بررسی امکان پیش آگاهی بیماری بادزدگی فوزاریومی سنبله گندم بر اساس عامل های آب و هوایی و زراعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات گیاه پزشکی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، گرگان، ایران

2 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات گیاه‌پزشکی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مازندران، ساری، ایران

3 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات گیاه پزشکی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اردبیل، اردبیل، ایران

چکیده

بیماری بادزدگی فوزاریومی سنبله یکی از مهم‌ترین بیماری‌های گندم و یکی از بیماری­های بسیار پراهمیت برای پیش‌آگاهی محسوب می‌شود. تحقیق حاضر به‌منظور تعیین ارتباط آماری میان وقوع بیماری و متغیرهای آب و هوایی و زراعی به‌مدت سه سال (سال‌های زراعی 95-94، 96-95 و 97-96) در استان‌های گلستان، مازندران و اردبیل انجام شد. بدین منظور، در مزارع گندم موجود در اطراف ایستگاه‌های هواشناسی، مشخصات زراعی و شدت بیماری یادداشت‌برداری شد. تعداد نه داده آب و هوایی روزانه به 30 متغیر دوره‌ای تبدیل شد. تلفیق تاریخ‌های شروع مرحله گلدهی و طول این دوره در سال‌ها و مناطق مختلف نیز به‌صورت 11 متغیر تقویم زمانی و آب و هوایی محاسبه شد و در تحلیل‌های آماری مورد استفاده قرار گرفت. نتایج آزمون همبستگی متغیرهای یادشده با بیماری نشان داد که بهترین پنجره زمانی برای پیش‌آگاهی بیماری، B020 (20 روز قبل از گلدهی) بود و متغیرهای میانگین دمای بیشینه، تعداد روزهای بارانی، تعداد روزهای خشک، میانگین نسبت ویژه دمایی مرطوب و تعداد روزهای بارانی با رطوبت نسبی بالاتر از 80 درصد، بالاترین همبستگی را با بیماری داشتند. نتایج تجزیه رگرسیون لجستیک و تابع تشخیص برای متغیرهای منتخب به‌صورت مستقل، دوتایی و سه‎‌تایی نشان داد که بهترین متغیر پیشگو به‌صورت مستقل، میانگین دمای بیشینه بود. بهترین ترکیب دوتایی از متغیرهای پیشگو نیز با استفاده از متغیرهای میانگین دمای بیشینه و تعداد روزهای بارانی با رطوبت نسبی بالاتر از 80 درصد به‌دست آمد و افزودن متغیر میانگین نسبت ویژه دمایی مرطوب به این‌ دو متغیر، افزایش معنی‌داری در کارایی پیش‌بینی مدل ایجاد نکرد. بنابراین دو متغیر میانگین دمای بیشینه و تعداد روزهای بارانی با رطوبت نسبی بالاتر از 80 درصد در پنجره‌ 20 روزه قبل از گلدهی، به‌عنوان بهترین مدل برای پیش‌بینی بیماری بادزدگی فوزاریومی سنبله گندم معرفی شدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on the possibility of wheat Fusarium head blight predicting based on weather and cultural conditions

نویسندگان [English]

  • Mohammad Ali Aghajani 1
  • Hossein Barari 2
  • Hosein Karbalaee Khiavi 3
1 Associate Professor of Plant Protection Research, Agricultural and Natural Resources Research Center, Golestan Province, Gorgan, Iran
2 Assistant Professor of Plant Protection Research, Agricultural and Natural Resources Research Center, Mazandaran Province, Sari, Iran
3 Assistant Professor of Plant Protection Research, Agricultural and Natural Resources Research Center, Ardabil Province, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Fusarium head blight (FHB) is one of the most important diseases of wheat that is a suitable disease for forecasting. In order to determine the statistical relationship among disease occurrence and weather and crop variables, this study was conducted in Golestan, Mazandaran and Ardabil provinces during 3 years (crop years 2016-17, 2017-18 and 2018-19). Crop characteristics and disease severity were recorded in wheat fields around meteorological stations. Nine weather data was received from the stations as daily data and converted to 30 periodic variables. Integrating flowering start date and anthesis length in different years and regions calculated as 11 time and meteorological calendar variables and used in statistical analyses. Results of correlation tests of these variables with disease showed that the best window for disease prediction was B020 (20 days before anthesis) and ATX (average of maximum temperature), RD (number of rainy days), DD (number of dry days), ASHTR (average of special hydrothermal ratio) and NP80 (number of days with rain and relative humidity > 80%) showed the highest correlation with disease. Results of logistic regression and discriminant analysis for the selected variables as one, two and three showed that ATX was the best individual variable, and the best combination of two variables was ATX + NP80 and adding ASHTR to them did not cause significant increase in prediction efficacy. Therefore, logistic regression and discriminant analysis model of ATX and NP80 in 20 days before anthesis, introduced as the best model for forecasting wheat FHB.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Disease occurrence
  • Fusarium graminearum
  • Modeling
Abedi-Tizaki, M. 2016. Study on population structure, genetic diversity and spatial distribution of mycotoxin contamination of Fusarium graminearum isolated from wheat in the north and west of Iran. Ph. D. Dissertation. BU-Ali Sina University, Hamadan, Iran. (In Persian).##Aghajani, M.A. 2008. Spraying the wheat field after the anthesis. Extension of Plant Protection
3: 68-69. (In Persian).##Aghajani, M. A., Forotan, A. and Kazemi, H. 2016. Management of Fusarium head blight of wheat. Applied Instruction. Iranian Research Institute of Plant Protection. (In Persian).##De Wolf, E. D., Madden, L. V. and Lipps, P. E. 2003. Risk assessment models for wheat Fusarium head blight epidemics based on within-season weather data. Phytopathology 93: 428-435.##De Wolf, E., Lipps, P., Miller, D., Knight, P., Molineros, J., Francl, L., and Madden, L. V. 2004. Evaluation of prediction models for wheat Fusarium head blight in the US. In: Canty, S. M., Boring, T., Versdahl, K., Wardwell, J. and Ward, R. W. (Eds.). Second International Symposium on Fusarium Head Blight Incorporating the 8th European Fusarium Seminar. Michigan State University, Orlando, FL, USA.##Ireta, M. J. and Gilchrist, S. 1994. Fusarium head scab of wheat (Fusariu graminearum Schwabe). CIMMYT, Mexico, D.F.##Kokcheli, H., Aghajani, M. A. and Dehghan, M. A. 2013. The effect of different fungicides and spraying times on Fusarium head blight of wheat. M. Sc. Dissertation. Damghan Branch, Islamic Azad University, Damghan, Iran. (In Persian).##Kriss, A. B., Paul, P. A. and Madden, L. V. 2010. Relationship between yearly fluctuations in Fusarium head blight intensity and environmental variables: A window-pane analysis. Phytopathology 100: 784-797.##Kriss, A. B., Paul, P. A., Xu, X., Nicholson, P., Doohan, F. M., Hornok, L., Rietini, A., Edwards, S. G. and Madden, L. V. 2012. Quantification of the relationship between the environment and Fusarium head blight, Fusarium pathogen density, and mycotoxins in winter wheat in Europe. European Journal of Plant Pathology 133: 975-993.##Madden, L. V., Lipps, P. E. and Wolf, E. D. 2004. Developing forecasting systems for Fusarium head blight. In: Canty, S. M., Boring, T., Versdahl, K., Wardwell, J. and Ward, R. W. (Eds.). Second International Symposium on Fusarium Head Blight Incorporating the 8th European Fusarium Seminar. Michigan State University, Orlando, FL, USA.##Mazhari, M. 2016. Study of temperature on mycelial growth of wheat scab agent (Fusarium graminearum) by statistical models. M. Sc. Dissertation. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran. (In Persian).##Moschini, R. C., Pioli, R., Carmona, M. and Sacchi, O. 2001. Empirical prediction of wheat head blight in the northern Argentinean pampas region. Crop Science 41: 1541-1545.##Rossi, V., Giosuè, S., Pattori, E., Spanna, F. and Vecchio, A. D. 2003. A model estimating the risk of Fusarium head blight on wheat. EPPO Bulletin 33: 421-425.##Safaei, N. and Alizadeh, A. 2006. Evaluation of temporal progress models of Fusarium head blight diseases of wheat and presenting a forecasting model in Golestan province. Iranian Journal of Plant Diseases 42: 597-617. (In Persain with English Abstract).##Shah, D. A., De Wolf, E. D., Paul, P. A. and Madden, L. V. 2014. Predicting Fusarium head blight epidemics with boosted regression trees. Phytopathology 104: 702-714.##Shah, D. A., Molineros, J. E., Paul, P. A., Willyerd, K. T., Madden, L. V. and De Wolf, E. D. 2013. Predicting Fusarium head blight epidemics with weather-driven pre- and post-anthesis logistic regression models. Phytopathology 103: 906-919.##van Maanen, A. and Xu, X. M. 2003. Modelling plant disease epidemics. European Journal of Plant Pathology 109: 669-682.##Xu, X. 2003. Effects of environmental conditions on the development of Fusarium ear blight. European Journal of Plant Pathology 109: 683-689.##