新疆伊犁河谷地区葡萄霜霉病流行与气候条件的关系

芦 屹，努尔孜亚·亚力麦麦提，付文君，陈 蓉，温且姆·阿布列孜，陈浩宇，郝敬吉吉，王惠卿

(1.新疆维吾尔自治区植物保护站，乌鲁木齐 830049；2.新疆农业科学院植物保护研究所/农业部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室，乌鲁木齐 830091；3.伊犁州农业技术推广总站，新疆伊宁 835000；4.阿勒泰市菜篮子工程办公室，新疆阿勒泰 836500)

0 引 言

【研究意义】 葡萄霜霉病是影响伊犁河谷葡萄生产的主要病害之一，每年发病面积较大，严重影响产量和品质。一般多于7月开始发生，7月中、下旬发病渐多，8～9月为发病盛期。但在5～6月低温、多雨的气候条件下，也可以开始发病。果园低洼，植株过密，棚架过低，枝叶过密，通风透光不良时，则发病较重。【前人研究进展】葡萄霜霉病的发生主要与当年的气温、降雨量、降雨持续时间环境湿度相关，低温高湿环境有助于霜霉病发生[1]。植物病害流行学认为多循环病害发生病情指数增长变化呈现对数增长的逻辑斯蒂模型，国外报道葡萄霜霉病病害模型的通常将病原菌的发育生物学特性与气象因素相结合，选取不同的预测因子(温度、相对湿度、降雨量等)拟合建立多个葡萄霜霉病流行预测模型和决策支持系统[2-3]，王国珍等[4]研究贺兰山区葡萄霜霉病流行规律，建立病情指数预测模型，于舒怡等[5]研究报道沈阳地区霜霉病流行曲线是典型的单峰S型曲线，避雨栽培条件下类似发生；金恭玺[6]调查新疆石河子垦区葡萄霜霉病葡萄霜霉病病情指数与气象因子建立的Fisher 型流行模型。【本研究切入点】葡萄霜霉病防治生产上除应用栽培措施控病外，主要通过喷施化学农药防治霜霉病，预测预报精准防控是目前减施化学农药最有效的防范技术措施。伊犁河谷气候温润葡萄霜霉病常年发生，研究建立预测预报模型，精确的预测施用农药的防治时期和防控指标。【拟解决的关键问题】在前人预测模型的基础上，结合实际观测的发病规律对逻辑斯蒂模型验证，进一步明确伊犁河谷葡萄霜霉病在不同气候条件的发生情况，为新疆葡萄霜霉病防治化学用药减施增效技术实施提供数据支撑和理论支持。

1 材料与方法

1.1 材 料

2012～2016年在新疆伊犁地区第四师70团9连葡萄园，试验面积667 m2(1亩)，土壤为沙壤土，葡萄品种为红提，2009年5月移栽，棚架结构，施肥情况：底肥以农家肥为主，施6 t/667m2，2次追肥：鸡、羊粪2.7 t/667m2，总体长势较好。葡萄霜霉病历年发生较重。

1.2 方 法

1.2.1 田间发生规律调查

调查试验选择发病典型的葡萄园，面积667 m2～1 333 m2(1～2亩)，农事操作正常管理，在不打药的情况下，自葡萄开始生长，每天观察霜霉病发生情况，记载始发期。葡萄开始发病后，以发病株为中心点，再在中心点周围等距离选3个点，共4个点，每个点选20个新梢，每个新梢10个叶片，然后自上而下调查病叶率和叶片发病级数，当发现葡萄霜霉病后每5 d调查1次，每小区每株葡萄随机选取1个枝条调查所有叶片，直至葡萄生长结束。

病害的分级标准参照《中华人民共和国国家标准农药田间药效试验准则(二)杀菌剂防治葡萄霜霉病》制定的发病等级标准[7]：

0 级—无病斑；

1 级—病斑面积占整个叶面积的5%以下；

3 级—病斑面积占整个叶面积的6%～25%；

5 级—病斑面积占整个叶面积的26%～50%；

7 级—病斑面积占整个叶面积的51%～75%；

9 级—病斑面积占整个叶面积的76%以上。

1.2.2 霜霉病流行模型建立与发病条件调查

新疆伊犁河谷葡萄霜霉病发生一般在6月下旬开始，每5 d调查记载1次，下雨天后再调查1次，试验小区气象数据采集2012～2016年最高、最低温度、架面相对湿度、降雨量、降雨天数等气象数据，计算其发病率和病情指数。依照气象因子对葡萄霜霉病病情指数的预测模型，简称短期预测模型[8]，该模型以葡萄霜霉病病情指数为因变量，相关气象因子为自变量，获得的回归方程最后结合当地每天的气象资料(高低温度、降雨量、平均相对湿度等)分析发病与温度、湿度、和降雨之间的相互关系。霜霉病发生流行程度划分标准参照徐丹丹等[8]的标准。表1

表1 葡萄霜霉病发生流行程度划分标准

2 结果与分析

2.1 霜霉病流行动态

2012～2016年霜霉病发生发展情况，通常6月底开始至7月底病情发展缓慢，8月开始至9月初病情指数迅速增加由0.3以下升至最高的65.66。9月中旬以后病情温度指数值变化不大，葡萄霜霉病的病情指数变化基本满足慢-快-慢的对数增长趋势符合逻辑斯蒂增长模型。5年中，发病对数增长期开始时期逐渐前移，除2016年5、6月雨水充盈，病害迅猛发生有气象因素外，葡萄园霜霉病连年发生，病原菌积累基数增加导致病害加重。

其中，2012年葡萄葡萄霜霉病7月21日开始零星发病，且发生程度较轻，7月27日叶片病情指数为0.91；病情发展缓慢，8月27日才开始上果危害，当天调查叶片霜霉病发生病情指数是3.18；至9月19日收获时仅个别果穗被害，叶片受害率<50%，病情指数是22.69，属3级中度发生，对产量影响不大。

2013年伊犁河葡萄霜霉病发生期较历年偏早，6月18日开始发病，病情指数为0.38，较上年早33 d。直到8月12日以后，病情迅速蔓延从3.83至9月3日达19.64，发展速度快。至9月19日收获时，病情指数是45.98，属4级中等偏重发生，对产量部分影响。

2014年入春以来，持续干旱，该葡萄园5～7月底均未见葡萄霜霉病发生，8月10日始见发病，受害叶片病情指数仅是0.85，较上年晚58 d。由于8月下旬平均气温较常年偏高，降水量略偏多，病情迅速蔓延，发展速度快。自8月14日葡萄转色起病情指数为1.97，到采收葡萄已经发展到51.54，危害程度严重。

2015年6月平均气温偏高，葡萄霜霉病发生期较历年偏晚，6月23日开始发病，病情指数与往年相差不大为0.29，较上年晚5 d，属轻发生。7月23日开始病情迅速蔓延，发展速度快，8月初霜霉病感染叶片发病的病情指数达到20.78，由于降水多，病菌开始向4～5级发展达到严重发生程度。9月初病斑开始干枯，病情不扩展。葡萄商品果产量几乎绝收。

2016年由于伊犁河谷5～6月阴雨阵性天气频繁，田间温湿条件较适宜葡萄病害的发生，发病期较上年早，5月28日就发病病指0.75，较2015年早27 d左右。发病始期在5月底～7月底，发病率为60%，病株率30%，病叶率16%。病情指数42.75中等偏重发生。8月15日病情指数65.26病害发生程度属严重发生，病斑开始干枯，8月后期降雨量减少空气湿度降低，病情不扩展。图1

图1 2012～2016年霜霉病病情指数

2.2 葡萄霜霉病流行动态与温度、湿度、降水量等气候条件的关系

自2012年起至2016年葡萄采收完，采用5点取样对农四师70团红提葡萄霜霉病初发期流行动态进行监测，并将调查得到的病情指数绘制成流行曲线，回归方程检测降雨量、累计降雨天数和葡萄棚架面下相对湿度，3项明显影响葡萄霜霉病发生的气象参数的变化。调查不同年份葡萄霜霉病的发生流行情况存在差异，通常是7月中旬开始发病，7月下旬至8月中下旬病叶发生率和病情指数剧烈增加，9月后至采收病情平稳。发病趋势表现出“S”型变化，均符合逻辑斯蒂增长。由于气候元素变化剧烈最早5月下旬即有发病植株。

平均气温对病情指数的影响，2012年试验果园6～9月平均气温略偏高0.2～0.8℃，高温低湿使霜霉病发生程度较轻，病情发展缓慢。2013年试验区5～8月平均气温偏高，尤其是7月下旬至8月初的极端高温天气，造成病斑干枯，病情不扩展。2014年入春后，持续干旱，3月伊犁河谷气温偏高，比常年低温偏高1.9℃，高温偏高4.4℃，6月上旬平均气温较常年低温偏低2.4℃，中旬平均气温较常年高温偏高3.0℃，下旬平均气温较常年偏高3.1℃；月降水量偏少。8月气温较常年略偏高，病指变化较前期缓慢，后期加速，9月2日全田发病。2015年伊犁河谷6月平均气温偏高，总降水量较常年偏少，葡萄霜霉病发生期较历年偏晚，6月23日开始发病，较上年晚5 d。由于气温偏高，病情发展缓慢。

降雨量对病情指数的影响，2012年总降水量较常年偏少，其中6～9月降水分别为30、28、18 和16 mm，较常年偏少10%左右，葡萄霜霉病发生期较历年偏晚，且发生程度较轻，病情发展缓慢。2013年试验区总降水量较2012年偏多，高温高湿葡萄霜霉病发生期偏早，6月18日开始发病，较上年早33 d。持续到8月12日以后，病情迅速蔓延，发展速度快。2014年入春后，降水量偏少，5月全地区降水量不足2012～2013年同期的一半，5～6月，降水量仅为38.1 mm，较历年同期偏少49.2 mm，偏少56%，是自2000年以来降水最少的一次，干旱程度居有气象记录以来同期最重。与此同时，7月月平均气温较上年同期偏高，月总降水量263.0 mm，较历年平均值偏少41.6%，病情指数较2013年同期略偏低。8月气温较常年略偏高，总降水量略偏多，但上半月降水明显偏少，降水集中在中旬后期，叶片感病率显著提升，8月底病指上升到13.78，至9月3日调查时叶片均已全部感病。2015年6月以后降水量偏多，6月27～28日的强降雨达141 mm，造成霜霉病在7月10日大面积爆发，7月23日病情迅速蔓延，发展速度快，8月病菌开始向4～5级发展，9月初病斑开始干枯，病情保持稳定。2016年降雨量呈现前期多后期少的现象。其中4月23～24日开始连续降雨，25～26日气温迅速升高，5月2～5月7日连续阴雨天气，田间湿度较高，使葡萄叶片上结露时间长，有利于葡萄霜霉病的侵染蔓延和扩展。特别是6月17～25日连续普降大到暴雨，6月19日达15.2 mm，造成霜霉病在6月20日左右大面积的爆发，整体表现3级中等发生。7月初开始病情迅速蔓延，发展速度快，病情指数达34.94。7月底调查葡萄园发病率为60%，病株率30%，病叶率16%。进入8月降水量减少，气温高，病情停止发展。

相对湿度对病情指数的影响，综合每年的数据看，6月叶幕相对湿度为70%～75%，8月叶幕相对湿度为85%～90%，降雨后1～2 d叶片表面有水渍亲润，便于卵孢子萌发侵染。9月叶片干枯葡萄架面叶幕相对湿度下降为80%上下，病情指数不在变化。图2

图2 2012～2016年伊犁地区红地球葡萄霜霉病的田间流行动态

2.3 葡萄霜霉病发生程度预测判别函数的建立与回测

将2012～2016年对伊犁农四师70团红提葡萄霜霉病动态的系统监测发现，该果园从2012年起一直没有打药，造成霜霉病一年比一年严重，2012～2013年还有一些产量，2014～2016年基本无收获。调查显示4～6月降水多，霜霉病发生早，温度和湿度是决定葡萄霜霉病发生和扩散蔓延至关重要的因子，但由于温度持续偏高对霜霉病有抑制作用，在8月中旬气温高，病斑开始干枯。因此，降水多成为葡萄霜霉病迅速蔓延的主导因子。霜霉病流行呈现逐年加重的趋势，表明该病害的大面积流行提供了充足的菌源基数是今后霜霉病严重流行的根本原因。

葡萄霜霉病的预测通常以降雨日期、相对湿度、降雨量作为预测因子，通过2012～2016年伊犁河谷红提葡萄霜霉病的系统观测，获得最佳方程为y= 73.263e0.190 9x，其中R2= 0.970 9。对病情指数及其相关气象因子(月均气温、月均相对湿度、累计降雨量、累计雨日)进行分析和处理，以葡萄霜霉病病情指数为因变量，相关因子为自变量，进行逐步回归分析得到预测式y=0.701x1+0.264x2-0.420x3+2.97。其中x1为2012～2019年每年初次发生病害至末次调查的降雨量，x2每年初次发生病害至末次调查的降雨天数，x3每年初次发生病害至末次调查的葡萄棚架下空气相对湿度。用上述预测式对调查地块2012～2016年葡萄霜霉病发生情况进行了检验，预测结果和实际发病情况基本一致。表2

表2 葡萄霜霉病预测模型

3 讨 论

葡萄霜霉病属于多循环病害，其生物学周期包括葡萄生长期发生的无性繁殖阶段和确保其安全越冬的有性繁殖阶段[9-12]。霜霉菌子囊孢子由叶片背面的气孔入侵在叶片内部生长危害[13]。适当的温度、叶片周围环境湿度、降雨等影响气孔的开合，进一步反映霜霉病的发生情况，采用模型来预测霜霉病的发生及发展情况。国外早期报道以温度、相对湿度、叶片湿润保持时间作为预测因子，研究葡萄霜霉病孢子囊形成和浸染发病率模型的Vinemild模型和有温度、降雨量与为预测因子的PALM模型[14]。当前采取系统研究无性阶段孢子的生活循环、寄主生长发育和发病率模型3个部分组成的Vinemild系统预测预报[15]。该次通过2012～2016年伊犁河谷葡萄霜霉病病情指数与降雨量、相对湿度和温度关系，构建模拟该病流行的时间动态呈逻辑斯蒂增长模型，与前人的研究结论基本一致[16]。王国珍等[4]调查贺兰山东麓地区酿酒葡萄产区田间霜霉病病情指数预测，认为因变量病情指数与前7日的日均气温、累计降雨量和日均相对湿度自变量呈多元线性回归。金恭玺等[6]根据新疆石河子葡萄霜霉病病情指数与气象因子建立的Fisher 判别模型等。李宝燕等[17]对病原孢子囊萌发预测模型做了报道品种间霜霉病发生病情指数与气象因子变化存在差异。从历年伊犁河谷霜霉病病害的季节流行曲线是典型的单峰S 型曲线，与于舒怡等[5]报道的多种单年流行病害的发生趋势相同。徐丹丹等[8]报道北京地区霜霉病呈逻辑斯蒂增长病指数增长期受9月的雨季直接影响，与该地区8月病害病指急剧与棚架栽培叶幕相对湿度较高表现不同。预测数据中前期2012年数值偏高可能受当年降雨量锐减有关，因此，需在后期的研究中增加模型参数的数量并结合线性科学理论和方法对该模型进行改进，以提高模型在伊犁地区不同品种上预测的准确度，从而应用于生产实践。

4 结 论

以降雨日期、相对湿度、降雨量作为预测因子，不同年份病害发生呈现差异性，发病趋势表现出“S”型变化，均符合逻辑斯蒂增长。2016年霜霉病大发生8月初病指达65.66，与当年病害发生前期降雨量较大有密切联系。试验地块常年自然发病，栽培单一葡萄品种，为病害的大面积流行提供了充足的菌源基数和感病寄主是霜霉病严重流行葡萄品质和产量降低的根本原因。为避免霜霉病发生，需要采取多种措施，包括栽培多种抗病品种，春节疏枝整蔓，夏季修剪枝条通风透光，合理施肥增加树势，降低架面湿度。依据调查结果构建的流行模型：y= 73.263e0.190 9x。