信号背后的模型
孢子囊模型由一群研究人员建立,他们多年在葡萄园里实地测量霜霉病究竟如何传播。我们没有发明病害模型。我们根据他们公开发表的内容,重建了他们的模型。
Chiara Brischetto、Federica Bove、Giorgia Fedele 和 Vittorio Rossi,皮亚琴察圣心天主教大学(Università Cattolica del Sacro Cuore)
霜霉病(Plasmopara viticola)在夏季通过孢子囊传播:这些微小的孢子囊夜间在已有病斑上形成,变干时释放,只有落在保持湿润足够久的新叶上才会侵染。大多数模型只看叶片湿润和温度。皮亚琴察模型还跟踪孢子本身:形成了多少,空气干燥时存活了多少,雨来时还剩多少。
该模型于 2021 年发表在 Frontiers in Plant Science 上,并经过 2015 至 2017 年三个季节的葡萄园试验检验。它正确预测了 80% 的侵染和 81% 的无侵染日。当模型说没有侵染时,87% 的情况下是对的。这正是种植户需要的:安静的日子确实是安静的。
可在 frontiersin.org 阅读论文,全文开放获取。如果你自己也在研究葡萄栽培的病害模型,这个团队的成果值得一读。
来源说明:Brischetto C, Bove F, Fedele G, Rossi V (2021). A weather-driven model for predicting infections of grapevines by sporangia of Plasmopara viticola. Front. Plant Sci. 12: 636607。你仪表盘中的每张霜霉病卡片上也都会注明。
2026 年季节:同样的地点,两种算法
我们用实际天气,把九个地点的整个 2026 年季节(4 月 1 日至 9 月 30 日)重新计算了一遍。先用我们原来的方法:首次侵染后,每一个潮湿多雨的时段都算数。再用孢子囊模型计算。所有地点都假定种植葡萄,所以唯一不同的是方法。
每季红色天数(霜霉病,2026 年)
| 地点 | 国家 | 仅看湿润时段 | 孢子囊模型,红色 | 孢子囊模型,黄色 |
|---|---|---|---|---|
| Emmeloord | NL | 65 | 24 | 18 |
| Wildervank | NL | 67 | 24 | 17 |
| Lelystad | NL | 66 | 27 | 12 |
| Westmaas | NL | 54 | 22 | 12 |
| Wilhelminadorp | NL | 57 | 23 | 16 |
| Gembloux | BE | 50 | 18 | 16 |
| Beitem | BE | 50 | 12 | 16 |
| Dzoraghbyur | AM | 22 | 4 | 7 |
| Gyumri | AM | 49 | 12 | 19 |
差别并不在于阈值更严,而在于孢子:连续几个干燥日后,孢子就没了,之后再下一场阵雨也不会导致侵染。现在红色天数集中在 6 月、8 月和 9 月的潮湿周里,而干燥的 7 月几乎是空白。
哪些原样采用,哪些由我们自己拟合
把一个模型从论文搬到平台上,就要做出选择。下面是我们做的选择,你可以在每张卡片的底层数值里看到全部内容。
原样采用
孢子何时形成(夜间至少三小时的湿润时段,10 至 30 °C)、侵染所需的最短湿润时间(21 °C 时 2 小时,低于 4 °C 或高于 30.2 °C 不发生),以及严重度阈值 0.065,超过该值即预测会发生侵染。
存活取决于干燥程度
孢子囊能存活多久来自 Brischetto 等人(2020):在饱和空气中超过九天,在干燥空气中一天半。我们把这个公式理解为存活时间;如果按字面理解为每小时死亡率,得出的结果会与实测相反。
我们自己拟合
形成多少孢子、侵染速度多快,见于 1988 年两篇论文(Lalancette 等人)中的图表,但其底层数字并未公开。我们用已公开的数值拟合了这些函数,例如 20 °C 下 8 小时后形成 50% 的孢子。
先要有病斑
没有病斑就没有孢子。模型只从本季首次初侵染(3-10 规则)开始计算,或从你报告看到霜霉病的那一刻开始计算。
要有雨,光有露水不够
游动孢子需要自由水,而天气模型对露水的估算很差。因此,只有在湿润时段内至少下了 0.2 毫米雨,这个时段才算数。管理员可以修改这个阈值。
给出概率,而不只是是或否
论文还给出了每个严重度对应的轻度、中度或重度侵染概率。黄色表示可能发生侵染,红色表示侵染概率达到 50% 或以上。
在哪里能看到
同一个模型,出现在 FairGrow 的三个地方。
霜霉病卡片
每块田过去 48 小时和未来 72 小时的信号,附有“孢子囊模型(Brischetto et al. 2021)”这一行,以及可以展开的说明。
逐日查看
每天的湿润小时数、孢子囊剂量、严重度和侵染概率。没有黑箱:你能看到某一天为什么是红色。
画布上的一张卡片
病害风险是自动化编辑器中的一个数值。在卡片上,你对每条预警回答“看到了”或“没看到”,让模型能用你的作物来检验自己。
该模型是在意大利的葡萄园里检验的。在荷兰、比利时和亚美尼亚,它还没有与种植户在自己作物上看到的情况做过对比。所以每条预警都会问:你看到了吗?每个回答都会让信号对所有人更准确。
在你自己的葡萄园里看看
添加你的田块并把作物设为葡萄,霜霉病信号就会显示在你实际种植的地方。
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