下面文章主要基于構建的綜合稻曲病指數及相應劃分的氣象適宜度等級，利用歷史氣象資料、水稻生育期資料以及兩套精細化預報產品，針對2015年和2017年稻曲病典型發生年份，結合病害監測時段中易于病菌入侵和流行的氣象條件，選擇病害起報時間，分別給出了基于歐洲中期天氣預報中心細網格預報產品和江蘇省氣象局精細化預報產品的稻曲病流行氣象適宜度等級預測結果。

　　關鍵詞：水稻稻曲病,病害指數,氣象適宜度,等級預測,精細化預報

　　水稻稻曲病俗稱“富貴病”，與稻瘟病菌侵染器官不同，該病僅發生于穗部，危害谷粒，在病菌不斷繁殖的過程中，以消耗病稻谷粒和鄰近稻粒大量養分的方式，阻礙其營養輸送，造成空秕粒增多，千粒重下降，進而影響水稻產量和品質。

　　自20世紀30-40年代開始，我國南北稻區每年都有不同程度的稻曲病發生。近年來，隨著水稻品種的更新、栽培新技術的推廣以及施肥水平的提高，稻曲病已成為水稻生產上一種常見的病害，一旦發病常常導致大流行，其中以遼寧、四川、湖南、云南和湖北等地發病較為嚴重，病穗率一般為5%～10%，重病田可達30%以上[1-5]。

　　同樣，江蘇省也是稻曲病流行區域，如何從農業生產病害防治的需要出發，在天氣預報、氣候預測的基礎上，結合稻曲病發生指標和氣象適宜度等級判定技術，預測未來天氣對水稻病害發生發展的影響，是氣象為農業服務的重點工作之一。

　　水稻稻曲病的發生發展與大尺度氣候背景及小尺度氣象要素之間有著密切的關系。國內稻曲病發生氣象條件和預測預報研究主要可以分為以下三大類：第一類是關于氣象因子與稻曲病發生關系的基礎性研究，主要涉及病菌侵染循環過程、發生規律及其適宜的環境因素等方面。

　　張夕林[6]采用逐步回歸分析的方法，以水稻成熟期病株率作為病害流行程度指標，對其與水稻生長后期有關氣象因子進行相關分析，發現影響稻曲病發病程度的決定因子是9月上中旬的平均降雨量。烏偉剛[7]指出水稻從孕穗期到其后的一個月內，日平均溫度在20～30℃，日平均相對濕度在80%以上有利于稻曲病的發生，并且破口期陰雨天氣能明顯加重稻曲病的危害程度。

　　第二類是關于稻曲病氣象等級預報研究，主要根據稻曲病發生條件，總結有利于病害發生的氣象指標，利用回歸等統計方法構建氣象適宜度指數，并進行稻曲病氣象等級預報。李漢一[8]從稻曲病致病氣象條件出發，利用多元回歸統計的方法建立了陜西省城固縣水稻指示品種的菌源消長系數和齊穗前后10d氣候之間的關系，準確地量化地預測晚熟水稻稻曲病。

　　蘇榮瑞等[9]在稻曲病感病關鍵生育期孕穗至齊穗期氣象要素與稻曲病病穗率相關分析的基礎上，構建了稻曲病發生發展的氣象條件預報等級指標，建立了病害發生趨勢氣象預報模型。第三類是關于稻曲病流行空間分布特征以及風險評估與區劃研究。朱秋云等[10]分析了遼寧稻曲病的空間分布特征和成因，得到聚集型的分布與氣象因素和田間病情密切相關的結論。類似地，唐春生等[11]也分析了湖南兩系雜交稻稻曲病病穗、病粒的空間分布特征。陳德西等[12]利用全國153個縣的水稻主要病害測報資料，結合水稻病害發生面積等因素，以病害發生程度為主要指標形成了我國水稻主要病害的分布區劃圖。

　　目前，江蘇省常州、南通等地已初步探明了水稻稻曲病流行的氣象條件和受病害侵染關鍵時期[13]。結合前人的研究成果，任義方等[14]又分別從發病、致病和成災風險三個角度進行了江蘇省稻曲病流行的風險評估，并考慮不同連續適宜發病天數對稻曲病流行程度的影響，利用最優化技術，構建了綜合稻曲病指數來判別氣象條件適宜度等級。

　　在此基礎上，為了進一步提高水稻病害的監測預報服務能力，本文擬從水稻稻曲病侵染發病規律和近十年來病害的實際發生情況出發，結合已構建的綜合稻曲病指數和等級劃分結果，通過對典型個案的分析和不同天氣預報產品應用效果的評估，著重討論稻曲病發生氣象適宜度等級動態預報技術，為江蘇水稻病害的精細化實時監測預警和防控評估提供技術支撐。

　　1資料來源

　　江蘇省72個氣象站從1959-2015年的逐日氣象資料和8個農業氣象站25年以上水稻生育期資料來自江蘇省氣象局;2005-2015年江蘇稻曲病觀測資料，包括稻曲病發生面積、防治面積、挽回損失、實際損失、病穗率、實際病害發生程度等，以及2015年和2017年水稻稻曲病大面積普查的病穗率、發生面積等病害發生實況記錄來自江蘇省作物栽培站。

　　兩套天氣預報產品為：

　　1)來自歐洲中期天氣預報中心ECMWF(EuropeanCentreforMedium-RangeWeatherForecasts)集成預報系統IFS(Inte-gratedForecastingSystem)，空間分辨率為0.125°的細網格預報產品。

　　2)來自江蘇省氣象局精細化集成最優預報系統“瑞風”RIOF(RefinedIntegrationOptimalForecast)，空間分辨率為0.03°的精細化預報產品，并分別應用于2015年和2017年稻曲病典型發生年，進行稻曲病發生氣象適宜度等級動態預報。其中“瑞風”業務系統自2016年在江蘇省氣象局正式業務化，為江蘇省精細化預報業務生成基礎產品。

　　該系統中采用滑動平均、卡爾曼濾波、多模式集成、頻率擬合等技術對來自歐洲中期天氣預報中心的IFS、美國國家海洋和大氣管理局/國家環境預報中心的全球預測系統GFS(GlobalForecastSys-tem)以及中國國家局數值預報中心的全球中期數值預報與臺風數值預報一體化系統T639等國家機構研發的系統模式生成的天氣預測產品數據進行解釋應用處理，集成得到一套包括日平均氣溫，日最高氣溫、日最低氣溫，相對濕度，風速以及降水等氣象要素在內的精細化格點預報產品。目前，“瑞風”系統已逐步代替歐洲中期天氣預報中心的集成預報系統IFS在江蘇省氣象局進行業務化應用。

　　2江蘇省稻曲病發生的基本情況

　　2.1病害侵染發病規律

　　稻曲病主要以菌核和厚垣孢子在土壤、病谷粒內及健谷穎殼上越冬，翌年7-8月間產生大量子囊孢子和分生孢子。孢子借助氣流傳播散落，在水稻孕穗-破口期侵害花器和幼器，后期則侵入幼嫩穎果的外表，蔓延到胚乳中，大量增殖并形成黃色塊狀的孢子座，造成谷粒發病。通常，病粒在水稻揚花末期至灌漿初期出現，一穗中僅有幾個或十幾個穎殼變為稻曲病粒。氣象條件在稻曲病菌侵染過程中起著促發性作用。

　　溫度影響病菌的生長和繁殖，水稻幼穗形成期至成熟期，氣溫24～32℃病菌發育良好，26～28℃病菌生長最適宜，溫度低于12℃或高于36℃不能生長。降水量和相對濕度主要影響病菌的侵入和擴散，幼穗形成期雨量多利于病菌侵入，稻曲病菌的子囊孢子和分生孢子均借風雨侵入花器，穗期至成熟期雨量多利于病菌后期擴散，雨日數愈多、雨量偏多，田間濕度大，日照少，稻曲病發生越重;相對濕度越高(70%～80%)，稻曲病菌子囊孢子和分生孢子侵入量越多，發病越重。

　　可見，氣象因子在稻曲病的侵染循環和發生發展過程中起著至關重要的作用，稻曲病發生強度、范圍和持續時間與氣象要素存在著較為顯著的關系。此外，生產管理、種植方式以及水稻品種的差異也會導致病害發生程度不一致。例如施氮過量或穗肥過重加重病害發生，連作地塊發病重。一般晚熟品種比早熟品種發病重，稈矮、穗大、葉片較寬而角度小，耐肥抗倒伏和適宜密植，穎殼表面粗糙無茸毛的品種，有利于稻曲病的發生。

　　2.2病害實際發生情況

　　2005-2015年江蘇省稻曲病發生面積，病害發生情況隨時間變化呈波動特征，其中2005年、2008年、2009年和2011年稻曲病發生面積均超過了80萬hm2，近年稻曲病發生面積穩控在50萬hm2以下。

　　自2007年開始，對稻曲病的防御措施和預測預報等服務手段逐步提高，防治面積在128.58萬～195.88萬hm2，病害造成實際損失0.31萬～2.47萬t，挽回收獲損失10.56萬～20.66萬t。近年來隨著防治面積的不斷擴大，因稻曲病造成的實際損失低于1萬t。據江蘇省氣象局農情記載發現，稻曲病高發年份在水稻破口抽穗前后均出現了持續降水過程，極其有利于病菌侵染和病害流行。若是能夠基于構建的綜合稻曲病指數和等級劃分結果，結合精細化天氣預報產品，監測預測水稻稻曲病的發生流行程度和等級，及時給出防御措施和建議，那么因水稻病害造成的損失可以進一步有效降低。

　　3綜合稻曲病指數構建和等級劃分

　　通常，江蘇水稻的抽穗開花期正值高溫季節，溫度條件適宜孢子傳播和繁殖，濕度條件成為孢子傳播蔓延的制約因素。綜合稻曲病病害潛育期、侵染敏感期和發病集中期，選取7-9月作為稻曲病發生流行的氣象條件監測期，該時段覆蓋了水稻的拔節、孕穗、抽穗和乳熟期。同時，將逐日氣象條件滿足日平均溫度為22～28℃，相對濕度>80%，日降水量>0.1mm的情況定義為致病日。

　　4稻曲病氣象適宜度等級動態預報

　　4.1動態預報思路基本介紹

　　動態預報思路和目的：在實際預報中，一旦水稻進入拔節期即開始監測和預報病害的發生情況，根據日氣溫、相對濕度、降水量等氣象要素實況，結合中、短期天氣預報產品，提取判定致病日所需氣象要素的預測結果，求算綜合稻曲病指數值，從而實現稻曲病發生氣象適宜度等級和可能流行程度的動態監測，直至乳熟期結束監測。

　　在實際服務中，可利用稻曲病發生氣象適宜度等級預報結果，結合各地區作物長勢、稻曲病菌源、水稻品種類型及水肥管理措施等情況，形成預報意見和服務產品，及時向生產部門提供決策依據。動態預報方法和技術：從水稻進入拔節期至預報日，這段過去時間的日平均氣溫、相對濕度、日照時數等氣象要素采用自動氣象觀測站點的實況觀測資料;考慮到預報產品在江蘇省氣象局更替使用的情況，從預報日開始至其后7d，這段未來時間的氣象要素分別采用歐洲中期天氣預報中心IFS和江蘇省氣象局“瑞風”RIOF系統生成的精細化天氣預報產品來預報稻曲病氣象適宜度等級。這里所謂的“動態預報”，即預報時次逐日更新，通過不斷地累加分析從監測期開始的有利于病害發生的氣象條件，判斷未來稻曲病發生的氣象條件適宜程度及其發生等級;同時通過不斷更替利用最新的預報產品和實際觀測資料，以7d為一周期的預報準確率可逐日提高。

　　4.2病害典型發生個案分析

　　4.2.1基于IFS細網格預報產品的病害預測

　　2015年7月受持續降水影響，淮河以南大部分地區農田一度受淹，加之持續低溫寡照，水稻分蘗質量下降;28日起以晴熱高溫天氣為主，利于水稻曬田和拔節長穗;8月后期受臺風影響，降水多，日照少，溫度低，水稻基部節間變長、莖稈充實度不高、病蟲危害加重。以制作8月31日的稻曲病動態預報產品為例，利用當天歐洲中期天氣預報中心IFS系統生成的7d細網格預報產品以及前期實際氣象要素觀測數據，可求算出8月31日-9月6日期間任意一天的綜合稻曲病指數。

　　從未來7天整個江蘇稻曲病逐步發生發展情況可以看出，淮北東北部和江蘇西南部地區適宜稻曲病流行。同時，根據指標等級劃分結果判定，至9月6日南京、宜興、吳縣地區以及睢寧、沭陽-連云港-贛榆一帶的綜合稻曲病指數Z>10，氣象適宜度等級為3級，稻曲病可能出現大流行。

　　據江蘇省植物保護站調查：8月下旬丘陵、淮北雜交秈稻始見病穗，重發田塊病穗率達15%，病粒率0.1%。8月下旬至9月上旬多陣雨天氣，利于大面積粗稈大穗型粳稻品種稻曲病流行，如睢寧高作鎮0.35hm2水稻‘Ⅱ優1259’，于8月11日破口前11d防治，9月6日調查平均病穗率32.5%。

　　據10月中旬危害定局后調查，2015年稻曲病全省偏輕發生，發生面積28.78萬hm2，沿江、丘陵、沿淮及淮北感病品種中等至偏重流行，病穗率1%～5%、病粒率0.1%～1%，重發田塊病穗率10%～40%、病粒率1%～10%。可見，實際稻曲病發生程度和區域范圍，尤其是病害中等至偏重流行的情況與預報結果基本相符。

　　5結論與討論

　　從水稻稻曲病侵染循環和發病規律的分析結果可以看出，水稻稻曲病是一種典型的“氣象型”病害，其病菌的侵染循環過程與氣象條件息息相關，具體來說溫度主要影響病菌的生長發育;在適溫范圍內，降雨或持續高濕影響病菌孢子的形成、萌發和侵入過程;而光照通過影響寄主生長發育來促進病害的流行。

　　本文結合2005年-2015年水稻稻曲病高發年份的實際發生情況說明了水稻破口抽穗前后持續降水過程是稻曲病適宜流行的主要氣象條件，并指出近年來隨著防御措施和服務手段的提高，因病害造成的水稻實際損失面積得到了的穩定控制。

　　為了進一步提高對稻曲病的監測預警能力，基于構建的綜合稻曲病指數和相應的氣象適宜等級，設計了稻曲病氣象條件適宜程度等級動態預報的基本思路和方法，以2015年和2017年稻曲病典型發生年為例，分別結合歐洲中期天氣預報中心IFS和江蘇省氣象局RIOF系統生成的細網格預報產品，給出了自起報日開始，未來1～7d整個江蘇稻曲病逐步發生發展的情況。根據預報結果得到2015年9月6日南京、宜興、吳縣地區以及睢寧、沭陽-連云港-贛榆一帶，以及2017年9月12日睢寧-新沂-東海一帶以及射陽、濱海、高淳、溧水、溧陽周邊地區的稻曲病發生氣象適宜度等級達到3級，非常適宜病害大流行，該預測結果與江蘇省植物保護站調查情況基本相符。

　　水稻稻曲病防治最佳施藥時期是抽穗前3～7d，進行第一次施藥，其次是齊穗期，對水稻感病品種要進行第二次施藥。一般破口初期施藥所起的防控作用最大，占70%;齊穗期施藥所起作用占30%。稻曲病氣象適宜等級預測方法中，以7-9月作為稻曲病發生流行的氣象條件監測期，該時段覆蓋了水稻的拔節-乳熟階段、病害易侵染流行階段以及施藥防控病害的關鍵階段，預報模型從7月起即可逐日滾動地給出未來1～7d的稻曲病氣象適宜度等級，具有較高的時效性。

　　若各地生產管理指導部門能夠結合稻曲病氣象適宜度等級預測結果和田間水稻孕穗、抽穗、齊穗的實際情況，及時調度藥具機械和人力，定點定位地提前在稻曲病預測高發地區有針對性地開展第一、第二次施藥工作，將對稻曲病的化學防控具有實際指導意義。

　　本文將綜合稻曲病指數和未來1～7d精細化天氣預報產品有機結合，實現了對稻曲病發生氣象適宜度等級的連續動態預測，對水稻病害的防治工作起到了良好的預警作用。同時，通過探索將稻曲病預測結果從空間分辨率10m級(基于歐洲中期天氣預報中心IFS系統生成的細網格預報產品)細化至空間分辨率m級(基于江蘇省氣象局RIOF系統生成的細網格預報產品)，有效解決了農用天氣預報中的重要技術難點，對未來作物病害氣象適宜程度預報技術方法的研究起到示范作用。實際在水稻病害的發生發展中，氣象條件、寄主生長情況和病菌基數三者的影響缺一不可，水稻品種類型和水肥管理措施等因素對病害發生程度的影響至關重要，也是今后需要進一步關注的重點。

　　參考文獻

　　[1]張俊喜，成曉松，宋益民，等.中國水稻稻曲病研究進展[J].江蘇農業學報，2016，32(1)：234-240.

　　[2]楊健源，曾列先，陳深，等.我國稻曲病研究進展[J].廣東農業科學，2011(2)：77-79.

　　[3]張俊喜，蔣林忠，霍金蘭，等.2014年江蘇省稻曲病發生情況調查[J].江蘇農業科學，2015，43(10)：162-164.

　　[4]姚琳，葉慧麗，胡容平，等.稻曲病侵染機制的初步研究[J].西南農業學報，2012，25(4)：1273-1276.

　　[5]鄒克琴，胡東維，王為民，等.水稻稻曲病的研究進展[J].浙江農業科學，2012(5)：704-706.

　　[6]張夕林，朱明華，張建明，等.稻曲病發生規律及其防治技術研究新進展[J].農藥科學與管理，2003，24(5)：22-23.

　　[7]烏偉剛.環境因子對稻曲病發病程度的影響[D].武漢：華中農業大學，2012.

　　[8]李漢一.利用菌源消長系數和齊穗前后氣候的關系預測稻曲病[J].陜西農業科學，2007(5)：7-8.

　　[9]蘇榮瑞，劉凱文，馮明，等.2014年江漢平原水稻稻曲病促病氣象條件指數分析[J].中國植保導刊，2015(9)：44-49.

　　[10]朱秋云，傅俊范，周如軍，等.遼寧稻區稻曲病田間分布型初步研究[J].農業科技通訊，2016(6)：118-120.

　　[11]唐春生，江毛生，高家樟，等.兩系雜交水稻稻曲病空間分布型和抽樣技術的研究[J].湖南農業科學，1998(5)：38-41.

　　[12]陳德西，何忠全，封傳紅，等.水稻主要病害發生區劃研究[J].西南農業學報，2014，27(3)：1072-1078.

　　農業類期刊推薦：《農業生物技術學報》(月刊)1993年創刊，由農業部主管，中國農業大學、中國農業生物技術學會、原農業部科技司共同主辦，中國農業大學農業生物技術國家重點實驗室承辦。是我國農業生物技術領域唯一的學術期刊。它反映我國農業生物技術領域最新的科研成果，促進國內外學術交流。