NegFry马铃薯晚疫病预测预报模型的评价

闵凡祥，郭梅，高云飞，吕典秋，王晓丹，胡林双，杨帅

（黑龙江省农业科学院脱毒苗木研究所，黑龙江哈尔滨150086）

NegFry马铃薯晚疫病预测预报模型的评价

闵凡祥，郭梅*，高云飞，吕典秋，王晓丹，胡林双，杨帅

（黑龙江省农业科学院脱毒苗木研究所，黑龙江哈尔滨150086）

本研究主要应用丹麦NegFry马铃薯晚疫病预测预报模型，以不喷药和每7 d喷药作对照，采用感病品种‘Favorita’和中抗品种‘克新18’进行田间试验，对马铃薯晚疫病进行预测和防治。感病品种不喷药处理（CK1）、感病品种每7 d施药处理（FW）、感病品种测报处理（FN）、中抗品种不喷药处理（CK2）、中抗品种每7 d施药处理（KW）和中抗品种测报处理（KN）的AUDPC值分别为12.73、0.12、0.17、0.12、0.074和0.034，通过邓肯多重极差法（LSR法）进行比较，CK1与FW，FN，CK2，KW，KN 5个处理差异显著，其余各处理之间差异不显著。说明采用测报处理，每7 d施药处理和采用抗病品种能够达到同等防治效果。对于感病品种，测报处理与每7 d施药处理相比减少杀菌剂使用次数2次，每667 m2降低成本70元，与每7 d施药处理相比每667 m2增收27元。对于抗病品种，测报处理与每7 d施药处理相比减少杀菌剂使用次数5次，每667 m2降低成本160元，与每7 d施药处理相比每667 m2增收213元。所以，通过丹麦NegFry预测预报模型，可以准确得出施药时间，既降低生产成本，又有效防控马铃薯晚疫病，同时又提高马铃薯产量和质量。

马铃薯晚疫病；预测预报；NegFry软件

由致病疫霉Phytophthora infestans(Mont.)de Bary引起的晚疫病是目前危害马铃薯生产最严重的病害[1]，其具有高速流行性，防治比较困难，每年因此病的发生导致全世界经济损失约170亿美元，我国经济损失约10亿美元[2]。一直以来，化学防治是控制马铃薯晚疫病最有效和最简单的方法。但是，在病害防治过程中，一直都存在着用药不及时和滥用农药等问题[3]，一旦用药不及时很难有效控制病害发生和流行，而且滥用农药使有毒化学物质在植物体内、水及土壤中残留，一部分有害物质便通过物质循环进入农作物及人畜体内，严重污染农产品和环境，对人体健康造成危害，从而容易引发各种疾病[4]。因此，世界各国都在探索晚疫病的预测预报方法，以保证及时用药和杜绝滥用农药。目前国际上已经使用的晚疫病预测预报模型有17个[5]，且各具优缺点，然而，我国目前还没有一套成型的晚疫病预测预报模型在生产中进行应用。因此，本研究首先采用自动气象站进行气象数据收集、整理和输出；然后，应用丹麦NegFry预测预报模型，预测喷药时间；再后，通过田间小区试验，比较病害防治效果，以期建立适合本地区马铃薯晚疫病预警系统；最终指导农民施药，达到应用的效果。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验品种及药剂：田间试验采用感病品种为‘Favorita’和中抗病品种‘克新18’。采用药剂为72%代森锰锌+霜脲氰、54%甲霜灵+代森锰锌、68.75%氟吡菌胺+霜霉威+HCl、25%双炔酰菌胺、50%氟啶胺和75%代森锰锌（表1）。

表1 杀菌剂特点、用量和生产厂家Table 1 Fungicide characteristics,dosage and manufacturer

1.2 试验方法

1.2.1 试验地点及小区设置

2011年，田间试验地点位于哈尔滨市呼兰区庆平村，该地点每年均有晚疫病发生，播种时间为4月20日，株距为25 cm，行距为68 cm。试验设置2个空白对照，2个处理，见表2。每个处理4次重复，随机区组排列，每个小区面积20m2，四周设保护行。

1.2.2 施药方法

采用背负式手动喷雾器进行茎叶均匀喷雾，直至轻微滴水，药液使用量见表1。每种药剂交替使用，不得超过2次，避免产生抗药性。

1.2.3 气象数据的收集方法

试验采用美国DAVIS公司生产的Vantage Pro2自动气象测量仪，主要测量温湿度、降雨和风向，仪器以太阳能板为动力，它的扩频跳频无线电技术，无线传输高达300 m，气象信息每2.5 s更新。通过GPRS进行远程数据传输，采用Weather-link软件，下载数据，可以实时接收下载数据。本试验在田间出苗80%后，开始接收数据。

表2 不同处理对应名称Table 2 Names of different treatment

1.2.4 施药时间确定

NegFry是1992～1996年由丹麦农业科学研究所研制的马铃薯晚疫病化学防治决策支持系统。该模型基于气象数据（降雨、相对湿度和温度）和晚疫病菌的侵染规律而进行监测模型。采用自动气象站收集每小时气象数据。利用Ullrich和Schordter研发的“负值分析”模型[6]，计算出每日风险值和累加风险值，当积累的风险值大于130和日风险值大于7时，确定第1次喷药时间。然后，根据Fry原理和模型，计算每天病情指数，进行累加。根据不同品种抗性，如果感病品种累加病情指数＞40，中感品种累加病情指数＞45，中抗品种累加病情指数＞50时，就需要进行第2次喷药。之后，累加降雨量和病情指数归0，重新开始计算，确定下一次施药时间。

1.2.5 田间病害调查方法

每次喷施药剂前，进行调查，发病后每周调查2次，每个小区调查25～30株，采用James[7]调查标准，调查发病百分率。

1.2.6 数据处理方法

将马铃薯叶片发病情况详细记录,利用病害发展病程曲线下面积（Area under disease progress curve, AUDPC）来描述,这一参数能够有效描述病情发展累积情况。发病越严重,AUDPC值越大，防治效果越差，反之，则效果显著。对不同处理AUDPC值进行显著性分析。AUDPC计算公式[8]：

其中，n=总调查次数，Xi=第i次调查的严重度，Ti为第i次调查的时间。

1.2.7 不同处理产量分析及块茎晚疫病发病情况调查

每个小区调查2垄，每垄5 m，调查株数、产量、大中小薯比例（小薯＜50 g，50 g≤中薯＜120 g，大薯≥120 g）和晚疫病烂薯数量，计算单株产量及667 m2产量，晚疫病病薯率。

2 结果与分析

2.1 施药时间确定

本试验马铃薯种植时间为4月20日，通过田间调查，6月3日田间出苗率达到80%以上，所以本试验从6月3日开始收集气象数据，通过计算每天风险值，进行累加，7月2日累积的风险值大于130和日风险值大于7时，因此首次施药时间为7月2日（图1）。计算每天病情指数，进行累加，感病品种大于40时，需要下一次喷药，然后病情指数归0，重新计算累加病情指数，依次类推，感病品种需要喷施药剂7次，分别为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（图2），喷施药剂依次为瑞凡、克露、瑞凡、克露、金雷、银法利和福帅得；中抗病品种需要喷施药剂4次，分别为7月2日，7月10日，8月4日和8月20日（图3），喷施药剂分别为瑞凡、克露、瑞凡、金雷。对照为不喷药和每7 d喷1次药，而如果每7 d喷1次药，首次喷药时间为7月2日，需要喷施9次药剂，依次为克露、瑞凡、代森锰锌、克露、瑞凡、金雷、银法利、福帅得和科佳。

图1 负值分析模型确定首次施药日期Figure 1 Negative prognosis model to determine the first spraying date

图2 感病品种喷药次数的确定Figure 2 Determination of spraying number on susceptible variety

图3 中抗品种施药次数的确定Figure 3 Determination of spraying number on moderately resistant variety

2.2 防治效果

通过田间病害调查，结果显示：CK1首先发病，发病日期为7月18日，仅有3～5片叶片发病，其它处理均未发病。采用NegFry测报模型施药和每7 d施药处理首次发病时间为8月6日，向后推迟病害发生时间19 d。到生育期结束，NegFry测报模型施药和每7 d施药处理病害发病百分率仅为10%和5%，而对照CK1到8月16日就已经全部死亡（图4）。CK2首次发病时间为8月2日，比CK1晚发生15 d，至生育期结束，不喷药发病率仅为4%，NegFry测报模型施药和每7 d施药处理发病百分率仅为2%和1%（图5）。图6显示不同处理的AUDPC值，CK1、FN、FW、CK2、KW和KN分别为12.73、0.17、0.12、0.12、0.074和0.034，通过邓肯多重极差法（LSR法）进行方差显著性分析，采用测报模型喷施和每7 d喷施药处理的AUDPC值与CK1处理比较达极显著水平，其它处理间比较并不显著。说明采用测报模型防治晚疫病效果与采用抗病品种和每7 d喷试药剂达到同等效果。

图4 感病品种不同处理的病害发展曲线Figure 4 Disease development curve of different treatments on susceptible variety

图5 中抗品种不同处理的病害发展曲线Figure 5 Disease development curve of different treatments on moderately resistant variety

图6 不同抗性品种之间AUDPC值Figure 6 AUDPC values between susceptible variety and moderately resistant variety

2.3 不同处理对产量的影响

不同处理产量各不相同，产量最高是FW，然后是FN、KN、KW、CK2和CK1，采用邓肯多重极差法（LSR法）进行显著性分析，结果表明：FW和FN与对照CK1差异显著，其中FW增产最高达30.52%，FN增产29.30%。KN、KW和CK2的产量相比没有显著差异（表3）。晚疫病烂薯率调查结果显示，烂薯率最高是CK2，达到2.40%，其次为CK1，为2.22%，依次为KW、KN、FW和FN（表3），‘克新18’烂薯率略高于‘Favorita’，可见，‘克新18’块茎对晚疫病比较感病的，易受到晚疫病菌侵染。

对不同处理进行大中小薯率进行调查，由图7显示：病害防治效果越好，对应小薯率就越低，大中薯率就越高，感病品种小薯率最低是FW，为4.74%，其次为FN，为5.60%。对照CK1为8.65%。在中抗品种中小薯率最低的是KN，为11.06%，其次为KW，对照CK2小薯率为20.16%。与对照相比，感病品种采用测报模型降低小薯3.05个百分点，中抗品种降低9.1个百分点，直接提高马铃薯商品薯率。同时，试验结果表明：不同品种之间小薯率差别非常明显，‘克新18’小薯率明显高于‘Favorita’。

表3 不同处理产量和烂薯率测定Table 3 Determination of yield and rot rate of potato tuber in various treatments

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

2.4 经济效益分析

对不同处理的马铃薯晚疫病进行经济效益评价（表4）。感病品种：采用测报模型增产值为852元，人工费用除外，扣除用药成本150元，新增纯收入702元；每7 d喷药处理增产值为895元，扣除用药成本220元，新增纯收入675元。由此得出，采用测报模型每667 m2比不喷药增收702元，比每7 d喷药处理增收27元，节约用药成本70元。中抗品种：采用测报模型增产值为326元，扣除用药成本60元，新增纯收入266元；每7 d喷药处理增产值为273元，扣除用药成本220元，新增纯收入53元。由此得出，采用测报模型每667 m2比不喷药增收266元，比每7 d喷药处理增收213元，节约用药成本160元。根据中抗品种和感病品种不喷药处理结果比较得出，不喷药中抗品种每667 m2产值为2 492.71元，不喷药感病品种每667 m2产值为2 247.98元，中抗品种比感病品种增收10.88%。表明采用抗病品种可以显著增收，如果种植感病品种，采用测报模型即可产生明显的经济效益，又可以降低农药使用量，达到增产增收目的。

表4 不同处理的经济效益评价(元/667 m2)Table 4 Economic evaluation of various treatments for control of potato late blight(Yuan//667 m2)

3 讨论

我国在马铃薯晚疫病预测预报研究和应用方面报道并不多，而且应用普及更少。2003年，孙茂林等[9]应用CASTOR软件建立马铃薯晚疫病预警系统研究，仅仅应用其中3个模型，就取得了一定预测预报效果。2008年，刘浩等[10]采用比利时CARAH模型进行应用，CARAH模型对晚疫病适合发病时期预测比较准确，但对于何时进行首次喷药，并不明确。最近几年，由于晚疫病发生越来越严重，对马铃薯晚疫病预测预报，也越来越重视，河北农业大学开发出China-blight系统，但受气象数据采集等因素影响，普及还需要很长时间[11]。我国采用丹麦NegFry模型，对晚疫病预测预报进行应用，但至今还没有报道。该模型1993年由丹麦农业科学院研制，并在欧洲广泛使用，据统计与常规防治方法相比较可减少杀菌剂使用量40%～50%[12]。

通过本试验研究，利用丹麦NegFry模型进行晚疫病预测预报，及时喷施药剂，可有效控制马铃薯晚疫病发生与流行，通过田间试验比较显示，采用测报模型防治效果与每7 d喷施药剂防治可达到同等作用效果，而且，与中抗品种防治效果也无显著差异。并且，利用测报模型可降低杀菌剂使用次数，降低成本，提高产量，减少化学药剂对环境带来的压力。试验同时表明，中抗品种不同处理之间区别并不显著，因此，对于中抗品种施药时间和次数需要进一步研究和测定。因此，对于感病品种，可以使用本测报模型进行晚疫病预测预报，应用于马铃薯生产。

[1]宋伯符,王军,张志铭,等.我国马铃薯晚疫病的研究进展和建议[J].马铃薯杂志,1996,10（3）∶138-141.

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[4]李永刚,文景芝,郝中娜.植物源杀菌剂的研究现状与展望[J].东北农业大学学报,2002,3(2)∶198-202.

[5]孙茂林,李树莲,赵永昌,等.马铃薯晚疫病预测模型与预警技术研究进展[J].植物保护,2004,30(5)∶15-19.

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[9]孙茂林,李树莲,赵永昌,等.应用CASTOR软件建立马铃薯晚疽病预警系统研究[J].云南农业科技,2003,154-157.

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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

科技部国际科技合作计划项目（2010DFA32810）；科技部“十二五”农村领域国家科技计划研究课题（2012BAD06B02）；哈尔滨市科技攻关计划项目（2010AA6CN071）。

闵凡祥（1980-），男，硕士，助理研究员，主要从事马铃薯真菌病害研究。

郭梅，研究员，主要从事马铃薯真菌病害研究，E-mail：guo_plum@yahoo.com。