首页分享第五章植物病害流行的时间动态新.ppt

第五章植物病害流行的时间动态新.ppt

来源：花匠小妙招时间：2025-07-07 19:17

《第五章植物病害流行的时间动态新.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章植物病害流行的时间动态新.ppt（51页珍藏版）》请在知学网上搜索。

1、第五章第五章植物病害流行的植物病害流行的时间动态时间动态重点内容单年流行病害及积年流行病害特点和区别单年流行病害及积年流行病害特点和区别单年流行病害的流行曲线单年流行病害的流行曲线病害流行速率概念、类型、作用及其影响因素病害流行速率概念、类型、作用及其影响因素病害季节流行的进展曲线及定量表达的数字模病害季节流行的进展曲线及定量表达的数字模型型2时间时间必要因子必要因子度量量纲度量量纲3研究病害的时间动态主要就是研究研究病害的时间动态主要就是研究病害流行速率病害流行速率及及其变化规律。其变化规律。45.1植物病害流行的类型植物病害流行的类型规规模模时间跨度时间跨度时间单位时间单位病理过程病

2、理过程研究水准研究水准积年流行动态积年流行动态几年、几十年几年、几十年年年多个循环多个循环生态系统进化、生态系统进化、气候变迁气候变迁季节流行动态季节流行动态一个生长季节一个生长季节天天单个或多个侵单个或多个侵染过程染过程种群间互作、气种群间互作、气象和栽培条件象和栽培条件病程进展动态病程进展动态一个病程一个病程小时小时单一侵染过程单一侵染过程致病性和抗病性、致病性和抗病性、小生态小生态病害流行时间动态的三级规模病害流行时间动态的三级规模55.2 病害流行速度和潜能病害流行速度和潜能病害名称病害名称一个生长季节中增长的倍数一个生长季节中增长的倍数马铃薯晚疫病马铃薯晚疫病 10亿（病斑面积）亿

3、（病斑面积）小麦叶锈病小麦叶锈病 3000万（孢子堆数）万（孢子堆数）TMV 10000（病株数）（病株数）小麦腥黑穗病小麦腥黑穗病 4 10 柑桔速衰病柑桔速衰病2.1可可肿枝病可可肿枝病 1.7 再侵染有无，代数多少，繁殖率、死亡率的高低和传播效能等再侵染有无，代数多少，繁殖率、死亡率的高低和传播效能等65.3 病害流行的类型病害流行的类型1.单年流行病害（单年流行病害（monoetic epidemic)2.在作物一个生长季节中，只要条件合适，就能完成菌在作物一个生长季节中，只要条件合适，就能完成菌量积累过程造成种种程度流行为害的病害量积累过程造成种种程度流行为害的病害，叫做单年流行叫做

4、单年流行病害。病害。3.多循环病害（多循环病害（polycyclic disease）4.复利病害复利病害（compound interest disease）789单年流行病害的特点单年流行病害的特点1.1.再再侵侵染染频频繁繁，潜潜育育期期短短，一一个个生生长长季季节节可可繁繁殖殖3-43-4代以至更多世代，病原物繁殖率高。代以至更多世代，病原物繁殖率高。2.2.多为地上部病害，局部病害，大多数叶斑均属此类。多为地上部病害，局部病害，大多数叶斑均属此类。3.3.多多为为气气传传和和风风雨雨流流水水传传播播的的病病害害，也也有有些些是是虫虫传传的的，传播距离和传播效能一般较大。传播距离和传

5、播效能一般较大。104.4.病原物寿命（主要指其引致再侵染的传播寿命）病原物寿命（主要指其引致再侵染的传播寿命）往往不长，对环境条件敏感，在不利环境条件往往不长，对环境条件敏感，在不利环境条件下，会迅速死亡。下，会迅速死亡。5.5.病原物越冬率不高且不稳定，越冬后存活的菌病原物越冬率不高且不稳定，越冬后存活的菌量（次年初始菌量）往往又降低到很低的水平，量（次年初始菌量）往往又降低到很低的水平，菌量的年度间净增长倍数（第二年的初始菌量菌量的年度间净增长倍数（第二年的初始菌量除第一年的初始菌量）往往不高，且有时反而除第一年的初始菌量）往往不高，且有时反而有所下降。有所下降。112.积年流行病害（积

6、年流行病害（polyetic epidemic）病原物需经过连续几年甚至更长时间的菌量病原物需经过连续几年甚至更长时间的菌量积累才能流行成灾的病害。积累才能流行成灾的病害。多循环病害（多循环病害（polycyclic disease）复利病害（复利病害（compound interest disease）1213积年积年流行病害的特点流行病害的特点1 1无无再再侵侵染染，或或虽虽有有在在侵侵染染而而代代数数很很少少，在在流流行行为为害害上作用不大，病害潜育期长或较长。上作用不大，病害潜育期长或较长。2 2多为全株性或系统性病害；多为根病、地下部病害。多为全株性或系统性病害；多为根病、地下部病害

7、。3 3多多为为土土传传病病害害或或种种传传病病害害自自然然传传播播距距离离和和传传播播效效能能均较小。均较小。144 4病原物的传播体往往也是其休眠体，寿命病原物的传播体往往也是其休眠体，寿命较长，对不良环境的抗性较强，除在侵入较长，对不良环境的抗性较强，除在侵入期易受环境条件的影响外，一旦侵入成功期易受环境条件的影响外，一旦侵入成功后，则当年病害数量基本已成定局，受环后，则当年病害数量基本已成定局，受环境条件影响较上类病害为小。境条件影响较上类病害为小。15 由于以上特征，这类病害虽然在一个生长由于以上特征，这类病害虽然在一个生长季节中菌量增加幅度不大，但却往往能逐年稳季节中菌量增加幅度不

8、大，但却往往能逐年稳定增长，两两相连年份的病情之间正相关较为定增长，两两相连年份的病情之间正相关较为经常，如品种及耕作利于发病，则几年后必将经常，如品种及耕作利于发病，则几年后必将造成较大为害。造成较大为害。16中间类型中间类型以上两类病害的区别及其病例，是比较典型而以上两类病害的区别及其病例，是比较典型而对比鲜明的两端，实际上有些介于上两类之间，还有对比鲜明的两端，实际上有些介于上两类之间，还有更多的病害流行速度还缺乏定量研究。例如纹枯、油更多的病害流行速度还缺乏定量研究。例如纹枯、油菜菌核病等。菜菌核病等。17病害流行原因病害流行原因单循环病害：初始菌量单循环病害：初始菌量 x0策略策略

9、多循环病害：流行速率多循环病害：流行速率 r策略策略185.4 病害季节流行动态病害季节流行动态一、多循环病害（复利病害）的季节流行动态一、多循环病害（复利病害）的季节流行动态 1季季节节流流行行的的基基本本形形式式如如果果定定期期（每每日日或或每每隔隔数数日日）系系统统调调查查田田间间病病害害发发病病情情况况（普普遍遍率率或或病病情情指指数数），把把病病情情数数据据绘绘成成随随时时间间而而变变化化的的曲曲线线，便便得得到到病病害害的的季季节节流流行行曲曲线线。曲曲线线的的起起点点在在横横坐坐标标上上的的位位置置即即流流行行始始发发期期，斜斜率率反反映映了了流流行行速速度度，最最高高点点（

10、顶顶峰峰）反反映映流流行行程程度度，如如曲曲线线后后端端逐逐渐渐变变为水平或下降，便反映了流行衰退。为水平或下降，便反映了流行衰退。19季节流行曲线的形式季节流行曲线的形式202.流行阶段的划分流行阶段的划分213.流行阶段的进一步划分流行阶段的进一步划分22季节流行动态的基本模型季节流行动态的基本模型指数增长模型指数增长模型逻辑斯蒂模型逻辑斯蒂模型高姆比兹模型高姆比兹模型韦布尔模型韦布尔模型235.5 指数增长模型（指数增长模型（x=x0ert）1.指数增长模型的指数增长模型的假设前提假设前提：在在研研究究的的时时间间范范围围内内生生物物是是不不死死的的，即即只只考考虑虑生生殖殖率率不不考考

11、虑虑死死亡亡率率，对对植植物物病病害害来来说说，即即只只考考虑虑病病害害的的传传染染和和新新病病害害的的发生而不考虑病害的报废和消亡。发生而不考虑病害的报废和消亡。生生存存条条件件是是无无限限的的，群群体体可可无无限限增增长长，对对病病害害来来说说，即即可可供侵染的寄主组织是无限的。供侵染的寄主组织是无限的。环境条件是稳定的，因而生物的生殖率不随时间而变，对环境条件是稳定的，因而生物的生殖率不随时间而变，对病害来说，病害来说，即病害因传染而实现的增长率不随时间而变。即病害因传染而实现的增长率不随时间而变。242.指数增长模型的推导指数增长模型的推导在上述前提下，在上述前提下，令令x0为初始病情

12、为初始病情令令x为为t时后的病情时后的病情令令r为单位时间的病害增长率为单位时间的病害增长率则指数生长方程为则指数生长方程为（e为自然对数的底，为自然对数的底，e=2.71828）其推导如下：其推导如下：25 即即设某一瞬间设某一瞬间t t的病情为的病情为x xt t，当时间增量为当时间增量为tt时，病情增量为时，病情增量为xx,则病害增长率则病害增长率写成微分形式写成微分形式积分得积分得：c为积分常数，设为积分常数，设t=0t=0时，病情为时，病情为x x0 0，代入上式得：代入上式得：c=x0 写成指数形式，得写成指数形式，得（5.1）265.6 5.6 逻辑斯蒂模型（逻辑斯蒂模

13、型（Logistic modelLogistic model）早在早在18401840年，年，VerhulstVerhulst提出了逻辑斯蒂生长曲线提出了逻辑斯蒂生长曲线（Logistic growth curveLogistic growth curve）19521952年年yuleyule把它用于生物群体增把它用于生物群体增长的描述，长的描述，19631963年年Van Van derder plan plan 把它移植到病害流行的数理把它移植到病害流行的数理分析中来。分析中来。这个模型又叫做自我抑制性生长方程（这个模型又叫做自我抑制性生长方程（SelfinhibitiveSelfinhi

14、bitive growth equationgrowth equation）,方程式为：方程式为：27以以x x对对t t作图，在普通坐标纸作图，在普通坐标纸u u上呈典型的上呈典型的S S型曲线（下图，型曲线（下图，B B）28生物群体增长模型生物群体增长模型dN/dt=rN(K-N)/KN为种群个体数；为种群个体数；K为环境对种群的最大容纳量为环境对种群的最大容纳量用于病害季节流行动态分析时，群体发病量为用于病害季节流行动态分析时，群体发病量为x，病害最大容纳量，病害最大容纳量K定为定为1（100%）29Logistic模型的导出模型的导出设设一一生生物物群群体体在在一一有有限限的的环环

15、境境中中繁繁殖殖生生长长，其其最最大大可可能能的群体大小为的群体大小为x xmaxmax。当当x x由由x x0 0开开始始增增长长时时，其其增增长长速速度度势势必必随随着着群群体体的的增增长长而而减减小小，至至x x=x xmaxmax时时，增增长长速速度度等等于于零零。现现令令为为单单位位时时间间内内增增量量，即即增增长长速速度度，令令r r为为速速率率参参量量，即即单单位位时时间间内内每每单单位位生生物物能能繁繁殖出数量，则得殖出数量，则得30当病害数量采用百分率时，当病害数量采用百分率时，xmax=100%=1，因此：，因此：积分，得：积分，得：C C为积分常数为积分常数31当当t=

16、0，x=x0,c=代入上式，略去代入上式，略去x xt t的下标，得的下标，得取反对数，即得取反对数，即得如以如以x x1 1,x,x2 2分别代表时间分别代表时间t t1 1和和t t2 2的病情，（的病情，（5.25.2）式可写成）式可写成(5.2)(5.2)(5.3)(5.3)(5.4)(5.4)32x的逻辑斯蒂转换值，简称逻值，记为的逻辑斯蒂转换值，简称逻值，记为logit（x）S形曲线的直线化，就是将病害数量（形曲线的直线化，就是将病害数量（x）百分率）百分率转换成逻值后，以逻值为纵坐标对时间（转换成逻值后，以逻值为纵坐标对时间（t）作图，则）作图，则病情进展曲线转换成为一条直线，

17、也称逻值线。病情进展曲线转换成为一条直线，也称逻值线。33日期日期(日日/月月)13/424/44/517/528/59/6原原值日值日(x)0.00010.00030.0800.2000.9600.999对数值对数值(lgx)-5.00-3.52-2.13-0.71-0.020.00逻逻值值()-11.5-8.1-4.8-1.43.26.95.7流行曲线的绘制及其直线化流行曲线的绘制及其直线化34-1-2-3-4lgx1.000.20.40.60.813/424/44/517/528/59/6日期（日/月）-10-8-6-4-20246x原值线逻值线对数值线rr1r235表观侵染速率表观侵染

18、速率r逻辑斯蒂方程导出逻辑斯蒂方程导出r=r为单位时间内新增病害数量相当于原有为单位时间内新增病害数量相当于原有病害数量的比率病害数量的比率36基本侵染速率基本侵染速率R37报废部报废部t-i-pt-ptipi+p传染部传染部潜育部潜育部健部健部Xt-i-pXt-pxt病病情情时间校正侵染速率（校正侵染速率（Rc）图解图解t时间时间i传染期传染期p潜育期潜育期38校正侵染速率校正侵染速率Rc39高姆比兹模型（高姆比兹模型（Gompertz model）x=exp-Bexp（-Kt）高值高值gompit(x)X:X=-ln(-lnx)速度参量速度参量KK=(gompit(x2)-gompit(

19、x1)/(t2-t1)40两种模型模拟结果的积分图4142两种模型模拟结果的微分图43韦韦布尔模型（布尔模型（Weibull Model）微分表达式：微分表达式：积分形式：积分形式：(b0,c0,ta)式中：式中：xtt 时的病情百分率，时的病情百分率，t时间；时间；a位置参数，决定病害开始增长的日期；位置参数，决定病害开始增长的日期；b比率参数，决定流行速度；比率参数，决定流行速度；c流行曲线的形状参数。流行曲线的形状参数。44Weibull 模型的曲线形式45韦布尔模型可以拟合中间类型病害的流行曲线韦布尔模型可以拟合中间类型病害的流行曲线缺点：未反映初始菌量缺点：未反映初始菌量46二、单利

20、病害季节流行动态二、单利病害季节流行动态单利病害单利病害47单利病害单利病害48单利病害季节流行动态模型单利病害季节流行动态模型xt:t时的病情百分率时的病情百分率rs：单利病害平均日增长率：单利病害平均日增长率rs=侵入率侵入率/寄主群体寄主群体/天天49单利病害的逐年流行动态单利病害的逐年流行动态x0.00110.0100.0500.1300.310-ln(1-x)0.00110.0100.1390.1390.371平均年增长速度=5年腥黑穗病的病穗率资料：rm=50第五章思考题第五章思考题1.指指数数增增长长模模型型假假设设前前提提有有哪哪些些？为为什什么么该该模模型型只只能能用于病情低于用于病情低于0.05的情况下？的情况下？2.根据根据logistic模型的表达式，说明该模型的主要用途。模型的表达式，说明该模型的主要用途。3.根根据据S形形季季节节流流行行曲曲线线，病病害害流流行行全全过过程程可可分分为为哪哪五五个阶段？个阶段？4.应用应用r值必须注意那些问题？值必须注意那些问题？5.为为什什么么计计算算r值值时时，时时间间t(t2-t1)必必须须大大于于一一个个潜潜育育期期？6.Logistic模模型型和和Gompertz模模型型用用于于拟拟合合病病害害流流行行各各显显示出何特点？示出何特点？51