病害严重程度和产量之间的关系通过数学模型或表格等形量之间的关系通过数学模型或表格等形式表达两者之间的定量关系。式表达两者之间的定量关系。三、损失估计模型三、损失估计模型p模型如果忽略品种、地区、栽培条件等因素的模型如果忽略品种、地区、栽培条件等因素的影响，往往有局限性；影响，往往有局限性；p在进行损失估计工作中，病情估计，产量计算在进行损失估计工作中，病情估计，产量

12、计算和环境监测的方法和标准必须力求合理和统一，和环境监测的方法和标准必须力求合理和统一，否则所得数据难以制成可靠的模型。否则所得数据难以制成可靠的模型。最早的损失模型（Kirby 和 Archer，1927）小麦杆锈病损失估计表 ( Kirby and Archer ,1927 ) 不 同 生 育 阶 段 的 病 情 指 数 产量损失孕穗 扬花 乳熟 糊熟 蜡熟 成熟 () 5 0 5 10 25 5 5 10 25 40 15 5 10 25 40 65 50 5 10 25 40 60 100 75 10 25 40 65 100 100 100这个模型具有如下缺点：这个模型具有如下缺点：

13、n流行速度和型式固定不变，而实际上它却是流行速度和型式固定不变，而实际上它却是变化多端的；变化多端的；n病情和产量之间的关系似乎较为机械，与实病情和产量之间的关系似乎较为机械，与实际情况颇有出入；际情况颇有出入；n未考虑品种，栽培条件对损失率的影响。未考虑品种，栽培条件对损失率的影响。损失估计模型的类型：损失估计模型的类型：p经验模型经验模型（Empirical modelEmpirical model） （整体模型（整体模型 Holistic model）p系统模型系统模型（Systemic modelSystemic model） （模拟模型（模拟模型Simulation model） （

14、一）经验模型 其中，其中，Y：产量或损失，：产量或损失，X：关键期病情。：关键期病情。1 1关键期病情模型关键期病情模型（CPM）XbbY10仅根据某一时期的病情预测损失：仅根据某一时期的病情预测损失：式中：式中：L ：损失比率；：损失比率；X：病害关键期或最终发生数量：病害关键期或最终发生数量(比例数比例数)；a ：达损失阈值时病害发生数量：达损失阈值时病害发生数量(比例数比例数)；b ：损失曲线的斜率参数；损失曲线的斜率参数；c ：损失曲线的形状参数。：损失曲线的形状参数。1 1关键期病情模型关键期病情模型（CPM）韦布尔模型韦布尔模型cbaXL/exp12.2.多期病情模型（简称多期病情

15、模型（简称MPMMPM）式中：式中：Y：产量或产量损失，：产量或产量损失，Xi：不同时期调查：不同时期调查的病情，的病情， b0 ：常数项，：常数项， b1，b2，, bn：系数：系数。nnXbXbXbbY.22110Y：产量或损失率，：产量或损失率， X：流行曲线下面积（：流行曲线下面积（AUDPC）3 3流行曲线下面积模型流行曲线下面积模型 (AUDPCAUDPC)iiiinittxx1112/AUDPCXbbY10 x：病情，：病情， t：时间：时间4 4多因子模型（多因子模型（MFMMFM）多因子损失预测模型的通式为：多因子损失预测模型的通式为：nnXbXbXbbY.22110Y：损失

16、；：损失；X1，X2Xn分别为病情、品种、栽培、气候等分别为病情、品种、栽培、气候等4多因子模型（MFM）多因子损失预测模型有时还需要包括多因子损失预测模型有时还需要包括种种种种互作项互作项，而成为：而成为：.3113211222110XXbXXbXbXbXbbYnn（二）系统模型（二）系统模型 p将作物产量形成过程作为一个系统，病害过程则是将作物产量形成过程作为一个系统，病害过程则是影响产量的一个因素，是产量形成的一个子系统；影响产量的一个因素，是产量形成的一个子系统；p在产量形成过程中，病害在不同时期以它的发生程在产量形成过程中，病害在不同时期以它的发生程度影响植物的生理生化、生长发育过程

17、，直接或间度影响植物的生理生化、生长发育过程，直接或间接地影响到产量的形成因素，最后将病害发生过程接地影响到产量的形成因素，最后将病害发生过程的模型与作物生长模型综合为一体的模型与作物生长模型综合为一体 。四、多种病虫害混合发生的损失预测四、多种病虫害混合发生的损失预测p多种病虫害混合发生时有以下几种情况：多种病虫害混合发生时有以下几种情况：（1）当当几种专门为害叶片的叶斑性病害混合发生几种专门为害叶片的叶斑性病害混合发生时，总的产量损失时，总的产量损失可能是可能是各种病害单独发生各种病害单独发生时所造成的产量损失之和；时所造成的产量损失之和；四、多种病虫害混合发生的损失预测四、多种病虫害混合

18、发生的损失预测（2）当当其中一种病、虫害的为害是系统性损伤其中一种病、虫害的为害是系统性损伤（如（如枯萎病、根部线虫）、为害果实（如赤霉病、枯萎病、根部线虫）、为害果实（如赤霉病、吸浆虫）时，它们对作物造成总的损失就不会吸浆虫）时，它们对作物造成总的损失就不会是各自造成的损失之和。因为一种有害生物的是各自造成的损失之和。因为一种有害生物的损失是在另一种有害生物作用的基础上进行的。损失是在另一种有害生物作用的基础上进行的。（3）当当二种以上的病害均为系统性病害二种以上的病害均为系统性病害时（如棉花时（如棉花枯萎病和黄萎病的同时为害），或危害根部枯萎病和黄萎病的同时为害），或危害根部和危害果实等同

19、时发生，和危害果实等同时发生，要要注意注意：四、多种病虫害混合发生的损失预测四、多种病虫害混合发生的损失预测1）通常不能用数个单一病害的损失方程分别计算的损失估通常不能用数个单一病害的损失方程分别计算的损失估计值相加，作为混合为害的损失值；计值相加，作为混合为害的损失值；2）即使有了混合为害的损失方程，也要注意这种损失方程即使有了混合为害的损失方程，也要注意这种损失方程的制约条件和使用环境，不能生搬硬套。的制约条件和使用环境，不能生搬硬套。五、作物病害损失的研究方法五、作物病害损失的研究方法1、单株法、单株法2、群体法、群体法大田调查和田间试验：大田调查和田间试验：试验重复与病情等级的影响试验

20、重复与病情等级的影响10等级、等级、2重复重复4等级、等级、 5重复重复损失试验设计原则：损失试验设计原则：多等级、少重复！多等级、少重复！第九章第九章预测效果的检验和评价预测效果的检验和评价主要内容：主要内容：第一节第一节 预测的概率性预测的概率性第二节第二节 预测误差分析预测误差分析 第三节第三节 预测准确度的检验方法预测准确度的检验方法 第四节第四节 预测效益评价预测效益评价 第五节第五节 预测中的问题预测中的问题 第一节第一节 预测的概率性预测的概率性p根据系统运动的非加和原则以及系统外部输入系统根据系统运动的非加和原则以及系统外部输入系统的每一个因素活动轨迹的不确定性，使得每一个输的

21、每一个因素活动轨迹的不确定性，使得每一个输入因素对系统行为的作用，也并非一定就是单向的入因素对系统行为的作用，也并非一定就是单向的刺激或抑制，即系统的行为存在着更高层次的不确刺激或抑制，即系统的行为存在着更高层次的不确定性。从这一点讲，可以说预测工作的难度是很大定性。从这一点讲，可以说预测工作的难度是很大的，很不容易达到预测值和实际情况的完全符合，的，很不容易达到预测值和实际情况的完全符合，只能给予一定的概率保证。只能给予一定的概率保证。 p目前我们所应用的农作物病害的预测模型，都是目前我们所应用的农作物病害的预测模型，都是依据植物病害系统的行为、各子系统的属性和相依据植物病害系统的行为、各子

22、系统的属性和相应的气象资料等历史数据，经过一定方法的数据应的气象资料等历史数据，经过一定方法的数据处理后而组建起来的。由于各预测因素变化的不处理后而组建起来的。由于各预测因素变化的不确定性，构成了预测结果的不确定性，即预测的确定性，构成了预测结果的不确定性，即预测的结果的概率性。在预测的结果中注明预测的概率结果的概率性。在预测的结果中注明预测的概率值，也就是告诉人们预测的可信程度。值，也就是告诉人们预测的可信程度。 u预测准确度预测准确度：预测值与病害实际发生情况的预测值与病害实际发生情况的符合程度，它说明预测的可靠程度。预测准符合程度，它说明预测的可靠程度。预测准确度应包括历史符合度和预测符

23、合度二个方确度应包括历史符合度和预测符合度二个方面。面。u预测的精确度预测的精确度：指在预测正确的前提下，预指在预测正确的前提下，预测结果与病害实际发生程度之间的接近程度。测结果与病害实际发生程度之间的接近程度。第二节第二节 预测误差分析预测误差分析预测误差：预测误差：预测值与病害实际发生值的差异。预测值与病害实际发生值的差异。1 1、误差来源、误差来源 p从开始组建预测模型到运用模型进行预测的整从开始组建预测模型到运用模型进行预测的整个阶段均可能产生误差。个阶段均可能产生误差。第二节第二节 预测误差分析预测误差分析1 1、误差来源、误差来源 o预测模型的组建阶段：预测模型的组建阶段：u数据质

24、量不高数据质量不高u数据处理方法欠妥数据处理方法欠妥u预测模型的选择不当预测模型的选择不当第二节第二节 预测误差分析预测误差分析o预测模型的应用阶段预测模型的应用阶段：u数据采集误差数据采集误差u气象资料误差气象资料误差u模型的适宜区域问题模型的适宜区域问题u数据采集误差：数据采集误差：n一是一是历史资料的可比性问题历史资料的可比性问题n二是二是调查资料的不一致性和代表性问题。调查资料的不一致性和代表性问题。2 2、误差的类型、误差的类型（1 1）系统误差）系统误差（2 2）随机误差）随机误差（3 3）过失误差）过失误差（1 1）系统误差）系统误差(systematic errors)(sys

25、tematic errors)p概念：概念：又称可测误差又称可测误差(determinate)，模，模型误差造成预测结果与实测值的差异。型误差造成预测结果与实测值的差异。p特点：特点：u重复性重复性u单向性单向性u可校正性。可校正性。（2 2）随机误差）随机误差(random errors)(random errors)p概念：概念：过失误差是由于试验操作人员的粗心、过失误差是由于试验操作人员的粗心、试验设计不当或在组建模型的过程中计算失试验设计不当或在组建模型的过程中计算失误等原因而造成的误差。误等原因而造成的误差。p特点：特点：u无重复性无重复性u无方向性无方向性出现随机误差的原因：出现随

26、机误差的原因：大多是由于预测因子的数据大多是由于预测因子的数据质量不高，或代表性不强等。质量不高，或代表性不强等。（3 3）过失误差）过失误差(mistake)(mistake)p概念：概念：由于试验操作人员的粗心、试验设计不由于试验操作人员的粗心、试验设计不当或在组建模型的过程中计算失误等原因而造当或在组建模型的过程中计算失误等原因而造成的误差。成的误差。p特点：特点：u发生在组建模型阶段，造成系统误差；发生在组建模型阶段，造成系统误差；u发生在预测阶段，造成随机误差。发生在预测阶段，造成随机误差。3 3、避免和减少误差的方法、避免和减少误差的方法u在预测资料采集过程中项目的目的是否明确；在

27、预测资料采集过程中项目的目的是否明确；u所采用的方法是否正确；所采用的方法是否正确；u调查所选取的样点或采集的数据是否具有代表性；调查所选取的样点或采集的数据是否具有代表性；u数据的计录及处理方法是否正确等。数据的计录及处理方法是否正确等。要提高预测的准确程度，需要考虑：要提高预测的准确程度，需要考虑：1. 明确预测目的明确预测目的2. 预测研究预测研究3. 培训工作人员培训工作人员4. 细心地观测和记载细心地观测和记载5. 严格审查历史资料严格审查历史资料6.6. 注意大气环境与小气候的关系注意大气环境与小气候的关系通过以下几项措施来减少试验误差通过以下几项措施来减少试验误差 ：第三节第三节

28、 预测准确度的检验方法预测准确度的检验方法p预测效果的检验包括二个方面：预测效果的检验包括二个方面：u预测符合度（准确度）检验预测符合度（准确度）检验u精确度检验。精确度检验。 1.1.预测符合度检验预测符合度检验 预测符合度预测符合度( () )：等于预报正确次数等于预报正确次数( () )和和预测总次数预测总次数( () )之比，即：之比，即：TR）预测符合度（H符合度：符合度：指预测值和病害实际发生情况的符合情指预测值和病害实际发生情况的符合情况。况。p此法是首先计算病害发生程度的历史平均值，然此法是首先计算病害发生程度的历史平均值，然后求出各年发生实况、预测值与历史平均值的差后求出各年

29、发生实况、预测值与历史平均值的差异，大于或等于平均值者为异，大于或等于平均值者为“”，小于平均值，小于平均值者为者为“”，利用下式计算预测值和发生实况的，利用下式计算预测值和发生实况的符号之间相同和不同的比例。符号之间相同和不同的比例。eReRnnnnp符号检验法：符号检验法：2.2.拟合度检验法拟合度检验法 剩余平方和检验剩余平方和检验 卡方（卡方（ 2） 回归误差检验法回归误差检验法 （y/x检验）检验） 参数检验法（线性回归检验法）参数检验法（线性回归检验法） 剩余平方和检验剩余平方和检验Qyyiiin21SQn/2rQlyy曲1/ 卡方（卡方（ 2 2）检验）检验ni 1i2i2y)y

30、-(y通常，多因素预测方程的通式为：通常，多因素预测方程的通式为： 回归误差检验法（回归误差检验法（y/x检验）检验）xynnSxbxbxbby/221102 方程尾部的方程尾部的Sy/x为方程的回归误差。为方程的回归误差。p一般认为预测值落在个回归误差的范围之内一般认为预测值落在个回归误差的范围之内为预测正确，但是，预测方程原始数据的摆动为预测正确，但是，预测方程原始数据的摆动范围愈大，所建方程的回归误差范围愈大，所建方程的回归误差Sy/x也就愈大，也就愈大，此时用此时用Sy/x作为检验标准，也就扩大了误差范围，作为检验标准，也就扩大了误差范围，因此，该方法的使用尚需探讨。因此，该方法的使用

31、尚需探讨。 参数检验法参数检验法（线性回归检验法）（线性回归检验法） ybay33比较几个值比较几个值a和和b值，当值，当a值愈值愈趋近于，趋近于，b愈趋近于，则愈趋近于，则说明该方程的预测效果愈好。说明该方程的预测效果愈好。byayybay11ybay22第四节第四节 预测效益评价预测效益评价p预测的经济效益：预测的经济效益：指生产部门（管理决策部指生产部门（管理决策部门）按照预测结果进行防治后的作物产值比门）按照预测结果进行防治后的作物产值比在没有预测情况下作物产值的增加量和节约在没有预测情况下作物产值的增加量和节约的费用。的费用。1.1.预测效益的概念预测效益的概念第四节第四节 预测效益

32、评价预测效益评价p提高预测技术经济效益的方法提高预测技术经济效益的方法可从二方面考虑：可从二方面考虑：u一是提高预测的准确程度，一是提高预测的准确程度，u二是降低测报工作的成本。二是降低测报工作的成本。p预测的准确度愈高，防治效果愈好，测报工作的预测的准确度愈高，防治效果愈好，测报工作的经济效益也就愈高。测报方法的成本愈低，预测经济效益也就愈高。测报方法的成本愈低，预测工作的经济效益也就相对愈高。工作的经济效益也就相对愈高。2.2.影响预测效益的因子分析影响预测效益的因子分析p预报的准确性愈高，其间接经济效益愈大；预报的准确性愈高，其间接经济效益愈大； p预报的技术推广费用以及测报的成本也直接预报的技术推广费用以及测报的成本也直接影响着测报收益的多少；影响着测报收益的多少；p病虫种群密度、防治效果、作物产量、产品病虫种群密度、防治效果、作物产量、产品价格等因素同测报效益亦有间接的关联。价格等因素同测报效益亦有间接的关联。p总的说来病虫测报经济效益可分为总的说来病虫测报经济效益可分为四大部分：四大部分：2.2.影响预测效益的因子分析影响预测效益的因子分析u减