云南省橡胶树白粉病流行天气适宜度预报研究*

陈 瑶，朱 勇，张加云，周双喜，张利才

(1.云南省气候中心，云南 昆明 650034；2.西双版纳州气象局，云南 景洪 666100)

橡胶树白粉病自从1918年在印尼爪哇首次发现以来，迄今已遍布各植胶园，中国1951年在海南岛发现此病，是世界植胶区橡胶树重要病害之一。每年冬春季(1-4月) 白粉病在我国都有不同程度的发生，主要为害橡胶树的嫩叶、嫩芽、嫩梢和花序，病害严重时对橡胶树的生长和产量均有显著影响[1-7]，造成较大的经济损失。1959年此病在中国海南岛大面积发生流行，引起橡胶树新抽的嫩叶连续脱落，推迟了当年开割期，导致干胶产量比上年减产50%左右。1985年，云南省植胶区橡胶树白粉病大流行，仅西双版纳地区，严重落叶(落叶50%以上)的割胶林地达1.36万hm2，当年损失干胶3 000 t,合计人民币2 400万元[8]。2008年春西双版纳橡胶树白粉病大面积爆发流行，胶树因病大量落叶导致普遍开割推迟1～2个月，部分新植胶园全年不能割胶，截止当年6月底，全州干胶产量同比减少15 800多t，减产43.9%，当年损失5亿元左右[9]。橡胶白粉病已成为橡胶生产最重要的制约因素之一。

橡胶树白粉病的发生和流行与气象条件有着密切的联系。很多学者对该病害的流行规律以及流行趋势的预测预报技术等方面作了广泛深入的研究。流行规律方面，邵志忠等[10-11]研究认为：橡胶树白粉病发生和流行的严重度主要取决于嫩叶期的日最高温度，而与越冬菌量(或基础菌量)无明显的关系；当最低气温<10℃时，橡胶白粉病病菌的繁殖速度随最低气温降低而减慢，与日平均温度、最高温度和相对湿度无明显关系；最低气温<8℃时，病菌的繁殖会受到抑制；当最低气温≥10℃时，病菌的繁殖速度取决于最高温度，与日平均温度、最低温度和相对湿度相关均不显著。曹学仁等[12]通过海南农垦橡胶白粉病病情指数和ENSO事件发生年历史资料对比分析发现,ENSO事件的发生对橡胶树白粉病病情有明显影响。预测预报技术方面，大多侧重于通过多元回归法[13-16]、时间序列分析法[17]等统计预报方法，建立橡胶树白粉病病情指数的中、长期预报模型，这些预报模型的准确性受长期天气预报准确性所制约，只能粗略预报白粉病病害的流行趋势，并且当病害年度间存在较大差异时，预报结果和实际病情指数相差较大。

本文针对云南植胶区，用最高温度和最低温度作为橡胶树白粉病的致灾气象因子，并考虑了橡胶白粉病最适宜病日持续时间的作用，构建橡胶树白粉病流行天气适宜度指数，由此判别天气条件对橡胶树白粉病发生的适宜程度。

将本研究方法应用于实际工作中，每年橡胶树进入第一蓬叶抽叶期后，根据气象要素实况，结合短期天气预报，对橡胶树白粉病天气适宜度进行动态监测，并结合物候进程预测未来7天橡胶树白粉病流行程度，从而指导胶农适时、适量使用农药科学合理的防治橡胶树白粉病，将病情控制在中病范围内，这对保证橡胶增产[3-6]及保护当地生态环境具有重要意义。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本文选取1981-2015年云南主要植胶区3个有代表性的气象站点：景洪(代表哀牢山以西、南部)、河口(代表哀牢山以东)和瑞丽(代表哀牢山以西、北部)进行分析。所用气象资料来源于云南省气候中心。收集到的橡胶物候和白粉病病情数据：景洪35年的资料来源于云南省热带作物研究所、景洪市气象局和云南天然橡胶气象服务中心；河口19年的资料由原河口橡胶分公司提供；瑞丽22年的资料来源于德宏热作所和德宏州气象局，资料的具体年份如表1。

表1 各测站的经、纬度及白粉病资料的起、止年限

1.2 数据处理

由于3个测站橡胶树嫩叶期物候观测记录有缺失，对于有物候记录的按实际起止日期计算白粉病连续天气适宜度等级，没有记录的采用常年平均物候期代替。常年平均状况：景洪2月1日-3月15日，河口2月16日-4月20日，瑞丽3月1日-4月20日。

根据农业部《橡胶树白粉病测报技术规程 》[18]，将橡胶树白粉病流行强度按病情指数的情况划分为轻度流行、中度流行、大流行、特大流行四个等级(表2)。

表2 橡胶树白粉病流行强度划分标准

1.3 研究方法

1.3.1 单日橡胶树白粉病温度适宜度

橡胶白粉病是典型的气候型病害，根据温度对橡胶白粉病影响的情况，定义单日的橡胶白粉病温度适宜度函数F为抛物线型，当日最低温度<10℃时，F为：

(1)

式中：F为单日橡胶树白粉病温度适宜度，表示温度对橡胶树白粉病发生、发展、流行的适宜程度，为无量纲量，取值0.0～1.0；td为某日的最低温度(℃)。

当日最低温度≥10℃时，单日的橡胶树白粉病温度适宜度F为：

(2)

式中：tg为某日的最高温度(℃)；t1为橡胶树白粉病发生速度明显减慢的最高温度(℃)，取值见表3；t2为抑制橡胶树白粉病发生所需的最高温度(℃)，取值见表3。

表3 t1、t2取值(℃)

中幼林各物候期的t1、t2都采用表3中抽芽期、古铜期对应的数值。通过式(1)或式(2)，把每天的温度值转化为0.1～1.0之间的一个无量纲量，值越大，温度适宜度越好，越有利于橡胶白粉病发生流行，值越小，温度适宜度越差，越不利于橡胶白粉病发生流行。

1.3.2 连续多日橡胶树白粉病流行天气适宜度指数

在橡胶白粉病感病期间，橡胶树白粉菌分生孢子萌发后有一段存活时间。当F=1时，表明气象条件最适宜橡胶白粉病的发展，称为最适宜病日。一个最适宜病日很难引发橡胶白粉病流行，最适宜病日持续的时间越长，对橡胶白粉病的爆发流行作用越大。因此简单地将嫩叶期间的单日橡胶树白粉病温度适宜度相加，确定天气条件对橡胶白粉病发生发展的适宜程度会有一定的误差。为了避免这一缺陷，本文考虑了白粉病出现最适宜病日持续长度对橡胶白粉病发生发展程度的影响，定义每年橡胶白粉病感病期任意一段感病时间(n天)的橡胶树白粉病流行天气适宜度指数Z为：

(3)

式中：Z为某段时间的橡胶白粉病天气适宜度，无量纲量；n为感病期的总天数；i为感病期内的日期序号；当Fi<1时，Ai=1；当连续几日出现F=1时，Ai为持续时间对指数的加权系数，取值见式(4)。

1.3.3 加权系数的确定

根据刘静等人的研究[19]，在23℃、28℃自然状态下，孢子萌发率及存活时间推算出F=1持续日数的修正系数，如公式(4)所示，式中，j为温度适宜度F=1连续出现的天数。

(4)

通过式(3)，把一段时间内的天气条件与橡胶物候结合后对橡胶白粉病的影响及适宜程度表示出来，值越大，天气适宜度越好，越有利于橡胶白粉病发生流行；反之越不利于橡胶白粉病发生流行。

1.3.4 橡胶树白粉病天气适宜度

依据橡胶树白粉病天气适宜度指数Z的大小，将橡胶树白粉病流行天气适宜度分为不适宜、较适宜、适宜、最适宜四个等级(表4)。

表4 橡胶树白粉病天气适宜度分级表

2 模型验证与分析

2.1 模型验证

根据历史气象资料，计算1981-2018年逐年的橡胶白粉病天气适宜度，对景洪、河口、瑞丽三站分别进行拟合、验证。对于没有详细物候记录的年份，计算时用到表3中t1、t2的物候期的区分采用：从抽芽期到古铜期，约占第一蓬叶抽芽至稳定时间的60%。

景洪地区冬春季受到冷空气影响频率和强度的年度差异较大。景洪35年中，有4个白粉病特重年的天气适宜度指数都达到最适宜，6个白粉病重病年的天气适宜度指数都达到适宜，其余年份为较适宜及不适宜，橡胶白粉病天气适宜度指数等级与实况记录的病情指数等级总符合率达100%(图1)，这与景洪地区为橡胶树白粉病常发区[18]的普遍认识相一致，表明对于景洪的橡胶树白粉病天气适宜度指数Z的等级划分是合理。对2016-2018年景洪市32个代表橡胶种植的站点进行试报(图2)，最终白粉病天气适宜度指数，2016年有66.7%的站达到中度流行，大流行以上的站达24.2%，2017年有51.5%的站达到中度流行，大流行以上的站达30.3%；2018年有40.0%的站为轻度流行，53.3%的站达到中度流行，预测结果与云南省橡胶气象服务中心、景洪市气象局观测实况相一致，符合橡胶树白粉病发生流行短、中期天气的适宜度实况，反映灵敏，可以应用于相关业务及服务。

图1 1981-2015年景洪橡胶白粉病天气适宜度指数与病情指数

图2 2016-2018年景洪市区域橡胶白粉病天气适宜度指数

河口地区位于哀牢山以东，冬春季易受到冷空气影响，多阴雨天气。河口有记录的19年橡胶白粉病天气适宜度指数等级与实况记录的病情指数等级总符合率达100%。没有记录的16年只有3年天气适宜度指数等级为适宜，其余16年均达到最适宜，没有不适宜的年份(图3)，这与河口地区为橡胶树白粉病常发区、重发区[18]的普遍认识相一致，表明对于河口地区橡胶树白粉病天气适宜度指数Z的等级划分是合理。

图3 1981-2015年河口橡胶白粉病天气适宜度指数与病情指数

德宏地区春季受到冷空气影响的频率较少、强度较小。瑞丽有记录的22年橡胶白粉病天气适宜度指数等级与实况记录的病情指数等级总符合率达100%。没有记录的13年中只有 1年适宜、没有最适宜，其余年份为较适宜及不适宜(图4)，表明对于德宏地区橡胶树白粉病天气适宜度指数Z的等级划分是合理。

2.2 橡胶白粉病天气适宜度等级临近预报

(1)橡胶树进入萌动期后，根据日最低气温、最高气温的实际观测值，使用本研究方法计算橡胶白粉病天气适宜度指数Z；根据适宜度指数的大小，判别前期天气条件对橡胶白粉病流行的适宜程度。

(2)用天气预报产品中未来7 d逐日的最低气温、最高气温预报值，推算未来橡胶白粉病天气适宜度，从而预测橡胶白粉病流行程度。

(3)结合各区域的橡胶物候进程和橡胶白粉病流行预测结果，形成服务产品，为政府、生产部门及胶农个人防治橡胶白粉病提供决策依据(橡胶白粉病天气适宜度预报服务流程见图5)。

2.3 景洪市2018年预报服务情况

2017年11月-2018年1月景洪降水特多，是历年同期的1.1倍，月平均温度偏高1.1℃，导致2018年橡胶树黄叶落叶时间明显推迟，较常年偏晚10 d，1月29日才落叶，但落叶比较整齐和彻底。2月13日胶树开始萌动，3月7日开始长叶，到3月18日第一篷叶基本稳定，稳定时间较常年偏晚4 d。萌动后以晴天为主，光照充足，无降温降雨天气过程，气温回升快，气象条件有利于橡胶嫩叶的快速生长，不利于橡胶白粉病的发生发展，虽然在3月9-11、14、17日出现最适宜病日，到3月18日第一篷叶稳定，白粉病为中偏轻度流行。

天气适宜程度预报情况：3月5日发现未来3月9-11日将有降温过程，6日起逐日订正发布橡胶白粉病流行预测，至3月6日白粉病天气适宜度指数监测仅为0.065，根据3月7日的天气预报，计算出未来7天橡胶白粉病适宜度指数达0.76，为最适宜流行，结合前期天气、物候和病情，未来适宜度指数将达0.25，仍在轻度范围，考虑到植胶区的种植环境差异，发布橡胶专题服务：景洪市未来天气适宜白粉病流行，物候较早的橡胶树，由于在这次降温过程之前叶片基本稳定，白粉病只是轻度流行，物候较晚的、种植海拔较高的橡胶树白粉病将达中度流行。从图2中可以看出，景洪站最终适宜度指数达0.30，全市最终白粉病天气适宜度指数有40.0%的站达轻度流行，53.3%的站达到中度流行，预测结果与云南省橡胶气象服务中心、景洪市气象局观测实况吻合，预报准确、服务效果好。

3 结论与讨论

(1)根据历史气象资料、橡胶白粉病实际观测值，研制橡胶白粉病最适宜病日的持续时间修正系数，构建云南省橡胶白粉病流行气象适宜度模型，将橡胶白粉病流行天气适宜度分为不适宜、基本适宜、适宜、最适宜四个等级，由此判别橡胶白粉病流行天气适宜程度。

(2)应用本研究方法，可动态监测橡胶白粉病流行天气适宜程度，预测未来7 d内橡胶白粉病可能流行的程度，2016年、2017年和2018年景洪市试报结果与实况相符，说明该方法预报精度可信，可在实际工作中应用。

(3)橡胶白粉病发生发展除与嫩叶期的温度相关外，同时又受到品种、物候等影响，由于缺乏该方面的历史资料，本文只考虑了橡胶树白粉病发病对气候适宜的一般性要求。

(4)随着更多自动气象站的建立和卫星遥感技术的应用，推算出的高精度格点温度的可信度极高，此方法的应用可以提供精细化的橡胶白粉病流行趋势预报服务，使节省大量的田间病情观测成为可能。