Поздняя болезнь картофеля, вызываемая Phytophtora infestans является одним из самых разрушительных заболеваний растений. Когда оно пришло в Европу, то привело к голоду и эмиграции. Это одно из самых важных заболеваний, поэтому для него существует множество моделей. P. infestans является облигатным паразитом. Он может жить только в зеленых тканях своих хозяев. Экономически важными растениями-хозяевами являются картофель, томат и яичные культуры. В прохладном климате зимой патоген не находит зеленых тканей и вынужден зимовать в зараженных клубнях или в своих плодовых телах - ооспорах. Ооспоры образуются только в тех местах, где спариваются два разных типа растений. P. infestans присутствуют. Об этом сообщается в Европе в течение последних 25 лет. Еще большее значение имеет зимовка в зараженных клубнях, оставленных на поле в качестве добровольцев из-за неполноценности или по другим причинам, или отсыревших на поле в виде отходов картофелехранилища.

Новые лабораторные методы позволили нам проверить наличие скрытых инфицированных клубней в семенах картофеля. Это показало, что мы должны ожидать этого в семенах картофеля. Количество, с которым мы должны ожидать скрытые инфицированные семена, зависит от эпидемии парши в прошлом сезоне в зоне производства семян.

P. infestans Растет, как и другие оомицеты, в межклеточном пространстве своих хозяев. Системный рост усиливается при высокой относительной влажности и высоком содержании воды в почве или низком содержании кислорода в почве. Растения, сформированные из латентно или симптоматически инфицированных клубней, демонстрируют длительный системный рост в периоды с заболачиванием почвы. Утром во время и после таких периодов можно обнаружить ростки картофеля, покрытые белыми спорангиями. Спорангии у оомицетов образуются при отсутствии света, если относительная влажность воздуха и температура достаточно высоки. Для P. infestans Образование спорангиев будет происходить в ночи с относительной влажностью выше 90% и температурой теплее 10°C. Спорангии могут распространяться дождем или ветром.

В литературе можно найти сведения о прорастании спорангиев и заражении ими подобно конидиям. Спорангии у оомицетов обычно прорастают зооспорами, которые подвижны в свободной воде. Зооспоры плывут к желобу стомы, через который они заражают хозяина. Джим Дикон из Института клеточной и молекулярной биологии Эдинбургского университета обнаружил, что при температуре 12°C и ниже большинство спорангиев выпускают зооспоры, тогда как при температуре выше 20°C большинство спорангиев прорастает как конидии с зародышевыми трубками. Поэтому заражение P. infestans в прохладном климате, скорее всего, ограничивается наличием свободной влаги, которую может дать роса в ночи, когда относительная влажность воздуха превышает 90%, необходимую для образования спорангиев. Более серьезных инфекций следует ожидать при дожде, который распространяет зооспоры по картофельному полю и приводит к экспоненциальному росту инфицированных растений.

В сильно зараженных растениях патоген прорастает системно во все органы растения, включая клубни. В ситуациях с сильным давлением болезни листья картофеля должны быть уничтожены гербицидом, чтобы избежать заражения клубней.

Хотя Fieldclimate поддерживает несколько моделей для прогнозирования поздней пятнистости, мы рекомендуем использовать 3 модели для этого заболевания.
Простое правило для прогнозирования первого опрыскивания: Если вы не могли попасть на картофельное поле в течение 3 дней из-за затяжных дождей, немедленно начинайте опрыскивание, по возможности используя лечебный состав.
Используйте Phytophthora infestans Модель прогнозирования инфекции для подтверждения возможных сроков заражения.
Используйте модель NoBlight для определения опрыскивания профилактическими фунгицидами.

Модель негативного прогноза Шредтера и Ульриха

Отрицательный прогноз означает НЕ опрыскивать до тех пор, пока прогноз отвечает на вопрос о наличии патогена в поле отрицательно. Это объясняет термин "негативный прогноз". Негативный прогноз Шредтера и Ульриха был опубликован в 1972 году. В нем для оценки распространения патогена на картофельном поле используется температура, влажность листьев или высокая относительная влажность и дождь.

Моделирование инфекции Pythophthora infestans
Значение в диапазоне от 0 до 400 указывает на распространение P. infestans в полевых условиях. Это значение увеличивается, если температура воздуха находится в диапазоне от 15°C до 20°C, если относительная влажность выше 70%. Она увеличивается быстрее в течение всего времени, если относительная влажность воздуха выше 90% и выпадают осадки или если листья влажные более 4 часов. Если такая ситуация длится более 10 часов, то увеличение происходит быстрее. Если в оригинальной модели начало расчета определяется появлением картофеля на конкретном поле, то мы изменили начало расчета на правило, основанное на температуре, убедившись, что мы рассчитываем, как только вырастет первый возможный картофель. Для картофеля мы будем рассчитывать, как только температура с 10:00 до 18:00 будет выше 8°C, а ночная температура никогда не будет ниже 2°C.

Интерпретация результатов в FieldClimate
Шредтер и Ульрих определяют, что значение 150 соответствует заболеваемости в поле 0,1%. Значение 250 соответствует заболеваемости 1%. Они предполагают, что после года с низким давлением поздней пятнистости в зоне производства семян не нужно проводить опрыскивания до достижения значения 250. Если предполагается более высокое количество инокулята, опрыскивания следует начинать со 150. Негативный прогноз очень успешно использовался с 1972 года до девяностых годов прошлого века. Это было время до того, как мы смогли обнаружить устойчивость к Металаксилу. Первое опрыскивание в эти годы обычно проводилось Металаксилом, и с его помощью поле можно было очистить от P. infestans. В настоящее время на больших территориях существует устойчивость к этому соединению, и у нас нет ни одного фунгицида, демонстрирующего аналогичный очищающий эффект. В районах, где картофель выращивается под укрытием рядом с картофелем открытого грунта, мы рекомендуем начать опрыскивание, как только пластик будет снят с укрытой культуры. Болезнь может развиваться под полиэтиленом, а укрытая культура станет источником инокулята после снятия покрытия.

P. infestans растет системно внутри ростка молодого картофеля. Это важно, если у нас есть скрытые инфицированные семена картофеля. Системному росту благоприятствует перенасыщенная водой почва. Для получения информации о насыщенности почвы водой мы предлагаем использовать датчики водяных знаков. Водяные знаки очень экономичны и очень полезны для орошения картофеля. Если в течение нескольких часов после появления всходов натяжение воды на датчике водяного знака ниже 10 сБар (100 мБар) и температура воздуха выше 10°C, мы должны предположить хорошие условия для системного роста патогена и начать опрыскивания против поздней пятнистости. На графике показано возрастающее заражение по P. infestans достигает значения 150 6 июня (Negativ Prognose Stufe) и значения 250 26 июня (= Negativ Prognose Stufe, зеленая линия). Защитные измерения следует принимать во внимание в зависимости от истории (инокулюм, давление поздней пятнистости в прошлом году).

Модель заражения поздней пятнистостью FRY

Необходимы датчики: Осадки, влажность листьев, относительная влажность и температура

W.E.FRY (1983) опубликовал результаты своей работы по заражению картофеля с различными уровнями восприимчивости при различной продолжительности относительной влажности выше 90% или влажности листьев и температуры. На основе этих результатов он разработал модель инфекции для поздней болезни картофеля, а на следующем этапе - модель для оценки соответствующего интервала опрыскивания фунгицидом клорантонилом (Браво).

Восприимчивые сорта могут быть заражены в течение более короткого влажного периода, и тяжесть заболевания будет выше. В то время как умеренно восприимчивым и устойчивым сортам для заражения требуется более длительный влажный период или более теплая температура, а тяжесть заболевания ниже.

Для восприимчивых сортов максимальная оценка периода заражения может быть 7, в то время как для умеренно восприимчивых сортов она может быть 6, а для устойчивых - только 5. Таким же образом оценка интервала между опрыскиваниями снова зависит от уровня восприимчивости сорта. Опрыскивание необходимо, если до последнего опрыскивания прошло более 6 дней, а накопленные единицы поражения превышают: 30 для восприимчивых сортов, 35 для умеренно восприимчивых сортов и 40 для умеренно устойчивых сортов. Эта модель может быть названа SIM. Модель SIM может быть использована и для оценки первого опрыскивания. Первое опрыскивание будет уместным, если пороговые значения накопленной тяжести болезни превысят 30, 35 или 40. Эта модель может применяться и в районах с непрерывным выращиванием картофеля или томатов.

Эта модель очень полезна для оценки необходимости нового опрыскивания. Мы можем начать накапливать единицы Fry с даты последнего опрыскивания. Если накопленное значение превысит пороговое значение, нам придется провести повторное опрыскивание.

В FieldClimate инфекции трех классов тяжести - восприимчивые, умеренные и устойчивые сорта картофеля - отображаются кривой инфекции. При достижении инфекции 100% условия для заражения по P. infestans были оптимальными. В данном примере мы видим хорошие условия для заражения в начале мая, но сорта (особенно умеренные и устойчивые) не были бы заражены, потому что часы высокой относительной влажности были слишком короткими.

Литература:

• Fry, WE, AE Apple & JA Bruhn (1983). Оценка прогнозов поздней болезни картофеля, модифицированных с учетом устойчивости хозяина и выветривания фунгицида. Фитопатология 73:1054-1059.
• Fry, WE, AE Apple & JA Bruhn (1983). Оценка прогнозов поздней болезни картофеля, модифицированных с учетом устойчивости хозяина и выветривания фунгицида. Фитопатология 73:1054-1059.

Сочетание негативного прогноза и фри-инфекции

Мы объединили модель негативного прогноза по Шредтеру и Ульриху с оценкой интервала распыления по модели FRY и назвали ее NegFry. Эта комбинация успешно используется в Дании и Северной Европе.

Модель негативного прогноза определяет дату первого опрыскивания в зависимости от давления прошлого года, порог 150 или 250 используется для первого опрыскивания против поздней пятнистости. Это первое опрыскивание можно провести препаратом, содержащим Металаксил, зная, что при первом и единственном применении Металаксила мы можем ожидать эффективность от 75% до 80%. Все последующие опрыскивания будут проводиться профилактическими препаратами. Это может быть Манкозеп или Хлорталонил.

В Нидерландах и Бельгии обсуждался вопрос о том, чтобы вообще не использовать препараты, содержащие металаксил. В этом случае использование негативного прогноза для определения даты первого опрыскивания может быть проблематичным. В качестве альтернативного решения мы бы предложили в районах с покрытым ранним картофелем начать опрыскивание, как только пластик будет снят с раннего картофеля. На участках без раннего картофеля мы предлагаем использовать датчик водяного знака для определения ситуации заболачивания. Как только температура окружающей среды превысит 10°C, а напряжение воды будет меньше 10 сБар (100 мБар) в течение нескольких часов, следует ожидать системного роста патогена, начиная с латентно инфицированных семенных клубней. За ночь ростки этого картофеля покроются спорангиями, и эпидемия начнет набирать силу. После первой ситуации заболачивания при температуре выше 10°C необходимо начать программу профилактического опрыскивания.

Модель NoBlight

Прогнозирование поздней вспышки в штате Мэн - используется для управления началом и последующим применением фунгицидов для борьбы с поздней вспышкой картофеля, разработано Стивеном Б. Джонсоном, специалистом по сельскохозяйственным культурам, UNIVERSITY OF MAINE COOPERATIVE EXTENSION.

Необходимы датчики: Осадки, относительная влажность и температура

Борьба с поздней пятнистостью в штате Мэн зависит от правильного применения защитных материалов - времени, нормы расхода и покрытия. Использование прогнозных моделей может позволить бороться с поздней пятнистостью с помощью меньшего количества и более своевременного применения химикатов, что поможет контролировать затраты и снизить потребление химикатов в окружающую среду.

Оценка потенциала поздней вспышки: Применение фунгицидов для борьбы с поздней пятнистостью должно основываться на погодных условиях, а не на календаре. В большинстве лет программа, основанная на календаре и применяющая фунгициды еженедельно, может начать применение фунгицидов раньше, чем это необходимо. Во многие годы часть вегетационного периода может нуждаться в применении фунгицидов чаще, чем раз в неделю, в то время как другая часть вегетационного периода может нуждаться в применении фунгицидов реже, чем раз в неделю. Применение материалов для борьбы с поздней пятнистостью должно быть основано на прогнозной модели, чтобы быть эффективным и действенным.

В штате Мэн возможность появления поздней пятнистости прогнозируется с помощью показателей тяжести. Значения тяжести основаны на погодных условиях и накапливаются, когда они подходят для развития патогена. Условия окружающей среды, способствующие развитию поздней пятнистости, обычно мягкие и влажные.

Разница между NoBlight и Blitecast

"Blitecast" (разновидность модели NoBlight), в которой используется модель Валлина накопления значений серьезности. Значения серьезности по Уоллину определяются из различных комбинаций часов с относительной влажностью 90 или более процентов и средней температуры в течение этих периодов. Отслеживается продолжительность непрерывных периодов относительной влажности 90 или более процентов и рассчитывается средняя температура в эти периоды. На основании этих измерений и расчетов присваиваются значения степени тяжести, которые накапливаются. Первое появление поздней болезни прогнозируется через семь-десять дней после накопления 18 значений тяжести. Модель NoBlight начинает накапливать значения тяжести, начиная с 50 процентов всходов растений.

NoBlight, как и Blitecast, при прогнозировании сроков внесения удобрений в большей степени учитывает относительную влажность, чем количество осадков. Интервал опрыскивания становится короче при накоплении 25 мм (1,18 дюйма) осадков за предыдущие семь дней при одинаковом количестве накопленных значений вредоносности. NoBlight отличается от Blitecast накоплением значений вредоносности в зависимости от относительной влажности. NoBlight не прекращает накапливать благоприятные условия, когда относительная влажность падает ниже 90 процентов. Blitecast использует относительную влажность 76,5 процента для прекращения накопления благоприятных условий заражения.

Обычно это добавляет полчаса или больше к обычным часам Валлина. Как правило, это утренний период с росой летом в штате Мэн. Что еще более важно, это не прекращает накопление благоприятных условий, когда относительная влажность падает до 88 процентов в течение определенного периода времени. По сути, значения серьезности, накопленные NoBlight, являются более консервативными, чем значения серьезности по Wallin. Три отдельных шестичасовых периода относительной влажности более 90 процентов не накапливают никаких значений серьезности.

Однако 18-часовой период с относительной влажностью воздуха более 90 процентов будет накапливать показатели вредоносности в зависимости от средней температуры в этот период (3 показателя вредоносности при 18,3 °C (65°F), 2 при 13,3 °C (56°F), 1 при 10 °C (50°F) и 0 при 4,4 °C (40°F) или 29,4 °C (85°F)). После накопления 18 значений тяжести после появления всходов рекомендуется защитное применение фунгицидов. После этого времени рекомендуемый интервал применения зависит от дополнительного накопления значений вредоносности в течение предыдущих семи дней в порядке, описанном в таблице 2. Обработка фунгицидами для предотвращения поздней пятнистости должна начинаться немедленно, если болезнь развивается из семян или иным образом была замечена на поле или близлежащих полях.

Как и любая модель, NoBlight не лучше тех данных, которые она анализирует. Ценность прогностической модели заключается в том, чтобы предоставить пользователю надежную оценку того, когда условия благоприятны для развития поздней пятнистости и когда условия не благоприятны для развития поздней пятнистости. Модель дает некоторые рекомендации о том, когда сельхозпроизводитель может увеличить интервалы опрыскивания с минимальным риском, а также когда интервал опрыскивания необходимо сократить, поскольку урожай находится под угрозой.

Периоды Смита для прогнозирования поздней болезни картофеля

Необходимы датчики: Температура воздуха, относительная влажность

Биологическая основа модели: Phytophtora infestans может расти, если температура ниже 10°C. Но споруляция при такой температуре будет практически нулевой. Поэтому для получения разумной споруляции необходим влажный период с температурой выше 10°C. Заражение Phytophtora infestans нуждается в свободной влаге. В более длительные периоды высокой относительной влажности свободная влага в виде дождя или росы очень вероятна.

Что такое период Смита? Два последовательных дня с минимальной температурой 10 °C и 10 часами относительной влажности выше 90% в первый день и 11 часами относительной влажности выше 90% во второй день - это период Смита. Если критерии для первого дня выполнены, а во второй день относительная влажность в течение 10 часов выше 90%, это указывает на то, что 90% периода Смита или почти Смита.

Интерпретация
Периоды Смита или близкие к периодам Смита указывают на периоды, когда климат очень благоприятен для этого заболевания. Модель указывает на периоды с очень высоким риском этого заболевания. Опыт: Это эмпирическая модель, показывающая очень хорошие результаты в Великобритании, где она также используется в качестве негативного прогноза. До тех пор, пока в течение 2 влажных дней не будет холодно, а температура всегда будет выше 10°C, опрыскивание не требуется. Эта модель действительна только там, где повышение температуры весной очень устойчиво (океанический климат).

Литература:

• Смит, Л. П. 1956. Прогнозирование поражения картофеля по критериям влажности 90%. Патология растений 5:83-87 (базовая модель).
• Hims, M. J., M. C. Taylor, R. F. Leach, N. J. Bradshaw, and N.V. Hardwick, 1995. Field testing of blight risk prediction models by remote data collection using cellphone analogue networks, p. 220-225 In: Phytophthora infestans 150: Конференция Европейской ассоциации по исследованию картофеля (EAPR) - секция патологии, проведенная в Тринити-колледже, Дублин, Ирландия, в сентябре 1995 года в ознаменование стопятидесятой годовщины первой регистрации заболевания картофеля в Ирландии и последующего голода. L. J. Dowley, et al. (Eds). Boole Press, Ltd. Dublin. pp. 220-225.

Модель WinstelCast для P. infestans

Входные переменные:
Окружающая среда: Температура, относительная влажность.
Рассчитано: Среднесуточные, минимальные и максимальные температуры, часы с температурой более 10°C и относительной влажностью более 90%.

Эта модель состоит из двух фаз. Фаза 1 прогнозирует инфекцию, которая прогнозируется после выполнения следующих требований: После того, как среднесуточная температура находится в диапазоне от 10°C до 23° C, а затем в течение 10 часов или более наблюдается температура более 10° C и относительная влажность более 90% (такие периоды считаются равными увлажнению листьев). Фаза 2 устанавливает критерии для роста патогенов. Фаза 2 наступает, когда максимальная дневная температура в течение двух последовательных дней составляет от 23°C до 30°C. Фаза 2 должна наступить не менее чем через 24 часа, но не позднее чем через 10 дней после фазы 1.

Обработку следует начинать, когда наступает фаза 1 и за ней следует фаза 2. Помните, что эта модель была разработана для ранних сортов картофеля!

Литература:

• Разработано Винстелем, К. 1993. Kraut- und Knollenfaule der Kartoffel eine neue Prognosemoglichkeit-sowie Bekämpfungsstrategien. Med. Fac. Landbouww. Univ. Gent, 58/3b.

Модель BliteCast для P. infestans

Необходим датчик: Осадки, температура, относительная влажность, влажность листьев

BLITECAST используется для моделирования первой возможной инфекции путем P. infestans
BLITECAST - это интегрированная компьютеризированная версия модели Hyre и модели Wallin. Первая часть программы прогнозирует начальное появление поздней пятнистости через 7-14 дней после первого накопления 10 благоприятных для дождя дней по критериям Хайра или накопления 18 значений тяжести по модели Валлина. Вторая часть программы рекомендует опрыскивание фунгицидами на основе количества благоприятных для дождя дней и значений тяжести, накопленных за предыдущие семь дней. Накопление благоприятных для дождя дней и значений тяжести начинается, когда на картофельном поле видны четкие зеленые ряды, и заканчивается при гибели лозы. Первое опрыскивание рекомендуется проводить при получении первого прогноза поздней пятнистости. Последующие опрыскивания рекомендуются в соответствии с регулируемой матрицей, которая соотносит благоприятные для дождя дни с показателями вредоносности.

Порог применения
Первое опрыскивание рекомендуется проводить при появлении первого прогноза. Последующие обработки проводятся в соответствии со следующей таблицей:
Регулируемая матрица, используемая для соотнесения значений тяжести и благоприятных для дождя дней и составления рекомендаций по опрыскиванию для Blitecast.

Описание модели:
Накопление значений тяжести при использовании системы прогнозирования поздней пятнистости Валлина (Blitecast) Часы RH > 90%

Средняя температура в период относительной влажности (RH) должна быть 90% или выше.
Ожидается, что поздняя болезнь проявится не ранее чем через 1-2 недели после накопления 18 SV, начиная с момента первого появления зеленой ткани из источника инокулята поздней болезни. Источником инокулята могут быть растения, выросшие из зараженных клубней в отбракованной куче, добровольцы, выросшие из зараженных клубней, переживших зиму, или зараженные семенные клубни. Первая зеленая ткань, скорее всего, появится из любых картофельных отвалов в вашем регионе, поэтому лучше всего использовать эту дату.

Орошение* может создать на поле благоприятные условия для развития поздней пятнистости, которые не будут учтены метеорологическим монитором. Орошение, которое начинается, когда листья еще влажные от росы утром, или продолжается после того, как роса выпала ночью, продлит период увлажнения на этот день.

Литература:

• На страницу ссылаются http://www.ipm.ucdavis.edu/DISEASE/DATABASE/potatolateblight.html
• Krause, R. A., Massie, L. B., and Hyre, R. A. 1975. BLITECAST, компьютеризированный прогноз поздней болезни картофеля. Plant Disease Reporter 59: 95-98.
• MacKenzie, D. R. 1981. Планирование применения фунгицидов против поздней болезни картофеля. Plant Disease 65: 394-399.
• Маккензи, Д. Р. 1984. Blitecast in retrospect a look at what we learned. Бюллетень ФАО по защите растений 32:45-49.

Модель "Phytophtora infestans"

Расчет споруляции начинают ночью при относительной влажности воздуха выше 80%. Если споруляция происходит и идет дождь, то расчет заражения начинают при температуре воздуха от 10 до 30 °C.
Расчет на споруляцию прекращается, если солнечная радиация выше 700, а относительная влажность ниже 40.
Расчет инфекции прекращается, если относительная влажность падает ниже 80%.
Значения тяжести рассчитываются от 0 до 5 (если была установлена инфекция), при этом 0: очень низкое давление и 5: высокое давление.