DỊCH BỆNH cây 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA NÔNG HỌC BỘ MÔN BỆNH CÂY DỊCH BỆNH CÂY (Chương trình đại học - tín chỉ) Biên soạn Hà Viết Cường 2008 MỤC LỤC CHƯƠNG KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ Dịch bệnh Nguồn bệnh (inoculum) 2.1 Nguồn bệnh sơ cấp thứ cấp (primary/secondary inoculum) Tam giác bệnh (disease triangular) Tứ diện bệnh (disease pyramid) Chu kỳ bệnh (disease cycle) 5.1 Khái niệm 5.2 Một số kiện 5.2.1 Tiếp xúc khả nhiễm (inoculation) 5.2.2 Xâm nhập (penetration) 5.2.3 Sự nhiễm bệnh (infection) 5.2.4 Thời kỳ ủ bệnh (incubation period) 5.2.5 Phát tán (dissimination) CHƯƠNG PHÂN LOẠI DỊCH BỆNH 10 Tính chu kỳ dịch bệnh 10 Dịch bệnh đơn chu kỳ 10 2.1 Khái niệm 10 2.2 Sự hình thành nguồn bệnh đơn chu kỳ 11 Dịch bệnh đa chu kỳ 11 3.1 Khái niệm 11 3.2 Sự hình thành nguồn bệnh bệnh đa chu kỳ 12 Dịch bệnh hỗn hợp 14 Dịch bệnh đa vụ (polyetic epidemic) 15 5.1 Khái niệm 15 5.2 Sự hình thành nguồn bệnh dịch bệnh đa vụ 17 CHƯƠNG CÁC THÀNH PHẦN CỦA DỊCH BỆNH 18 Các yếu tố ký chủ 18 1.1 Mức độ kháng hay mẫn cảm di truyền 18 1.2 Mức độ đồng di truyền 19 1.3 Loại trồng 20 1.4 Tuổi 20 Các yếu tố tác nhân gây bệnh 21 2.1 Mức độ độc 21 2.2 Lượng nguồn bệnh 22 2.3 Kiểu sinh sản tác nhân gây bệnh 22 2.4 Sinh thái tác nhân gây bệnh 22 2.5 Kiểu lan truyền tác nhân gây bệnh 23 Các yếu tố môi trường 23 3.1 Nhiệt độ 23 3.2 Độ ẩm (moisture) 24 CHƯƠNG ĐO BỆNH 25 Cường độ bệnh (Disease intensity) 25 1.1 Mức độ phổ biến (prevalence) 25 1.2 Tỷ lệ bệnh (incidence) 25 1.3 Chỉ số bệnh (mức độ trầm trọng) (severity) 25 Phương pháp đo số bệnh 26 2.1 Đo mắt (visual estimation) 26 2.1.1 Ước lượng trực tiếp 26 2.1.2 Ước lượng trực tiếp dùng sơ đồ bệnh 26 2.1.3 Ước lượng trực tiếp dùng thang phân cấp bệnh 28 2.1.4 Ước lượng trực tiếp dùng thang phân cấp thứ tự 31 Diện tích đường diễn biến bệnh (AUDPC) 34 CHƯƠNG LẤY MẪU 36 Đơn vị lấy mẫu (sampling unit) 36 Mẫu (sample) 36 Thiết kế lấy mẫu (sampling design) 36 Mô hình lấy mẫu (sampling pattern) 37 Phương pháp thống kê số liệu điều tra cường độ bệnh 37 5.1 Các kiểu phân phối mẫu 37 5.1.1 Phân phối nhị thức 37 5.1.2 Phân phối beta-nhị thức 38 5.2 Khoảng tin cậy 39 5.3 Kích thước mẫu (sample size) 40 CHƯƠNG MÔ HÌNH DỊCH BỆNH 42 Khái niệm mô hình 42 Khái niệm mô hình dịch bệnh 42 Phân loại mô hình dịch bệnh 42 Các bước mô hình hóa dịch bệnh 43 Các mô hình dịch bệnh động thái thay đổi bệnh theo thời gian 44 5.1 Mô hình tuyến tính (linear model) 44 5.2 Mô hình đơn phân tử (monomolecular model) 45 5.3 Mô hình số mũ (exponentional model) 46 5.4 Mô hình logistic 46 5.5 Mô hình Gompertz 48 Lựa chọn mô hình tính tham số r 48 6.1 Lựa chọn mô hình 48 6.2 Các bước tính tham số r 49 Mô hình dự báo 49 CHƯƠNG DỊCH BỆNH CÂY VÀ QUẢN LÝ BỆNH 51 Các nguyên lý truyền thống phòng trừ bệnh 51 Cơ sở dịch bệnh học quản lý bệnh 51 Các nguyên lý quản lý bệnh đại 52 3.1 Các chiến thuật giảm nguồn bệnh sơ cấp 52 3.2 Các chiến thuật giảm tốc độ tăng bệnh 53 3.3 Các biện pháp làm giảm thời gian dịch bệnh 53 CHƯƠNG MỘT SỐ DỊCH BỆNH ĐẠI DIỆN 54 Dịch bệnh đạo ôn lúa (Pyricularia oryzae) 54 1.1 Đặc điểm dịch bệnh học 54 1.2 Mô hình dự báo bệnh 54 Dịch bệnh mốc sương (Phytophthora infestans) 55 2.1 Đặc điểm dịch bệnh học 55 2.2 Mô hình dự báo LATEBLIGHT 55 Dịch bệnh khô vằn lúa (Rhizoctonia solani) 59 3.1 Đặc điểm dịch bệnh học 59 Dịch bệnh đốm hình nhẫn đu đủ (papaya ringspot virus – PRSV) 60 4.1 Đặc điểm dịch bệnh học 60 BÀI TẬP CÁ NHÂN 62 HƯỚNG DẪN HỌC Số tín chỉ: (10 tiết lý thuyết + tiết tập/thực hành) Mô tả: cung cấp cho sinh viên khái niệm dịch tễ học bệnh Sinh viên hiểu vận dụng công cụ phân tích dịch bệnh Số lý thuyết: (2 tiết/bài) Số thực hành/bài tập: (xem file hướng dẫn) Tài liệu học tập hỗ trợ: Hà Quang Hùng 2005 Giáo trình dịch học bảo vệ thực vật NXB Nông nghiệp Nguyễn Thị Lan & Phạm Tiến Dũng 2006 Giáo trình phương pháp thí nghiệm đồng ruộng NXB Nông nghiệp Lê Đức Vĩnh 2006 Giáo trình xác suất thống kê NXB Nông nghiệp Viện BVTV Phương pháp nghiên cứu BVTV tập I (1997), II (1998), III (2000) NXB Nông nghiệp http://www.apsnet.org/education/top.html: Website Giáo dục Bệnh Hội Bệnh Mỹ Có tất chủ đề bệnh đường linh cần thiết Các site liên quan tới môn Dịch bệnh gồm: http://www.apsnet.org/education/AdvancedPlantPath/Topics/Epidemiology/Epide miology.htm Các khái niệm dịch bệnh cây, đặc biệt khía cạnh diễn tiến theo thời gian dịch bệnh Có phần mềm mô đơn giản dịch bệnh dựa theo tốc độ phát triển biểu kiến tỷ lệ bệnh ban đầu http://www.apsnet.org/education/AdvancedPlantPath/Topics/RModules/doc2/inde x.htm Chủ đề nâng cao Khái niệm phân bố không gian dịch bệnh Các kiểu phát tán nhóm tác nhân gây bệnh (rất quan trọng dịch bệnh cây) Các ví dụ điển hình cho nhóm Các mô hình toán khó hiểu http://www.apsnet.org/education/AdvancedPlantPath/Topics/RModules/doc0/inde x.htm An Introduction to the R Programming Environment Giới thiệu sử dụng phần mềm thống kê R mô hình hóa dịch bệnh CHƯƠNG KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ Dịch bệnh Định nghĩa Dịch bệnh (Epidemic) thay đổi cường độ bệnh quần thể ký chủ theo không gian thời gian Sự “thay đổi” ngụ ý trình động, thường gia tăng; “bệnh” ngụ ý dịch bệnh học giải vấn đề bệnh không nhằm vào tác nhân gây bệnh hay ký chủ; “quần thể ký chủ” cho thấy dich bệnh học nghiên cứu qui mô quần thể cá thể Như vậy, dịch bệnh định nghĩa động thái thay đổi bệnh quần thể theo không gian thời gian (Hình 1) Bệnh Thời gian Hình Động thái thay đổi theo thời gian (trái) không gian (phải) bệnh Theo định nghĩa trên, dịch bệnh nghĩa biểu thị mức độ bệnh cao lan truyền rộng Một dịch bệnh “dương” mức độ bệnh tăng (nhanh chậm) “âm” mức độ bệnh giảm theo thời gian Tuy nhiên, nhiều trường hợp, thói quen, thuật ngữ dich bênh – epidemic thường sử dụng không xác một bệnh lan truyền rộng phát triển nhanh chóng có mức độ bệnh cao Một số thuật ngữ liên quan khác bao gồm: Dịch diện rộng (pandemic) dịch bệnh xảy diện tích lớn, ví dụ lục địa toàn cầu Dịch cấp tính (outbreak) dịch bệnh xảy bất thình lình, thường qui mô nhỏ Dịch đặc hữu (endemic) dịch bệnh thường xảy địa phương Thuật ngữ thường dùng sai dịch bệnh với mức độ bệnh không thay đổi Nghiên cứu dịch bệnh kể yếu tố ảnh hưởng gọi dịch bệnh học (epidemiology) Dịch bệnh học nghiên cứu đồng thời quần thể tác nhân gây bệnh ký chủ chúng xuất môi trường liên quan (tức tam giác bệnh) Dịch bệnh học, nhiên, phải giải thích yếu tố hữu sinh vô sinh khác, chẳng hạn môi trường bị ảnh hưởng mạnh hoạt động người, đặc biệt liên quan đến biện pháp quản lý bệnh Các vụ dịch bệnh cây, xuất hàng năm hầu hết trồng nhiều phần giới Hầu hết vụ dịch cục gây thiệt hại trung bình Một số vụ dịch kiểm soát cách tự nhiên, chẳng hạn nhờ thay đổi điều kiện thời tiết Các vụ dich khác bị kiểm soát nhờ áp dụng biện pháp phòng chống, chủ yếu hóa học Đôi khi, số vụ dịch vượt khỏi tầm kiểm soát, trở lên lan truyền rộng nghiêm trọng loài Nguồn bệnh (inoculum) Định nghĩa Nguồn bệnh tác nhân gây bệnh hay phần tác nhân gây bệnh nhiễm bệnh Nguồn bệnh nấm: sợi nấm, loại bào tử (vô tính, hữu tính, bào tử hình thành từ sợi nấm bào tử hậu), hạch nấm Nguồn bệnh vi khuẩn: tế bào vi khuẩn nguyên vẹn Nguồn bệnh virus: phân tử virus nguyên vẹn (chú ý vector mang virus) Nguồn bệnh tuyến trùng: cá thể tuyến trùng trứng 2.1 Nguồn bệnh sơ cấp thứ cấp (primary/secondary inoculum) Nguồn bênh sơ cấp nguồn bệnh nhiễm bệnh vào đầu vụ trồng (gọi nhiễm bệnh sơ cấp) Nguồn bệnh thứ cấp nguồn bệnh hình thành từ nhiễm bệnh sơ cấp tạo nhiễm bệnh thứ cấp Nguồn bệnh thứ cấp, thường hình thành vào cuối vụ, tồn qua thời gian chuyển vụ để trở thành nguồn bệnh sơ cấp vụ tới gọi dạng bảo tồn Dạng bảo tồn tồn trên/trong: đất, tàn dư bệnh, ký chủ phụ, vector truyền bệnh, vật liệu giống (hạt, củ, hom ) Tam giác bệnh (disease triangular) Bệnh hình thành phát triển nhờ tương tác tác nhân gây bênh ký chủ ảnh hưởng môi trường Mối quan hệ thành phần bệnh biểu diễn hình tam giác gọi tam giác bệnh (Hình 2) Chiều dài cạnh tam giác đặc trưng cho tổng điều kiện thành phần thuận lợi cho hình thành phát triển bệnh Diện tích tam giác đặc trưng cho số lượng bệnh đo nhờ tỷ lệ bệnh số bệnh Ký chủ Tổng điều kiện thuận lợi cho tính mẫn cảm ký chủ Lượng bệnh Môi trường Tổng điều kiện thuận lợi cho bệnh xuất phát triển TLB, CSB Tác nhân gây bệnh Tổng điều kiện thuận lợi cho tính gây bệnh tính độc Hình Tam giác bệnh Tứ diện bệnh (disease pyramid) Bệnh dịch bệnh trình động Do vậy, thành phần tam giác bệnh thời gian (cả thời điểm thời lượng) đóng vai trò quan trọng hình thành phát triển bệnh dịch bệnh Thời gian ảnh hưởng tới tất thành phần bệnh, chẳng hạn ký chủ mẫn cảm vào giai đoạn năm Ngoài ra, người trực tiếp gián tiếp can thiệp vào bệnh dịch bệnh cách điều khiển thời gian (thay đổi lịch trồng ), ký chủ (tạo tính kháng ), môi trường (kỹ thuật canh tác ) tác nhân gây bệnh (phòng chống ) Sự tương tác mối quan hệ thành phần biểu diễn hình tứ diện gọi tứ diện bệnh (hay hình tháp bệnh) với đáy tam giác bệnh, đường thẳng xuyên tâm thời gian đỉnh người Bằng cách này, người kiểm soát tất thành phần lại (Hình 3) Thời gian Môi trường Ký chủ Tác nhân gây bệnh Hình Tứ giác bệnh Chu kỳ bệnh (disease cycle) 5.1 Khái niệm Đối với tất bệnh truyền nhiễm, chu kỳ bệnh chuỗi kiện (riêng biệt gối lên nhau) xuất liên tục dẫn tới hình thành, phát triển tồn bệnh tác nhân gây bệnh Chu kỳ bệnh liên quan tới thay đổi ký chủ tác nhân gây bệnh nối kết thời kỳ vụ trồng từ vụ sang vụ khác (Hình 4) Cần phân biệt khái niệm chu kỳ bệnh với chu kỳ xâm nhiễm (vòng đời) Chu kỳ xâm nhiễm lặp lại nhiễm bệnh nguồn bệnh Mặc dù khái niệm chu kỳ bệnh hiểu theo nghĩa chu kỳ xâm nhiễm hai khái niệm hoàn toàn khác Trong chu kỳ xâm nhiễm liên quan chủ yếu tới thân tác nhân gây bệnh chu kỳ bệnh liên quan tới xuất hiện, phát triển tồn bệnh hàm tác nhân gây bệnh Trong vụ trồng có chu kỳ bệnh chu kỳ bệnh có nhiều chu kỳ xâm nhiễm (ví dụ điển hình nhiễm bệnh thứ cấp (lặp lại) bênh đạo ôn hay bênh mốc sương) Xâm nhập Nhiễm bệnh Phát tán nguồn bệnh thứ cấp Tiếp xúc khả nhiễm Qua vụ (ngủ nghỉ) Hình thành phát tán nguồn bênh sơ cấp Sinh trưởng/sinh sản, hình thành triệu chứng/dấu hiệu nguồn bệnh thứ cấp Dạng bảo tồn nguồn bệnh Hình Chu kỳ bệnh 5.2 Một số kiện 5.2.1 Tiếp xúc khả nhiễm (inoculation) Là tiếp xúc nguồn bệnh vị trí nhiễm bệnh 5.2.2 Xâm nhập (penetration) Sự xâm nhập tác nhân gây bệnh chủ động (tự xuyên thủng bề mặt nguyên vẹn) thụ động Nấm (chủ động thụ động) Trực tiếp (chủ động lực học enzym): số loài nấm, bào tử nảy mầm thành ống mầm xâm nhập trực tiếp ống mầm (vd nấm Phytophthora sojae) Ở số loài nấm khác, ống mầm hình thành cấu trúc đặc biệt gọi giác bám (vòi bám, vòi áp, đĩa áp) tạo tiếp đế xâm nhập (vòi xâm nhập) để xuyên qua bề mặt ký chủ (ví dụ nấm P infestans, Pyricularia oryzae) Qua lỗ mở tự nhiên (thụ động): khí khổng, thủy khổng, bì khổng (bào tử nấm Cercospora, gỉ sắt) Qua vết thương giới, vết nứt tự nhiên (thụ động) rễ bên rễ (ví dụ nấm F oxysporum gây bệnh héo Fusarium cà chua, khoai tây) Virus (hoàn toàn thụ động) Qua vết thương giới: virus từ bệnh xâm nhập vào khỏe nhờ cọ xát tạo vết thương Qua môi giới: môi giới truyền bệnh chích nạp virus từ bệnh truyền trực tiếp sang khỏe Vi khuẩn (hoàn toàn thụ động) Vi khuẩn xâm nhập vào qua vết thương xây xát, lỗ hở tự nhiên (khí khổng, thủy khổng), mắt củ Tuyến trùng (phần lớn chủ động) 5.2.3 Sự nhiễm bệnh (infection) Là trình tác nhân gây bệnh thiết lập quan hệ dinh dưỡng với ký chủ Tiếp theo trình sinh trưởng sinh sản tác nhân gây bệnh bên mô dẫn tới triệu chứng/dấu hiệu 5.2.4 Thời kỳ ủ bệnh (incubation period) Là thời gian từ tác nhân tiếp xúc khả nhiễm tới biểu triệu chứng 5.2.5 Phát tán (dissimination) Tác nhân gây bệnh phát tán theo không gian (vd từ sang cây, từ đồng sang cánh đồng, từ nước săng nước khác…) thời gian (vụ sang vụ khác) nhiều cách: gió, mưa, nước tưới, vật liệu giống, máy móc – dụng cụ, người, côn trùng, động vật… CHƯƠNG PHÂN LOẠI DỊCH BỆNH Tính chu kỳ dịch bệnh Như trình bày phần chu kỳ bệnh, dịch bệnh có tính chu kỳ Các chu kỳ bệnh lặp lại phát triển tác nhân gây bệnh mối quan hệ với môi trường ký chủ Nguồn bệnh xâm nhập vào ký chủ, gây bệnh hình thành nguồn bệnh tiếp tục trình phát tán, xâm nhập gây bệnh Sự lặp lại chu kỳ bệnh lặp lại dịch Dựa theo tính chu kỳ, có loại dịch bệnh sau: Dịch bệnh đơn chu kỳ 2.1 Khái niệm Các tác nhân gây bệnh tạo chu kỳ nhiễm bệnh vụ trồng gọi tác nhân gây bệnh đơn chu kỳ (monocycle pathogens) Bệnh chúng gây gọi bệnh đơn chu kỳ (monocycle disease) dịch bệnh chúng gây gọi dịch bệnh đơn chu kỳ (monocycle epidemic) Dịch bệnh đơn chu trình có đặc điểm bệnh dịch bệnh hình thành từ nguồn bệnh sơ cấp (Hình 5) Tác nhân gây bệnh hình thành nguồn bệnh không tạo nhiễm bệnh vụ trồng Các lý là: Nguồn bệnh hình thành không sẵn sàng cho nhiễm bệnh Nhiều tác nhân gây bệnh nhóm nấm đất, đặc biệt bệnh gây héo mạch dẫn tạo dịch bệnh đơn chu kỳ Vd bệnh héo Fusarium (F oxysporum f sp lycopersici) hại cà chua Bào tử nấm tồn đất Khi băt đầu vụ trồng, bào tử nấm tiếp xúc xâm nhập vào qua rễ Nấm gây bệnh rễ, phát triển hệ thống bên tạo nhiều bào tử mạch dẫn bề mặt Tuy nhiên, bào tử không giải phóng vụ trồng mà giải phóng tàn dư bệnh bị phân hủy sau thu hoạch tiếp tục tồn đất, trở thành nguồn bệnh sơ cấp (và nhất) cho vụ trồng tới Điều kiện xâm nhiễm (ký chủ mẫn cảm, môi trường) xuất thời gian ngắn Vd nấm Fusarium gây bệnh tàn lụi lúa mỳ xâm nhiễm qua hoa, mà thời gian hoa lúa mỳ ngắn vài ngày Vector virus (đặc biệt nấm tuyến trùng) cố định nhiễm bệnh di chuyển xa Vector virus chích nạp virus loài ký chủ chích truyền loài khác Vd bọ trĩ truyền Tomato spotted wilt virus: trưởng thành có khả truyền virus khả chích nạp bọ trĩ không sinh sản cà chua Nhiều bệnh sau thu hoạch thường tạo kiểu dịch bệnh đơn chu kỳ Thông thường, nhiều trường hợp, sản phẩm sau thu hoạch nhiễm bệnh từ đồng; trình thối hỏng tạo nhiều nguồn bệnh trở ngại môi trường bảo quản hình thành xâm nhiễm 10 đoạn phát triển dịch bệnh Việc kết hợp đặc biệt thích hợp cho dịch bệnh đa chu trình Khi xây dựng mô hình, người ta thường phải sử dụng phương pháp đồ họa lẫn thống kê Phương pháp đồ họa vẽ giá trị quan sát y, dy/dt y* (y* giá trị đổi biến y theo phương trình tuyến tính hóa) theo thời gian t Cần ý việc biểu diễn thay đổi y theo thời gian có ích trường hợp cần phân biệt mô hình đơn phân tử khỏi mô hình khác khó tách bạch mô hình khác số liệu quan sát Trái lại, thay đổi dy/dt theo thời gian nhậy việc phân biệt mô hình (chú ý người ta quan sát trực tiếp dy/dt nên người ta phải ước lượng từ giá trị quan sát (∆y/∆t) 6.2 Các bước tính tham số r Trong thực tế, diễn biến dịch bệnh cụ thể thường không tuân theo đường diễn biến bệnh lý thuyết Lý nhiều yếu tố (tự nhiên nhân tạo) làm biến dạng đường diễn biến bệnh Chẳng hạn thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng loại thuốc khác đến tình hình bệnh mốc sương cà chua với giả thiết giống nhiễm bệnh điều kiện ngoại cảnh thuận lợi, đường diễn biễn bệnh công thức khác khác Một nhiệm vụ người nghiên cứu xây dựng so sánh diễn biến dich bệnh công thức phân tích tích tác động yếu tố thí nghiệm Để xây dựng đường diễn biến bệnh tính tham số r, người ta thường làm sau:  Thu thập số liệu tính cường độ bệnh theo thời gian  Lập đồ thị diễn biến thực nghiệm dựa số liệu thu thập bước  Căn vào hình dạng đồ thị thực nghiệm để chọn loại mô hình dich bệnh lý thuyết (đơn phân tử, số mũ, logistic…) giống  Lập phương trình tuyến tính dựa mô hình dịch bệnh lý thuyết giá trị thực nghiệm Việc lập phương trình tuyến tính giúp (i) xác nhận mô hình lý thuyết dựa phân tích hồi qui tương quan; (ii) quan trọng xác định tham số r việc tính trực tiếp r từ mối quan hệ phi tuyến phức tạp Mô hình dự báo Mô hình hay hệ thống dự báo bệnh xây dựng nhằm giúp người sản xuất đưa định để (i) giảm chi phí tăng hiệu sử dụng thuốc BVTV; (ii) chọn mua vật liệu giống phù hợp (iii) chọn loại trồng thời vụ trồng thích hợp địa điểm cụ thể Dự báo bệnh hại thực chất xác định nguy bệnh xuất Một hệ thống dự báo bệnh tốt phải đạt yêu cầu sau Tính tin cậy (sử dụng số liệu môi trường sinh học xác) Tính đơn giản (mô hình đơn giản dễ nhà sản xuất áp dụng) Tính hữu ích (mô hình dự báo nên áp dụng bệnh và/hoặc tác nhân gây bệnh phát cách tin cậy) Tính sẵn có (các thông tin cần thiết thành phần tam giá bệnh cần phải có) Khả áp dụng đa mục đích (công cụ giám sát đưa định cho nhiều bệnh dịch hại) 49 Hiệu chi phí (sử dụng hệ thống dự báo phải đem lại hiệu chi phí tương đối so với biện pháp quản lý bệnh sẵn có khác) Có nhiều kiểu mô hình dự báo khác Có mô hình dự báo tổng quát, nhằm vào nhóm bệnh có chung đặc điểm sinh học sinh thái (ví dụ mô hình dự báo bệnh truyền qua đất, bệnh truyền qua không khí…) Có mô hình dự báo nhằm vào bênh cụ thể (ví dụ mô hình dự báo bệnh đạo ôn, bệnh khô vằn, bệnh mốc sương…) Dựa vào yếu tố tác động chủ yếu đến dịch bệnh, có mô hình dự báo sau: Mô hình dự báo dựa vào đánh giá nguồn bệnh sơ cấp Mô hình thường áp dụng bệnh đơn chu kỳ Mô hình dự báo dựa vào đánh giá điều kiện thời tiết thuận lợi cho hình thành phát triển nguồn bệnh thứ cấp Mô hình dự báo thích hợp cho bệnh đa chu kỳ có phản ứng nghiêm ngặt với điều kiện thời tiết Các ví dụ điển hình mô hình dự báo bệnh mốc sương (P infestans), bệnh đạo ôn lúa (P oryzae) Mô hình dự báo dựa vào đánh giá nguồn bệnh sơ cấp thứ cấp Mô hình thích hợp cho bệnh hỗn hợp Ví dụ mô hình dự báo bệnh ghẻ táo (Venturia inequalis) Mô hình dự báo đa mục đích Ví dụ hệ thống dự báo EPIRPRE (viết tắt EPIdemiology, PREdiction, PREvention) phát triển Hà Lan dự báo nhiều bệnh lúa mỳ Hiện nay, nhiều hệ thống dự báo cung cấp thông tin hang ngày cho người sử dụng dạng on-line Ví dụ hệ thống dự báo bệnh thối lúa mỳ (Fusarium) (www.wheatscab.psu.edu); bệnh gỉ sắt đậu tương (Phakopsora pachirhizi)(www.sbrusa.net) Cả mô hình cung cấp thông tin bệnh, đề xuất phòng trừ, thông tin dự báo xuất bệnh sở ký chủ, tác nhân gây bệnh yếu tố môi trường Khi áp dụng mô hình dự báo cần ý loại dự báo sai: Dự báo dương sai Mô hình dự báo xuất bệnh thực tế bệnh Dự báo âm sai Mô hình dự báo bệnh không xuất thực tế bệnh có xuất Để khắc phục loại sai lầm này, mô hình cần phải thử nghiệm, điều chỉnh nhiều năm quan trọng phải tính thiệt hại kinh tế mô hình dự báo sai 50 CHƯƠNG DỊCH BỆNH CÂY VÀ QUẢN LÝ BỆNH Một mục tiêu quan trọng nghiên cứu dịch bệnh ứng dụng kiến thức dịch bệnh để quản lý bệnh Các nguyên lý truyền thống phòng trừ bệnh Tránh bệnh (Avoidance): ngăn chặn bệnh cách chọn thời điểm năm vị trí nguồn bệnh điều kiện ngoại cảnh không thuận lợi cho bệnh Loại trừ nguồn bệnh (Exclusion): ngăn chặn không cho nguồn bệnh tiếp cận Tiêu hủy nguồn bệnh (Eradication): tiêu hủy, cô lập làm bất hoạt nguồn bệnh Bảo vệ (Protection): ngăn chặn nhiễm bệnh hóa chất rào cản khác Kháng bệnh (Resistance): sử dụng giống kháng chịu bệnh Chữa bệnh (Therapy): chữa bị nhiễm bệnh Các nguyên lý phòng chống trên, áp dụng năm 1930, theo quan điểm đại, không đầy đủ thiếu thực tiễn Lý thứ nguyên lý nhằm mục tiêu “không có bệnh” Rõ ràng phòng chống bệnh theo nghĩa không thực tiễn phần lớn trường hợp không khả thi Người ta không cần phải loại bỏ hoàn toàn bệnh mà thay vào cần làm giảm phát triển bệnh giữ bệnh mức chấp nhận Do vậy, thay phòng chống “control”, người ta quản lý “management” bệnh Lý thứ hai chỗ nguyên lý phòng chống truyền thống không xem xét đến chất “động” bệnh tức thay đổi theo không gian thời gian bệnh Ngoài ra, bệnh khác có động thái bệnh khác nguyên lý truyền thống không ảnh hưởng tương đối chiến thuật phòng chống bệnh cụ thể Các nguyên lý không làm mà biện pháp phòng chống khác tương tác với ảnh hưởng chúng động thái bệnh Do người ta cần phải tìm cách lượng hóa ảnh hưởng biện pháp phòng chống (riêng rẽ kết hợp) động thái bệnh Lý cuối nguyên lý truyền thống nhấn mạnh vào chiến thuật phòng chống Dĩ nhiên không loại bỏ nguyên lý phòng chống mà đơn giản việc đặt chúng vào chiến lược phòng chống hài hòa chung dựa nguyên lý dịch bệnh học Cơ sở dịch bệnh học quản lý bệnh Như biết, dịch bệnh chia làm nhóm đơn chu kỳ đa chu kỳ Giai đoạn sớm dịch bện đơn chu kỳ mô tả tốt mô hình tuyến tính giai đoạn sớm dịch bệnh đa chu kỳ mô tả mô hình số mũ Vì quan tâm tới việc trì mức độ bệnh 90% Số ướt lá, tính xấp xỉ = số có độ ẩm không khí >90% + 3.0 Nhiệt độ thời gian ướt, tính xấp xỉ = (nhiệt độ trung bình ngày + nhiệt độ trung bình thời gian có RH>90%)/2 Dịch bệnh khô vằn lúa (Rhizoctonia solani) 3.1 Đặc điểm dịch bệnh học Bệnh khô vằn nấm R solani (AG1) bệnh nấm hại lúa quan trọng Bệnh trở nên nghiêm trọng điều thâm canh cao Nấm khô vằn thuộc nhóm địa sinh (nấm đất) có nguồn bệnh sơ cấp dạng hạch nấm sợi nấm tàn dư đất, hạch nấm nguồn bệnh sơ cấp quan trọng Hạch có khả tồn nhiều tháng đât Nấm truyền qua hạt bệnh từ vụ trước phát triển lên tới trường hợp Nguồn bệnh thứ cấp nấm dạng bào tử mà chủ yếu sợi nấm hình thành từ vết bệnh sơ cấp Ngay sau vết bệnh sơ cấp hình thành, sợi nấm phát triển nhanh bên bên Ở bên ngoài, sợi nấm phát triển nhanh bề mặt bẹ tạo nhiễm bệnh thứ cấp bị bệnh lẫn khỏe xung quanh sợi nấm tiếp xúc Kiểu lan truyền bệnh dẫn tới dịch bệnh thường có mô hình không gian theo kiểu tụ tập đặc trưng Trên bệnh có “vùng bệnh-pathozone” (i) bẹ phía (giáp mặt đất mặt nước), nơi chủ yếu xuất nhiễm bệnh sơ cấp (ii) bẹ phía tán lá, nơi chủ yếu xuất xự nhiễm bệnh sơ cấp phát tán Sự phát triển bệnh mô tả theo kiểu (i) “lan truyền theo chiều dọc – vertical spread” tức diễn tiễn bệnh dọc theo dảnh lúa từ gốc lên bẹ phía trên; (ii) “lan truyền theo chiều ngang” tức lan truyền sợi nấm nhờ tiếp xúc học từ sang Về điều kiện ngoại cảnh, nấm ưa thích điều kiện ẩm độ cao nhiệt độ cao Ẩm độ cao đặc biệt quan trọng cho phát triển sợi nấm bề mặt, tới nhiễm bệnh thứ cấp Bảng tham số biến sử dụng để xây dựng mô hình dịch bệnh khô vằn Mô hình lấy dảnh làm đơn vị đánh giá giả thiết trạng bị bệnh dảnh kiểu lan truyền đặc trưng nấm bệnh định dich bệnh Bảng Các biến tham số sử dụng để xây dựng mô hình bệnh khô vằn, Các biến Biến trạng thái N Ni P Tốc độ Rpi R.si Rgrowth Rsen Rseni Recov Rmort Pdecay Ý nghĩa Đơn vị Tổng dảnh khỏe /m2 Tổng dảnh bệnh /m2 Lượng nguồn bệnh / m2 Dảnh Dảnh Lượng hạch Tốc độ xâm nhiễm sơ cấp Tốc độ nhiễm bệnh thứ cấp Tốc độ sinh trưởng dảnh lúa Tốc độ già hóa (dảnh khỏe) Tốc độ già hóa (dảnh bệnh) Tốc độ phục hồi bệnh Tốc độ chết dảnh bệnh Tốc độ phân hủy nguồn bệnh sơ cấp (hạch nấm) Dảnh/ngày Dảnh/ngày Dảnh/ngày Dảnh/ngày Dảnh/ngày Dảnh/ngày Dảnh/ngày Dảnh/ngày 59 Tham số mô hình tính CMFR Hệ số điều chỉnh Số dảnh khỏe/tổng dảnh Số dảnh bệnh/tổng dảnh Dảnh I Tỷ lệ bệnh Ntot Tham số kiểm định rp Tổng số dảnh sống rs a RGR Nmax RRsen RRecov RRmort R Rdecay Tốc độ nhiễm bệnh sơ cấp Tham số tụ tập Tốc độ sinh trưởng tương đối quần thể dảnh Số dảnh tối đa /m2 Tốc độ già hóa dảnh Tốc độ phục hồi dảnh bệnh tương đối Tốc độ dảnh chết tương đối bệnh Tốc độ phân hủy nguồn bệnh sơ cấp tương đối Tốc độ nhiễm bệnh sơ cấp Dảnh/nguồn bệnh/ngày Dảnh/dảnh/ngày Dảnh/dảnh/ngày Dảnh Dảnh/dảnh/ngày Dảnh/dảnh/ngày Dảnh/dảnh/ngày Hạch/hạch/ngay Dịch bệnh đốm hình nhẫn đu đủ (papaya ringspot virus – PRSV) 4.1 Đặc điểm dịch bệnh học Bệnh đốm hình nhẫn đu đủ bệnh virus nguy hiểm đu đủ Việt Nam giới Bệnh không truyền qua hạt giống, lan truyền tự nhiên nhiều loài rệp muội theo kiểu không bền vững Ví dụ bước xây dựng mô hình dự báo dịch bệnh đốm hình nhẫn đu đủ Mexico Mô hình xây dựng dựa phương pháp hồi qui bội gồm bước: Bước Lựa chọn biến độc lập phụ thuộc Biến độc lập Vector Aphis gossypii (AG1-5) A nerii (AN1-5) A citricola (AC1-5) Myzus persicae (MP1-5) Macrosiphum euphorbiae (ME1-5) Môi trường Trung bình nhiệt độ tối thiểu (OC) T Lượng mưa tích lũy (mm) P Gió bắc (ngày/m/giây) W Tương tác yếu tố môi trường TP, TW, PW, T2, P2, W2 60 Biến phụ thuộc Độ gia tăng TLB bệnh Tốc độ tăng bệnh Yt – Yt-1 ln (Yt – Yt-1)/∆t Bước Phát triển mô hình chon Ở bước này, loạt mô hình dự báo xây dựng lựa chọn, mô hình từ Y4 => Y7 thấy có ý nghĩa thống kê Bước Hiệu lực hóa mô hình dựa số liệu thực nghiệm Cuối cùng, mô hình (mô hình Y7) thấy phù hợp dự báo vụ dịch đốm hình nhẫn đu đủ Mô hình Y7 biểu diễn phương trình tương quan sau: Y7 = -1.45 + 0.42 AN5 +0.00016 PW + 0.0116 AG5 + -0.0058 AN52 – 0.0057 MP52 Y7 mức độ gia tăng tỷ lệ bệnh (Yt – Yt-1) thời điểm t AN5, AG5, MP5 số lượng rệp bẫy tuần tính thời điểm tuần trước thời điểm tính mức độ gia tăng bệnh PW tương tác lượng mưa tích lũy tốc độ/hướng gió bắc 61 BÀI TẬP CÁ NHÂN (Hệ số 0.3) Nội dung S TT              Xây dựng chu kỳ bệnh Xây dựng chu kỳ bệnh tùy ý (1 thuộc nhóm đơn chu kỳ + thuộc nhóm đa chu kỳ hỗn hợp) Mỗi chu kỳ trình bày trang A4 máy tính Đối với kiện đặc điểm tác nhân gây bệnh cần ghi đầy đủ dựa vào thông tin giáo trình tài liệu tự tra cứu khác Có thể minh họa nguyên nhân triệu chứng/dấu hiệu ảnh (chỉ sử dụng tối đa ảnh) Điều tra bệnh Điều tra bệnh (không phải bệnh mới) loài nhóm đối tượng khác (giống chế độ chăm sóc địa điểm ) Trình bày trang A4 máy tính Mô tả ngắn gọn thông tin (địa điểm trồng, giống, thời vụ, chăm sóc, ý nghĩa kinh tế…) (khoảng 1/6 trang) Mô tả ngắn gọn triệu chứng, dấu hiệu bệnh (khoảng 1/6 trang) Mô tả ngắn gọn phương pháp điều tra (đơn vị lấy mẫu, thiết kế lấy mẫu, mô hình lấy mẫu, dung lượng mẫu) Mô tả ngắn gọn cách tính TLB, CSB kể thang phân cấp CSB Tính giá trị: TLB, CSB, khoảng tin cậy, sai số (se) Trong trường hợp điều tra theo kiểu cum cần tính tham số θ trước để xác định mẫu có phân bố nhị thức hay beta-nhị thức để áp dụng công thức phù hợp Mô hình dịch bệnh, xác định r, AUDPC… Trình bày trang A4 máy tính Số liệu cho trước yêu cầu cụ thể xem file Excel gửi kèm Điểm 0.2 0.4 0.4 Hạn nộp: 10/11/2012 62 63 [...]... trên nền dịch bệnh đơn chu kỳ (đối với bào tử túi) cũng xuất hiện cả dịch bệnh đa chu kỳ Ví dụ 2 Bệnh đốm nâu trên lúa mỳ (Pyrenophora tritici-repentis) Nguồn bệnh sơ cấp tồn tại trên hạt Dịch bệnh bắt đầu khi hạt bệnh nảy mầm tạo cây con nhiễm bệnh Bào tử phân sinh trên cây con hình thành và phát tán tạo ra nhiều chu kỳ nhiễm bệnh theo sự phát triển của cây (pha đa chu kỳ) Khi cây ra hoa, nguồn bệnh trên... trồng Nhìn chung, đối với bệnh hại cây hàng năm (ngô, lúa, rau, bông ) hoặc bệnh hại lá, hoa, quả cây thân gỗ, thì dịch bệnh phát triển nhanh, thường trong khoảng vài tuần Trái lại, đối với bệnh hại thân, cành cây than gỗ lâu năm (cây ăn quả, cây rừng) thì dịch bệnh nhìn chung phát triển chậm, nhiều khi phải mất hàng năm 1 .4 Tuổi cây Cây thay đổi phản ứng (mẫn cảm hay kháng) với bệnh theo tuổi Sự thay... (-) 3 Dịch bệnh đa chu kỳ 3.1 Khái niệm Các tác nhân gây bệnh tạo ra nhiều chu kỳ nhiễm bệnh (xâm nhiễm lặp lại) trên một vụ trồng được gọi là các tác nhân gây bệnh đa chu kỳ (polycycle pathogens) Bệnh do chúng gây ra gọi là bệnh đa chu kỳ (polycycle disease) và dịch bệnh do chúng gây ra gọi là dịch bệnh đa chu kỳ (polycycle epidemic) Dịch bệnh đa chu kỳ có một số đặc điểm sau: Đối với dịch bệnh đa... dù ở bệnh đơn chu kỳ, cường độ bệnh có thể rất cao, tương tự như đối với bệnh đa chu kỳ nhưng về khía cạnh động thái bệnh, chúng khác xa nhau Điều này dẫn tới sự khác nhau về mô hình dịch bệnh và cuối cùng là chiến lược kiểm soát Nhiễm bệnh sơ cấp Nguồn bệnh sơ cấp Nhiễm bệnh thứ cấp Nguồn bệnh thứ cấp Qua đông, chuyển vụ Hình 6 Chu kỳ bệnh của dịch bệnh đa chu kỳ 3.2 Sự hình thành nguồn bệnh của bệnh. .. lớn các bệnh vi khuẩn ưa thích điều kiện ẩm độ cao Vi khuẩn có thể phát tán dễ dàng nhờ giọt nước mưa bắn tóe Ngoài ra, vi khuẩn khi xâm nhập vào cây dù qua vết thương cơ giới hay lỗ mở tự nhiên đều yêu cầu có màng nước 24 CHƯƠNG 4 ĐO BỆNH Đo bệnh (lượng hóa bệnh) là yêu cầu bắt buộc trong nghiên cứu bệnh cây cũng như dịch bệnh cây Biểu hiện của cây bị bệnh là triệu chứng (cục bộ hoặc toàn cây (còn... CỦA DỊCH BỆNH Dịch bệnh là kết quả của sự tương tác các yếu tố dẫn tới bệnh bao gồm: cây ký chủ, tác nhân gây bệnh và điều kiện môi trường trong một khoảng thời gian nhất định Con người có thể vô tình gây ra dịch bệnh, nhưng thông thường hơn, kiểm soát được dịch bệnh nhờ áp dụng các biện pháp phòng chống thích hợp (tứ diện bệnh) 1 Các yếu tố của cây ký chủ 1.1 Mức độ kháng hay mẫn cảm di truyền Cây. .. thang phân cấp thứ tự là: 25 Cấp 0: không bị bệnh Cấp 1: bị bệnh nhẹ Cấp 2: bị bệnh trung bình Cấp 3: bị bệnh nặng Tất nhiên, đối với mỗi bệnh cụ thể, người ta phải có các mô tả đầy đủ cho các khái niệm bệnh nhẹ”, “trung bình”, bệnh nặng” 2 Phương pháp đo chỉ số bệnh Trong nghiên cứu bệnh cây và dịch bệnh cây, người ta sử dụng 3 phương pháp sau để đo chỉ số bệnh: (i) đo bằng mắt, (ii) đo bằng phương...Nhiễm bệnh sơ cấp Nguồn bệnh sơ cấp Qua đông, chuyển vụ Hình 5 Chu kỳ bệnh của dịch bệnh đơn chu kỳ 2.2 Sự hình thành nguồn bệnh đơn chu kỳ Đối với bệnh đơn chu trình, nguồn bệnh sơ cấp luôn có vai trò quan trọng trong dịch bệnh Giả sử Q1 là lượng nguồn bệnh sơ cấp của vụ hiện tại còn Q0 là lượng nguồn bệnh sơ cấp vụ trước thì: Q1 = Q0 + N Ơ đây, N là lượng nguồn bệnh gia tăng, hình thành... + 20x20 + 40 x30 + 70x20 + 100x10) /100 = 41 % Như vậy hiện trạng bệnh trên ruộng có thể được xem là 90% số bông bị bệnh (90/100) với 41 % mô bông bị chết hoại Bảng 3.5 Thang phân cấp bệnh khô vằn lúa (IRRI, 1986): phân cấp dựa trên chiều cao phát triển của vết bệnh Cấp Mô tả 0 Không có vết bệnh 1 Vết bệnh giới hạn tới < 20% chiều cao cây 3 Vết bệnh giới hạn tới 20 - 30% chiều cao cây 5 Vết bệnh giới... 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Yi 4 yi 2 3 3 5 4 3 5 3 6 4 7 4 8 4 9 5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 3 3 3 5 2 3 4 3 3 3 2 0 .4 0.3 0.5 0.3 0.3 0 .4 0 .4 0 .4 0.5 0.3 0.3 0.3 0.5 0.2 0.3 0 .4 0.3 0.3 0.3 0.2 ∑N = 20 ∑Yi = 69 ∑yi = 6.9 N (số đơn vị lấy mẫu=số cụm): tổng bằng 20 n (số cá thể điều tra của một đơn vị lấy mẫu) = 10 (cây) Chú ý trong ví dụ này, n bằng nhau ở tất cả các đơn ... 40 CHƯƠNG MÔ HÌNH DỊCH BỆNH 42 Khái niệm mô hình 42 Khái niệm mô hình dịch bệnh 42 Phân loại mô hình dịch bệnh 42 Các bước mô hình hóa dịch bệnh. .. CHƯƠNG MỘT SỐ DỊCH BỆNH ĐẠI DIỆN 54 Dịch bệnh đạo ôn lúa (Pyricularia oryzae) 54 1.1 Đặc điểm dịch bệnh học 54 1.2 Mô hình dự báo bệnh 54 Dịch bệnh mốc sương... sai 50 CHƯƠNG DỊCH BỆNH CÂY VÀ QUẢN LÝ BỆNH Một mục tiêu quan trọng nghiên cứu dịch bệnh ứng dụng kiến thức dịch bệnh để quản lý bệnh Các nguyên lý truyền thống phòng trừ bệnh Tránh bệnh (Avoidance):