《小麦条锈病监测预警技术规范-征求.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《小麦条锈病监测预警技术规范-征求.docx（21页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、ICSB31DB61陕西省地方标准DB61/T小麦条锈病监测预警技术规范TechnicalSpecificationforMonitoringandPredictionofWheatStripeRust征求意见稿XXXX-XX-XXXXXX-XX-XX发布实施陕西省市场监督管理局发布本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由西北农林科技大学提出。本标准由陕西省农业农村厅归口。本标准起草单位：西北农林科技大学、陕西省植物保护工作总站、西安黄氏生物工程有限公司。本标准主要起草人：胡小平、康振生、范东晟、王保通、冯小军、文耀东、李宇翔、李强、黄卫利。本标准由西北农林科技大学负责解释。
2、本标准为首次发布。联系信息如下：单位：西北农林科技大学电话：029-87082224地址：陕西杨凌示范区邰城路3号邮编:712100小麦条锈病监测预警技术规范1 .范围本标准规定了小麦条锈病监测预警技术的术语和定义，抱子捕捉仪及预报数据自动收集系统的安装、使用方法、技术要求、模型计算和预警发布。本标准适用于陕西省小麦条锈病发生区的监测预警。2 .规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T15795-2011小麦条锈病测报调查规范GB/T24689.6-200
3、9植物保护机械农林小气候信息采集系统GB/T24689.3-2009植物保护机械狗子捕捉仪GB/T10396农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械GB/T191包装储运指示和标志GB/T13306-1991标牌3 .术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1小麦条锈病Wheatstriperust小麦条锈病是由小麦条锈菌PucciniaStriiformisf.sp.tritici引起的真菌病害，病菌可借助气流高空远距离传播，导致病害在不同小麦产区间流行，威胁着我国西北、西南、华北、黄淮海和长江中下游冬麦区和西北春麦区的小麦生产。一般流行年份减产10-30%,大流行年份减产50%以上，甚至颗粒
4、无收，严重威胁我国小麦的安全生产，是小麦有害生物综合治理的主要对象。3.2普遍率IilCidellCe或称发病率，是指发病植物体单元数占调查植物体单元总数的百分率，用以表示发病的普遍程度。在本标准中植物体单元为叶片或植株。3.3严重度Severity是指发病植物单元上发病面积或体积占该单元总面积或总体积的百分率，亦可用分级法表示，即将发病的严重程度由轻到重划分出若干级别，分别赋予相应的代表值，表示病害发生的严重程度。在本标准中，物体单元为叶片或植株。3.4病情指数Diseaseindex病害发生的普遍性和严重程度的综合指标，用以表示病害发生的平均水平。病情指数可通过普遍率和严重度计算得出。当严
5、重度用百分率表示的时候，病情指数=普遍率X严重度；当严重度为发病等级时，病情指数可通过下述公式进行计算：病情指数=E（发病等级株数X代表数值）/（株数总和X发病最重级代表数值）XlOO3.5f子捕捉仪（器）Sporetrapper是一种可收集随空气流动的病原菌抱子、花粉、尘粒等的仪器，主要用于监测病原菌在空气中的浓度和变化动态，为病害预测预报提供可靠的数据。3.6小麦条锈病预报数据自动收集系统Autodatacollectingsystemforwheatstriperustprediction由抱子捕捉仪、多维环境气象监测仪、云端数据库构成的系统，可收集与小麦条锈病发生相关的基础数据，并完成
6、数据的储存和管理。3.7发病程度Epidemiclevel植物个体或群体发病程度的数值化描述。3.8初始菌源量Initialinoculum在病害发生流行初期具有侵染力的病原菌数量。3.9气象因子Meteorologicalfactor影响病害发生发展的气象原因或条件，可能是某一种条件，也可以是多种条件的组合，包括温度、湿度、光照等。3.10温湿度传感器SensorfortemperatureandRH以温湿度一体的探头作为元件，对温度和湿度信号进行采集的装置。3.11叶片表面湿润时间传感器Sensorforleafwetnessduration以湿度探头作为元件，根据植物叶片距地高度设置探头
7、位置，用于检测植物叶片表面持续湿润时间。3.12降雨量传感器Sensorforrainfall一种自动测量降水量的仪器，可通过传感装置对降水量、降水强度、降水起止时间进行测定。4 .工作条件/安全要求4.1 电源：12V蓄电池供电或12V直流电供电4.2 太阳能板发电：工50W4.3 环境温度：2080口4.4 相对湿度：100%4.5 产品具有防雷击功能4.6 配置符合中国有关标准要求的航插头。5 .技术要求5.1 一般技术要求该标准要求利用小麦条锈病预测预报数据自动收集系统和抱子捕捉仪，进行条锈菌夏抱子捕捉以确定初始菌源量，同时进行田间环境因子实时监测，预测陕西地区小麦条锈病的发生程度。数
8、据自动收集系统和抱子捕捉仪应按规定的程序图样和技术文件生产制造。5.1.1 预测预报数据自动收集系统（见附录A）主要技术指标5.1.1.1 主机规格，高1.5m,重量60kg。5.1.1.2 电池容量：12V20A5.1.1.3 太阳能板：50W单晶硅。5.1.1.4 功耗：10毫安。5.1.1.5 工作时间：在连续阴雨天无光照环境可持续工作30天（每2小时上传一次数据）。5.1.1.6 工作温度：2080C5.1.1.7 机箱及支架：SUS304不锈钢,防护等级机箱,抗冲击等级IKo8。5.1.1.8 传感器：国际气象组织标准气象传感器，温度及降雨量传感器为光电感应原理传感器，叶片表面湿润时
9、间传感器为电回路原理传感器。5.1.2 旋转式胞子捕捉仪（见附录B）主要技术指标5.1.2.1 主机规格：长*宽*高28*22*62.4Cm,重45kg。5.1.2.2 供电系统:电池容量：12V60A；太阳能板80W单晶硅。5.1.2.3 功耗10W;调速电机转速1000-2000转/分。5.1.2.4 机箱及支架：SUS304不锈钢喷塑，防护等级IP67,抗冲击等级IKO8。5.1.2.5 垂直胶棒：直径1.2mm,长35mm,距离15Cmo6 .基本配置6.1 支架6.2 机箱6.3 电池6.4 太阳能板6.5 控制器6.6 航插数据线6.7 传感器头（温湿度传感器+光照传感器+单片机+
10、天线）6.8 叶片表面湿润时间传感器6.9 土壤温湿度传感器（IOCm深度一个、20Cm深度一个）6.10 电机6.11 胶棒7 .技术参数表1小麦条锈病预报器传感器及参数温度-4080C精度0.2。C降雨量0-240mm/h精度2%相对湿度(Moo%RH精度1%露点温度8(C60C精度0.2。C叶片表面湿润时间(M5h精度0.5日照强度0-2000Wm2精度3%日照时数012h精度0.1min10cm土壤含水量0%-100%精度4%10cm土壤温度50C80C精度0.5。C20cm土壤含水量0%-100%精度4%20cm土壤温度50C80C精度0.5C8 .系统安装8.1 条锈病数据自动收集
11、系统安装8.1.1 选择代表性麦田，周围IOm无建筑物、树木等遮挡物。8.1.2 将数据自动收集系统安装在标准观测场或麦地里:水泥基座50*50*40cm,底座用螺栓固定牢固，太阳能板朝南，传感器头的“N”向北固定。叶片表面湿润时间传感器电路面朝上水平固定在距地面70cm。8.1.3 启动预报器硬件电源传感器进入工作状态。8.1.4 登录软件系统后台注册系统ID号。8.1.5 注册该ID号相关信息。8.1.6 进入数据查看页面查看实时数据。8.2 胞子捕捉仪安装8.2.1 安装在数据收集系统同一区域，周围IOm范围无遮挡通风的地方水平安装。底座高出地面10cm,蓄电池用防水箱埋地安装、接线保护
12、套保护。822打开控制器开关“ON”。9 .检验规则9.1 零部件入厂进行测试：传感器能正常采集数据、调速电机工作无噪音能正常调速、控制器能正常切换、蓄电池电压在12V以上、太阳能板瓦数合规可正常发电、机箱材质厚度均达标有接地保护、物联网卡传输数据正常、数据线无破损、外包装厚度硬度及印刷合格。9.2 整机出厂前每一台组装测试合格方可出厂，并配盖有检验合格的合格证。10 .标志、包装和运输10.1 标志产品印有永久性名称标志。a）商标b）产品名称c）产品规格d）生产日期或批号10.2 包装采用五层瓦楞纸箱包装，内垫1.5Cm厚聚氨酯泡沫板。至少应有下列内容：a）生产厂名和厂址b）产品名称和商标c
13、）生产日期或批号13.3运输运输过程避免抛摔挤压，防雨。IL田间气象因子自动收集表1中相关技术参数的数据通过电脑、手机等客户端实时获取，自动存储。12.初始菌源量检测小麦条锈病是气传性病害，初始菌源量的多少是影响小麦条锈病流行的关键因素之一。通过实时荧光定量PCR技术，监测空气中条锈菌夏胞子密度，作为小麦条锈病的初始菌源量。13 .小麦条锈病的田间调查选择代表性的小麦田块，每年进行条锈病病情调查。主要在小麦条锈病的越夏阶段、秋苗阶段和越冬后，按照小麦条锈病测报调查技术规范（GB/T15795-2011）系统调查各个阶段病害的发生程度，记载病叶率、严重度、病田率、发病中心等数据，明确不同小麦主产
14、区条锈病的发生情况。14 .小麦条锈病的预测模型构建分析小麦条锈菌的初始菌源量和田间气象因子，结合不同田块条锈病的田间调查结果，构建基于田间初始菌源量和关键气象因子的线性或非线性病害预测模型，并对模型进行测试与优化。15 .结果报告将监测及预测结果填入小麦条锈病监测预警结果报告（见附录C）。附录A（规范性附录）预测预报数据自动收集系统附录B（规范性附录）旋转式狗子捕捉仪附录C（规范性附录）小麦条锈病监测预警结果报告单位名称监测站地址单位地址北纬：东经：海拔：主栽品种种植面积病田率（）施子数量病叶率（）平均严重度预测病情指数实测病情指数报告人备注小麦条锈病监测预警技术规范（征求意见稿）编制说明一
15、、工作简况：包括任务来源、协作单位、主要工作过程、起草组组成成员及其所做的主要工作等；“小麦条锈病监测预警技术规范”的任务来源于陕西省市场监督管理局关于下达2020年地方标准制修订项目计划的通知（文号:陕市监函2020737号）项目编号：SDBXM100-2020o研究来源于西北农林科技大学承担的国家“十四五”国家重点研发计划（小麦条锈菌跨区传播路径与时空动态变化规律研究，2021YFD1401000）国家公益性（农业）行业专项（小麦赤霉病和条锈病监测预警系统效果评价）和国家自然科学基金项目（基于衔子捕捉和实时定量PCR技术的小麦条锈病传播规律与监测预警研究，31772102）o协作单位为陕西
16、省植物保护工作总站和西安黄氏生物工程有限公司。该技术规范的研究主要包括小麦条锈病的田间调查监测方法，狗子捕捉仪及预报数据自动收集系统在小麦条锈病监测预警的应用（使用方法、模型构建、病害预测）。主要起草人中，胡小平教授全面负责研究课题的设计和组织实施，康振生院士主要负责课题咨询和统筹协调，范东晟研究员主要负责小麦条锈病的监测预警效果评价,王保通教授主要负责小麦条锈病的田间调查监测研究，冯小军研究员主要负责小麦条锈病监测预警系统的试验示范，文耀东高级农艺师主要负责小麦条锈病监测预警基础数据收集，李宇翔副教授主要负责小麦条锈病预测模型构建、李强副教授主要负责小麦条锈病实时定量PCR技术研究、黄卫利总
17、经理主要负责抱子捕捉仪和条锈病预报器的安装、技术指导和后期维护。二、标准编制原则和确定标准主要内容：包括技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等的依据（包括试验、统计数据）；地方标准修订项目还应当列出和原标准主要差异情况；1.陕西省地方标准编制原则本标准的编制依据中华人民共和国标准法和地方标准管理办法的规定进行编制。2.确定地方标准主要内容（1）适用范围本标准规定了小麦条锈病监测预警技术的术语和定义、预报器的工作条件、预测预报系统的技术要求、基础数据的收集方式、菌源量的检测方法等。（2）规范性引用文件下列文件对于本标准的应用一部分成为本标准的条款：GB/T15795-2011小麦条
18、锈病测报调查规范GB/T24689.6-2009植物保护机械农林小气候信息采集系统GBT24689.32009植物保护机械抱子捕捉仪GB/T10396农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械GB/T191包装储运指示和标志GB/T13306-1991标牌（3）术语与定义小麦条锈病Wheatstriperust小麦条锈病是由小麦条锈菌PucciniaStriiformisf.sp.小U引起的真菌病害，病菌可借助气流高空远距离传播，导致病害在不同小麦产区间流行，威胁着我国西北、西南、华北和黄淮海和长江中下游冬麦区和西北春麦区的小麦生产，一般流行年份减产10-30%,大流行年份减产50%以上，甚至颗粒无
19、收，严重影响着我国小麦的安全生产，是小麦有害生物综合治理的主要对象。条锈病发生规律主要涉及越夏、秋苗发病、越冬和春季流行四个阶段。条锈菌夏抱子堆长椭圆形，夏抱子单胞球形，鲜黄色，表面有细刺。冬抱子堆多生于叶背，长期埋生于寄主表皮下，灰黑色。冬泡子双胞，棍棒形，顶部扁平或斜切，分隔处略缢缩，柄短。夏抱子形成的适宜温度为10-15C,侵入小麦寄主的适宜温度为9-12C,病菌致病性有明显的生理分化现象，在中国已发现34个生理小种。普遍率InCideilCe或称发病率，是指发病植物体单元数占调查植物体单元总数的百分率，用以表示发病的普遍程度。在本标准中植物体单元为叶片或植株。严重度Severity是指
20、发病植物单元上发病面积或体积占该单元总面积或总体积的百分率，亦可用分级法表示，即将发病的严重程度由轻到重划分出若干级别，分别赋予相应的代表值，表示病害发生的严重程度。在本标准中，物体单元为叶片或植株。病情指数Diseaseindex病害发生的普遍性和严重程度的综合指标，用以表示病害发生的平均水平。病情指数可通过普遍率和严重度计算得出。当严重度为百分率表示的时候，病情指数=普遍率X严重度；当严重度为发病等级时，病情指数可通过下述公式进行计算：病情指数=（发病等级株数义代表数值）/（株数总和X发病最重级代表数值）XlOO抱子捕捉仪（器）Sporetrapper是一种可收集随空气流动的病原菌抱子、花
21、粉、尘粒等的仪器，主要用于监测病原菌在空气中的浓度和变化动态，为病害预测预报提供可靠的数据。小麦条锈病预报数据自动收集系统Autodatacollectingsystemforwheatstriperustprediction由狗子捕捉仪、多维环境气象监测仪、云端数据库构成的系统，可收集与小麦条锈病发生相关的基础数据，并完成数据的储存和管理。发病程度Epidemiclevel植物个体或群体发病程度的数值化描述。初始菌源量Initialinoculum在病害发生流行初期具有侵染力的病原菌的数量。气象因子Meteorologicalfactor影响病害发生发展的气象原因或条件，可能是某一种条件，也
22、可以是多种条件的组合，包括温度、湿度、光照等。温湿度传感器SensorfortemperatureandRH以温湿度一体的探头作为元件，对温度和湿度信号进行采集的装置。叶片表面湿润时间传感器Sensorforleafwetnessduration以湿度探头作为元件，根据植物叶片距地高度设置探头位置，用于检测植物叶片表面持续湿润时间。降雨量传感器Sensorforrainfall一种自动测量降水量的仪器，可通过传感装置对降水量、降水强度、降水起止时间进行测定。（4）工作条件/安全要求电源：12V蓄电池供电或12V直流电供电太阳能板发电：工50W环境温度：-2080C相对湿度：100%产品具有防雷
23、击功能配置符合中国有关标准要求的航插头。（5）技术要求1）一般技术要求该标准要求利用小麦条锈病预测预报数据自动收集系统和抱子捕捉仪，进行条锈菌夏抱子捕捉以确定初始菌源量，同时进行田间环境因子实时监测，预测天水以东地区小麦条锈病的发生程度。数据自动收集系统和抱子捕捉仪应按规定的程序图样和技术文件生产制造。2）预测预报数据自动收集系统主要技术指标主机规格，高1.5米，重量60KG。电池容量：12V20A太阳能板：50W单晶硅。功耗：10毫安。工作时间：在连续阴雨天无光照环境可持续工作30天（每2小时上传一次数据）。工作温度：-2080C机箱及支架：SUS304不锈钢，防护等级IP67,抗冲击等级I
24、K08o传感器：国际气象组织标准气象传感器，温度及降雨量传感器为光电感应原理传感器，叶片表面湿润时间传感器为电回路原理传感器。3）旋转式抱子捕捉仪（见附录B）主要技术指标主机规格：长*宽*高28*22*624CM,重45KG。供电系统：电池容量：12V60A；太阳能板80W单晶硅。功耗10W;调速电机转速IO（X）-2000转/分。机箱及支架：SUS304不锈钢喷塑，防护等级IP67,抗冲击等级IK08o垂直胶棒：直径1.2MM,长35MM,距离15CM。（6）基本配置支架机箱电池太阳能板控制器航插数据线传感器头（温湿度传感器+光照传感器+单片机+天线）叶片表面湿润时间传感器土壤温湿度传感器（
25、IOCM深度一个、20CM深度一个）电机胶棒（7）技术参数表1小麦条锈病预报器传感器及参数温度-4080C精度0.2C降雨量0-240mm/h精度2%相对湿度0100%RH精度1%露点温度-8(C60C精度0.2。C叶片表面湿润时间015h精度0.5日照强度0-2000Wm2精度3%日照时数012h精度0.1min10cm土壤含水量0%-100%精度4%10cm土壤温度-50oC-80oC精度0.520cm土壤含水量0%-100%精度4%20cm土壤温度50C80C精度0.5C（8）田间气象因子自动收集表1中相关技术参数的数据通过电脑、手机等客户端实时获取,自动存储。三、试验验证：包括试验（或
26、验证）准确度、可靠性、稳定性的分析和说明，实验结果综述等；1 .初始菌源量监测小麦条锈病是一种气传性病害，初始菌源量的多少是影响小麦条锈病流行的关键因素之一。通过采用实时荧光定量PCR技术，监测2019年和2020年湖北襄阳、2020年四川绵阳和2020年陕西汉中11-12月份空气中条锈菌夏狗子密度，作为小麦条锈病的初始菌源量。（1）条锈菌夏抱子的捕捉采用抱子捕捉仪在11-12月份捕捉条锈菌夏抱子，计算累积抱子数量。2 2）TaqManRT-qPCR检测分别取8.47104-8.47102个/UL梯度模拟样本的DNA,以Nucleasefreewater为模板作为阴性对照，应用T叫ManRT-
27、qPCR方法对不同浓度小麦条锈菌夏胞子模拟样品进行定量。以Ct值为横坐标，以夏泡子数量对数值为纵坐标，绘制标准曲线（图1）。标准曲线方程为：y=-0.3248x+12.809,相关系数（R2）为0.99218图1小麦条锈菌夏抱子数量与Ct值之间的关系(晶%国m小麦条锈病自动监测预警系统中Burkard(UK)抱子捕捉仪的进气量为16.5Lmin,结合标准曲线公式y=-0.3248x+12.809,可得空气中夏抱子密度N与Ct值的关系式为：Ct-12.80910-0.3248N=16.5LminX60minX24hnd103m3L式中，N为夏抱子密度(个/O?),n为收集夏抱子的天数(d),Ct
28、为T叫ManRT-qPCR的循环阈值。引物和探针及其序列见表2。表2引物和探针及其序列名称序列扩增长度Pst-F5-AACCCTCTCATTAAATAATTTTG-3Pst-R5,-CCAACTTATAGAAAAGTGACTTA-3102bpPst-PFam-Attaccagcactcaacatccatt-BhqiTaqManRT-qPCR反应体系为：TaqmanEnvironmentMasterMix10uL,探针和弓I物各0.5L(250nM),DNA模板5.9L,补ddH2O至20LoT叫ManRT-qPCR反应程序为：95预变性10min,1个循环；95变性15s,60退火Imin,共
29、45个循环。在LightCycler480实时荧光定量PCR仪上进行。(3)小麦条锈病的田间调查在湖北襄阳、四川绵阳陕西汉中等地选择代表性的小麦地块，于2019和2020年进行条锈病病情调查。按照小麦条锈病测报调查技术规范(GB/T15795-2011)系统调查各个阶段病害的发生程度，记载病叶率、严重度、病田率、发病中心等数据，明确不同小麦主产区条锈病的发生情况。病情调查方法：1)小麦条锈病秋苗调查(GB/T15795-2011)调查方法和标准参照已有的规范。2)小麦条锈病春季调查的方法(GB/T15795-2011)冬麦在小麦返青拔节期1520d调查一次,调查方法、田块面积、项目表格依据已有
30、的规范。病害的严重度、发病率的调查，病情指数计算公式等参照已有的规范。(4)小麦条锈病的预测模型建立以2019年和2020年襄阳、2020年绵阳和2020年汉中的数据为学习训练集，建立了PB神经网络预测模型，输入层由1112月平均抱子密度、翌年2月上旬最低相对湿度和翌年1月下半月平均空气温度3个因子构成，输出层的输出值是小麦条锈病的流行等级。通过上述网络程序对襄阳(2019和2020年)、绵阳(2020年)和汉中(2020年)的样本数据进行学习训练，网络训练结果如图所示(图2),对襄阳地区和绵阳地区2021年小麦条锈病预测结果均为3.7级，实际流行等级均为3级，预测准确率为81%(表3)。图2
31、小麦条锈病冬繁区网络训练结果表3襄阳和绵阳地区BP神经网络模型预测准确度评价地区年份实际流行等级预测流行等级预测准确度/%平均预测准确度/%襄阳202133.781%81%绵阳202133.781%四、知识产权说明：标准涉及的相关知识产权说明；本标准知识产权归研制单位所有，没有知识产权争议。五、采标情况：采用国际标准和国外先进标准的程度或与国内同类标准水平的比较；经检索，与本标准相关的现行有效国家、行业和地方标准共计4项，其中国家标准1项，行业标准1项，地方标准2项。在这些相关标准中，2015年1项行业标准农作物病害遥感监测技术规范第1部分：小麦条锈病(NY/T2738.1-2015)和201
32、6年1项陕西省地方标准小麦条锈病、白粉病遥感监测规程(DB61/T1040-2016)均为小麦条锈病的遥感监测。关于小麦条锈病监测预警相关的标准，仅有2011年1项的国家标准小麦条锈病测报技术规范(GB/T15795-2011)和2009年1项甘肃省地方标准小麦条锈病测报技术规范DB62/T1834-2009,未见其他相关标准。但以上标准的预测方法主要参考感病小麦品种种植面积、气温和降雨，未监测田间小麦条锈菌密度的动态变化规律，同时开展条锈病预测时未考虑田间条锈菌的初始菌源量。由于初始菌源量显著影响小麦条锈病的发生和流行,因此需要新的标准替代。本规范是申请者及其团队通过对小麦条锈病多年的监测预警研究，总结出适用于陕西省各地小麦条锈病的监测预警技术规范。六、重大意见分歧的处理：包括处理过程、依据和结果；无重大分歧意见。七、标准性质的建议说明：建议审批发布为推荐性标准或强制性标准的说明及理由；本标准涉及我省和全国小麦生产和粮食安全的重大战略问题，建议将本标准作为推荐性地方标准发布，用于指导我省小麦条锈病的监测预警。由于本标准涉及我省乃至我国小麦安全生产的重大问题，建议将本标准作为推荐性地方标准批准发布，用于指导和规范小麦条锈病的综合防控。八、其他应予说明的事项。
