濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病發(fā)生規(guī)律、流行關(guān)鍵氣象因子分析及預(yù)測

張眉，吳斌，姜珊珊，辛志梅，郭霞，王升吉，辛相啟

（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所／山東省植物病毒學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東濟(jì)南 250100）

葡萄霜霉病由葡萄生單軸霜霉菌（Plasmopara viticola）侵染引起，在我國主要葡萄產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生，是山東葡萄生產(chǎn)上最嚴(yán)重的病害之一。葡萄霜霉病潛育期短、發(fā)病快、危害大，可導(dǎo)致減產(chǎn)30%～50%，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)80%以上［1］。當(dāng)前，化學(xué)藥劑防控仍然是防治葡萄霜霉病的最主要手段［2］，然而化學(xué)藥劑的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染，影響葡萄食品安全，制約著葡萄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，精準(zhǔn)有效地預(yù)測霜霉病的發(fā)生流行，對(duì)農(nóng)藥的合理使用和葡萄的提質(zhì)增效具有重要意義。

葡萄霜霉病屬于多循環(huán)病害，霜霉病菌的潛育期為7～12 d［3］，由病部產(chǎn)生的孢子囊經(jīng)空氣傳播進(jìn)行再侵染，一個(gè)生長季中可進(jìn)行多次重復(fù)侵染［4］。葡萄霜霉病的發(fā)生時(shí)期因地區(qū)和年份不同而有所差異［3］。在陜西咸陽，葡萄霜霉病一般在6月中下旬開始發(fā)病，8月份進(jìn)入盛發(fā)期［5］；賀蘭山東麓釀酒葡萄霜霉病一般在7月中下旬開始發(fā)病，8月下旬至9月初進(jìn)入發(fā)病高峰期［6］。葡萄霜霉病的發(fā)生流行與天氣條件密切相關(guān)。齊慧霞等［4］研究表明，在一天中每小時(shí)葡萄霜霉病菌孢子囊飛散量與空氣相對(duì)濕度呈極顯著正相關(guān)，與溫度呈極顯著負(fù)相關(guān)。于舒怡等［7］研究認(rèn)為，相對(duì)濕度對(duì)葡萄霜霉病的病情擴(kuò)展有顯著影響，氣溫、葉面濕潤時(shí)間和降雨量對(duì)病情擴(kuò)展有一定影響。溫度、相對(duì)濕度、降雨量也常作為葡萄霜霉病 的 預(yù) 測 因 子［8］，如 Tran Manh Sung［9］和Rouzet［10］等以降雨量和溫度為預(yù)測因子對(duì)葡萄霜霉病菌卵孢子成熟度和初侵染程度進(jìn)行了預(yù)測。近年來，國內(nèi)也報(bào)道了多個(gè)葡萄霜霉病預(yù)測模型，王國珍等［6］用氣溫、相對(duì)濕度、降雨量、降雨日作為預(yù)測因子，組建了賀蘭山東麓地區(qū)葡萄霜霉病短期預(yù)測模型；魏開來［11］以溫度、相對(duì)濕度、卵孢子萌發(fā)所需的保濕時(shí)間為預(yù)測因子，建立了葡萄霜霉病菌卵孢子萌發(fā)模型；馬延慶等［5］建立了咸陽地區(qū)葡萄霜霉病的經(jīng)驗(yàn)預(yù)測模型；徐丹丹等［12］建立的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ涂梢灶A(yù)測北京延慶地區(qū)“金星無核”葡萄霜霉病的發(fā)生流行。

目前，濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病的發(fā)病規(guī)律和流行預(yù)測尚未見報(bào)道。通過連續(xù)多年系統(tǒng)監(jiān)測葡萄霜霉病的發(fā)生流行，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件，本研究明確葡萄霜霉病的發(fā)生流行動(dòng)態(tài)及影響霜霉病流行的關(guān)鍵氣象因子，預(yù)測葡萄霜霉病的流行條件，以期為濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病的防治和預(yù)測預(yù)報(bào)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 葡萄霜霉病田間發(fā)病動(dòng)態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測

山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所在濟(jì)南東郊（117°15′55″E，36°39′48″N）建立了葡萄霜霉病田間發(fā)病動(dòng)態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測站，園內(nèi)葡萄霜霉病常年發(fā)生，均為自然發(fā)病，在整個(gè)葡萄生長季中不使用任何殺菌劑。調(diào)查品種為高感品種玫瑰香。2012—2016年在種植地塊的不同方位設(shè)立4個(gè)小區(qū)，每小區(qū)均隨機(jī)選取20個(gè)當(dāng)年抽生新蔓進(jìn)行霜霉病定點(diǎn)系統(tǒng)監(jiān)測。從葡萄園始見霜霉病開始，每隔6 d調(diào)查一次發(fā)病情況，計(jì)算發(fā)病率和病情指數(shù)。

葡萄霜霉病葉片發(fā)病嚴(yán)重度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用6級(jí)分級(jí)法：0級(jí)，葉片上沒有可見病斑；1級(jí)，病斑面積占整個(gè)葉面積的5%以下；3級(jí)，病斑面積占整個(gè)葉面積的5% ～25%；5級(jí)，病斑面積占整個(gè)葉面積的26% ～50%；7級(jí)，病斑面積占整個(gè)葉面積的51%～75%；9級(jí)，病斑面積占整個(gè)葉面積的76%以上，或者葉片枯死脫落。發(fā)病率（%）＝發(fā)病葉片總數(shù)／調(diào)查總?cè)~數(shù)×100。病情指數(shù)＝∑（各級(jí)病葉數(shù)×相對(duì)級(jí)數(shù)值）／（調(diào)查總?cè)~數(shù)×9）×100。

1.2 田間氣象數(shù)據(jù)觀測

在葡萄種植園內(nèi)安裝農(nóng)田小氣候自動(dòng)觀測站（錦州陽光氣象科技有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為TRMZS3）。葡萄霜霉病菌在適宜條件下，2 h內(nèi)就可以完成再侵染，氣象數(shù)據(jù)采集時(shí)間間隔過長就不能及時(shí)預(yù)測［8］。因此，本觀測站每隔30 min自動(dòng)記錄一次環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、降雨量等氣象數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

觀測記錄的溫度和相對(duì)濕度按照日平均值計(jì)算，降雨量按照日累計(jì)值計(jì)算。使用Microsoft Excel 2010和SigmaPlot 12.5軟件對(duì)葡萄霜霉病發(fā)病情況、氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和做圖。

發(fā)病率（病情指數(shù)）日增長率計(jì)算公式為：

其中x1、x2分別為t1、t2日的發(fā)病率或病情指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄霜霉病的流行曲線分析

2012—2015 年系統(tǒng)監(jiān)測葡萄霜霉病的發(fā)生情況，初次觀測到霜霉病葉的時(shí)間分別為7月19日、7月22日、7月17日和6月18日，發(fā)病率分別為4.50%、3.00%、6.22%和0.43%，病情指數(shù)分別為0.61、0.33、0.69和0.05。2012—2014年從田間始見霜霉病病斑到8月初病情發(fā)展緩慢，隨后病情開始迅速增長，9月上旬以后病情趨于穩(wěn)定。2015年6月上旬雨水較多，且出現(xiàn)連陰雨天氣，6月中旬田間即出現(xiàn)霜霉病病斑，7月初病情開始快速增長，8月底病害增長接近飽和，而后漸趨停止。從圖1可以看出，不同年份葡萄霜霉病的田間發(fā)生流行情況存在差異，但發(fā)病趨勢總體一致，均呈“S”型曲線，符合邏輯斯蒂增長。綜上可知，一般年份，濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病7月初開始發(fā)病，8月初到9月上旬為盛發(fā)期，前期降雨多的年份，霜霉病發(fā)生早。

圖1 濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病田間發(fā)病流行曲線

2.2 葡萄霜霉病發(fā)生流行的氣象因子分析

以葡萄園內(nèi)初次監(jiān)測到霜霉病的日期為起點(diǎn)，以進(jìn)入衰退期的最后一次調(diào)查日期為終點(diǎn)，對(duì)2012—2015年的園內(nèi)溫度、相對(duì)濕度和降雨量進(jìn)行分析。結(jié)果（圖2）表明：4年內(nèi)的溫度范圍為18.54～32.74℃，平均值為25.40℃，溫度變化不大；相對(duì)濕度范圍為39.92% ～93.77%，平均值為84.88%，相對(duì)濕度有一定的變化；降雨量范圍為0～84.8 mm，4年總降雨量為1 087.7 mm，每個(gè)降雨日的平均降雨量為12.0 mm。降雨量的變化很大，特別是在田間始見霜霉病后的10 d內(nèi)，降雨量較大（280.80 mm），且降雨出現(xiàn)頻率高（共有15個(gè)降雨日，降雨頻率為0.38），每個(gè)降雨日的平均降雨量為18.72 mm（圖3、圖4）。由此可以看出，降雨是影響葡萄霜霉病流行的關(guān)鍵氣象因子，相對(duì)濕度對(duì)霜霉病流行有一定的影響。

圖2 2012—2015年葡萄園田間氣象數(shù)據(jù)分析

2.3 葡萄霜霉病的流行預(yù)測

對(duì)4年中病害日增長率較大的7次調(diào)查前的第7～16 d內(nèi)（10 d）的氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果（表1）表明，7次調(diào)查中有6次出現(xiàn)超過連續(xù)2 d的降雨過程，且在連續(xù)降雨日中都出現(xiàn)超過5 mm的降雨，但10 d內(nèi)的總降雨量差異較大（23.9～155.2 mm）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以推導(dǎo)出濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病的流行預(yù)測指標(biāo)為：葡萄園內(nèi)出現(xiàn)霜霉病后，當(dāng)遇到日降雨量超過5 mm，且該降雨日前后有連續(xù)2 d以上的降雨過程，即可導(dǎo)致霜霉病菌的大量侵染，侵染后7～12 d內(nèi)大量顯癥造成病害流行。

2015年6月30 日的情況較為特殊，該次調(diào)查距前一次調(diào)查的發(fā)病率日增長率為0.2961，調(diào)查前的第7～16 d內(nèi)總降雨量僅為4.4 mm，沒有超過5 mm的降雨日，也沒有連續(xù)降雨日。但在該次調(diào)查前的第17 ～26 d內(nèi)有兩個(gè)降雨過程，總降雨量為33 mm，降雨日4個(gè)，有2個(gè)連續(xù)2 d的降雨過程，且在這2個(gè)連續(xù)2 d的降雨過程中都出現(xiàn)了超過5 mm的降雨，葡萄霜霉病菌可能是在這2次降雨中侵染，之后降雨較少，病斑沒有大量顯癥，6月25日的降雨量為25.2 mm，且該日前后出現(xiàn)了2個(gè)連續(xù)降雨日，遇到這一較大的降雨過程，前期侵染的病斑迅速顯癥。

圖3 2012—2015年田間始見葡萄霜霉病后30 d內(nèi)的降雨量情況

圖4 2012—2015年田間始見葡萄霜霉病后30 d內(nèi)的降雨日情況

表1 2012—2015年病害日增長率較大的7次調(diào)查前的第7～16 d氣象數(shù)據(jù)

2.4 葡萄霜霉病流行預(yù)測指標(biāo)的有效性驗(yàn)證

通過對(duì)2016年果園內(nèi)葡萄霜霉病發(fā)生情況的系統(tǒng)調(diào)查及田間氣象數(shù)據(jù)的觀測統(tǒng)計(jì)，驗(yàn)證以上推導(dǎo)出的濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病流行預(yù)測指標(biāo)的有效性。2016年6月23日葡萄園始見霜霉病斑，6月29日—7月1日出現(xiàn)一次連續(xù)3 d的降雨過程，總降雨量為30.5 mm，且有超過5 mm的降雨日。根據(jù)推導(dǎo)出的葡萄霜霉病流行預(yù)測指標(biāo)可以判斷，在這一降雨過程之后霜霉病菌會(huì)大量侵染，7～12 d后開始大量顯癥。病情調(diào)查結(jié)果顯示，7月11日葡萄霜霉病的發(fā)病率為87.2%，病情指數(shù)為23.16，距前一次（7月5日，發(fā)病率34.4%，病情指數(shù)4.58）調(diào)查的發(fā)病率日增長率為0.4274，病情指數(shù)日增長率為0.3062，是2016年葡萄霜霉病病害日增長率最大的一次。由此可見，以上推導(dǎo)出的濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病流行預(yù)測指標(biāo)是有效的。

3 討論與結(jié)論

葡萄霜霉病菌卵孢子被認(rèn)為是葡萄霜霉病菌的初侵染菌態(tài)［13］。Tran Manh Sung等［9］研究表明，由于不同年份降雨量不同，卵孢子的成熟期和病害發(fā)生程度有明顯差異。李寶燕等［14］研究認(rèn)為，降雨是影響葡萄霜霉病始發(fā)期的主要因子。本研究連續(xù)4年定點(diǎn)監(jiān)測濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病的發(fā)病情況，從病害流行時(shí)間動(dòng)態(tài)可以看出，一般年份，濟(jì)南地區(qū)7月初開始發(fā)病，8月初進(jìn)入盛發(fā)期。2015年6月上旬雨水較多，且有連陰雨天，田間發(fā)病明顯較早，由此可見，前期降雨多的年份，葡萄霜霉病發(fā)生早。金恭璽等［15］的研究也表明，石河子地區(qū)5月下旬和6月上旬低溫、高濕，6月上旬降雨較多，特別是連陰雨較多的年份，葡萄霜霉病發(fā)生較早，且前期發(fā)病重。所以，在葡萄生產(chǎn)中，當(dāng)遇到前期降雨多的年份，應(yīng)當(dāng)提前預(yù)防霜霉病的發(fā)生。李寶燕等［14］推導(dǎo)出山東煙臺(tái)地區(qū)葡萄霜霉病初侵染的預(yù)測條件，當(dāng)日均溫超過20℃、日降雨量超過20 mm，且降雨前后有2個(gè)以上的連續(xù)降雨日，若天氣不是特別干旱1周后、若天氣干旱2～3周后田間可見到發(fā)病病斑。本研究對(duì)2012—2016年的葡萄霜霉病發(fā)生情況及氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)以上預(yù)測指標(biāo)也適用于濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病的初侵染預(yù)測，因此，在預(yù)測濟(jì)南地區(qū)霜霉病始發(fā)時(shí)，可以將以上初侵染預(yù)測條件作為參考，用于葡萄霜霉病的預(yù)防。

葡萄霜霉病菌主要以孢子囊的形式進(jìn)行多次再侵染，在天氣條件合適的情況下，可造成大侵染大發(fā)生［16］。于舒怡等［17］研究認(rèn)為，沈陽地區(qū)葡萄霜霉病的流行與7 d平均相對(duì)濕度、7 d累計(jì)降雨量和7 d葉面濕潤時(shí)數(shù)呈顯著正相關(guān)。馬俊義等［18］研究認(rèn)為，6—7月的降雨量和降雨次數(shù)是導(dǎo)致新疆北部葡萄霜霉病流行的主要因子之一。本研究對(duì)田間溫度、相對(duì)濕度和降雨量進(jìn)行研究，結(jié)果表明，降雨是影響濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病流行的關(guān)鍵因子。與杜蕙等［19］的研究結(jié)果一致，他們認(rèn)為有效降水是影響葡萄霜霉病蔓延流行的關(guān)鍵氣象因子。魏開來［11］研究發(fā)現(xiàn)，霜霉病流行后，降雨帶來的低溫高濕導(dǎo)致霜霉病菌以指數(shù)級(jí)的速度生長繁殖，霜霉病害迅速流行。李卓等［20］研究表明，葡萄霜霉病菌孢子囊只有在水中才能萌發(fā)并釋放游動(dòng)孢子，即使100%的濕度也不能萌發(fā)，所以水是孢子囊萌發(fā)的決定性因素。劉延琳［21］和趙奎華［3］也同樣認(rèn)為，葡萄霜霉病菌孢子囊及游動(dòng)孢子的萌發(fā)和侵入必須在水滴中進(jìn)行。因此，能夠在葡萄葉片表面形成水滴的降雨是決定葡萄霜霉病流行的關(guān)鍵條件。

本研究根據(jù)4年的葡萄霜霉病田間發(fā)生情況進(jìn)一步推導(dǎo)得出，當(dāng)發(fā)病葡萄園內(nèi)遇到日降雨量超過5 mm，且前后有連續(xù)2 d以上的降雨過程，可造成霜霉病菌的大量侵染，降雨期越長，霜霉病菌侵染量越大，病菌侵染7～12 d后葡萄霜霉病即可流行。2016年葡萄霜霉病的田間發(fā)病情況驗(yàn)證了該流行預(yù)測指標(biāo)的有效性，且該預(yù)測方法簡便、易于掌握，可用于指導(dǎo)濟(jì)南地區(qū)葡萄霜霉病的田間防治，阻止霜霉病的流行，減少化學(xué)藥劑的使用。