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日光温室黄瓜霜霉病初侵染阶段关键预测因子的筛选及验证_纪涛.pdf

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日光温室黄瓜霜霉病初侵染阶段关键预测因子的筛选及验证_纪涛.pdf

中 中 国 国 瓜 瓜 菜 菜 2018 , 31 (5 ) 5-10 试验研究 收 稿 日 期 2018-03-06 ; 修 回 日 期 2018-03-29 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 (31401683 ) ; 山 东 省 重 点 研 发 计 划 (2017CXGC0216 ) ; 欧 盟FP7 (PIRSES-GA-2013-612659 ) 作 者 简 介 纪 涛 , 男 , 在 读 硕 士 研 究 生 , 主 要 从 事 温 室 蔬 菜 病 害 预 警 模 型 研 究 。E-mail 通 信 作 者 李 明 , 男 , 副 研 究 员 , 主 要 从 事 植 保 信 息 化 与 农 产 品 质 量 安 全 研 究 。E-mail 由 古 巴 假 霜 霉 菌[Pseudoperonospora cubensis (Berk. 2. Beijing Research Center for Ination Technology in Agriculture/ Key Laboratory of Agri-inatics, Ministry of Agriculture/ National Engineering Laboratory for Agri-product Quality Traceability/ National Engineering Research Center for Ination Technology in Agriculture, Beijing 100097, China; 3. Fengtai DistrictPlantProtectionandPhytosanitaryStation,Beijing100070,China Abstract The outbreak of cucumber downy mildew in greenhouse depends on the combined effects of the environment conditions, the management activities and other factors. In production, plant disease prediction relies on all kinds of empirical models, but there are many kinds of factors, which need to be simplified.The approach we adopt to solve theproblemisusingtheprincipalcomponentanalysistoreducethedimensionof14groupsofearlypredictorsforcucumber downy mildew, based on field investigation experiment. Three principal components were selected out, which reflected the comprehensive humidity ination, the temperature ination and the management activities of the greenhouse, respectively.Thecumulativecontributionratereached80.76,andanempiricalmodelwasestablishedbasedonprevious research results. The model had a good predictive effect R0.94 on the occurrence date of cucumber downy mildew, anditcouldprovideandecisionreferencefortheearlycontrolofcucumberdownymildewinthesolargreenhouses. Key words Cucumber; Pseudoperonospora cubensis; Early warning system; Principal component analysis; Empirical model 5 DOI10.16861/ki.zggc.2018.0080中 国 瓜 菜 第31 卷 试验研究 留 [5] , 因此必须做好对初侵染的预测和防治工作 。 近 年 来 国 内 外 众 多 学 者 开 发 了 以 环 境 因 素 为 驱 动 的 病 害 预 测 模 型 来 指 导 生 产 [6-8] , 对 病 害 发 生 时 间 和 风 险 进 行 预 测 , 通 过 生 态 防 治 , 在 减 少 施 药 的 基 础 上 控 制 病 害 的 发 展 。 如 何 自 福 [9] 等 人 运 用 距 始 病 期 的 时 间 、 前10d 累 积 相 对 湿 度 与 气 温 的 比 值 、 前 10 d 累 积 雨 日 与 气 温 的 比 值 、 前 10 d 累 积 雨 量 与 相 对 湿 度 的 比 值 、 前10d 累 积 雨 日 与 相 对 湿 度 的 比 值 等 多 个 输 入 因 子 构 建 模 型 , 对 广 州 地 区 黄 瓜 霜 霉 病 的 发 展 进 行 预 测 。 徐 宁 [10] 通 过 接 种 日 至 发 病 日 时 间 、 标 准 累 积 温 度 、 标 准 累 积 湿 度 温 、 标 准 累 积 湿 度 、 标 准 累 积 温 湿 度 积 之 倒 数 等 多 个 变 量 分 别 构 建 了 塑 料 大 棚 黄 瓜 白 粉 病 、 霜 霉 病 预 测 模 型 。 但 预 测 过 程 中 常 会 面 临 模 型 输 入 变 量 过 多 造 成 某 些 重 要 信 息 被 覆 盖 的 现 象 , 通 过 主 成 分 分 析 对 预 测 因 子 适 当 的 筛 选 和 化 简 , 能 够 使 模 型 运 行 更 加 方 便 、 迅 速 。 主 成 分 分 析 就 是 将 多 个 变 量 通 过 线 性 变 换 , 剔 除 具 有 相 关 性 的 变 量 , 从 而 筛 选 出 少 数 重 要 综 合 变 量 的 多 元 统 计 分 析 方 法 [11] 。 其 原 理 是 通 过 数 学 降 维 处 理 , 设 法 将 多 个 原 变 量 重 新 组 合 成 新 的 相 互 无 关 的 几 个 综 合 变 量 , 这 些 新 变 量 尽 可 能 多 地 保 留 原 来 较 多 变 量 所 反 映 的 信 息 。 该 方 法 在 植 物 病 害 管 理 方面具有很好的应用 [12-13] 。 寄 主 、 病 原 、 环 境 和 栽 培 措 施 共 同 构 成 了 温 室 黄 瓜 病 害 的 四 面 体 , 病 害 的 发 生 、 发 展 受 到 这 四 类 因 素 的 共 同 作 用 。 鉴 于 寄 主 、 病 原 一 般 在 生 产 上 比 较 稳 定 , 本 研 究 仅 考 虑 了 易 变 、 易 控 的 环 境 和 栽 培 管 理 措 施 作 为 预 测 因 子 筛 选 的 范 围 , 利 用 SPSS.19 进 行 主 成 分 分 析 , 对 影 响 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 初 侵 染 阶 段 的 多 种 因 素 进 行 筛 选 , 为 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 预 警 系 统的构建提供参考 。 1 材料与方法 1.1 温室黄瓜种植 试 验 时 间 为 2017 年 911 月 , 试 验 地 点 位 于 北 京 市 昌 平 区 小 汤 山 精 准 农 业 试 验 基 地 (40.18N , 116.47 E ) 。 试 验 在 (11 号 ) 日 光 温 室 中 进 行 , 温 室 规 格 为30m7m , 由 聚 乙 烯 薄 膜 覆 盖 , 东 西 延 长 坐 北 朝 南 。 于3 月 种 植 霜 霉 病 中 抗 品 种 ‘ 京 研 迷 你2 号 ’ , 并 建 立 生 产 档 案 , 如 实 记 录 灌 溉 、 施 肥 、 夜 间 通 风等栽培管理措施 。 1.2 温室环境信息采集 在 调 查 对 象 温 室 中 设 置 自 动 气 象 站 , 每30min 对 温 室 内 的 温 度 、 相 对 湿 度 、 露 点 温 度 等 数 据 实 时 观 测 并 储 存 。 室 外 也 配 有 相 应 的 自 动 气 象 站 , 每h 对 温 度 、 相 对 湿 度 、 雨 量 等 天 气 要 素 进 行 记 录 。 数 据 通 过 设 备 上 的 无 线 传 输 模 块 和 手 动 下 载 相 结 合 来收集 。 1.3 霜霉病调查 每 次 调 查 在 清 晨 露 水 未 干 时 进 行 , 定 植 后 每 天 进 行 全 棚 普 查 , 直 到 典 型 霜 霉 病 早 期 症 状 ( 叶 片 正 面 为 边 缘 模 糊 的 黄 褐 色 病 斑 , 叶 片 背 面 为 多 角 形 水 渍 状 病 斑 ) 出 现 , 记 录 首 次 发 病 的 日 期 ( 本 试 验 初 显 症 日 期 为10 月12 日 ) 。 此 后 采 取 对 角 线5 点 取 样 , 定 点 定 株 调 查 , 每 点510 株 , 周 期 改 为34d 调 查 1 次 , 统 计 发 病 率 并 根 据 GB/T 17980.26 2000 对 病 害 严 重 度 进 行 分 级 和 记 录 。 并 在 调 查 期 间 记 录浇水情况 、 夜间通风等生产管理措施 。 1.4 数据记录 选 取 发 病 前 15 d 温 室 内 外 的 环 境 信 息 和 生 产 管 理 信 息 , X1 日 平 均 气 温/ ℃ (24 h 温 度 的 平 均 值 ) 、 X2 日 平 均 相 对 湿 度/ (24 h RH 的 平 均 值 ) 、 X3 气 温 - 露 点 差/ ℃ 、 X4 相 对 湿 度 ≥90 的 时 间/h 、 X5 相 对 湿 度 ≥80 的 时 间/h 、 X6 温 度 介 于 1520 ℃ 的 时 间/h 、 X7 温 度 介 于 2025 ℃ 的 时 间/h 、 X8 夜 间 温 度/ ℃ (20 00 8 00 ) 、 X9 夜间 相对 湿度/ (20 00 8 00 ) 、 X10 距 上 一 次 浇 水 日 的 时 间/d 、 X11 每 次 浇 水 时 长/h 、 X12 室 外 平 均 温 度/ ℃ 、 X13 室 外 降 雨 状 况 ( 降 雨 记 作 “1 ” 、 未 降 雨 记 作 “0 ” ) 、 X14 距 上 一 次 夜 间 通 风 的 时 间/d , 作 为 日 光 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 初 侵 染 阶 段 的 预 测 因 子 进 行 主 成 分 分 析 。 参 数 计 算 采 用 Excel 2007 进行 。 1.5 数据分析 进 行 主 成 分 分 析 的 主 要 步 骤 如 下 收 集 并 选 取 需 进 行 筛 选 的 变 量 和 数 据 ; 数 据 标 准 化 处 理 ; 相 关 性分析 ; 确定主成分个数和各个变量的载荷量 。 1.6 经验模型构建 经 验 模 型 是 一 种 传 统 的 农 业 预 测 手 段 , 具 有 输 入 简 单 、 运 行 迅 速 、 应 用 便 捷 的 特 点 。 笔 者 通 过 定 性 的 方 法 从 已 有 文 献 中 归 纳 前 人 的 研 究 成 果 和 生 产 经 验 , 并 结 合 预 测 因 子 筛 选 的 结 果 提 出 日 光 温 室 黄瓜霜霉病初侵染预测规则 。 1.7 模型验证 选 用2006 2007 年 北 京 地 区 日 光 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 实 际 发 生 情 况 作 为 模 型 的 验 证 数 据 (4 栋 温 室 , 每 栋 温 室 选 择5 个 调 查 点 , 共20 个 调 查 点 ) 。 对 模 拟 值 和 观 测 进 行 线 性 回 归 分 析 , 计 算 线 性 回 归 斜 率 k 、 回 归 截 距 b 以 及 决 定 系 数 R 。 另 外 , 为 了 进 一 步 对 6第5 期 等 关键预测因子的筛选及验证 试验研究 模 型 的 准 确 度 、 精 度 、 偏 差 率 等 指 标 作 出 评 价 , 分 别 引 入 拟 合 指 数 ( WAI ) 、 置 信 指 数 ( CI ) 来 描 述 模 型 预 测 的 准 确 度 和 精 度 ; 采 用 平 均 偏 离 差 ( MBE ) 、 平 均 离 差 ( MAE ) 来 评 估 模 型 的 平 均 误 差 幅 度 和 偏 离 方 向 [14] 。 计 算 均 方 根 误 差 ( RMSE ) , RMSE 的 值 越 小 , 说 明 模 拟 值 与 观 测 值 之 间 的 偏 差 越 小 , 模 型 的 精 度 越高 [15] 。计算方法如下 2 1 n i i m O S RMSE n - ; (1 ) 2 1 1 1 n i i m n i i m O S WAI O S - - ; (2 ) 2 CI WI R ; (3 ) 1 n i i m O S MBE n - ; (4 ) 1 n i i m O S MAE n - 。 (5 ) 式 中 i O 观 测 值 ; i S 模 拟 值 ; i O 观 测 值 的 离 均 差 ; i S 模 拟 值 的 离 均 差 ; n 样 本 总 量 。 2 结果与分析 2.1 数据的标准化处理 在 进 行 分 析 前 , 为 了 消 除 各 监 测 数 据 原 始 量 纲 和 数 量 级 不 相 同 的 影 响 , 要 对 原 始 变 量 数 据 进 行 标 准 化 的 处 理 , 方 法 是 对 同 一 变 量 减 去 其 均 值 再 除 以 其 标 准 差 , 得 到 这 14 个 原 始 变 量 标 准 化 后 的 标 准 变 量 Z , 然 后 采 用 SPSS 19.0 中 的 “ 降 维 ” 过 程 进 行 主成分分析 。 2.2 相关分析 通 过 相 关 分 析 ( 表 1 ) 可 以 发 现 , 一 些 变 量 之 间 相关 系数 较大 , 例如 日均 温度 X1 与RH ≥80 的时 间 X5 、 RH ≥90 的 时 间 X6 、 浇 水 时 长 X11 等 预 测 因 子 存 在 较 强 的 相 关 性 , 其 相 关 系 数 分 别 为 -0.81 、 -0.69 、 0.83 ; 平 均 相 对 湿 度 X2 与 气 温 - 露 点 差 X3 的 相 关 系 数 也 达 到 了 -1.0 , 说 明 这 些 变 量 存 在 信 息 上 的 重 叠 , 表 1 各 预 测 因 子 之 间 的 相 关 系 数 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10 X11 X12 X13 X14 X1 1.00 -0.66 0.66 -0.69 -0.81 0.20 0.45 -0.56 0.15 0.00 0.83 -0.06 0.16 -0.70 X2 1.00 -1.00 0.89 0.43 0.39 0.20 0.78 -0.15 0.19 -0.51 0.41 0.21 0.91 X3 1.00 -0.89 -0.43 -0.39 -0.20 -0.78 0.15 -0.19 0.51 -0.41 -0.21 -0.91 X4 1.00 0.55 0.31 0.24 0.85 -0.20 0.15 -0.69 0.29 0.39 0.91 X5 1.00 -0.57 -0.42 0.49 0.00 0.01 -0.83 0.09 -0.02 0.57 X6 1.00 0.72 0.19 -0.27 0.04 0.28 0.20 0.34 0.18 X7 1.00 0.12 -0.23 0.20 0.29 0.43 0.53 0.07 X8 1.00 0.13 -0.04 -0.59 0.09 0.22 0.92 X9 1.00 -0.67 0.19 -0.43 -0.32 -0.04 X10 1.00 -0.01 0.48 0.46 0.11 X11 1.00 -0.08 0.10 -0.69 X12 1.00 0.13 0.28 X13 1.00 0.17 X14 1.00 较适合主成分分析方法 。 2.3 主成分分析 主 成 分 是 以 最 少 的 个 数 反 映 尽 量 多 的 信 息 为 原 则 , 主 成 分 个 数 提 取 原 则 有3 个 ① 只 取 λ >1 的 特 征 值 对 应 的 主 成 分 ; ② 累 计 百 分 比 达 到 80 85 以上的 λ 值对应 的主成 分 ; ③ 根据特 征根变 化的 突 变 点 决 定 主 成 分 的 数 量 [16] 。 如 表2 所 示 , 第1 至 第 3 个 主 成 分 的 贡 献 率 分 别 为 44.45 、 23.52 和 12.79 , 此 时 累 计 贡 献 率 已 达 到80.76 , 介 于80 85 , 说 明 前3 个 主 成 分 能 够 反 映 原 始 变 量 提 供 约 80.76 的 信 息 。 因 此 , 选 取 前 3 个 特 征 值 , 并 计 算 相应的主成分载荷 ( 表3 ) 。 主 成 分 载 荷 矩 阵 体 现 了 各 变 量 与 主 成 分 之 间 表 2 主 成 分 特 征 值 及 累 计 贡 献 率 成分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 初始特征值 合计 6.22 3.29 1.79 0.94 0.71 0.50 0.28 0.12 0.07 0.05 0.02 0.01 0.00 0.00 贡献率/ 44.45 23.52 12.79 6.68 5.04 3.60 1.99 0.89 0.50 0.33 0.11 0.07 0.02 0.00 累计贡献率/ 44.45 67.97 80.76 87.44 92.49 96.09 98.07 98.96 99.47 99.80 99.91 99.98 100.00 100.00 提取平方和载入 合计 6.22 3.29 1.79 贡献率/ 44.45 23.52 12.79 累计贡献率/ 44.45 67.97 80.76 纪 涛 , 等 日光温室黄瓜霜霉病初侵染阶段关键预测因子的筛选及验证 纪 涛 , 等 日光温室黄瓜霜霉病初侵染阶段关键预测因子的筛选及验证 7中 国 瓜 菜 第31 卷 试验研究 的 紧 密 度 , 某 一 主 成 分 与 某 一 变 量 的 载 荷 系 数 的 绝 对 值 越 大 , 则 该 主 成 分 与 变 量 之 间 的 联 系 越 紧 密 , 因 此 , 从 主 成 分 贡 献 率 及 载 荷 情 况 可 以 看 出 影 响 黄 瓜 霜 霉 病 初 侵 染 发 展 的 预 测 因 子 类 型 及 其 所 占 比 重 。 第1 主 成 分 占 总 载 荷 量 的44.45 , 由 表3 可 以 看 出 , RH ≥80 所 持 续 的 时 间 (0.960 ) 、 RH ≥90 所 持 续 的 时 间 (0.959 ) 、 日 平 均 相 对 湿 度 (0.929 ) 、 气 温 - 露 点 差 ( -0.929 ) 、 夜 间 相 对 湿 度 (0.854 ) 具 有 较 大 的 载 荷 量 , 且 依 次 减 小 ; 可 以 把 第 1 主 成 分 看 成 是 由 RH ≥80 的 时 间 、 日 平 均 相 对 湿 度 、 气 温 - 露 点 差 、 夜 间 相 对 湿 度 所 反 映 的 温 室 内 湿 度 信 息 综 合 指 标 。 第2 主 成 分 占 总 荷 载 量 的23.52 , 其 中 夜 间 温 度 (0.867 ) 、 2025 ℃ 的 时 间 (0.785 ) 所 占 的 载 荷 量 较 大 ; 因 此 第2 主 成 分 主 要 反 映 的 是 由 夜 间 温 度 、 20 25 ℃的时间所构成的温度信息综合指标 。 第3 主 成 分 占 总 载 荷 量 的12.79 , 其 中 浇 水 时 长 和 距 上 一 次 浇 水 的 时 间 具 有 较 大 的 载 荷 量 , 分 别 为 -0.725 和 0.707 , 这 表 明 第 3 主 成 分 与 温 室 的 灌 溉措施关系密切 。 由 结 果 可 以 分 析 出 , 从 以 上14 组 预 测 因 子 中 , 筛 选 出 了 反 映 温 室 湿 度 综 合 信 息 、 温 度 信 息 和 温 室 管 理 措 施 的 3 项 综 合 指 标 ( 即 3 个 主 成 分 ) 。 其 中 对 日 光 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 初 侵 染 影 响 最 大 的 因 子 分 别 是RH ≥80 所 持 续 的 时 间 、 夜 间 温 度 以 及 每 次 浇 水时长 。 表 3 主 成 分 载 荷 矩 阵 因子 X5 X4 X2 X3 X9 X1 X12 X6 X8 X7 X14 X13 X11 X10 成分 F1 0.960 0.959 0.929 -0.929 0.854 -0.794 -0.756 0.660 0.077 0.168 0.227 0.353 0.195 -0.206 F2 0.134 -0.022 0.183 -0.183 -0.039 0.479 0.455 -0.587 0.867 0.785 0.617 0.483 0.482 -0.462 F3 0.105 0.162 0.150 -0.150 0.360 0.160 0.215 -0.294 0.224 0.425 -0.100 -0.393 -0.725 0.707 2.4 经验模型构建 根 据 前 人 的 经 验 赵 胜 荣 等 [17] 发 现 当RH ≥80 的 累 计 时 间 达 到140h , 霜 霉 病 的 发 病 率 约 为20 , 病 情 指 数 的 发 展 也 与 RH ≥80 累 积 时 间 呈 显 著 正 相 关 ; 乔 晓 军 [18] 发 现 夜 间 相 对 湿 度 大 于83 , 发 病 率 约 为 28 ; 且 霜 霉 病 的 侵 染 一 般 发 生 在 夜 间 , 侵 染 最 适 温 度 为 1520 ℃ [2] 。 因 此 , 笔 者 结 合 前 人 的 研 究 成 果 、 生 产 经 验 , 并 综 合 预 测 因 子 筛 选 的 结 果 , 归 纳 总 结 出 以 下 适 宜 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 初 侵 染 阶 段 的 预警规则 ① 自定植1 周后开始 , RH ≥80 的累积时 间 达 到200h 左 右 ; ② 夜 间 相 对 湿 度 ≥83 , 夜 间 温 度 介 于 1520 ℃ ; ③ 若 夜 间 或 傍 晚 灌 水 , 增 加 发 病 概率 ; 满足以上条件 , 病害将会在3d 内发生 。 2.5 模型验证 采 用2006 2007 年 北 京 地 区 日 光 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 发 生 情 况 作 为 模 型 的 验 证 数 据 。 如 表4 所 示 , 20 个 调 查 点 中 满 足 生 产 要 求 ( 即 命 中 ) 的 预 测 频 数 为16 次 , 占 总 体 样 本 的80 ; 预 测 发 病 日 期 在 实 际 发 病 日 期 之 后 ( 即 延 迟 漏 报 ) 的 预 测 频 数 为4 次 , 占 总体样本的20 , 模 型预测的准确率较高 。 表 4 模 型 验 证 结 果 调查 年份 2006 2006 2006 2006 2006 2006 2006 2006 2006 2006 2007 2007 2007 2007 2007 2007 2007 2007 2007 2007 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 RH ≥80 累积时间 达到200h 的日期 10 月24 日 10 月24 日 10 月24 日 10 月24 日 10 月24 日 10 月24 日 10 月26 日 10 月25 日 10 月25 日 10 月26 日 2 月23 日 2 月25 日 2 月24 日 2 月25 日 2 月25 日 2 月25 日 2 月23 日 2 月26 日 2 月24 日 2 月25 日 预测显 症日期 10 月24 -26 日 10 月24 -26 日 10 月24 -26 日 10 月24 -26 日 10 月24 -26 日 10 月24 -26 日 10 月26 -28 日 10 月25 -27 日 10 月25 -27 日 10 月26 -28 日 2 月23 -25 日 2 月25 -27 日 2 月24 -26 日 2 月25 -27 日 2 月25 -27 日 2 月25 -27 日 2 月23 -25 日 2 月26 -28 日 2 月24 -26 日 2 月25 -27 日 实际显 症日期 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 10 月26 日 2 月24 日 2 月24 日 2 月24 日 2 月25 日 2 月24 日 2 月24 日 2 月24 日 2 月26 日 2 月24 日 2 月24 日 预测 状态 命中 命中 命中 命中 命中 命中 命中 命中 命中 命中 命中 延迟 命中 命中 延迟 延迟 命中 命中 命中 延迟 将 预 测 值 与 实 际 值 进 行 回 归 分 析 , 进 一 步 验 证 模 型 的 预 测 质 量 。 如 表5 所 示 , 线 性 回 归 的 决 定 系 数 R0.94 , 置 信 指 数 C0.72 , 拟 合 指 数 W0.75 其 绝 对 值 均 趋 近 于 1 , 表 明 模 型 拟 合 效 果 较 好 ; MBE-0.7<0 说 明 该 模 型 能 够 提 供 早 于 实 际 发 病 日 的 预 测 ; 预 测 值 与 实 际 值 相 比 平 均 离 差 MAE 在1d 左 右 , 基 于1 ∶1 散 点 图 , 均 方 根 误 差 RMSE1.34 , 说 明 模 型 总 体 预 测 质 量 较 好 , 但 仍 然 需 要 对 延 迟 、 漏 报的现象进行优化 。 8第5 期 等 关键预测因子的筛选及验证 试验研究 表5 温室黄瓜霜霉病经验模型预测结果回归分析 k 0.79 b 3.96 R 0.94 W 0.75 C 0.72 MAE 1.1 MBE -0.7 RMSE 1.34 3 讨论与结论 黄 瓜 霜 霉 病 的 发 生 、 发 展 与 温 、 湿 度 等 环 境 因 素 关 系 密 切 [19] , 高 湿 和 叶 片 上 的 游 离 水 是 孢 囊 萌 发 、 形 成 初 级 侵 染 结 构 的 必 要 条 件 [20-22] ; 而 温 度 则 决 定 了 病 害 发 展 的 速 率 和 严 重 程 度 [23] 。 叶 片 自 由 水 存 在 的 条 件 下 , 孢 子 囊 532 ℃ 均 可 萌 发 [24] , 适 温 在 15 20 ℃ [20-21] ; 当 接 种 物 浓 度 较 高 时 , 最 适 温 度1520 ℃ 下 保 湿2h , 便 可 完 成 侵 染 过 程 [25] ; 如 果 低 于15 ℃ 或 高 于 28 ℃ , 则 不 利 于 病 害 的 发 生 发 展 ; 且 温 、 湿 度 对 孢 子 囊 的 存 活 也 有 显 著 影 响 , 在 相 同 的 温 度 条 件 下 , 与45 和100 相 比 , 75 左 右 的 中 等 湿 度 孢 子 囊 的 存 活 率 最 低 [26] 。 高 湿 是 发 病 的 最 重 要 条 件 , 或 叶 片 湿 润 时 间6h 以 上 可 诱 导 孢 子 囊 形 成 , 且 相 对 湿 度 越 大 , 产 孢 越 多 [27] ; 如 果 相 对 湿 度 低 于60 时 , 则 不 利 于 病 害 的 发 生 。 相 对 湿 度 在93 以 上 时 , 发 病 严 重 。 若 阴 天 或 雨 天 , 将 迫 使 种 植 者 减 少 通 风 时 间 以 维 持 棚 内 温 度 , 这 将 产 生 较 高 的 相 对 湿 度 和 较 长 的 叶 片 湿 润 时 间 , 导 致 黄 瓜 霜 霉 病 发 生 严 重 ; 若 浇 水 次 数 多 , 或 采 用 大 水 漫 灌 、 喷 灌 、 夜 间 灌 水 等 灌 溉 方 式 , 也 造 成 棚 内 相 对 湿 度 增 大 , 利 于 霜 霉 病 发 生 、 发 展 [28] 。 采 取 膜 下 滴 灌 或 膜 下 沟 灌 则 能 显 著 降 低黄瓜霜霉病的危害程度 [29-30] 。 通 过 对 日 光 温 室 黄 瓜 霜 霉 病 初 侵 染 阶 段 预 测 因 子 的 分 析 , 可 以 看 出 利 用 主 成 分 分 析 的 方 法 能 充 分 的 展 现 出 原 始 数 据 所 包 含 的 信 息 , 通 过 主 成 分 贡 献 率 来 考 量 各 个 变 量 重 要 性 , 具 有 基 于 数 据 的 客 观 性 和 全 面 性 , 能 够 全 面 地 反 映 各 变 量 对 病 害 发 生 发 展 的 影 响 程 度 。 但 是 病 害 的 发 生 与 否 , 除 了 环 境 条 件 和 管 理 措 施 外 , 还 与 病 原 物 、 易 感 寄 主 等 密 切 相 关 。 因 此 , 接 下 来 的 研 究 中 , 还 需 采 取 适 当 的 方 法 , 在 预 测 模 型 中 逐 步 加 入 病 原 、 寄 主 生 育 时 期 、 施 肥 频 率 、 施 肥 量 、 温 室 揭 盖 帘 情 况 、 累 积 太 阳 辐 射 以 及 累 积 有 效 温 度 等 因 素 综 合 考 虑 , 以 提 高 预 测 的 准 确 度 。 笔 者 通 过 主 成 分 分 析 , 筛 选 出 了 反 映 温 室 湿 度 综 合 信 息 、 温 度 信 息 和 温 室 管 理 措 施 的3 项 综 合 指 标 , 为 预 测 模 型 的 建 立 及 预 警 系 统 的 开 发 奠 定 了 基 础 。 根 据 主 成 分 分 析 结 果 并 结 合 前 人 的 生 产 经 验 提 出 黄 瓜 霜 霉 病 预 警 规 则 自 定 植 后 1 周 开 始 , RH ≥ 80 的 累 积 时 间 达 到200h ; 夜 间 平 均RH ≥83 , 夜 间 平 均 温 度 介 于1520 ℃ ; 若 当 天 灌 溉 时 间 较 晚 , 则 霜 霉 病 可 能 发 生 。 笔 者 使 用 了2006 2007 年 北 京 地 区 实 际 发 病 情 况 作 为 模 型 的 验 证 数 据 , 预 测 效 果 较 好 , 但 模 型 的 适 用 范 围 还 有 待 进 一 步 验 证 。 在 今 后 的 研 究 工 作 中 , 应 尽 量 使 用 不 同 地 区 , 不 同 年 份 的 实 际 发 病 数 据 进 行 验 证 , 从 而 提 高 模 型 的 普 适 性 。 参考文献 [1] LEBEDA A , COHEN Y. Cucurbit downy mildew ( Pseudopero ⁃ nospora cubensis ) biology , ecology , epidemiology , host-pathogen interaction and control[J]. European Journal of Plant Pathology , 2011 , 129 (2 ) 157-192. [2] COHENY , WHENERTC , OJIAMBO PS , et al . Resurgence of Pseudoperonospora cubensis-the agent of cucurbit downy mildew [J].Phytopathology , 2015 , 105 (7 ) 998-1012. [3] SAVORYEA , GRANKE LL , QUESADAOCAMPO LM , etal . Thecucurbitdownymildewpathogen Pseudoperonospora cubensis [J].MolecularPlantPathology , 2011 , 12 (3 ) 217-226. [4] HOLMES G J ,OJIAMBO P S ,HAUSBECK M K ,et al . Resurgence of cucurbit downy mildew in the United States a watershed event for research and extension[J]. Plant Disease , 2015 , 99 (4 ) 428-441. [5] OJIAMBOPS , PAULPA , HOLMESGJ.Aquantitativereview of fungicide efficacy for managing downy mildew in cucurbits [J].Phytopathology , 2010 , 100 (10 ) 1066-1076. 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