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天气影响作物病虫害 |
发布时间:2020-02-03 |
农业害虫和病原菌常常靠空气传播,在大多数情形下, 这种传播是短距离的,但有时传播的距离很长。因此,了解气象条件在空气生物学领域中所产生的影响是很重要的。在所有的阶段,天气都有显著作用。首先,前不久时间的自然条件决定病原菌(或农业害虫)是否处于空中浮游的条件之下,潜伏期或再生期是否已经完成。释放过程取决于天气, 例如,温度或相对湿度的变化,风或对流的增强,雨滴的碰撞,都能形成有利于病原菌或农业害虫飞起的环境条件。 病原菌和农业害虫,一旦浮游于空气之中,虽然它们可能有足够的能量维持浮游状态,并抵抗微弱的向下,但只有较大毘虫才有定向飞起的能力。另外,天气条件决定空中浮游物质运送到的高度以及它们随后运动的速率和方向。进一步来说,作为一个可能侵染源的这些物质的连 续生活能力与生存取决于诸如温度、湿度和辐射之类的因子。虽然重力起显著作用,但是着陆地点或区域()换句话说,即地理目标)主要由天气决定;较大型的昆虫,如蟑虫, 它们可在海洋上空连续飞行,但是在陆地上则会降落到地 面,而自运行高度的下沉大都是不自觉的,是空中下沉气流或雨雪的截阻和沉积所致。 我们总是假设适宜的寄主植物即易受感染的植物是适宜于病虫畨要求的,那末病原菌或昆虫一旦下沉,天气便决定了随后侵染的可能性。在这一阶段之后,只要生物过程和天气条件在吋间和空间方面达到一定程度的藕合,整个过程本身便重复进行下去。 关于真菌的长途运送,最早的一些研究是霍格结合禾谷类作物锈病作的。对于几种昆虫在国与国之 间的迀飞和跨越大洋的迁飞,赫斯特也作过调査, 这两类研究都关系到天气图的利用和地面、高空风分折。通过连续反杳天气图则可找出它们的路径,从到达的已知点按时间和距离再返回,这样的过程必然有越来越大的不可靠性。从猜测源地开始,并随时继续向前传播的逆过程同样会引进一系列越来越大的区域,但是经验巳表明,这样使用现成的可用气象工作资料,能够得到关于流行病学的重要而有 用的结论。 但是,有许多病原菌,它们的输送距离是比较短的,可能只有几米或更短一些。在这种情况下,释放、输送和侵染 过程中关键天气影响的鉴别是很重要的。如果病害(或虫害)是一个地区特有的,每年的出现都是有规律的,强度大体一样,那末天气的影响可能不太重要,但是如果发病率和 影响范围不一样,天气因素在其中可能起重要作用。 最常见的对天气敏感的病害阶段是植物侵染阶段,可以引用几个实例来说明,关于必要天气条件的知识(这些条件是什么?它们什么时候出现?)用作植物病害预报的基础是足够的。这样的病害不仅对地方经济有重要影响,而且也能 把病传到很远的地方,十九世纪中叶爱尔兰马铃薯的严重不足,是个典型的例子。 这种情况的出现是下述几种不利条件结合的结果:一个地区单纯靠一种食品作物,有利于马铃薯疫病真菌越冬的耕祚方法以及适宜于迅速侵染的持续温暖而湿润的气候条件。欧洲的马铃薯疫病总在温暖或温和的天气下发生,因为气候条件正适合10℃的低温侵染极限。 在美洲,则把它认为是一种冷天气下的病害,因为这一较低的临界值总是清楚的,而病害很可能受高温(和低湿)的限制。 博蒙特在本世纪二十年代所作的 野外调查指出,温度在10℃以上,相对湿度在75%以上的天气持续48小时,这是侵染的必要天气条件。利用天气站的标准观测记录,这个“博蒙特时段”在英国一直被用来作为病害警报的根据。随后的研究成果表明,相对湿度在90%以上的 时段也很好用,但做起来不太方便。在爱尔兰,这样的天气可从天气图上气旋暖区中旳观测记录识別出来,在荷兰和德国,用其他临界值比较合迠,但所有这样的标准,其目的都 在于确定暖湿天气时段。 植物叶子湿润时间的长短通常是确定侵染可能性的一个关键因子。关于苹果黑星病,米尔斯在实验室中确定的精确度条件是“米尔斯期” 。苹果黑星病是首先在春季出现的病害,此时在果园表土中已经越冬的子囊孢子受雨的影响而释放出来。米尔斯的研究成果表明:如果这样的孢子落在苹果叶子上,那末在春季高温时,只要叶子短斯(大约10个小时)潮湿,就会发生侵染,但在接近冻结点的较低温度下, 可能需要长达48小时的潮湿期。 首先要验证在英.国条件下田间的这些临界值,这是很明确的。但要做到这一点,必须设计一种测量地面湿润度的仪 器。为此已研制出一种灵敏的测露天平,通过称重,在时间图上显示出一个水平放置着的聚苯乙烯平板维持湿表面的小时数。这样便得出湿润度的测量结采。这种仪器记录露的形成,指示变湿的时段长度、完全湿润的时段长度以及变干的时段长度,都是足够精确的。 这样的湿润度记录器安装在苹果园中苹果树下层叶子的高度上,安装了湿润度记录器,结合百叶箱中温度计,证明了米尔斯标准是正确的,可用之于病害预报。 下一步工作是考察湿润度持续的(标准)气象条件。与果园最靠近的报告站,距离果园为30公里,但即使如此,也还是可以发现,湿润持续期和雨后百叶箱相对湿度》90%的持续时间,两者之间确有联系。在湿润持续时间较短,对病害发病率影响不明显时,将会出现大的差异。 目前,用天气站网〈取逐时读数〉鉴别关键天气是可能的。这样,由地面湿润状况决定的米尔斯期为由百叶箱湿度 决定的史密斯期作所代替。而且,过去天气也可以根据这类标准观测记录分析出来,并能研究它们的共同特征。 例如,如果考虑连续降雨不足12个小时的时候会有明显的病害发生,那末可以发现: ’ 如06时开始降雨,.降雨必需持续12小时; 如10时幵始降雨,降雨必需持续8小时; 如14时开始降雨,降雨必需持续4小时; 如16时开始降雨,降雨必需持续2小时。 在上述几种情形下,17时都仍然下着雨。根据此项研究以及类似研究,便可能整理出一套规律性的东西,按照这些 规则,一个果农只凭一只溫度表和每天对果园的两次观察, 即可鉴定侵染期。这些规则如下: 侵染可能发生的条件:a、白天已开始的降雨,到17 时仍在继续,当时温度>=10℃;b、傍晚或夜间开始降雨, 08时的温度>=10℃,叶子仍然是湿的;c、08时和17时的平均温度>=6.7℃,任意连续两次观察时,都在下雨,或雨后叶子变湿! d、3次连续观测的平均温度>=5.6℃,其他条件同(c);e、 4次连续观测,平均温度>=4.4℃,其他条件同c;f、任意5次连续观测都在下雨或雨后叶子都是湿的,而不管温度如何。 对242次分别发生的情形所作的检验表明,有102次满足这些标准,其中有94次发布了正确的瞀报,有8次发布了错误的蒈报;剩下的不满足标准的140次,只有一次可能发病。 对苹果黑星病的这一个例研究是怎样才能用实验室的正确研究成果逐步确定农田病害可靠标准的一个极好实例,或用精密的仪器、现有天气观测网,或用单个观测员所定出的规则。 在制作马铃薯疫病发病率预报的尝试中,通常假定,在所有的情形下都存在足够的接种体。在苹果黑星病的情形 下,直到已经知道子囊孢子的春季释放巳经幵始,引起子囊孢子释放的雨也是必需的叶子湿润的原因,才能应用病害侵染的标准。其他病害,比如大麦霭病侵染条件似乎是次要的,病害的蔓延似乎主要是由任一特殊曰子的孢子浓度所决定的。 设在哈彭登的植物病理学实验室的试验指出了这一点,在那里把大麦连续暴露在有任何外界可能感染 的条件下,一次仅48小时,致病浓疱的数目,是在检疫条件下在潜伏期后计数的,因此在侵染发生时,这个数目是已知的。显示出最多浓疱数目的植物是在孢子数目(用吸收孢子诱捕器作连续观测)多的曰子里暴露的那些植物。 因此,病害预报有赖于对产生较多孢子数目的条件的鉴别。这将取决于病原菌的前期经历〈并因此取决于前期天气〉,因为在5、6月份,随着孢子接连不断发生,其数目增加了。对于冬播大麦,这一数目的增加比舂播作物开始得早。观测结果已经表明,如果风甶冬播大麦地块吹向春播大麦地块,那末孢子浓度在5月份便大大增加。 在没有此类复杂情况出现的地方,孢子诱捕数目可以对照逐日天气作分折。首先,必须计箅在一个、两个或更多个潜伏期前那些日子里出现的孢子数目。这实际上给出孢子释放可能性的一种度量方法。在经受适宜的温湿度条件后,霉病孢子主要是因风吹动大麦叶子而释放的。 对逐日孢子数目的分折结果表明:它们随最高温度、风的强度以及日照的增加而增加,如果日最高温度超过17℃, 风程在340公里/天以上,孢子数目就迅速增加。 为组织好有效的病害赘报服务,需要知道什么时候进行一次简单的喷雾处理才最为有效。大约三年时间,在几个中心所作的喷药时间试验表明:在孢子数目第一次显现出一个量级,甚至两个量级的大幅度增加时,喷药似乎是最有效的。这种情况出现的时间看来是:连续多天——中间为潜伏期分隔幵来一有适于孢子释放和散布的温暧、日照充足而且有风的天气。 ―些病害是以昆虫为传病媒介进行传播的,例如糖用甜菜的病毒黄蒌病是以蚜虫为传病媒介的。因此,对影响春季蚜虫增殖的天气的估计可用于推断未来病害的严重程度。如果 影响蚜虫的天气能够被识别岀来,便能够制作病害的预报这种情况的重要条件似乎是冬季的严寒程度(因此即越冬总数的多少)和晚冬及春季的温暧程度(控制数量增殖的速率)。 、 查阅已发表的植物病理学和昆虫学方面的文章,可找出许多其他对天气敏感的病虫害的实例。是否能成功地发现显著的因子,;主要取决于资料的可用程度和分折的技术,这将由农业气象学家同有关农业科学家密切合作而予以实现。
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