閔凡祥，郭梅，高云飛，呂典秋，王曉丹，胡林雙，楊帥

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院脫毒苗木研究所，黑龍江哈爾濱150086）

NegFry馬鈴薯晚疫病預(yù)測預(yù)報模型的評價

閔凡祥，郭梅*，高云飛，呂典秋，王曉丹，胡林雙，楊帥

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院脫毒苗木研究所，黑龍江哈爾濱150086）

本研究主要應(yīng)用丹麥NegFry馬鈴薯晚疫病預(yù)測預(yù)報模型，以不噴藥和每7 d噴藥作對照，采用感病品種‘Favorita’和中抗品種‘克新18’進(jìn)行田間試驗，對馬鈴薯晚疫病進(jìn)行預(yù)測和防治。感病品種不噴藥處理（CK1）、感病品種每7 d施藥處理（FW）、感病品種測報處理（FN）、中抗品種不噴藥處理（CK2）、中抗品種每7 d施藥處理（KW）和中抗品種測報處理（KN）的AUDPC值分別為12.73、0.12、0.17、0.12、0.074和0.034，通過鄧肯多重極差法（LSR法）進(jìn)行比較，CK1與FW，F(xiàn)N，CK2，KW，KN 5個處理差異顯著，其余各處理之間差異不顯著。說明采用測報處理，每7 d施藥處理和采用抗病品種能夠達(dá)到同等防治效果。對于感病品種，測報處理與每7 d施藥處理相比減少殺菌劑使用次數(shù)2次，每667 m2降低成本70元，與每7 d施藥處理相比每667 m2增收27元。對于抗病品種，測報處理與每7 d施藥處理相比減少殺菌劑使用次數(shù)5次，每667 m2降低成本160元，與每7 d施藥處理相比每667 m2增收213元。所以，通過丹麥NegFry預(yù)測預(yù)報模型，可以準(zhǔn)確得出施藥時間，既降低生產(chǎn)成本，又有效防控馬鈴薯晚疫病，同時又提高馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量。

馬鈴薯晚疫??；預(yù)測預(yù)報；NegFry軟件

由致病疫霉Phytophthora infestans(Mont.)de Bary引起的晚疫病是目前危害馬鈴薯生產(chǎn)最嚴(yán)重的病害[1]，其具有高速流行性，防治比較困難，每年因此病的發(fā)生導(dǎo)致全世界經(jīng)濟(jì)損失約170億美元，我國經(jīng)濟(jì)損失約10億美元[2]。一直以來，化學(xué)防治是控制馬鈴薯晚疫病最有效和最簡單的方法。但是，在病害防治過程中，一直都存在著用藥不及時和濫用農(nóng)藥等問題[3]，一旦用藥不及時很難有效控制病害發(fā)生和流行，而且濫用農(nóng)藥使有毒化學(xué)物質(zhì)在植物體內(nèi)、水及土壤中殘留，一部分有害物質(zhì)便通過物質(zhì)循環(huán)進(jìn)入農(nóng)作物及人畜體內(nèi)，嚴(yán)重污染農(nóng)產(chǎn)品和環(huán)境，對人體健康造成危害，從而容易引發(fā)各種疾病[4]。因此，世界各國都在探索晚疫病的預(yù)測預(yù)報方法，以保證及時用藥和杜絕濫用農(nóng)藥。目前國際上已經(jīng)使用的晚疫病預(yù)測預(yù)報模型有17個[5]，且各具優(yōu)缺點，然而，我國目前還沒有一套成型的晚疫病預(yù)測預(yù)報模型在生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用。因此，本研究首先采用自動氣象站進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)收集、整理和輸出；然后，應(yīng)用丹麥NegFry預(yù)測預(yù)報模型，預(yù)測噴藥時間；再后，通過田間小區(qū)試驗，比較病害防治效果，以期建立適合本地區(qū)馬鈴薯晚疫病預(yù)警系統(tǒng)；最終指導(dǎo)農(nóng)民施藥，達(dá)到應(yīng)用的效果。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗品種及藥劑：田間試驗采用感病品種為‘Favorita’和中抗病品種‘克新18’。采用藥劑為72%代森錳鋅+霜脲氰、54%甲霜靈+代森錳鋅、68.75%氟吡菌胺+霜霉威+HCl、25%雙炔酰菌胺、50%氟啶胺和75%代森錳鋅（表1）。

表1 殺菌劑特點、用量和生產(chǎn)廠家Table 1 Fungicide characteristics,dosage and manufacturer

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗地點及小區(qū)設(shè)置

2011年，田間試驗地點位于哈爾濱市呼蘭區(qū)慶平村，該地點每年均有晚疫病發(fā)生，播種時間為4月20日，株距為25 cm，行距為68 cm。試驗設(shè)置2個空白對照，2個處理，見表2。每個處理4次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，每個小區(qū)面積20m2，四周設(shè)保護(hù)行。

1.2.2 施藥方法

采用背負(fù)式手動噴霧器進(jìn)行莖葉均勻噴霧，直至輕微滴水，藥液使用量見表1。每種藥劑交替使用，不得超過2次，避免產(chǎn)生抗藥性。

1.2.3 氣象數(shù)據(jù)的收集方法

試驗采用美國DAVIS公司生產(chǎn)的Vantage Pro2自動氣象測量儀，主要測量溫濕度、降雨和風(fēng)向，儀器以太陽能板為動力，它的擴(kuò)頻跳頻無線電技術(shù)，無線傳輸高達(dá)300 m，氣象信息每2.5 s更新。通過GPRS進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，采用Weather-link軟件，下載數(shù)據(jù)，可以實時接收下載數(shù)據(jù)。本試驗在田間出苗80%后，開始接收數(shù)據(jù)。

表2 不同處理對應(yīng)名稱Table 2 Names of different treatment

1.2.4 施藥時間確定

NegFry是1992～1996年由丹麥農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所研制的馬鈴薯晚疫病化學(xué)防治決策支持系統(tǒng)。該模型基于氣象數(shù)據(jù)（降雨、相對濕度和溫度）和晚疫病菌的侵染規(guī)律而進(jìn)行監(jiān)測模型。采用自動氣象站收集每小時氣象數(shù)據(jù)。利用Ullrich和Schordter研發(fā)的“負(fù)值分析”模型[6]，計算出每日風(fēng)險值和累加風(fēng)險值，當(dāng)積累的風(fēng)險值大于130和日風(fēng)險值大于7時，確定第1次噴藥時間。然后，根據(jù)Fry原理和模型，計算每天病情指數(shù)，進(jìn)行累加。根據(jù)不同品種抗性，如果感病品種累加病情指數(shù)＞40，中感品種累加病情指數(shù)＞45，中抗品種累加病情指數(shù)＞50時，就需要進(jìn)行第2次噴藥。之后，累加降雨量和病情指數(shù)歸0，重新開始計算，確定下一次施藥時間。

1.2.5 田間病害調(diào)查方法

每次噴施藥劑前，進(jìn)行調(diào)查，發(fā)病后每周調(diào)查2次，每個小區(qū)調(diào)查25～30株，采用James[7]調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)查發(fā)病百分率。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理方法

將馬鈴薯葉片發(fā)病情況詳細(xì)記錄,利用病害發(fā)展病程曲線下面積（Area under disease progress curve, AUDPC）來描述,這一參數(shù)能夠有效描述病情發(fā)展累積情況。發(fā)病越嚴(yán)重,AUDPC值越大，防治效果越差，反之，則效果顯著。對不同處理AUDPC值進(jìn)行顯著性分析。AUDPC計算公式[8]：

其中，n=總調(diào)查次數(shù)，Xi=第i次調(diào)查的嚴(yán)重度，Ti為第i次調(diào)查的時間。

1.2.7 不同處理產(chǎn)量分析及塊莖晚疫病發(fā)病情況調(diào)查

每個小區(qū)調(diào)查2壟，每壟5 m，調(diào)查株數(shù)、產(chǎn)量、大中小薯比例（小薯＜50 g，50 g≤中薯＜120 g，大薯≥120 g）和晚疫病爛薯數(shù)量，計算單株產(chǎn)量及667 m2產(chǎn)量，晚疫病病薯率。

2 結(jié)果與分析

2.1 施藥時間確定

本試驗馬鈴薯種植時間為4月20日，通過田間調(diào)查，6月3日田間出苗率達(dá)到80%以上，所以本試驗從6月3日開始收集氣象數(shù)據(jù)，通過計算每天風(fēng)險值，進(jìn)行累加，7月2日累積的風(fēng)險值大于130和日風(fēng)險值大于7時，因此首次施藥時間為7月2日（圖1）。計算每天病情指數(shù)，進(jìn)行累加，感病品種大于40時，需要下一次噴藥，然后病情指數(shù)歸0，重新計算累加病情指數(shù)，依次類推，感病品種需要噴施藥劑7次，分別為7月2日，7月10日，7月19日，7月30日，8月5日，8月14日和8月20日（圖2），噴施藥劑依次為瑞凡、克露、瑞凡、克露、金雷、銀法利和福帥得；中抗病品種需要噴施藥劑4次，分別為7月2日，7月10日，8月4日和8月20日（圖3），噴施藥劑分別為瑞凡、克露、瑞凡、金雷。對照為不噴藥和每7 d噴1次藥，而如果每7 d噴1次藥，首次噴藥時間為7月2日，需要噴施9次藥劑，依次為克露、瑞凡、代森錳鋅、克露、瑞凡、金雷、銀法利、福帥得和科佳。

圖1 負(fù)值分析模型確定首次施藥日期Figure 1 Negative prognosis model to determine the first spraying date

圖2 感病品種噴藥次數(shù)的確定Figure 2 Determination of spraying number on susceptible variety

圖3 中抗品種施藥次數(shù)的確定Figure 3 Determination of spraying number on moderately resistant variety

2.2 防治效果

通過田間病害調(diào)查，結(jié)果顯示：CK1首先發(fā)病，發(fā)病日期為7月18日，僅有3～5片葉片發(fā)病，其它處理均未發(fā)病。采用NegFry測報模型施藥和每7 d施藥處理首次發(fā)病時間為8月6日，向后推遲病害發(fā)生時間19 d。到生育期結(jié)束，NegFry測報模型施藥和每7 d施藥處理病害發(fā)病百分率僅為10%和5%，而對照CK1到8月16日就已經(jīng)全部死亡（圖4）。CK2首次發(fā)病時間為8月2日，比CK1晚發(fā)生15 d，至生育期結(jié)束，不噴藥發(fā)病率僅為4%，NegFry測報模型施藥和每7 d施藥處理發(fā)病百分率僅為2%和1%（圖5）。圖6顯示不同處理的AUDPC值，CK1、FN、FW、CK2、KW和KN分別為12.73、0.17、0.12、0.12、0.074和0.034，通過鄧肯多重極差法（LSR法）進(jìn)行方差顯著性分析，采用測報模型噴施和每7 d噴施藥處理的AUDPC值與CK1處理比較達(dá)極顯著水平，其它處理間比較并不顯著。說明采用測報模型防治晚疫病效果與采用抗病品種和每7 d噴試藥劑達(dá)到同等效果。

圖4 感病品種不同處理的病害發(fā)展曲線Figure 4 Disease development curve of different treatments on susceptible variety

圖5 中抗品種不同處理的病害發(fā)展曲線Figure 5 Disease development curve of different treatments on moderately resistant variety

圖6 不同抗性品種之間AUDPC值Figure 6 AUDPC values between susceptible variety and moderately resistant variety

2.3 不同處理對產(chǎn)量的影響

不同處理產(chǎn)量各不相同，產(chǎn)量最高是FW，然后是FN、KN、KW、CK2和CK1，采用鄧肯多重極差法（LSR法）進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果表明：FW和FN與對照CK1差異顯著，其中FW增產(chǎn)最高達(dá)30.52%，F(xiàn)N增產(chǎn)29.30%。KN、KW和CK2的產(chǎn)量相比沒有顯著差異（表3）。晚疫病爛薯率調(diào)查結(jié)果顯示，爛薯率最高是CK2，達(dá)到2.40%，其次為CK1，為2.22%，依次為KW、KN、FW和FN（表3），‘克新18’爛薯率略高于‘Favorita’，可見，‘克新18’塊莖對晚疫病比較感病的，易受到晚疫病菌侵染。

對不同處理進(jìn)行大中小薯率進(jìn)行調(diào)查，由圖7顯示：病害防治效果越好，對應(yīng)小薯率就越低，大中薯率就越高，感病品種小薯率最低是FW，為4.74%，其次為FN，為5.60%。對照CK1為8.65%。在中抗品種中小薯率最低的是KN，為11.06%，其次為KW，對照CK2小薯率為20.16%。與對照相比，感病品種采用測報模型降低小薯3.05個百分點，中抗品種降低9.1個百分點，直接提高馬鈴薯商品薯率。同時，試驗結(jié)果表明：不同品種之間小薯率差別非常明顯，‘克新18’小薯率明顯高于‘Favorita’。

表3 不同處理產(chǎn)量和爛薯率測定Table 3 Determination of yield and rot rate of potato tuber in various treatments

圖7 不同處理的大中小薯率（%）Figure 7 Percentage of large,medium and small sized potato tubers in various treatments

2.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

對不同處理的馬鈴薯晚疫病進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評價（表4）。感病品種：采用測報模型增產(chǎn)值為852元，人工費用除外，扣除用藥成本150元，新增純收入702元；每7 d噴藥處理增產(chǎn)值為895元，扣除用藥成本220元，新增純收入675元。由此得出，采用測報模型每667 m2比不噴藥增收702元，比每7 d噴藥處理增收27元，節(jié)約用藥成本70元。中抗品種：采用測報模型增產(chǎn)值為326元，扣除用藥成本60元，新增純收入266元；每7 d噴藥處理增產(chǎn)值為273元，扣除用藥成本220元，新增純收入53元。由此得出，采用測報模型每667 m2比不噴藥增收266元，比每7 d噴藥處理增收213元，節(jié)約用藥成本160元。根據(jù)中抗品種和感病品種不噴藥處理結(jié)果比較得出，不噴藥中抗品種每667 m2產(chǎn)值為2 492.71元，不噴藥感病品種每667 m2產(chǎn)值為2 247.98元，中抗品種比感病品種增收10.88%。表明采用抗病品種可以顯著增收，如果種植感病品種，采用測報模型即可產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益，又可以降低農(nóng)藥使用量，達(dá)到增產(chǎn)增收目的。

表4 不同處理的經(jīng)濟(jì)效益評價(元/667 m2)Table 4 Economic evaluation of various treatments for control of potato late blight(Yuan//667 m2)

3 討論

我國在馬鈴薯晚疫病預(yù)測預(yù)報研究和應(yīng)用方面報道并不多，而且應(yīng)用普及更少。2003年，孫茂林等[9]應(yīng)用CASTOR軟件建立馬鈴薯晚疫病預(yù)警系統(tǒng)研究，僅僅應(yīng)用其中3個模型，就取得了一定預(yù)測預(yù)報效果。2008年，劉浩等[10]采用比利時CARAH模型進(jìn)行應(yīng)用，CARAH模型對晚疫病適合發(fā)病時期預(yù)測比較準(zhǔn)確，但對于何時進(jìn)行首次噴藥，并不明確。最近幾年，由于晚疫病發(fā)生越來越嚴(yán)重，對馬鈴薯晚疫病預(yù)測預(yù)報，也越來越重視，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)出China-blight系統(tǒng)，但受氣象數(shù)據(jù)采集等因素影響，普及還需要很長時間[11]。我國采用丹麥NegFry模型，對晚疫病預(yù)測預(yù)報進(jìn)行應(yīng)用，但至今還沒有報道。該模型1993年由丹麥農(nóng)業(yè)科學(xué)院研制，并在歐洲廣泛使用，據(jù)統(tǒng)計與常規(guī)防治方法相比較可減少殺菌劑使用量40%～50%[12]。

通過本試驗研究，利用丹麥NegFry模型進(jìn)行晚疫病預(yù)測預(yù)報，及時噴施藥劑，可有效控制馬鈴薯晚疫病發(fā)生與流行，通過田間試驗比較顯示，采用測報模型防治效果與每7 d噴施藥劑防治可達(dá)到同等作用效果，而且，與中抗品種防治效果也無顯著差異。并且，利用測報模型可降低殺菌劑使用次數(shù)，降低成本，提高產(chǎn)量，減少化學(xué)藥劑對環(huán)境帶來的壓力。試驗同時表明，中抗品種不同處理之間區(qū)別并不顯著，因此，對于中抗品種施藥時間和次數(shù)需要進(jìn)一步研究和測定。因此，對于感病品種，可以使用本測報模型進(jìn)行晚疫病預(yù)測預(yù)報，應(yīng)用于馬鈴薯生產(chǎn)。

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Evaluation for NegFry Potato Late Blight Forecasting Model

MIN Fanxiang,GUO Mei＊,GAO Yunfei,LU Dianqiu,WANG Xiaodan,HU Linshuang,YANG Shuai
(Virus-free Seedling Research Institute,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin,Heilongjiang 150086,China)

The potato late blightforecasting modelis an efficienttoolto dealwith this problem.The purpose ofthis study was to apply NegFry forecasting model for the control of late blight in Heilongjiang Province,with no application and application of fungicides weekly as controls and using susceptible variety'Favorita'and moderately resistant variety'Kexin 18'as tested plant materials.Area under Disease Progress Curve(AUDPC)of CK1(susceptible variety with no fungicide application),FW (susceptible variety with fungicide application weekly),FN(susceptible variety with fungicide application based on Negfry model),CK2(resistant variety with no fungicide application),KW(resistant variety with fungicide application weekly),and KN (resistantvariety with fungicide application based on Negfry model),were 12.73,0.12,0.17,0.12,0.074 and 0.034,respectively. Significantdifference was found between CK1 and FW,FN,CK2,KW,and KN for AUDPC as tested by using DMRT,but forthe five treatments no significantdifference was detected,suggesting thatfungicide application based on Negfry model,application weekly,and using resistant variety all could reach the same effect for late blight control.For the susceptible variety,fungicide application based on Negfry model was reduced by two times,application cost reduced by 70 Yuan/667 m2,and benefit increased by 27 Yuan/667 m2compared with application weekly.Forthe resistantvariety,fungicide application based on Negfry model was reduced by 5 times,application cost reduced by 160 Yuan/667 m2,and benefit increased by 213 Yuan/667 m2compared with application weekly.Therefore,by using Negfry model fungicide application time could be predicted,and the production costreduced,butlate blightcontrolled,and potato yield and quality improved accordingly.

Phytophthora infestans;forecast;NegFry software

S532

A

1672-3635（2013）02-0087-06

2012-03-19

科技部國際科技合作計劃項目（2010DFA32810）；科技部“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計劃研究課題（2012BAD06B02）；哈爾濱市科技攻關(guān)計劃項目（2010AA6CN071）。

閔凡祥（1980-），男，碩士，助理研究員，主要從事馬鈴薯真菌病害研究。

郭梅，研究員，主要從事馬鈴薯真菌病害研究，E-mail：guo_plum@yahoo.com。