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行业专项成果综述-小麦条锈病发病的气象成因及气象指标研究

发布者:张岳   来源:   发布时间:2020/11/18 9:21:47   标签:   浏览次数:1799

【项目编号】GYHY201406036

【研究周期】20146月-201612

【项目负责人】  

【项目骨干成员】许彦平,李登科,贾建英,王明田,孙振宇,李晓霞,郭   翔,姚晓红,马青荣,王   钊,黄   瑾,韩兰英,权文婷,黄   涛,金社林,谢飞舟,曹世勤,胡程达,刘向鹏,张   勃,申恩青,   芸,王小巍,王   兴,王   

【项目承担单位】兰州区域气候中心

【项目协作单位】陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心四川省农业气象中心甘肃省农业科学院植物保护研究所河南省气象科学研究所

【主要研究成果】                             

    1)综合考虑气温、湿度和降水,以夏季最热时段8d滑动平均气温为主导指标、期间相对湿度为辅助指标;冬季最冷时段7d滑动平均气温为主导指标、入冬以来降水量为辅助指标修订完善了二十世纪六十年代始沿用至今的越夏、越冬单一气温指标。采用修订的小麦条锈病越夏、越冬气象指标,开展了核心越夏区甘肃河东小麦条锈病越夏、越冬气候区划,得到结论:越夏、越冬区域均向西向北有所扩展,不可越冬海拔高度下限有所上升;由于锈菌抗高温能力增强,即使处在气候变暖背景下,可越夏海拔高度下限也有所下降。基于自然灾害风险评估原理和四川盆区小麦条锈病发生机理,运用集优法、加权综合评价法、层次分析法等,构建了小麦条锈病发生风险评价指标体系和评价模型,完成了基于GIS的四川盆区小麦条锈病风险评价与区划。

    2)通过低温霜箱模拟试验,查明了小麦条锈菌离体夏孢子在对流层不同高度(温度)可存活时间和存活率。计算得出秋季锈菌在500hpa(5500m,-20℃左右)西风带24h可传输的距离为1700km。

    3)建立了甘肃、陕西、四川和河南南阳市基于关键气象因子的小麦条锈病春季流行气象等级预报模型,甘肃秋苗发病气象等级预报模型。利用前期关键气象因子或逻辑斯蒂(Logistic)生长曲线,建立了陕西、河南南阳小麦条锈病春季发生发展动态预报模型,河南南阳市考虑了农业投入的锈病防治面积及防治效果,建立的发病速率动态预测模型取得了比较好的预测效果。

    4)分关中、陕南和四川盆地三个不同的地形影响区域,用天气学方法,分析了传播区小麦条锈病秋季始见期前传播区及菌源区地面和高空气象要素、天气系统、环流形势和物理量场等逐日变化特征,建立了核心越夏区甘肃秋季锈菌向陕西关中、陕南和四川盆地传播的天气场形势概念模型。得到初步结论:菌源区秋季降水较多、秋苗病情较重,传播侵染区始见期前7-15天内有降水、菌源区和传播侵染区高空冷槽和地面冷锋活动天气系统、菌源区温度层结不稳定是秋季锈菌传播的天气条件;关中、陕南和四川盆地主要区别在于流场分别是偏西风、西北风、偏北大风。以此为基础,综合考虑气象要素、地形及流场影响,建立了传播区(关中、陕南)6个基于大气环流指数和气象要素的秋季条锈病情发生发展气象等级预报模型。

    5)建立了研究区小麦条锈病时(越夏与秋苗发病)、空(不同区域间)相关模型,指出甘肃陇中在病原菌越夏及秋苗期发病中作用明显,需高度重视。分析了气候变化对甘肃省小麦条锈病发生发展及产量损失的影响,提出“未来要注意加强控制小麦条锈病造成的单产损失”的建议。

    6)完成了1500份甘肃及周边省份高代品系及抗源材料品种抗病性鉴定,得到“抗病品种数仍相对较少”的结论;对国家区域试验品种条锈菌自然诱发鉴定,结果仍是“抗病性较好材料也很少”。

 

【成果应用情况】

    成果应用:

    1制定相关标准、业务规范和流程,实现业务化应用。

依托项目研究成果,制定甘肃“河东地区小麦条锈病流行气象等级”(DB62/T 2757—2020)地方标准一项。编制“小麦条锈病预报预警业务服务规范和流程”,小麦条锈病越夏、越冬等监测指标以及秋、春季发生发展气象等级预报模型等主要成果嵌入到甘肃、陕西、四川和河南省农业气象综合业务服务平台,实现了业务化应用。

    2)项目研究创新点突出,有力的推动了相关业务和科研活动。

修订完善了二十世纪六十年代始沿用至今的小麦条锈病越夏、越冬气象指标,给出了核心越夏区详尽的包含区域范围和海拔高度的分级气候区划;明确了传播侵染区及菌源区小麦条锈病秋季始见期前地面和高空气象要素、天气系统、环流形势和物理量场等逐日变化特征,并建立了传播侵染区基于大气环流指数和气象要素的秋季病情发生发展气象等级预报模型。查明了在1000~250 hPa(高度10000米以下,24℃~-50℃)不同高度等压面的对流层,小麦条锈菌离体夏孢子可存活时间及存活率,计算得出秋季锈菌在500hpa(5500m,-20℃左右)西风带24h可传输的距离为1700km。

    项目建设过程中,农业气象、气象、气候、植保以及地理信息系统多学科科研业务人员通力合作,优势互补效果显著。在科研和实地调查活动中,互相交流学习,又启发得到了新的科研方向和思路,有力的推动了相关业务和科研活动。

    3)开展业务服务,效果显著。2014年以来,根据气候背景及未来气象条件预测,以“重大气象信息专报”或日常业务形式发布省市业务服务产品24份,为地方政府或农户及时采取措施防治小麦条锈病提供气象等级预报信息服务,效果显著。获甘肃省农业农村厅、甘肃省气象局减灾与应急管理处、河南省南阳市农业技术推广站等单位应用效益证明7份。

    需注意的问题:

    1)对流层传播情况需进一步考虑紫外线的影响。锈菌离体夏孢子在对流层存活时间仅考虑了温度影响,没有考虑高空紫外线照射导致锈菌孢子活力降低的作用,后续工作需要研究不同高度不同紫外线照射强度的影响。也需要知道高空低温情况下,被冰晶裹包的锈菌孢子在多大程度上受紫外线的影响。

    2)需要加强部门间合作,提高业务服务实用性。小麦条锈病发病程度,牵扯到小麦品种抗病能力、防御措施的执行等众多方面,需要部门间合作,由发病程度的气象等级预报向实际的发病程度预报转化,提高实用性。

 

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