导致苹果白粉病严重发生的关键气象因素分析

闫相如，张瑜，胡同乐，曹克强

(河北农业大学 植物保护学院，河北 保定 071000)



导致苹果白粉病严重发生的关键气象因素分析

闫相如，张瑜，胡同乐，曹克强

(河北农业大学 植物保护学院，河北 保定 071000)

2011—2016年，苹果白粉病在全国苹果主产区的发生呈现出明显的波动，突出表现在2014年和2015年，该病在多个苹果产区发生严重，尤其是2015年有18个试验站发生等级在4～5级。为明确其原因，调查了2011—2016年国家苹果产业技术体系25个综合试验站的气象资料，分析结果表明，自2011至2015年冬季最低温度有明显的升高趋势，有23个站点冬季最低温升高了2～8 ℃不等；2015年4月份各站平均降雨量显著偏多，达到51.3 mm，为6 a之最，各站平均降雨天数达到7.8 d，明显多于其他年份。综上所述，冬季最低温度升高、春季4月份降雨增多及降雨次数频繁是近年白粉病发生严重的主要原因，建议在防治上暖冬年份要特别注意冬季和春季的清园，以及春季降雨前后的及时用药。

苹果树；白粉病；气象原因；温度；降雨

苹果白粉病是一种世界性病害，不仅会导致花芽量减少、果实品质降低，还会严重削弱树势[1]，在我国各苹果产区均有发生，是苹果(MaluspumilaMill.)上的常见病害，尤以西北和西南地区发生普遍；在管理粗放的果园，感病品种的病梢率可达30%～50%，严重时可达80%以上[2]。2015年春夏季，苹果白粉病在我国多地苹果产区发生严重，辽宁、河北、山东、河南、陕西、山西、甘肃等地非常普遍，其中陕西蒲城11个苹果园的发病率高达100%[3]。

苹果白粉病病原物为白叉丝单囊壳(Podosphaeraleucotricha)，属于子囊菌门叉丝单囊壳属无性阶段(Oidiumfarinosum)为真菌粉孢属，病部布满白粉是此病的主要特征[2]。相对湿度高于70%，温度在10～25 ℃之间，病菌菌丝即可发生侵染。冬季温度低于-24 ℃，白粉病的菌丝将被冻死[4]，温度低于-28 ℃，携带白粉病菌的枝梢会被冻死[5]。苹果白粉病病菌以菌丝潜伏在冬芽鳞片内越冬。春季叶芽萌发时，越冬菌丝也随之开始活动，并陆续蔓延侵染新梢或新芽，产生分生孢子并借助气流传播侵染，其中4—6月气温较低，枝梢组织幼嫩，为白粉病发生盛期；7—8月受高温抑制，发病缓慢或停滞；在8月底到9月形成2次发病高峰期，9月以后逐渐衰退[6]。因此，白粉病的发生与气候密切相关。春暖湿度适宜的年份有利于病害前期流行[7]，而夏季多雨凉爽、秋季晴朗更有利于该病的大发生[8-9]。

白粉病的发生发展与当地的肥料、作物品种的抗性、地理环境、气象条件和栽培管理水平都有着密切的关系。其中，气象条件可以直接影响田间病菌的侵染时间、循环周期与分生孢子繁殖数量，是决定区域病害流行程度的关键因素，对病害始发期、终止期、流行速度及严重度都有显著影响[10-11]。因此，气象条件成为病害年际间波动的主要控制因子。于钊等多人对小麦白粉病的发生做过预测模型[12]。但对于苹果白粉病的发生尚未达到类似小麦白粉病研究的细致程度，也未建立系统的预测模型。为此，拟以苹果产业技术体系分布在全国苹果主产区的25个综合试验站所收集到的气象数据为样本，对2011年以来记载的气象资料和白粉病发病情况进行分析，旨在探查白粉病发生和气象因素之间的联系，为病害防治和预测提供依据。

1 材料与方法

研究以2011年至2016年冬春季所收集到的全国25个苹果主产区综合试验站的气象数据为基础，对冬季每日的最低温度以及春季3—5月份的日降雨量进行分析，病害发生情况以“全国苹果病虫害防控信息网”所反映的逐年白粉病发生情况为依据，通过对往年气象数据的对比，分析影响近年白粉病发病率上升及2015年白粉病大发生的原因。

1.1 苹果白粉病发生程度调查

每个试验站果园采取五点取样，每个点选1棵树作为当年调查树固定下来，编号1、2、3、4、5，每棵树随机选取100张叶片，调查病叶率及严重程度。由于目前没有建立专属于苹果白粉病发生程度的等级划分方法，苹果白粉病的发生程度采用李彤宵关于小麦白粉病的等级划分方法[13]。根据当地发病盛期的平均病情指数来确定，病情指数越高，发病越严重，病情指数分为 5 个等级:1级病情指数1～10,2级病情指数10～20,3级病情指数20～30,4级病情指数30～40,5级病情指数40～100。病情等级由病叶率、病叶平均严重度决定。

病叶率:发病叶片数占调查叶片总数的百分率即病叶率，用a表示。

严重度:指病叶上病斑菌丝层覆盖叶片面积占叶片总面积的百分率，用分级法表示，设1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%和100%等8个等级。调查时，直接记录叶片严重度百分率值。叶片未发病,记为“0”，虽然已发病，但严重度低于1%，按1%记。调查时，需目测估计发病叶片的严重度。调查后，需要记载病叶平均严重度，用b表示。

病叶平均严重度计算方法：将各严重度级别分别乘以各级病叶数再除以调查总叶数，再将各级对应结果求和。

病情指数：用以表示病害发生的平均水平，用c表示：

c=a×b×100。

根据等级划分标准，将病害病情指数换算为不同的发病等级，进行记录。

1.2 温度和降水对苹果白粉病发生的影响

以25个全国产业技术体系试验站历年记录的气象数据为依据，收集整理出25个苹果主产区综合试验站2011年至2016年冬春季温度、降雨等气象数据，分析影响近年白粉病发病率上升及2015年白粉病大流行的气象因素。

2 结果与分析

2.1 白粉病的发生程度

根据苹果病虫害防控信息网各试验站调查的数据，汇总整理出2011至2016年25个试验站苹果白粉病的发病情况，结果见表1。

表1 25个苹果综合试验站2011—2016年春季白粉病的发生等级Table 1 Disease grade of powdery mildew in the 25 experimental apple stations in spring of 2011-2016

从表1可以看出，从2011年至2012年,苹果白粉病在各个试验站的发生等级变化不大，仅有昌黎、白水、泰安、胶州、昭通5个试验站在0～2这3个发病等级间浮动变化，但发生程度均较轻。从2013年到2015年，苹果白粉病在银川、兴城、太谷、万荣、庄浪、天水、昌黎、顺平、灵寿、昌平、旬邑、洛川、白水、凤翔、西安、泰安、胶州、烟台、民权、三门峡、昭通、盐源这22个试验站中呈现明显的由轻度发生到严重发生的变化态势，尤其是2015年最为严重；有18个试验站发生等级达到4～5级，其中7个试验站为4级，11个试验站为5级。牡丹江、特克斯2个试验站，由于地处较为偏北的寒冷地区，历年来苹果白粉病很少发生，但在2015年也出现了轻度发生的情况，发生等级为1级。在2016年，25个试验站的苹果白粉病发生情况与2015年相比，又均有所减轻，发生等级在0～2级，表现为轻度发生。苹果白粉病的发生程度会受温度与降水2种气象因素的影响[1]。因此，对2011—2016年25个试验站的气象数据进行分析，研究2011—2016年苹果白粉病发生程度在全国25个试验站中所呈现的规律性变化与每年的气象因素的关系。

2.2 温度与降水对苹果白粉病发生的影响

2.2.1 冬季最低温的影响 越冬菌量以及春季适宜的萌发温度对白粉病的流行与发生至关重要。苹果白粉病病菌靠菌丝在冬芽鳞片中过冬，越冬菌丝在苹果春季萌发时产生分生孢子，孢子借气流传播侵入新梢，并在花后1 个月内集中侵害嫩芽、嫩叶和幼果[14]。William W. Turechek等人的研究表明，冬季温度低于-24 ℃，白粉病的菌丝将被冻死，温度低于-28 ℃，携带白粉病菌的枝梢会被冻死[4-5]。因此，上一年冬季的最低温度决定了当年越冬菌量的多少。黄河一带及其以北地区，冬季最低温多出现在1—2月份。表2列出了全国25个试验站2011—2016年冬季最低温度及其出现的月份。

表2 25个苹果综合试验站2011-2016年冬季最低温度(℃)及其出现时间
Table 2 Winter minimum temperature (℃) and the time of occurrence of 25 experimental apple stations in 2011-2016 ℃

注：“↑”表示冬季最低温呈上升趋势；“—”表示冬季最低温无明显上升趋势。

表2数据表明，在25个试验站中仅牡丹江、特克斯和兴城试验站最低温度可以达到-24 ℃，达到-28 ℃的仅有牡丹江试验站，其他地方冬季最低温均不足以冻死病菌菌丝和携带白粉菌的枝稍。因此，这些试验站每年都有一定数量的白粉病病菌顺利越冬。

通过对比可以看出，自2011至2015年，冬季最低温度有明显的升高趋势，在25个试验站中，仅西安和盐源2个试验站无明显变化，其他23个试验站冬季最低温度均升高了2～8 ℃不等。2011—2013年和2016年所有的最低温度均出现在1月份，只有2014年和2015年的部分站点最低温度出现在2月份，而且这2个年份冬季最低温与其他年份相比普遍较高。尤其是2015年，仅有牡丹江1个试验站达到-24 ℃的低温，而正是在2015年白粉病发生普遍严重。到2016年，冬季最低温度相比2015年大幅下降，2016年春季白粉病的发生也相对变轻。可以推测，2015年的白粉病发生严重与2015年冬季最低温度上升有很大关系。冬季极端低温升高，会导致该年越冬菌量基数增多，对病害大发生十分有利。此外，2014年的冬季极端低温也偏暖，当年的白粉病发生程度也呈现上升趋势，这也为2015年的病害流行做了前期的菌量积累。

2.2.2 春季温度的影响 当温度高于10 ℃时，白粉病菌可以发生侵染，在有一定菌量积累的基础上，病害发展过程中的气象因素也很重要。表3中列出了6 a中3—4月份日最高气温超过10 ℃的天数。

表3 25个苹果综合试验站2011-2016年3-4月份日最高温度大于10 ℃的天数Table 3 The number of days of maximum temperature greater than 10 ℃ in Marchand April with data from 25 experimental apple stations in 2011—2016

从表3中可以看出，除去2012年春季3—4月份日最高气温超过10 ℃的天数明显较少以外，其他年份相差不明显，3—4月日最高气温超过10 ℃天数的数量大部分都达到每月20 d以上，均有利于白粉病的侵染发生，而6 a来仅2015年白粉病发生最为严重，说明温度不是白粉病爆发的唯一决定条件。

2.2.3 降水条件的影响 表4至表6分别列出了全国25个苹果综合试验站3—5月份的降雨量和降雨天数。

通过表4可以看出，2015年3月份，25个试验站的平均降雨量达到10.0 mm，是2011年的近8倍、2014的近3倍、2013年和2016年的近2倍，有5个试验站出现了近5 a的最高值；2015年4月份，25个试验站的平均降雨量达到了51.3 mm，为6 a中最多，比降雨量次位的2012年多出11.7 mm,其中兴城、庄浪、昌黎、洛川、西安、泰安、胶州、民权和盐源9个试验站的降雨量均为6 a中的最大值；2015年5月份，25个试验站的平均降雨量为33.4 mm，在6 a降雨量中处于平均水平。

从表5可以看出，2015年4月份降雨天数也是6 a中最多，平均降雨天数达到7.8 d，相当于平均每个试验站每3.8 d就有1次降水；3月份与5月份的降雨天数分别为2.16 d和6.48 d，与其他年份相比处于平均水平。综上所述，2015年3月份、4月份的降雨量与其他年份相比偏多，降雨次数也较为频繁，而这段时间正是越冬的白粉病菌丝萌发并再侵染的阶段。各地多降雨的天气条件，为病害的发生发展提供了良好的环境条件。5月份降雨量与降雨天数与其他年份相比处于平均水平，但总体保持一定的降雨量，气候相对稳定，也有利于病害的后期发展。

表4 25个苹果综合试验站2011-2016年春季3-5月份降雨量

Table 4 Rainfall of 25 experimental apple stations in March, April and May from 2011 to 2016 mm

表5 25个苹果综合试验站2011-2016年春季3—5月份降雨天数

Table 5 The number of rainy days of 25 experimental apple stations in March, April and May from 2011 to 2016 d

3月份白粉病菌处于萌发侵染阶段，3月份的降雨有利于白粉病的发展，但是由于当时气温普遍偏低，对于白粉病流行所发挥的作用还不太明显。4月份天气转暖，为白粉病的快速发展阶段，4月份的降雨条件对于白粉病发生应该最为关键。2015年白粉病大发生。白粉病病害的流行需要一定持续湿润的环境来为病害的传播提供条件。为探究4月份降水时间分布特点及造成的气候与白粉病病菌侵染流行之间的关系，表6给出了2015年25个苹果试验站4月份的降雨日分布情况。

从表6中可以看出，各个地区的降雨时间大致接近，月初有1次大范围降雨，并且各自持续2～6 d不等。4月上旬有24个试验站出现降雨，其中有18个试验站降雨天数在3 d及以上，甚至有8个试验站降雨天数达5 d及以上；在4月中旬，也有较多次降雨，共有24个试验站出现了降雨，其中有16个试验站降雨天数达3 d；在4月下旬，仍有不少试验站有零散降雨，出现降雨的试验站有19个，降雨天数在2 d及以上的有12个。综上所述，多数试验站每周都有1～2次降雨，2015年4月份不仅降雨量在5 a中为最大，降雨次数也最多，而且1个月中降雨分布比较均匀，这使得4月份气候较为湿润，为白粉病的发生和发展创造了极为有利的条件。而接下来的5月份，有适中的降雨量，果园内具有一定的湿润度，气候保持稳定，对病害发展也是十分有利的。因此，频繁多雨的气候条件也是导致2015年白粉病大发生的因素之一。

表6 25个苹果综合试验站2015年4月份的日降雨量

Table 6 Daily rainfall of 25 experimental apple stations in April of 2015 mm

3 结论与讨论

通过对国家苹果产业体系25个综合试验站苹果白粉病发生等级与气象要素的系统分析，从病害流行学角度阐述了冬春季节温度、降水2种气象要素与苹果白粉病发病严重度之间的关系。2015年苹果白粉病发生严重，有18个试验站发生等级在4～5级，分析结果表明，2015年苹果白粉病大面积发生是气温与降水综合作用的结果。2015年的1—2月份冬季最低温度普遍偏高。数据显示，自2011至2015年，25个试验站的冬季最低温度除西安和盐源2个试验站外均升高了2～8 ℃不等，这有利于白粉病菌越冬；而到春季3—4月份尤其是4月份，各地试验站降雨量偏多，降水次数频繁，致使果园内整体气候比往年温暖湿润，更利于白粉病发生和扩散，从而导致白粉病的大发生。综上所述，认为冬季温度升高和春季降雨的增多是导致苹果白粉病严重发生的关键气象因素，也是导致2015年苹果白粉病发生严重的主要原因。

影响白粉病发生程度的气象因子较多，主要有光照、降水、气温、相对湿度和温雨系数(温雨系数为同期降水量与平均气温的比值)等[13]。对于光照、温雨系数等气相因素与苹果白粉病的发生之间的关系还有待进一步研究。于钊等多人对小麦白粉病的发生做过预测模型，但存在一定局限性。对于苹果白粉病的发生尚未达到类似小麦白粉病研究的细致程度，还需要后期继续研究探索建立完善的预测模型。

当然，各地的苹果试验站的白粉病发生与冬季温度升高和春季多雨并不是绝对的关系。如牡丹江、特克斯2个试验站，由于地理位置偏北，冬春季温度普遍偏低，生长期短，即使在降雨增多、苹果白粉病大发生的2015年，2个试验站也只是轻微发病；再如2012年3月份降雨量达11.1 mm，多于2015年的10.0 mm,而由于2012年冬季温度较低且春季3月份10 ℃以上天数较少，白粉病也没有严重发生。此外，人工管理也对病害有重要影响，冬季及时清园，春季及早观察预防，可有效减少苹果白粉病的发生。苹果白粉病病菌属于专性寄生菌，被感染的叶片初期只是表现灰白色病斑和叶片轻微上卷，需要仔细甄别方能发现。因此，在出现相似气候的时候，要提高警惕，在病害早期及时进行防控，尤其是在4月份花芽露红期，要加强化学药剂防控，以避免对生产造成大的影响。

[1]李随院, 高立强, 杨家荣,等. 渭北西部苹果白粉病发病特点研究初报[J]. 西北农业学报 ，2004(4):37-40.

[2]陈利锋, 徐敬友. 农业植物病理学[M].北京:中国农业出版社,2007(3):301-303.

[3]贺朋会. 蒲城苹果产区2015年白粉病严重发生的原因及防治措施[J]. 山西果树, 2015(6):55-56.

[4]Turechek, W. W., J. E. Carroll, D. A. Rosenberger. Powdery mildew of apple[J/OL]. Tree Fruit Factsheet, Cornell University, 2004.[2017-03-27]. https://ecommons.cornell.edu/handle/1813/43120.

[5]Ellis M A. Apple powdery mildew[J/OL].[2016-04-15]. http://ohioline.osu.edu/factsheet/plpath-fru-21.

[6]郑生岳. 苹果白粉病在陕西洛川县发生情况与药剂防治技术初探[J]. 农业科技与信息,2010(7):23-24.

[7]都贝贝, 陈秀孔, 杜小丽,等. 苹果白粉病的抗性评价[J]. 中国农学通报,2011, 27(31): 256-259.

[8]刘振中, 王雷存, 高华,等. 苹果白粉病抗性研究[J]. 西北林学院学报，2012,27(4):177-180.

[9]程飞. 渭北旱塬苹果白粉病的发生因素及防治措施[J]. 中国园艺文摘，2011(9):186-187.

[10]李彤霄. 我国小麦白粉病预报方法研究进展[J]. 气象与环境科学.2013,36(3):44-48.

[11]钱拴, 霍治国, 叶彩玲. 我国小麦白粉病发生流行的长期气象预测研究[J]. 自然灾害学报, 2005,14(4):56-63.

[12]于钊, 杨玉红. 创建BP 神经网络模型利用计算机技术预测小麦白粉病流行程度[J]. 江西植保,2010, 33(4):163-166.

[13]李彤霄. 河南省小麦白粉病综合发生等级预测技术研究[J]. 河南农业科学, 2015(9):54-57，76.

[14]段淋渊,周 军,王大玮,徐世宏,等. 苹果白粉病危害防治及抗性资源研究进展[J]. 西南林业大学学报,2015,35(5):104-109.

(编辑 潘秀华)

Analysis on key climate factors causing serious occurrence of powdery mildew on apple

YAN Xiangru, ZHANG Yu, HU Tongle, CAO Keqiang

(CollegeofPlantProtection,HebeiAgriculturalUniversity,Baoding071000,China)

From 2011 to 2016, the occurrence of apple powdery mildew in the main apple producing areas of our country showed significant fluctuations with serious occurrence in 2014 and 2015 in many apple producing areas, especidly in 2015, it occured at grade 4～5 in 18 experimental stations. The climate data of 25 experimental apple stations from 2011 to 2016 were investigated in order to explore the reason. The results showed that there was a significant increase in winter minimum temperature from 2011 to 2015, and the temperature of the 23 stations increased by 2 to 8 degrees. In April of 2015, the average rainfall reached 51.3 mm, which was the highest in the past 6 years. The average rainfall days of each station reached 7.8 days, significantly more than that of other years. In conclusion, the rise of winter minimum temperature and increasing rainfall in spring especially in April are the main climatic reasons for the serious occurrence of powdery mildew on apple. Therefore, it is suggested to clean the orchard during winter and spring, and spray insecticide before and after rainfall during spring, especially in warm winter years.

apple tree; powdery mildew; climate factors; temperature; rainfall

2017-02-20；

2017-04-01

国家重点研发计划“苹果化肥农药减施增效技术集成研究与示范”(2016YFD0201126)。

闫相如(1992-)，女，河北石家庄人，在读硕士研究生，研究方向：植物病理学。

曹克强(1963-)，男，河北容城人，博士，教授，主要从事植物病害流行与综合防治研究。

1007 - 4961(2017)02 - 0155 - 09

10.13320/j.cnki.hjfor.2017.0029

S 661.1

A