向日葵是河套灌区主要经济作物, 向日葵锈病是河套灌区向日葵主要病害之一, 发生较为普遍, 大流行年份减产40%~80%^[1]。2002年巴彦淖尔市向日葵锈病发生面积达7.4万公顷, 产量损失13324.3万吨^[2]。而且种子含油量也会显著降低, 严重时含油量可降低50~70%。向日葵锈病以冬孢子在病残体或种子上越冬, 由于河套灌区向日葵种植面积较大, 每年产生大量茎杆, 病残体难以及时全部消除, 向日葵锈病病菌在农田大量存在, 且年年都有不同程度发生, 左右病害发生的是气候条件。目前, 向日葵病虫害方面的研究已有一些^[1-4], 但有关向日葵锈病的研究较少, 主要是研究锈病发生症状等, 有关气象条件对向日葵锈病发生影响的研究就更少, 但对其他病害研究相对较多, 如居为民等对小麦白粉病始病期发生的气象条件及预报进行了研究^[5]。本文目的在于分析影响向日葵锈病发生的气候条件, 确定向日葵锈病始见期出现的气象指标, 建立预测模型, 为预测锈病发生程度及危害时间提供参考。

1 资料来源与方法

向日葵锈病（1984—2004年）资料来自内蒙古巴彦淖尔市临河区农业技术推广中心病虫测报站。同期的气象资料来源于巴彦淖尔市气象局。

向日葵锈病观测在向日葵三对真叶（一般在5月下旬到6月上旬）时开始观测, 在观测到向日葵锈病病菌后, 在一块地或地力、栽培措施、品种一致的两块地中选5个观测点, 每个观测点选20株进行定点观测, 5天观测一次, 每次在选定的100株上数出总叶数, 再数出有病叶数, 按有病叶数/总叶数, 计算病叶率。根据观测每一叶片病菌的孢子所占面积对叶片严重程度分级, 按小麦锈病分8级, 即0、1、5、10、25、65、80、100, 将不同级数的叶片进行加权平均, 计算严重度。再根据病叶率严重度/最髙病级的代表数值计算病情指数, 观测到向日葵成熟收获。病叶率越髙, 发病范围越大, 严重度越重, 病害对植株的影响越大, 叶片的功能越差。

病害资料与气象资料进行相关分析, 并利用逐步回归和多元回归建立预报模型。

2 结果分析 2.1 向日葵锈病发生程度指标

观测资料显示, 向日葵锈病遇到适宜条件时, 发生速度非常快, 锈病指数跨度较大, 而农业植保部门对发生程度分级规定跨度较小, 特别是在向日葵锈病达到流行盛期时, 其锈病指数的变化是非常快的。因此, 这样划分难以客观描述向日葵锈病的发生发展状况, 不能准确判断其发生严重程度。为了将向日葵锈病的发生发展规律分析得更透彻, 我们参照农业植保部门的划分标准, 将向日葵锈病的发生发展及发生程度进行以下划分。

(1) 始见期:调査发现锈病开始发生之日。

(2) 始盛期：将病情指数达到10%以上的日期作为向日葵锈病开始流行的初始日期。此时，植株病叶率已达到40%以上，对作物的正常生长开始产生明显的影响。

(3) 流行期：将病情指数达到20%以上的日期作为向日葵锈病流行高峰期的初日, 这一时段作为流行期。此时植株的病叶率已达到80%以上, 对植株的正常生长已构成严重影响。

(4) 大流行期:将病情指数达到50%以上的日期作为大流行时期, 此时病叶率已达到100%, 大部分叶片干枯死亡, 植株已基本不能进行光合作用, 此时, 植株一般也进入灌浆时期, 由于缺乏光合作用, 灌浆受阻, 作物最终出现大量空瘪粒, 甚至颗粒无收。

根据以上指标, 我们将向日葵锈病多年各个时期的发生时间列于附表。

2.2 向日葵绣病始见期 2.2.1 向日葵锈病始见期发生规律

在观测的21年资料中, 向日葵锈病始见期主要出现在6、7、8三个月中, 其中, 发生在6月的有6年, 发生在7月的有9年, 发生在8月的有5年, 还有一年发生在5月下旬。最早发生在5月25日, 最晚发生在8月25日, 前后相差达3个月之久(表略)。

向日葵锈病始见后, 发展速度也相差较大。在8月前, 从始见开始到达始盛, 最长相差2个月, 最短仅有16天, 其主要原因是, 此间是河套灌区降水最不稳定时期, 多的时候月降水长能接近极值, 少的时候滴雨不下, 空气干燥, 延缓了病菌的发展。

向日葵锈病始见期发病并不严重, 在21年观测资料里, 除1997年在8月25日最晚发病, 其病情指数为2.11%外, 其余在8月20日前发病的, 均没有超过1%;病叶率除1997年为8.43%外, 其余各年始见期病叶率均在5%以下。发病初期病情非常轻微, 对作物的正常生长几乎没有影响, 但锈病始见的迟早对以后病情发展有着非常大的影响。向日葵锈病凡是在8月才进入始见期的年份, 其发病程度都不会达到大流行, 对向日葵不会构成毁灭性危害; 达到流行程度的年份也很少, 仅有一年。而锈病最后发展严重, 达到大流行程度的有8年, 其始见期全部在6、7两月, 而8月始见的5年中只有1年（1997年）达到流行程度, 而其达到流行的时间也较晚, 在9月10日, 已接近收获, 其影响大为降低, 其余有3年虽达到始盛期, 但均在8月底才达到, 一方面时间较晚, 另一方面始盛期病情指数仅为10%, 病叶率也仅为40%, 对向日葵的影响较小; 而1996年尽管8月降水达到58.4mm, 但由于发病时间较短, 锈病最终没有达到始盛指标, 对作物正常生长的影响微乎其微。

2.2.2 气象条件对向日葵锈病始见的影响

向日葵诱病始见期的发生与降水量、降水日数的关系最为密切。一般来说, 向日葵锈病在旬降水量大于10mm或旬降水日数大于等于5天时的下一旬, 或近10天降水量大于10mm或降水日数大于等于5天时的2—3天后就会始见。

降水的作用主要是造成空气湿度增大, 使得田间湿度相应增大, 同时, 通过强烈的蒸发, 使得降水以蒸汽的形式从土壤中返回地面, 增大了田间湿度。降水量越大, 较大的田间湿度维持时间越长, 连续降水也能起到这种作用。但河套灌区由于属于严重干旱区, 年降水量仅有140~250mm, 连续降水的情况极少, 主要出现在8月, 因此, 锈病始见通常是由一两次降水引起的, 且每次降水之间间隔时间较长, 特别是6、7月更是如此, 使得大部分年份锈病始见后发展都较为缓慢, 为及时采取防治措施贏得了充足的时间。

向日葵锈病的发生对温度也有一定要求。从21年资料来看, 病害发生要求日平均温度稳定达到20℃。历年气象观测资料表明, 河套灌区进人6月后, 平均气温一般才能稳定在20℃以上, 因此, 病害主要始见于6月以后。在温湿条件中, 温度是基础, 湿度条件是诱因。只有当温度达到20℃以上时, 又有合适的湿度条件, 病害才能发生, 而进人6月后, 随着气温迅速升高, 向日葵植株生长加快, 叶片迅速增大, 植株蒸腾加剧, 棵间蒸发减小, 田间湿度相应增大, 为锈病发生奠定了基础。唯一例外的2002年5月下旬平均气温从中旬的17.5℃猛增到23.0℃, 增幅达5.5℃, 不仅如此, 这一髙温也创历史第二极高值, 仅比1992年同期略低0.1℃, 加之前期降水充足, 上中旬总计有降水36.5mm, 是历年平均的3倍多, 有量降水日达9天之多, 相对湿度维持在60%左右, 气象条件非常适合, 便提前发生了病害, 也成为历年向日葵锈病始见的最早日期。

2.2.3 向日葵锈病始见期的预测预报 2.2.3.1 预报方程建立

由于锈病的发生与气象条件密切相关, 为此, 我们利用前期气象资料与锈病始见期资料寻找相关关系, 以此建立预测模型, 为提前预报向日葵锈病的发生时间及发生程度, 进而及时采取防治措施提供科学依据。预报量以6月1日为1(以前为0), 依次计算。根据农业植保部门发布向日葵锈病预报的不同日期, 我们建立相应的预报方程。11月, 植保部门要召开翌年病虫发生会商会; 3月, 植保部门发布各种病虫害年景预报; 5月中旬, 植保部门要发布向日葵锈病发生的中期预报。

(1) 超长期预报（11月发布翌年预报）

采用相关系数法选取以下3个预报因子:

X₁为3月上旬最低气温

X₂为元月下旬日照时数

X₃为3月中旬平均气温

通过多元回归法, 建立以下预报方程:

(2) 长期预报（当年3月发布预报）

采用相关系数法选取4个因子:X₁为上年3月上旬最低气温, X₂为上年3月中旬最低气温, X₃为上年元月下旬日照时数, X₄为当年2月上旬降水量。

通过多元回归法, 建立以下预报方程:

(3) 中期预报（当年5月发布预报）

采用相关系数法选取5个因子:X₁为上年3月上旬最低气温, X₂为上年3月中旬最低气温, X₃为上年元月下旬日照时数, X₄为当年5月上旬日照时数, X₅为当年2月上旬降水量。

通过多元回归法, 建立以下预报模型:

2.2.3.2 预报方程检验

将上述方程进行历史样本的回代检验, 效果较好, 且所有方程全部通过α=0. 01的极显著检验。其中, 用第一个方程分别计箅2005年、2006年发生时间为8月2日和8月16日, 实况为7月28日和8月21日, 用第二个方程分别计算2005年、2006年发生时间为7月26日和8月18日, 用第三个方程分别计算2005年、2006年发生时间为8月4日和8月21日, 上述结果除第三方程对2005年的计算结果偏差略大外, 其余均接近实际情况。

3 结论

锈病发生越早, 发展成大流行的可能越大。发生在8月份, 对向日葵影响较小。

降水是向日葵锈病发生的关键。锈病发生主要是一两次降水引起的。温度虽然起着基础作用, 但进入6月后气温会很快上升到20℃以上, 最多推迟10~20天, 对锈病的始见影响较小。降水间隔时间长, 有利于抑制锈病的发展, 从而减轻对向日葵的危害。

上述分析及预报模型既可用于气象部门的气象服务, 也可为农业植保部门预报病害发生发展提供帮助。