作物病蟲害與氣象條件的關(guān)系及病蟲氣象條件預(yù)報(bào)

張福國 王軍 趙輝 王超

摘要：分析了作物病蟲害發(fā)生發(fā)展與大尺度氣候背景及小尺度氣象要素之間的關(guān)系，并簡單介紹了作物病蟲害氣象條件預(yù)報(bào)的分類、分級(jí)、預(yù)報(bào)方法，以及病蟲害氣象條件預(yù)報(bào)日常業(yè)務(wù)存在的幾個(gè)問題。

關(guān)鍵詞：作物病蟲害;氣象條件;氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)

1病蟲害發(fā)生發(fā)展與氣象條件的關(guān)系

1.1病蟲害發(fā)生發(fā)展與大尺度氣候背景的關(guān)系

作物病蟲害的發(fā)生流行與氣候背景具有一定的關(guān)聯(lián)性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，幾乎所有大范圍流行性、爆發(fā)性、毀滅性的農(nóng)作物病蟲害大流行都與氣象條件密切相關(guān)，或與氣象災(zāi)害相伴而生。

厄爾尼諾 ?“厄爾尼諾”是指數(shù)年發(fā)生一次的整個(gè)赤道東太平洋海面溫度大范圍異常增暖（連續(xù)6個(gè)月以上高于常年O.5℃）的現(xiàn)象。它的出現(xiàn)常造成全球氣候異常并導(dǎo)致大范圍的氣象災(zāi)害，從而加劇病蟲害的發(fā)生流行。如：在厄爾尼諾起始年至下一個(gè)厄爾尼諾起始年的前一年，冬小麥白粉病發(fā)病面積趨勢逐年增加，并在下一個(gè)厄爾尼諾超始年的前一年達(dá)最大值;在連續(xù)出現(xiàn)厄爾尼諾的年份，冬小麥白粉病發(fā)病面積趨勢逐年降低。

海溫變化 ?海溫變化是影響大氣環(huán)流一個(gè)非常重要的因子。太平洋海溫異?？稍斐扇蛱鞖鈿夂蜃兓?，也可引起天氣氣候的異常，進(jìn)而影響到作物病蟲害的發(fā)生與流行。如在南方濤動(dòng)強(qiáng)烈異常的當(dāng)年，我國褐飛虱將為大發(fā)生年。

大氣環(huán)流 ?大氣環(huán)流一般是指具有世界規(guī)模的、大范圍的大氣運(yùn)行現(xiàn)象，是全球氣候特征、大范圍天氣形勢的主導(dǎo)因子，也是各種尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)的背景。它的變化直接或間接影響著作物病蟲害發(fā)生流行的氣象條件的變化。如冬天氣候變暖可造成主要作物病蟲越冬基數(shù)增加、次年病蟲害發(fā)生加重;病蟲害發(fā)生期提前、危害加重;遷飛性蟲的遷入期提前、危害期延長;還可使病蟲危害的地理范圍擴(kuò)大，程度加劇。

副熱帶高壓 ?副熱帶高壓它通常指活動(dòng)在赤道以北，中緯度地區(qū)以南的高氣壓（在北半球）。夏半年位置偏北對(duì)對(duì)我國東部地區(qū)影響較大。如果副熱帶高壓長期控制一個(gè)地區(qū)，由于高壓中心及其附近地區(qū)的空氣下沉增溫作用，就會(huì)出現(xiàn)炎熱高溫干旱天氣。這個(gè)高壓在本地區(qū)以南活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)，在它西北邊緣的西南氣流常攜帶大量暖濕空氣北上，此時(shí)如與冷空氣相遇，常會(huì)造成陰雨天氣。我國水稻稻飛虱發(fā)生較重的年份大多出現(xiàn)在4～6月副高較強(qiáng)的年份。

1.2蟲害發(fā)生發(fā)展與小尺度氣象要素的關(guān)系

溫度、降水和濕度、光照、風(fēng)等氣象要素均可影響害蟲的地區(qū)分布、遷移、生存時(shí)期、繁育與成活率;各氣象因子的綜合影響對(duì)于蟲害的發(fā)生發(fā)展有重要作用。影響蟲害的發(fā)生數(shù)量與危害程度的其他兩個(gè)因素：食物及其天敵，也直接或間接受到氣象條件的制約。

溫度 ?作物害蟲的活動(dòng)需要一定的適宜的溫度范圍。一般在8～40"C。其中22～30℃為最適溫區(qū)、-10～8℃為停育低溫區(qū)、≤ -10 ℃為致死低溫區(qū)、40～45℃為停育高溫區(qū)、≥45℃為致死高溫區(qū)。溫度對(duì)發(fā)育速度的影響最為明顯，在適宜范圍內(nèi)，害蟲的發(fā)育速度隨溫度升高呈直線性增長，害蟲的活動(dòng)旺盛、壽命長、世代多。

濕度 ?包括降雨量和大氣的相對(duì)濕度，影響害蟲的成活率和繁殖力，影響程度因害蟲的種類不同而異，同一害蟲因年份之間雨量和濕度的變化而使發(fā)生程度也有很大差異。濕度低時(shí)可直接影響蟲卵的孵化、低齡幼蟲的成活和成蟲的產(chǎn)卵量。大雨對(duì)弱小的害蟲造成極械損傷，從而降低田間蟲口的密度。

光照 ?主要從光波、光強(qiáng)、光周期三個(gè)方面影響害蟲的活動(dòng)節(jié)律及行為。光波與害蟲的趨光性關(guān)系密切。光強(qiáng)主要影響害蟲的取食和棲息、交尾、產(chǎn)卵等晝夜節(jié)奏行為;與害蟲體色、趨集程度也有一定關(guān)系。光周期對(duì)害蟲的滯育和休眠起著信號(hào)作用，自然界短光普照射會(huì)刺激害蟲引起休眠。

風(fēng) ?影響害蟲的取食、迂飛等活動(dòng)。一般弱風(fēng)能刺激起飛，遷飛速度方向基本與風(fēng)速、風(fēng)向一致。但風(fēng)太大又可以阻礙一些害蟲搬的遷飛和傳播。風(fēng)力大時(shí)也影響害蟲的田間分布。

1.3 ?病害的發(fā)生發(fā)展與小尺度氣象要素的關(guān)系

作物病害分為浸染性病害（由病原微生物如細(xì)菌、真菌、病毒等所致）與非侵染性病害（由非生物因子如高溫、低溫、旱澇、污染等引起兩類?；冀拘圆『Φ闹仓辏瑢?duì)外界不利條件的抵抗力下降，也很容易患非侵染性病害。對(duì)非侵染性病害，無論是高溫、低溫，干旱還是洪澇，甚至某些污染，與氣象條件的關(guān)系顯顯而易見。病害流行的主導(dǎo)因素，從年際的波動(dòng)看，主要是氣象條件與病原物的變異;從歷史發(fā)展看，與品種、耕作栽培條件有很大關(guān)系。氣象因子可通過病原物和寄主，也可同時(shí)對(duì)雙方施加影響導(dǎo)致病害流行。耐耕作栽培條件，在很大程度上也是由于改變了田間生態(tài)環(huán)境和小氣候，從而影晌到病原物的越冬傳播及傳病昆蟲的繁殖和活動(dòng)。

溫度 ?影響病菌的越冬繁殖和萌發(fā)速度。大多病原菌要求的適宜溫度為25～30"C，高于或低于最適宜溫度的時(shí)間越長，病菌孢子的萌芽時(shí)間也就越長。少數(shù)病原菌要求的溫度較低。溫暖和潮濕的天氣，適宜于病害的產(chǎn)生和侵染;高溫多雨，利于病菌的繁殖和傳播。

降水和濕度 ?降雨伴隨著相對(duì)濕度的增大，直接降低了植株的抵抗力，是導(dǎo)致作物病害發(fā)生蔓延的重要影響因素之一。雨日、濕度和溫度可左右病菌孢子產(chǎn)生的快慢和早晚，直接影響著病害發(fā)生的遲早和嚴(yán)重程度。連陰雨、雨日多、高濕寡照的氣象條件能誘發(fā)病癥（病源物在寄主受害部位表現(xiàn)出來的特征）的產(chǎn)生，使病害流行速率加快，病情加重。相對(duì)濕度<70%，病菌的生育和繁殖往往受抑制。

光照 ?光照強(qiáng)可阻止病菌孢子的萌發(fā)。田間蔭蔽，光照減少或不足，有利于病菌孢子的萌發(fā)和侵入生長。

風(fēng) ?是病原孢子傳播三大自然動(dòng)力（還有水力和昆蟲）中最主要的一種動(dòng)力。風(fēng)力輸送病菌的遠(yuǎn)近取決于孢子的數(shù)量、體積、比重、形狀和風(fēng)的速度等。大風(fēng)常伴隨大雨，植株葉片相互摩擦沖擊容易破傷感染病菌，另外病菌隨風(fēng)雨一起飛散或隨水流動(dòng)而傳染。

2作物病蟲害發(fā)生發(fā)展的氣象條件預(yù)報(bào)

2.1作物病蟲害發(fā)生發(fā)展的氣象預(yù)報(bào)分類

據(jù)預(yù)報(bào)時(shí)效分：作物病蟲害發(fā)生流行趨勢的長期預(yù)報(bào)（一年或一個(gè)生長季節(jié)的預(yù)測）、中期預(yù)報(bào)（一個(gè)月或數(shù)個(gè)月的預(yù)報(bào)）和短期預(yù)報(bào)（幾天或幾旬的預(yù)報(bào)）。據(jù)預(yù)報(bào)內(nèi)容分：作物病蟲害的發(fā)生期、流行期預(yù)測（預(yù)報(bào)作物病蟲害發(fā)生或流行的時(shí)間或時(shí)段）;據(jù)預(yù)測范圍分：發(fā)生量、發(fā)生程度、分區(qū)預(yù)測（預(yù)測密度、速度、危害程度、發(fā)生區(qū)、可能損失等）;據(jù)預(yù)測對(duì)象分：糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、水果、蔬菜等。

2.2作物病蟲害發(fā)生發(fā)展的氣象條件分級(jí)

將對(duì)病蟲害發(fā)生發(fā)展的氣象條件按難易程度劃分為五個(gè)等級(jí)，氣象條件級(jí)別越高，病蟲害發(fā)生發(fā)展的可能性就越大：l級(jí)：為氣象條件極不宜于病蟲害的發(fā)生發(fā)展;2級(jí)：為氣象條件不宜于病蟲害的發(fā)生發(fā)展;3級(jí)：為氣象條件適宜于病蟲害的發(fā)生發(fā)展;4級(jí)：為氣象條件較適宜于病蟲害的發(fā)生發(fā)展;;5級(jí)：為氣象條件極適宜于病蟲害的發(fā)生發(fā)展。

2.3作物病蟲害發(fā)生發(fā)展的氣象條件預(yù)報(bào)方法

長期預(yù)報(bào)：一般通過病蟲害與大氣環(huán)流、副熱帶高壓、厄爾尼諾、海溫、冬季溫度、南方濤動(dòng)等大尺度因子的相關(guān)分析及耦合機(jī)制研究，進(jìn)行其流行前期的氣候背景分析。根據(jù)前兆的氣候背景指標(biāo)，構(gòu)建包括氣象指標(biāo)的作物病蟲害趨勢的氣象預(yù)報(bào)模式來進(jìn)行的長期趨勢預(yù)報(bào)。

中期預(yù)報(bào)：多用數(shù)理統(tǒng)計(jì)模式，預(yù)測作物病蟲害發(fā)生流行面積和發(fā)生流行程度，如最大墑譜、灰色拓?fù)?、海溫、環(huán)流指數(shù)等預(yù)測模式，還有指示植物法、有效積溫法、形態(tài)指標(biāo)法、相關(guān)性分析法等。

短期預(yù)報(bào)：通過作物病蟲害與氣象條件的相關(guān)性研究，分析整理溫度、降水、濕度、日照、風(fēng)等氣象要素資料，篩選影響作物病蟲害流行的關(guān)鍵期與關(guān)鍵氣候因子，找出當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)赜绊懽魑锊∠x害發(fā)生發(fā)展流行的主要因子，再找出與其它因子共同影響的定量關(guān)系，確定指標(biāo)，建立數(shù)學(xué)模式（模型），據(jù)此進(jìn)行短期預(yù)報(bào)，其中一些方法與中期預(yù)報(bào)方法相同，但預(yù)報(bào)因子的時(shí)效更貼近，更確切。

目前，病蟲害的氣象預(yù)測從以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的綜合分析法進(jìn)入到以多種統(tǒng)計(jì)分析方法并舉的階段，并向著數(shù)字模式化方向發(fā)展，同時(shí)還向著利用區(qū)域氣候模式的輸出結(jié)果，建立不同氣候區(qū)的病蟲害長期數(shù)值預(yù)報(bào)模式、包括明顯的氣候背景指示及藕合機(jī)制的長期統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)模式及其綜合集成預(yù)報(bào)方向發(fā)展。

3問題與思考

（1）無論用何種時(shí)效和何種方法對(duì)病蟲害的預(yù)測預(yù)報(bào)都須建立在長時(shí)間序列準(zhǔn)確及時(shí)的作物病蟲及其相關(guān)信息的觀測基礎(chǔ)上，即一份好的預(yù)報(bào)產(chǎn)品離不開準(zhǔn)確、客觀、大量的觀測資料。但不管是歷史病蟲害資料，還是病蟲害實(shí)況監(jiān)測資料都很難從自身獲取、獲全，氣象部門只有與農(nóng)業(yè)植保部門加強(qiáng)科研與業(yè)務(wù)合作，聯(lián)合開展作物病蟲害預(yù)報(bào)和氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)，服務(wù)才會(huì)收到事半功倍的效果。

（2）氣象部門發(fā)布的病蟲害發(fā)生發(fā)展的氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)與農(nóng)業(yè)植保部門發(fā)布的病蟲監(jiān)測預(yù)報(bào)不問，在時(shí)效上、具體數(shù)值上往往存在有明顯的差異。因?yàn)闅庀蟛块T發(fā)布的只是僅當(dāng)其它要素具備時(shí)，預(yù)報(bào)病蟲害可能發(fā)生發(fā)展流行的氣象條件等級(jí)。病蟲害能否發(fā)生發(fā)展，除受自身生物學(xué)特性、氣象條件影響外，還受作物品種、耕作栽培制度、種植結(jié)構(gòu)、施肥與灌溉水平、防治效果、蟲情基數(shù)、菌源情況等多種因素的影響和制約。

（3）氣象部門開展病蟲害監(jiān)測預(yù)測預(yù)報(bào)服務(wù)，重點(diǎn)應(yīng)是利用部門優(yōu)勢，采取地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)報(bào)、森林火險(xiǎn)氣象等級(jí)預(yù)報(bào)等類似辦法來開展作物病蟲害發(fā)生發(fā)展的氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)。由于對(duì)作物病蟲發(fā)生流行的氣候背景及其影響機(jī)制尚不十分清楚，模式預(yù)報(bào)因子的篩選受限，現(xiàn)有預(yù)報(bào)技術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性離實(shí)際生產(chǎn)的要求尚有較大距離。

（4）目前，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)營方式、和產(chǎn)品供求等都發(fā)生重大變化或調(diào)整，作物病蟲害的種群格局、空間格局、時(shí)間格局明顯變動(dòng)。加上每一種病害或蟲害與氣象條件的關(guān)系又有諸多的不同，病蟲害的發(fā)生發(fā)展與氣象條件的關(guān)系十分復(fù)雜，本文只從氣象條件的角度粗略地進(jìn)行了定性分析。

（5）加強(qiáng)作物病蟲害預(yù)測業(yè)務(wù)能力建設(shè)，研制作物主要病蟲害的氣候預(yù)報(bào)模型，建立作物病蟲害的氣候系統(tǒng)以及與農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害相結(jié)合的監(jiān)測、預(yù)測、預(yù)警業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

（6）以人為本，在充實(shí)完善現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)病蟲害服務(wù)模式的基礎(chǔ)上，逐步提升我縣農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)的質(zhì)量和效益，更加重視農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)和氣象為農(nóng)服務(wù);引進(jìn)人才，充實(shí)人才，培養(yǎng)和留住現(xiàn)有人才，努力提高農(nóng)氣預(yù)報(bào)人員的綜合素質(zhì);保持農(nóng)氣業(yè)務(wù)服務(wù)隊(duì)伍的相對(duì)穩(wěn)定，從而確保病蟲害氣象條件等級(jí)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的開展和服務(wù)應(yīng)有的效果（效益），有效推進(jìn)和提升基層臺(tái)站的氣象綜合服務(wù)能力。

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