植物病害流行的时间动态新

植物病害流行的时间动态新第一页，共五十一页，编辑于2023年，星期日重点内容单年流行病害及积年流行病害特点和区别单年流行病害的流行曲线病害流行速率概念、类型、作用及其影响因素病害季节流行的进展曲线及定量表达的数字模型2第二页，共五十一页，编辑于2023年，星期日时间必要因子度量量纲3第三页，共五十一页，编辑于2023年，星期日研究病害的时间动态主要就是研究病害流行速率及其变化规律。4第四页，共五十一页，编辑于2023年，星期日5.1植物病害流行的类型规模时间跨度时间单位病理过程研究水准积年流行动态几年、几十年年多个循环生态系统进化、气候变迁季节流行动态一个生长季节天单个或多个侵染过程种群间互作、气象和栽培条件病程进展动态一个病程小时单一侵染过程致病性和抗病性、小生态病害流行时间动态的三级规模5第五页，共五十一页，编辑于2023年，星期日5.2病害流行速度和潜能病害名称一个生长季节中增长的倍数马铃薯晚疫病10亿（病斑面积）小麦叶锈病3000万（孢子堆数）TMV10000（病株数）小麦腥黑穗病4–10柑桔速衰病 2.1可可肿枝病1.7再侵染有无，代数多少，繁殖率、死亡率的高低和传播效能等6第六页，共五十一页，编辑于2023年，星期日5.3病害流行的类型单年流行病害（monoeticepidemic)在作物一个生长季节中，只要条件合适，就能完成菌量积累过程造成种种程度流行为害的病害，叫做单年流行病害。多循环病害（polycyclicdisease）复利病害（compoundinterestdisease）7第七页，共五十一页，编辑于2023年，星期日8第八页，共五十一页，编辑于2023年，星期日9第九页，共五十一页，编辑于2023年，星期日单年流行病害的特点1.再侵染频繁，潜育期短，一个生长季节可繁殖3-4代以至更多世代，病原物繁殖率高。2.多为地上部病害，局部病害，大多数叶斑均属此类。3.多为气传和风雨流水传播的病害，也有些是虫传的，传播距离和传播效能一般较大。10第十页，共五十一页，编辑于2023年，星期日4.病原物寿命（主要指其引致再侵染的传播寿命）往往不长，对环境条件敏感，在不利环境条件下，会迅速死亡。5.病原物越冬率不高且不稳定，越冬后存活的菌量（次年初始菌量）往往又降低到很低的水平，菌量的年度间净增长倍数（第二年的初始菌量除第一年的初始菌量）往往不高，且有时反而有所下降。11第十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期日2.积年流行病害（polyeticepidemic）

病原物需经过连续几年甚至更长时间的菌量积累才能流行成灾的病害。多循环病害（polycyclicdisease）复利病害（compoundinterestdisease）12第十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期日13第十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期日积年流行病害的特点1．无再侵染，或虽有在侵染而代数很少，在流行为害上作用不大，病害潜育期长或较长。2．多为全株性或系统性病害；多为根病、地下部病害。3．多为土传病害或种传病害自然传播距离和传播效能均较小。14第十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期日4．病原物的传播体往往也是其休眠体，寿命较长，对不良环境的抗性较强，除在侵入期易受环境条件的影响外，一旦侵入成功后，则当年病害数量基本已成定局，受环境条件影响较上类病害为小。15第十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期日由于以上特征，这类病害虽然在一个生长季节中菌量增加幅度不大，但却往往能逐年稳定增长，两两相连年份的病情之间正相关较为经常，如品种及耕作利于发病，则几年后必将造成较大为害。16第十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期日中间类型以上两类病害的区别及其病例，是比较典型而对比鲜明的两端，实际上有些介于上两类之间，还有更多的病害流行速度还缺乏定量研究。例如纹枯、油菜菌核病等。17第十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期日病害流行原因单循环病害：初始菌量x0策略多循环病害：流行速率r策略18第十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期日5.4病害季节流行动态一、多循环病害（复利病害）的季节流行动态1．季节流行的基本形式如果定期（每日或每隔数日）系统调查田间病害发病情况（普遍率或病情指数），把病情数据绘成随时间而变化的曲线，便得到病害的季节流行曲线。曲线的起点在横坐标上的位置即流行始发期，斜率反映了流行速度，最高点（顶峰）反映流行程度，如曲线后端逐渐变为水平或下降，便反映了流行衰退。19第十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期日季节流行曲线的形式20第二十页，共五十一页，编辑于2023年，星期日2.流行阶段的划分21第二十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期日3.流行阶段的进一步划分22第二十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期日季节流行动态的基本模型指数增长模型逻辑斯蒂模型高姆比兹模型韦布尔模型23第二十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期日5.5指数增长模型（x=x0ert）1.指数增长模型的假设前提：①在研究的时间范围内生物是不死的，即只考虑生殖率不考虑死亡率，对植物病害来说，即只考虑病害的传染和新病害的发生而不考虑病害的报废和消亡。②生存条件是无限的，群体可无限增长，对病害来说，即可供侵染的寄主组织是无限的。③环境条件是稳定的，因而生物的生殖率不随时间而变，对病害来说，即病害因传染而实现的增长率不随时间而变。24第二十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期日2.指数增长模型的推导在上述前提下，令x0为初始病情令x为t时后的病情令r为单位时间的病害增长率则指数生长方程为（e为自然对数的底，e=2.71828）其推导如下：25第二十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期日即设某一瞬间t的病情为xt，当时间增量为Δt时，病情增量为Δx,则病害增长率写成微分形式积分得：c为积分常数，设t=0时，病情为x0，代入上式得：c=x0

写成指数形式，得

（5.1）26第二十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期日5.6逻辑斯蒂模型（Logisticmodel）

早在1840年，Verhulst提出了逻辑斯蒂生长曲线（Logisticgrowthcurve）1952年yule把它用于生物群体增长的描述，1963年Vanderplan把它移植到病害流行的数理分析中来。这个模型又叫做自我抑制性生长方程（Selfinhibitivegrowthequation）,方程式为：27第二十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期日以x对t作图，在普通坐标纸u上呈典型的S型曲线（下图，B）28第二十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期日生物群体增长模型dN/dt=rN[(K-N)/K]N为种群个体数；K为环境对种群的最大容纳量用于病害季节流行动态分析时，群体发病量为x，病害最大容纳量K定为1（100%）29第二十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期日Logistic模型的导出设一生物群体在一有限的环境中繁殖生长，其最大可能的群体大小为xmax。当x由x0开始增长时，其增长速度势必随着群体的增长而减小，至x=xmax时，增长速度等于零。现令为单位时间内增量，即增长速度，令r为速率参量，即单位时间内每单位生物能繁殖出数量，则得30第三十页，共五十一页，编辑于2023年，星期日当病害数量采用百分率时，xmax=100%=1，因此：积分，得：C为积分常数31第三十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期日当t=0，x=x0,c=

代入上式，略去xt的下标，得取反对数，即得如以x1,x2分别代表时间t1和t2的病情，（5.2）式可写成(5.2)(5.3)(5.4)32第三十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期日x的逻辑斯蒂转换值，简称逻值，记为logit（x）S形曲线的直线化，就是将病害数量（x）百分率转换成逻值后，以逻值为纵坐标对时间（t）作图，则病情进展曲线转换成为一条直线，也称逻值线。33第三十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期日日期(日/月)13/424/44/517/528/59/6原值日(x)0.00010.00030.0800.2000.9600.999对数值(lgx)-5.00-3.52-2.13-0.71-0.020.00逻值()-11.5-8.1-4.8-1.43.26.95.7流行曲线的绘制及其直线化34第三十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期日-1-2-3-4lgx1.000.20.40.60.813/424/44/517/528/59/6日期（日/月）-10-8-6-4-20246x原值线逻值线对数值线rr1r235第三十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期日表观侵染速率r逻辑斯蒂方程导出r=r为单位时间内新增病害数量相当于原有病害数量的比率36第三十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期日基本侵染速率R37第三十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期日报废部t-i-pt-ptipi+p传染部潜育部健部Xt-i-pXt-pxt病情时间校正侵染速率（Rc）图解t—时间i—传染期p—潜育期38第三十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期日校正侵染速率Rc39第三十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期日高姆比兹模型（Gompertzmodel）x=exp[-B·exp（-Kt）]高值[gompit(x)]X:X=-ln(-lnx)速度参量KK=(gompit(x2)-gompit(x1))/(t2-t1)40第四十页，共五十一页，编辑于2023年，星期日两种模型模拟结果的积分图41第四十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期日42第四十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期日两种模型模拟结果的微分图43第四十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期日韦布尔模型（WeibullModel）微分表达式：积分形式：(b>0,c>0,t>a)式中：xt—t时的病情百分率，t—时间；a—位置参数，决定病害开始增长的日期；b—比率参数，决定流行速度；c—流行曲线的形状参数。44第四十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期日Weibull模型的曲线形式45第四十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期日韦布尔模型可以拟合中间类型病害的流行曲线缺点：未反映初始菌量46第四十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期日二、单利病害季节流行动态单利病害47第四十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期日单利病害48第四十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期日单利病害季节流行动态模型xt:t时的病情百分率rs：单利病害平均日增长率rs=侵入率/寄主群体/天49第四十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期日单利病害的逐年流行动态x0.00110.0100.0500.1300.310-ln(1-x)0.00110.0100.1