一种温室番茄灰霉病发生概率预报模型及应用的制作方法

1.本发明属于农业病害预测领域，具体涉及一种温室番茄灰霉病发生概率预报模型及应用。


背景技术：

2.番茄在我国的种植非常广泛，而且番茄的果实营养非常丰富，深受人们喜爱。目前设施大棚内的番茄也占据了很大一部分比例，以为了供应市场。而在番茄的种植过程中，番茄灰霉病发生时间早、持续时期长，加之主要为害果实，故造成的损失极大。在一些地区已列为番茄三大病害之首。番茄发病后造成早春大量烂果。一般减产20～30％，严重地块甚至高达50％左右。该病不仅在植株生长期间严重发生，而且在采后的储藏、运输过程中还会继续造成严重危害。
3.冬春季节保护地内低温、高湿，内外气候条件变化较大，往往发病严重。为了能够避免灰霉病带来的大面积损害，提高农户种植产量，我们进行研究设施番茄灰霉病发生概率预报方法可为设施番茄灰霉病的防治提供参考。


技术实现要素：

4.本技术根据现有技术不足，提供了一种温室番茄灰霉病发生概率预报方法。发明人通过利用人工控制实验确定番茄灰霉病发生等级与气象条件的关系；调查番茄灰霉病发生情况；分析番茄灰霉病发生的气象指标；采集设施大棚内部和外部的气象数据；建立番茄灰霉病发生概率预报方法。
5.本发明技术方案如下：
6.本发明一种温室番茄灰霉病发生概率预报模型，具体为：
7.di＝(s1 s2 s3 k)/2 p/2
8.其中，p＝﹛【﹝1-(
│
ti-22
│
)/22﹞
×
100％ ﹝1-(
│
rhi-90
│
)/90﹞
×
100％】/2﹜*10；
9.其中，di为该温室番茄灰霉病发病指数，s1为温室气温得分值，s2为温室空气相对湿度得分值，s3为温室太阳辐射得分值，k为修正系数。p为当天气象条件发生病害的概率，ti表示当天室内平均气温(℃)，rhi为当天室内空气相对湿度(％)。
10.s1根据前5天温室平均温度确定：
11.前5天温室平均温度《15℃或者》35℃，s1得分值为0；
12.前5天温室平均温度15-17.9℃或者30.1-35℃，s1得分值为2；
13.前5天温室平均温度18-19.9℃或者24.1-30℃，s1得分值为3；
14.前5天温室平均温度20-24℃，s1得分值为4；
15.s2根据前5天温室平均空气相对湿度确定：
16.前5d平均空气相对湿度《60％，s2得分值为0；
17.前5d平均空气相对湿度60-74.9％，s2得分值为1；
18.前5d平均空气相对湿度75-89.9％，s2得分值为2；
19.前5d平均空气相对湿度》90％，s2得分值为3；
20.s3根据前5天温室平均太阳辐射强度确定：
21.前5d平均太阳辐射强度》12mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为0；
22.前5d平均太阳辐射强度9-12mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为1；
23.前5d平均太阳辐射强度5-8.9mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为1.5；
24.前5d平均太阳辐射强度《5mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为2；
25.修正系数k等级分级为：当处于3-6月或者9-10月时，k取值为1；当处于其他月份时，k取值为0；
26.番茄灰霉病发病指数di与番茄灰霉病发生的关系如下：
27.di＝8-10，病害发生发展的气象等级为四级(重级)，最适宜发生病害；
28.di＝5-7.9，病害发生发展的气象等级为三级(中级)，次适宜发生病害；
29.di＝3-4.9，病害发生发展的气象等级为二级(轻级)，不适宜发生病害；
30.di＝0-2.9，病害发生发展的气象等级为一级(无)，极不适宜发生。
31.使用该模型可以确定温室内番茄灰霉病的发病规律，使用时具体包括：
32.(1)采集相关温室设施气象数据；
33.(2)将相关气象数据根据温室番茄灰霉病发生概率预报模型计算番茄灰霉病发病指数di；
34.(3)根据番茄灰霉病发病指数di与番茄灰霉病发生的关系确定番茄灰霉病发生发展情况。
35.本发明中所述的温室番茄灰霉病发生概率预报模型是通过试验研究得来，具体过程包括：
36.(1)利用人工控制实验确定番茄灰霉病发生等级与气象条件的关系；
37.(2)调查番茄灰霉病发生情况；
38.(3)分析番茄灰霉病发生的气象指标；
39.(4)采集温室设施内部和外部的气象数据；
40.(5)建立温室内小气候预报模型；
41.(6)建立温室番茄灰霉病发生概率预报模型。
42.本发明中所涉及的气象因子，例如温室气温、空气相对湿度、太阳辐射强度等均可通过温湿度计、光照传感器等现有技术手段测得。
43.本模型优势在于：通过试验确定设施内番茄灰霉病的发病规律建立了本发明的模型，利用该模型将灰霉病发病概率提前计算统计出来，能够预测在近期天气情况下发生灰霉病的等级情况，且准确率较高。能够给温室设施番茄实际种植过程中提供有利的参考意见，将用药提前，降低防治难度，减少番茄植株损伤，一定程度上降低当前灰霉病防治用药量大、量多等问题，为设施内番茄绿色高产提供强有力的帮助。
具体实施方式
44.以下通过具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
45.试验例1温室番茄灰霉病发生概率预报模型的建立
46.试验于2021年3月-10月在江苏省南京信息工程大学农业气象站venlo可控玻璃温室内进行和大型人工气候室(tpg-2009，australia)进行，具体为：
47.以番茄品种“粉冠”为材料，在南京信息工程大学农业气象试验站venlo智能温室内进行育苗，幼苗定植于花盆(盆口径45cm，高30cm)中，对健康番茄进行病菌人工接种，病菌接种成功后在番茄开花坐果期移至智能型人工气候箱(tpg-2009，australian)中进行试验。
48.根据所收集的番茄灰霉病发生和流行研究资料，在适宜灰霉病发生的温度范围内设计试验，设计见表1：
49.日均气温设6个水平(15℃，18℃，20℃，25℃，30℃，35℃)；
50.日平均空气相对湿度设3个水平(60％，75％，90％)；
51.日均辐射3个水平(5mj
·
m-2
·
d-1
，9mj
·
m-2
·
d-1
，12mj
·
m-2
·
d-1
)，每日光照时间为12小时，黑暗12小时，连续处理5天，每组处理3株番茄。
52.测定发病率和相对病斑面积，采样完毕后，统一测定相关指标，试验期间，除控制变量外，其它管理措施正常。
53.表1番茄开花坐果期温度、湿度与辐射变量
[0054][0055][0056]
表2人工控制实验设计(5d)
[0057][0058]
注：表中无病害为0，轻度病害为1，中度病害为2，重度病害为3。
[0059]
试验5天后发生灰霉病标准：至少有2张叶片出现叶片、叶柄呈灰白色、水渍状，或1个果实上出现组织软化至腐烂、有灰霉。
[0060]
灰霉病病害标准：
[0061]
无：健叶，叶片无病斑；
[0062]
轻：病斑面积占整个叶面积或果实面积小于等于25％；
[0063]
中：病斑面积占整个叶面积或果实面积大于25％小于等于25％；
[0064]
重：病斑面积占整个叶面积或果实面积在50％以上。
[0065]
利用matlab 2015b分析番茄灰霉病与设施内与温度、湿度与辐射的相关性，如表3所示。可以看出番茄灰霉病与设施内与温度、湿度相关性均较高，将温度、湿度作为预报番茄灰霉病病情指数的标准来衡量番茄灰霉病的病情。
[0066]
表3番茄灰霉病与气象因子相关性分析
[0067][0068][0069]
通过分析气象因子与番茄灰霉病发生的相关性，建立本发明的温室番茄灰霉病的发生概率预报模型：
[0070]
di＝(s1 s2 s3 k)/2 p/2
[0071]
p＝﹛【﹝1-(
│
ti-22
│
)/22﹞
×
100％ ﹝1-(
│
rhi-90
│
)/90﹞
×
100％】/2﹜*10
[0072]
其中，di为该温室番茄灰霉病发病指数，s1为温室气温得分值，s2为温室空气相对湿度得分值，s3为温室太阳辐射得分值，k为修正系数。p为当天气象条件发生病害的概率，ti表示当天室内平均气温(℃)，rhi为当天室内空气相对湿度(％)。
[0073]
s1根据前5天温室平均温度确定：
[0074]
前5天温室平均温度《15℃或者》35℃，s1得分值为0；
[0075]
前5天温室平均温度15-17.9℃或者30.1-35℃，s1得分值为2；
[0076]
前5天温室平均温度18-19.9℃或者24.1-30℃，s1得分值为3；
[0077]
前5天温室平均温度20-24℃，s1得分值为4；
[0078]
s2根据前5天温室平均空气相对湿度确定：
[0079]
前5d平均空气相对湿度《60％，s2得分值为0；
[0080]
前5d平均空气相对湿度60-74.9％，s2得分值为1；
[0081]
前5d平均空气相对湿度75-89.9％，s2得分值为2；
[0082]
前5d平均空气相对湿度》90％，s2得分值为3；
[0083]
s3根据前5天温室平均太阳辐射强度确定：
[0084]
前5d平均太阳辐射强度》12mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为0；
[0085]
前5d平均太阳辐射强度9-12mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为1；
[0086]
前5d平均太阳辐射强度5-8.9mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为1.5；
[0087]
前5d平均太阳辐射强度《5mj
·
m-2
·
d-1
，s3得分值为2；
[0088]
修正系数k等级分级为：当处于3-6月或者9-10月时，k取值为1；当处于其他月份时，k取值为0；
[0089]
番茄灰霉病发病指数di与番茄灰霉病发生的关系如下：
[0090]
di＝8-10，病害发生发展的气象等级为四级(重级)，最适宜发生病害；
[0091]
di＝5-7.9，病害发生发展的气象等级为三级(中级)，次适宜发生病害；
[0092]
di＝3-4.9，病害发生发展的气象等级为二级(轻级)，不适宜发生病害；
[0093]
di＝0-2.9，病害发生发展的气象等级为一级(无)，极不适宜发生。
[0094]
实施例1:
[0095]
(1)2021年9月初，在山东博兴县某番茄大棚内放入温度、湿度及太阳辐射传感器采集数据，采集番茄大棚内五天温湿度及太阳辐射数据，计算温湿度及太阳辐射的平均值如表4所示：
[0096]
表4
[0097][0098]
(2)将所得温湿度及太阳辐射的平均值代入温室番茄灰霉病发生概率预报模型：
[0099]
di＝(s1 s2 s3 k)/2 p/2
[0100]
其中，p＝﹛【﹝1-(
│
ti-22
│
)/22﹞
×
100％ ﹝1-(
│
rhi-90
│
)/90﹞
×
100％】/2﹜*10
[0101]
其中，di为该温室番茄灰霉病发病指数，s1为温室气温得分值，s2为温室空气相对湿度得分值，s3为温室太阳辐射得分值，k为修正系数。p为当天气象条件发生病害的概率，ti表示当天室内平均气温(℃)，rhi为当天室内空气相对湿度(％)。
[0102]
s1得分值为3；s2得分值为1；s3得分值为1；k取值为1；代入公式得出大棚番茄灰霉病发生概率di等于6.7。
[0103]
(3)根据本发明所述模型中番茄灰霉病发病指数di与番茄灰霉病发生的关系：
[0104]
di＝8-10，病害发生发展的气象等级为四级(重级)，最适宜发生病害；
[0105]
di＝5-7.9，病害发生发展的气象等级为三级(中级)，次适宜发生病害；
[0106]
di＝3-4.9，病害发生发展的气象等级为二级(轻级)，不适宜发生病害；
[0107]
di＝0-2.9，病害发生发展的气象等级为一级(无)，极不适宜发生。
[0108]
确定近期的温度气候温室内次适宜发生番茄灰霉病病害
[0109]
基于番茄灰霉病发生概率较高，对该大棚内番茄做相应的防治灰霉病处理，药物使用量比正常用量减半，具体处理如表5所示。
[0110]
表5番茄大棚供试药剂试验设计
[0111][0112]
表6大棚内番茄灰霉病情况调查表
[0113][0114]
五天之后进行观察，空白对照区域发现较明显的灰霉病发病症状，进行药剂处理过的区域灰霉病无明显发病情况。说明本发明的预报模型对于预测、预防灰霉病的发生起到了显著成效。