清江流域烟区烟草青枯病流行时间动态及气象因素分析

黎妍妍，王林，孙光伟，李锡宏，彭五星，王昌军

1 湖北省烟草科学研究院，武汉 430030；

2 华中农业大学植物科技学院，湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室，武汉 430070；

3 湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430040；

4 恩施州烟草公司宣恩县烟叶分公司，恩施 445500

清江流域烟区烟草青枯病流行时间动态及气象因素分析

黎妍妍1,2，王林3，孙光伟1，李锡宏1，彭五星4，王昌军1

1 湖北省烟草科学研究院，武汉 430030；

2 华中农业大学植物科技学院，湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室，武汉 430070；

3 湖北中烟工业有限责任公司，武汉 430040；

4 恩施州烟草公司宣恩县烟叶分公司，恩施 445500

为更好地进行清江流域烟区烟草青枯病的预测预报和合理防控，本研究通过定点系统调查和统计分析，确定了清江流域烟区烟草青枯病发生危害、流行动态规律及主要流行气象因子，并提出了药剂防治时期。结果表明：（1）一元三次模型能较好地描述烟草青枯病的流行动态规律，可根据该模型进行病害发生的预测。（2）该区域烟草青枯病整体呈现前期平缓、流行迅速、后期急剧的特点，病程阶段可划分为病害首发期（移栽后45～67 d）、迅速蔓延期（移栽后67～97 d）和全面爆发期（移栽后97 d～采收结束）。（3）烟草青枯病药剂预防期和防治关键期：预防期为烟叶移栽45 d（6月10日）之前且均温未达18.82℃之前；防治关键期为烟叶移栽67 d（7月1日）之前且均温未达22.00℃之前。结合病程阶段和气温两方面提出的药剂防治时期更有利于烟草青枯病的有效防控。

清江流域；青枯病；流行时间动态；气象条件

由青枯劳尔氏菌（Ralstonia solanacearum）引起的植物细菌性青枯病是最具毁灭性的土传病害之一，它被认为是第二大最重要的细菌性病原菌[1]。该病原菌对许多经济作物如马铃薯、烟草、番茄、茄子、香蕉、花生等都造成严重的经济损失[2]。烟草（Nicotiana tabacum）青枯病在具有潮湿的热带暖温带气候条件的许多烟草种植国家均有发生[3]。据报道，青枯病可造成烟草产量损失10～30%[4]；随着全球气候条件的改变，我国烟草青枯病的危害范围已由南向北扩展，目前我国西南烟区、东南烟区、长江中上游烟区、黄淮烟区等14个省份均已出现青枯菌危害的报道[5]，烟草青枯病对我国烟叶生产造成了巨大的威胁。

病害流行的定量研究是制订病害预测预报方法和病害可持续控制策略的基础[6]。然而，由于对烟草青枯病发生的预见性不够，对田间流行动态缺乏系统的分析，往往错失防治关键时期，继而引起青枯病的流行爆发。在影响烟草青枯病发生、流行与危害程度的诸多因素[7]（菌系分化特性、烟草品种、气候和土壤等生态环境条件、栽培管理措施）中，气象因子对烟草青枯病的流行影响最大[8]。清江流域烟区位于湖北省恩施州，以往报道[9-11]已进行了该区域烟草青枯菌遗传进化、致病型等菌系分化特性方面的研究，为青枯病防控工作的开展及抗病品种选育提供了理论基础，然而关于该区域烟草青枯病流行动态及其与气象因素的关系分析鲜有报道。本研究以期通过对清江流域代表性烟区烟草青枯病进行系统调查和数据分析，明确烟草青枯病流行时间动态与关键气象影响因子，为该病害的预测预报和合理防控奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 病情调查地点

2013—2016年在湖北省恩施州宣恩县椒园乡凉风村设置烟草青枯病系统调查点，调查田块土壤类型为黄棕壤，土壤肥力中等，海拔约900 m，连年种植烟草、常年发病。田间种植烟草品种为当地主栽品种云烟87，调查田块烟草移栽日期为4月25日前后，整个烟草生育期内不施用防治烟草病害的农药。

1.2 病情调查方法及分级标准

每年采用双行平行跳跃法定点定株调查约200株烟株，详细记录发病时期，之后每10 d左右按照国家标准《GB/T23222-2008 烟草病虫害分级及调查方法》以株为单位分级调查，直到移栽后120 d（烟叶采收结束）左右。分级标准如下：0级：全株无病；1级：茎部偶有褪绿斑，或病侧1/2以下叶片凋萎；3级：茎部有黑色条斑，但不超过茎高1/2，或病侧1/2至2/3叶片调萎；5级：茎基部黑色条斑超过茎高1/2，但未到达茎顶部，或病侧2/3以上叶片调萎；7级：茎部黑色条斑到达茎顶部，或病株叶片全部调萎；9级：病株基本枯死。

1.3 气象资料收集

在系统调查烟草青枯病流行动态的同时，于调查点安置Watchdog小型自动气象站，记载2013—2016年间烟叶移栽至采收结束时每日的气温、日照时数、降雨量等气象数据。

1.4 数据处理与统计分析

1.4.1 病情指数及相关指标计算

依据调查数据计算病情指数（DI）、相邻两调查期内病情指数平均日增长量（DI平）。

其中，各级代表值为“1.2病情调查方法及分级标准”中青枯病各级别的代表数值，最高级代表值为9；DIi为第i次调查所得的病情指数值，ti为第i次调查时移栽后的天数。以DI平值首次大于0.1和0.5为节点划分烟草青枯病流行阶段。

1.4.2 病害流行时间动态模拟

分别以每次调查时的烟草青枯病病情指数（DI）、相邻两个调查期内病情指数平均日增长量（DI平）和移栽后天数（D）为因变量和自变量，采用一元多次模型、Logistic模型和Exponential模型对清江流域烟区烟草青枯病发生情况进行流行时间动态模拟。

1.4.3 病情动态与气象条件的关系分析

分别统计青枯病首发期前10 d均温（x1）及烟叶移栽至病害首发时、病害首发期内、病害迅速蔓延期内、病害全面爆发期内均温、总降雨量、总日照时数（x2～x13）。通过SPSS软件进行青枯病首发期的病情指数（y1）及该期内病情指数平均日增长量（y2）、迅速蔓延期的病情指数（y3）及该期内病情指数平均日增长量（y4）、全面爆发期的病情指数即烟叶采收结束时的病情指数（y5）及该期内病情指数平均日增长量（y6）与该期及前一期气象因子（x1～x13）的逐步回归分析。

2 结果与分析

2.1 烟草青枯病发生程度及流行规律

2.1.1 烟草青枯病发生程度分析

连续4年定点对清江流域烟区烟草青枯病发生情况进行跟踪调查，结果见表1。从移栽后45 d开始发病到移栽后118 d烟叶采收结束，共调查了8次。除个别年份（2014年度）发病期推迟至移栽后67 d时，其余年份均是烟草移栽后45 d左右首见青枯病发生，首发时病情指数为0.11～0.22；烟叶采收完成时（移栽后118 d），烟草青枯病病情指数为33.25～45.34，以2013年度危害程度最高。

表1 清江流域烟区烟草青枯病病情指数Tab.1 The disease index of tobacco bacterial wilt in Qingjiang River Basin during 2013-2016

2.1.2 烟草青枯病流行时间动态模型研究

分别以每次调查时的烟草青枯病病情指数（DI）和移栽后天数（D）为因变量和自变量，进行了2013—2016年间病害流行时间动态模拟（表2）。烟草青枯病发生情况整体呈现前期平缓、流行迅速、后期急剧的特点。所采用的一元多次模型、Logistic模型、Exponential模型对不同年份的数据均能很好的模拟，P值均小于0.01。其中采用一元多次模型所得的相关系数均大于0.99，高于其它两个模型，表明一元多次模型是模拟清江流域烟区烟草青枯病时间流行动态的最佳模型。2013-2016年各调查期平均病情指数（DI）随时间（移栽后天数D）的变化动态可用一个多项式拟合（P＜0.001）：DI=8E-05D3-0.009D2+0.333D-3.534（r=0.998**）图1。

表2 烟草青枯病流行时间动态模型及其检验Tab.2 The epidemic dynamics models and tests for tobacco bacterial wilt

图1 烟草青枯病病情指数随时间的变化动态及最佳拟合模型Fig 1 The dynamics and the best fit model of disease index caused by tobacco bacterial wilt with time after transplanting

2.1.3 烟草青枯病病情指数增长情况分析

对相邻两个调查期内病情指数平均日增长量（DI平）进行了分析，结果见图2。以DI平为因变量、移栽后天数（D）为自变量所构建的一元多次模型、Logistic模型、Exponential模型分别为DI平=1E-05D3+0.002D2-0.225D+5.930（r=0.971**）、DI平=1.4/(1+2992.588e-0.0825D)（r=0.970**）、DI平=0.003e-0.052D)（r=0.967**），因此相邻两个调查期内病情指数平均日增长量随移栽后天数更符合一元三次增长趋势。

自移栽后67 d起，DI平大于0.10；自移栽后97 d起，DI平大于0.50；自移栽后108 d起，DI平大于1.00。依据DI平值，可将清江流域烟区烟草青枯病发生阶段划分为3个时期（图3）。移栽后45～67 d，田间有零星病害发生，平均病情指数由0.12增长到2.43，平均增长量为0.10/d，增长较为缓慢，为青枯病首发期。移栽后67～97 d病害迅速蔓延，病情指数由2.43增长到14.12，平均增长量为0.39/d，为青枯病迅速蔓延期；移栽后97～118 d病害全面爆发，病情指数由14.12增长到38.30，平均增长量为1.15/d，为青枯病全面爆发期。

图2 烟草青枯病病情指数平均日增长量随时间的变化动态及最佳拟合模型Fig 2 The dynamics and the best fit model of the daily average growth of the disease index caused by tobacco bacterial wilt with time after transplanting

图3 烟草青枯病流行各阶段内病情指数日增长量Fig 3 The daily average growth of the disease index during the three periods

2.2 烟草青枯病流行动态与气象条件的关系分析

青枯病首发期前10 d均温（x1）及烟叶移栽至病害首发时、病害首发期内、病害迅速蔓延期内、病害全面爆发期内均温、总降雨量、总日照时数（x2～x13）等气象数据统计见表3。

表3 烟草大田期气象条件Tab.3 The climatic conditions after transplanting

青枯病流行各阶段病情指数（y1、y3、y5）、各阶段内病情指数平均日增长量（y2、y4、y6）与该期及前一期气象资料进行的逐步回归分析（表4）表明，病害全面爆发期内均温（x12）是影响烟草青枯病病情指数（y5）的主要因子，即病害流行中最后一个阶段的气温决定青枯病的整体危害程度。

田间初现青枯病前10 d均温（x1）、病害首发期内总日照时数（x7）是影响病害首发期病情指数（y1）及此阶段病情指数平均日增长量（y2）的主要因子。病害首发期内总日照时数（x7）、病害迅速蔓延期内总降雨量（x8）是影响病害迅速蔓延期病情指数（y3）及此阶段病情指数平均日增长量（y4）的主要因子。可以看出，烟草青枯病流行阶段中前一阶段的气象条件对后一阶段的病情发展具有明显作用。

根据烟草青枯病流行阶段划分依据和各逐步回归方程，将y4的最上限取0.5、y2的最上限取0.1，计算得x7为117.75 h、x1为18.82 ℃。根据y1、y2的回归方程可知，x1的回归系数远远高于x7，因此决定病害是否发生的关键因子为烟叶移栽后35 d～45 d的均温；当此均温高于18.82 ℃时，如若没有采取适当的措施进行病害的防控，就会造成烟草青枯病的发生与流行。

表4 烟草青枯病流行动态与气象因子的逐步回归分析Tab.4 The stepwise regression analysis between dynamic epidemic of tobacco bacterial wilt and climatic factors

3 讨论

掌握病害田间流行动态，适时作出病害预报，是进行病害防治的关键[12]。在清江流域烟区中，800～1200 m是最适宜的烟草种植海拔区，且该区域植烟比例约为75%。因此，本研究在海拔900 m左右进行的烟草青枯病系统调查基本可以代表清江流域烟区烟草青枯病的发生情况。结果表明该区域烟草青枯病整体呈现前期平缓、流行迅速、后期急剧的特点，这与福建南平烟区呈现的发病急、流行快的特点[13]不尽相同。田间初现烟草青枯病的日期为移栽后45 d左右，早于福建南平烟区田间初现青枯病的日期（移栽后80 d左右）[13]；采收结束时病情指数高于30。

用模型表示病害流行的发展动态，有助于全面地了解病害流行的特征[14]。采用不同模型（一元多次、Logistic、Exponential）拟合结果表明，一元三次模型既能较好地反映各年份病害随时间增长（移栽后天数）的流行时间动态变化情况，也能较好地反映相邻两个调查期内病情指数平均日增长量随时间增长（移栽后天数）的动态变化，是描绘烟草青枯病流行动态的最佳模型。因此，可根据该模型进行病害发生情况的预测。以相邻两个调查期内病情指数平均日增长量首次高于0.1和0.5为界点，本研究进行了清江流域烟区烟草青枯病流行阶段的划分：病害首发期为移栽后45～67 d（6月10日～6月底）；迅速蔓延期为移栽后67～97 d（7月1日～7月底）；全面爆发期为移栽后97～118 d（8月1日～烟叶采收结束）。

在气象条件中，温湿度被认为是影响青枯病发生和流行的关键气象因子，既可影响病原菌的生长、增殖和死亡，又可影响大田环境下烟草的生长发育及烟草青枯病的发生发展。本研究发现，病害全面爆发期（8月1日～8月20日）均温是决定烟草青枯病整体危害程度的主要气象因子；田间初现青枯病前10 d（移栽后35 d～45 d，6月1日～6月10日）均温是决定烟草青枯病是否发生的主要气象因子。以上两个指标的最高值均出现在2013年度，而该年份烟草青枯病发生程度最为严重，这与郑向华等[8]所指出的高温天气到来越早发病越重的结论相一致。

在研究烟草青枯病首发时的气温时，林勇[13]、吴建华[15]等指出福建南平、江西分别在周平均温度高于22℃和日均温达到24℃以上时烟株开始发病；而在清江流域烟区，根据公式推导获得的烟叶移栽后35 d～45 d的均温为18.82℃时，烟草青枯病易于发生；病害进入迅速蔓延期的均温最低为22.33℃（表3），表明该烟区青枯菌在相对较低的气温条件下就可侵染烟株并造成青枯病的发生与流行。对于青枯病的防治，无论采取哪一种单一的防治方法都很难奏效。目前，大多是结合农业措施等并积极使用生物药剂防治手段。研究表明，烟草青枯病药剂防治的效果受第一次施药时期的影响大[16]，因此确定合理的首次药剂防治时期至关重要。陈顺辉等[17]提出将20 cm土温超过20℃后5～10 d高感品种红花大金元出现轻微萎焉症状时作为田间青枯病防治的最早适期。刘勇等[16]指出文山州重病地块药剂防治要在移栽后30 d左右进行第一次施药。由于烟草青枯病流行阶段中前一阶段的气象条件会影响后一阶段的病情发展（表4），因此青枯病的防治应相应提早一个流行时期进行。本研究通过充分考虑清江流域烟区烟草青枯病流行动态特点及关键气象因素，结合“预防为主、综合防治”的植保方针，将病害流行阶段和气温两方面相结合提出烟草青枯病药剂预防期和防治关键期：预防期为烟叶移栽45 d（6月10日）之前且均温未达18.82℃之前；防治关键期为病害进入迅速蔓延期即移栽67 d（7月1日）之前且均温未达22.00℃之前。

4 结论

本文通过定点系统调查和统计分析，研究了清江流域烟区烟草青枯病发生危害、流行动态规律及主要气象因子，为该病害的预测预报和合理防控提供了理论基础。该区域田间初现烟草青枯病的日期为移栽后45 d左右；在不同拟合模型中，一元三次模型是描绘烟草青枯病流行动态的最佳模型；病害流行阶段可划分为：首发期（移栽后45～67 d）；迅速蔓延期（移栽后67～97 d）；全面爆发期（移栽后97 d～烟叶采收结束）。结合病害流行阶段和气温两方面提出了药剂预防期和防治关键期，更有利于烟草青枯病的有效防控。

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Jemporal epidemic dynamics and climatic factors of transmission of tobacco bacterial wilt in Qingjiang river basin

LI Yanyan1,2, WANG Lin3, SUN Guangwei1, LI Xihong1, PENG Wuxing4, WANG Changjun1*
1 Tobacco Research Institute of Hubei Province, Wuhan 430030, China;
2 College of Plant Science & Technology, Huazhong Agricultural University, Key Lab of Plant Pathology of Hubei Province,Wuhan 430070, China;
3 China Tobacco Hubei Industrial Co., Ltd., Wuhan 430040, China;
4 Enshi Tobacco Company of Hubei Province, Enshi 445000, China

In order to better forecast, prevent and control tobacco bacterial wilt in Qingjiang river basin, the occurrence, jemporal epidemic dynamics and climatic factors were determined, and the best control periods were put forwarded by using system investigation and statistical analysis.(1) The cubic equation model could well re fl ect the jemporal epidemic dynamics of tobacco bacterial wilt, thus helping predict occurrence of the disease.(2) Tobacco bacterial wilt in the area occurred relatively smooth at the beginning, spreading rapidly and growing sharply in late stages.The occurrence of the disease could be classi fi ed into three periods: starting period (45～67 d after transplanting), quickly spread period (67～97 d after transplanting) and entirely outbreak period (97 d after transplanting to the end of harvest).(3) The prevention period and the critical periods using medicamentosus method for tobacco bacterial wilt were put forward.The fi rst was 45d before transplanting with mean temperature under 18.82℃; and the second was 67d before transplanting with mean temperature under 22.00℃.The control period for tobacco bacterial wilt with the occurrence stage and temperature into consideration would be more advantageous to effective prevention and control of tobacco bacterial wilt.

Qingjiang river basin; tobacco bacterial wilt; temporal dynamic of epidemic; climatic conditions

黎妍妍，王林，孙光伟，等.清江流域烟区烟草青枯病流行时间动态及气象因素分析[J].中国烟草学报，2017，23（4）

中国烟草总公司重点科技项目“清江流域烟区黑胫病和青枯病绿色防控关键技术研究与应用”（110201502018）

黎妍妍（1982—），高级农艺师，研究方向为烟草病害防治，Tel：027-83608891，Email：yanyanli0025@126.com

王昌军（1968—），高级农艺师，Tel：027-83618362，Email：wcj531@126.com

2017-04-05；< class="emphasis_bold">网络出版日期：

日期：2017-07-18

：LI Yanyan, WANG Lin, SUN Guangwei, et al.Jemporal epidemic dynamics and climatic factors of transmission of tobacco bacterial wilt in Qingjiang river basin [J].Acta Tabacaria Sinica, 2017, 23(4)

*Corresponding author.Email：wcj531@126.com