本发明属于农业预警方法及设备领域，具体涉及一种小麦白粉病预报方法及其装置。
背景技术：
小麦白粉病(Blumeria graminis)是一种世界性病害，在各主要产麦国均有分布，主要为害小麦植株地上部各器官，但以叶片和叶鞘为主，发病重时颖壳和芒也可受害。被害田一般减产5～10％，严重田块可减产20％以上。如1990年我国冬麦区小麦白粉病发生面积达1.7亿亩，在某些地区的为害损失已经超过了小麦条锈病的为害。近些年来，随着小麦栽培管理条件的变化，水、肥用量增大，田间植株密度增多，小麦白粉病有日趋加重的趋势。加强病害的监测与预警是是植物保护的中心工作任务之一。在过去的60余年中，我国小麦白粉病一直采用田间系统调查和普查相结合的方法，即在小麦拔节始期(中南部4月初、北部4月中下旬)开始，选水肥条件好，易感病麦田2～3块慢步踏查，发现病株时开始定点，每块地取样5点，每点查100株，共查500株，5天查一次。记载病叶数、病叶率、病茎率，目测严重度，计算出病情指数。同时，考虑小麦白粉病的越夏、越冬菌源量和气象因子，特别是降雨情况，进行经验式预测。这种预测方法存在耗时、费力，且预测准确性不高等缺陷。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种小麦白粉病的预报方法及其装置，该方法能准确的进行小麦白粉病的发病程度、发病时间的预报，并通过装置的配合实现真正的推广应用。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种小麦白粉病预报方法，包括采用公式一对小麦白粉病发生程度进行预测：
Y＝-25.699+4.219QW-0.0776YL 公式一
Y为当年初春期小麦白粉病病情指数；QW为当年3月上旬至3月中旬的日平均气温,单位为℃；YL为上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量，单位为mm。
进一步的，还包括采用公式二对小麦白粉病防治时期进行预测：
式中，T表示的是小麦白粉病防治时期，单位是月日；
Y当年初春期小麦白粉病病情指数；
r为病情指数增长速率，是指单位时间内新增病害数量为原有病害数量的比率，时间以日为单位；
式中，x1表示的是小麦返青后第一次调查获得的小麦白粉病病情指数，x2表示的是距第一次调查相隔一个小麦白粉病病菌潜育期的时间进行的第二次调查获得的小麦白粉病病情指数，一个小麦白粉病病菌潜育期为7～10天，t1为第一次调查获得的小麦白粉病病情指数的时间，单位为月日；t2为第二次调查获得的小麦白粉病病情指数的时间，单位为月日；
ET为病害防治经济阈值，是指病害造成的损失与防治费用相等时的病害发生程度；
ET＝FY/100/(CL*JG*YX) 公式四
式中，CL表示小麦单产，公斤·亩-1；JG表示小麦价格，元·公斤-1；FY表示农药和劳动力费用的总和，元；YX表示农药防治效果，％。
具体的，包括设置数据收集模块、数据处理模块和数据发射模块，数据收集模块用于收集当年3月上旬至3月中旬的日平均气温的信息和上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量，数据处理模块中利用公式一对数据收集模块收集的数据进行处理得到当年初春期小麦白粉病病情指数Y，然后再由数据发射模块将数据处理模块处理后的当年初春期小麦白粉病病情指数Y数据发送到接收端，再由接收端通过公式二和公式三对小麦白粉病防治时期进行计算得到。
一种小麦白粉病预报装置，该装置用于收集所述的小麦白粉病预报方法中的当年3月上旬至3月中旬的日平均气温信息和上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量信息。
具体的，包括数据收集模块、数据处理模块和数据发射模块，数据收集模块用于收集当年3月上旬至3月中旬的日平均气温的信息和上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量，数据处理模块中利用公式一对数据收集模块收集的数据进行处理得到当年初春期小麦白粉病病情指数Y，然后再由数据发射模块将数据处理模块处理后的当年初春期小麦白粉病病情指数Y数据发送到接收端，再由接收端通过公式二和公式三对小麦白粉病防治时期进行计算得到。
更具体的，所述的数据收集模块包括雨量计和温湿度传感器，数据处理模块包括控制器和存储卡，数据发射模块包括无线发射器，接收端为计算机。
再具体的，温湿度传感器的型号为SHT75，雨量计的型号为WIR30，无线发射器的型号为M590E。
进一步的，还包括太阳能电池板、支柱、控制箱和埋设固定板，太阳能电池板设置在支柱的顶端，倾斜角度为30～45°，雨量计靠近太阳能电池板卡设在支柱上，控制箱设置在雨量计下方的支柱上，且在控制箱顶端设置无线发射器，埋设固定板同轴固设在支柱的底端。
具体的，控制箱内设置蓄电池、时钟电路、温湿度传感器、控制器、存储卡、太阳能电池转换芯片和雨量计接口，太阳能电池板通过太阳能电池转换芯片为蓄电池、时钟电路、湿度传感器、控制器、存储卡、和雨量计提供持续用电。
更具体的，太阳能电池转换芯片为SFM-050太阳能电池转换芯片，时钟电路为DS3231时钟电路。
本发明的优点为：
(1)采用本发明的小麦白粉病预报方法对陕西杨凌和眉县小麦白粉病初春病情指数及防治时期结果比较准确，可以推广应用。在预测的防治时期进行喷药防治，可以挽回90％以上的经济损失。该预测技术在陕西杨凌和陕西眉县试验示范后，得到了当地农民和植保技术推广人员的的高度认可。利用该预警系统，可以科学的指导农民进行小麦白粉病的防治工作，减少盲目喷药造成的浪费，提供了防治效果，同时也减轻了农药对环境的污染。
(2)本发明的小麦白粉病预报装置设置有温湿度传感器、雨量计和时钟模块等部件，可以定时检测并采集麦田的温湿度、降雨及时间长度等数据；通过装置中的控制器芯片中的小麦白粉病预测模型及多年积累的预测经验，预测小麦白粉病的发生期、发生程度及造成损失等情况；预测结果及所采集的数据均可通过传输模块无线传输并存储存储在远程的云端数据库；利用太阳能电池供电，节约能源，预测模型可以更换，对于指导小麦白粉病的防治具有广泛的适用性。
附图说明
图1为本发明装置的立体结构示意图；
图中各标号表示为：1-太阳能电池板、2-雨量计、3-支柱、4-无线发射器、5-控制箱、6-埋设固定板；
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
一、小麦白粉病的预测方法：
包括采用公式(一)对小麦白粉病发生程度进行预测：
Y＝-25.699+4.219QW-0.0776YL 公式(一)
Y为当年初春期小麦白粉病病情指数,QW为当年3月上旬至3月中旬的日平均气温,单位为℃；YL为上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量，单位为mm。以当年初春期小麦白粉病病情指数Y作为表示小麦白粉病发生程度的指标。得到当年初春期小麦白粉病病情指数Y后根据中华人民共和国农业行业标准NY/T613-2002进行防治措施的实施。
还包括采用公式(二)对小麦白粉病防治时期进行预测：
式中，T表示的是小麦白粉病防治时期，单位是月日，利用公式(二)计算出来的是以小麦返青后第一次调查获得的小麦白粉病病情指数的调查时间为起点进行推算的天数，即可以推算出小麦白粉病防治时期的月和日。
Y为当年初春期小麦白粉病病情指数，由公式(一)得到；
r为病情指数增长速率，是指单位时间内新增病害数量为原有病害数量的比率，时间以日为单位；
式中，x1表示的是小麦返青后第一次调查获得的小麦白粉病病情指数，x2表示的是距第一次调查相隔一个小麦白粉病病菌潜育期的时间进行的第二次调查获得的小麦白粉病病情指数，一个小麦白粉病病菌潜育期为7～10天，t1为第一次调查获得的小麦白粉病病情指数的时间，单位为月日；t2为第二次调查获得的小麦白粉病病情指数的时间，单位为月日；t2-t1表示第一次调查获得的小麦白粉病病情指数的时间与第二次调查获得的小麦白粉病病情指数的时间的间隔天数。
调查获得小麦白粉病病情指数可参照中华人民共和国农业行业标准NY/T613-2002进行。
ET为病害防治经济阈值，是指病害造成的损失与防治费用相等时的病害发生程度；
ET＝FY*100/(CL*JG*YX) 公式(四)
式中，CL表示小麦单产，是指某一个具体的品种在当地的平均产量，(公斤·亩-1)；JG表示小麦价格，是指当时小麦的市场价格，(元·公斤-1)；FY表示农药和劳动力费用的总和，是指防治病害所用农药的费用以及进行防治过程中的用工费用，(元)；YX表示农药防治效果，
小麦白粉病病情可采用中华人民共和国农业行业标准NY/T613-2002进行调查获得。
二、小麦白粉病预测装置：
小麦白粉病预测装置，包括数据收集模块、数据处理模块和数据发射模块，数据收集模块用于收集当年3月上旬至3月中旬的日平均气温的信息和上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量，数据处理模块中利用公式(一)对数据收集模块收集的数据进行处理得到当年初春期小麦白粉病病情指数Y，然后再由数据发射模块将数据处理模块处理后的当年初春期小麦白粉病病情指数Y数据发送到接收端，再由接收端通过公式(二)和公式(三)对小麦白粉病防治时期进行计算得到；
还包括太阳能电池板1、支柱3、控制箱5和埋设固定板6，太阳能电池板1设置在支柱3的顶端，倾斜角度为30～45°，雨量计2靠近太阳能电池板1卡设在支柱3上，控制箱5设置在雨量计2下方的支柱3上，且在控制箱5顶端设置无线发射器4，埋设固定板6同轴固设在支柱3的底端。
控制箱5内设置蓄电池、时钟电路、温湿度传感器、控制器、存储卡、太阳能电池转换芯片和雨量计接口，太阳能电池板通过太阳能电池转换芯片为蓄电池、时钟电路、湿度传感器、控制器、存储卡、和雨量计提供持续用电。太阳能电池转换芯片为SFM-050太阳能电池转换芯片，时钟电路为DS3231时钟电路。
数据收集模块包括雨量计和温湿度传感器，数据处理模块包括控制器和存储卡，数据发射模块包括无线发射器，接收端为计算机。温湿度传感器的型号为SHT75，雨量计的型号为WIR30，无线发射器的型号为M590E；本发明使用的控制器的型号为KY003S-5MDA，或者本发明使用的控制器还可以为控制电路板，采用贴片式元件焊接，能将蓄电池、时钟电路、温湿度传感器、存储卡、太阳能电池转换芯片和雨量计接口各个部件集成连接起来工作，在电路板上还有一块高效的单片机ROM芯片，单片机ROM芯片将公式(一)固化可以进行小麦白粉病的发生程度的自动计算预测得到当年初春期小麦白粉病病情指数Y，无线发射器将控制器处理后的当年初春期小麦白粉病病情指数Y数据发送到云端计算机上，然后通过计算机运算公式(二)和公式(三)对小麦白粉病防治时期进行计算得到，完成对小麦白粉病的发生时期进行预测。
三、实施过程：
实施例一：
2015年，利用本发明的小麦白粉病预报方法和装置同时在陕西杨凌和陕西眉县进行了测试。
(1)小麦白粉病发生程度预测：
小麦白粉病预测装置可以通过装置上设置的温湿度传感器和雨量计自动获取麦田环境中的当年3月上旬至3月中旬的日平均气温的信息和上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量，通过装置的控制器上的单片机ROM芯片中的小麦白粉病发生程度预测公式自动计算当年初春期小麦白粉病病情指数Y。
陕西眉县的小麦品种为小偃22，种植面积约为60亩，通过本装置获得的当年3月上旬至3月中旬的日平均气温为16.3℃，上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量为7.0mm，将上述得到的参数带入Y＝-25.699+4.219QW-0.0776YL公式中，得到的结果为初春的病情指数是42.5(表1)。与实测结果40.1相符，预测准确。
陕西杨凌的小麦品种为西农979，种植面积约为35亩，通过本装置获得的当年3月上旬至3月中旬的日平均气温为15.4℃，上一年的12月下旬至当年2月中旬的累计降雨量为8.7mm，将上述得到的参数带入Y＝-25.699+4.219QW-0.0776YL公式中，得到的结果为初春的病情指数是38.6(表1)。与实测结果36.1相符，预测准确。
小麦白粉病发生程度的田间实际调查及计算方法参照中华人民共和国农业行业标准NY/T613-2002进行。
(2)小麦白粉病防治时期预测：
陕西眉县采用的小麦品种的病情指数增长速率r为0.0328(3月1日初次调查得到的病情指数是7.5，3月10日调查得到的病情指数是13.8，则带入公式(三)计算病情指数增长速率r值)，小麦单产为450公斤,小麦价格为1.3元/公斤，农药和劳动力费用总和为120元/亩，使用的农药为25％三唑酮可湿性粉剂，成都新朝阳作物科学有限公司,农药的防治效果为85％，代入ET＝FY*100/CL*JG*YX中，计算得到ET值；
将返青后第一次调查获得的病情指数、r为病害增长速率等数值代入
得到的计算数值为18.1，约为18天，即从返青后第一次调查获得的病情指数的日期3月1日算起，最终得到防治时期为3月19日(表1)。
陕西杨凌采用的小麦品种的病情指数增长速率r为0.05，3月1日初次调查得到的病情指数是2.5，3月10日调查得到的病情指数是6.8，则带入公式(三)计算病情指数增长速率r值)，小麦单产为450公斤,小麦价格为1.3元/公斤，农药和劳动力费用总和为120元/亩，使用的农药为25％三唑酮可湿性粉剂,农药的防治效果为85％，代入ET＝FY*100/CL*JG*YX中，计算得到ET值；
将返青后第一次调查获得的病情指数、r为病害增长速率等数值代入
得到的计算数值为21.9，约为22天，即从返青后第一次调查获得的病情指数的日期3月1日算起，最终得到防治时期为3月23日(表1)。
表1陕西杨凌和眉县小麦白粉病预测与实测结果(2015年)
本发明的小麦白粉病预报方法和装置对陕西杨凌和眉县小麦白粉病初春病情指数及防治时期结果比较准确，可以推广应用。在预测的防治时期进行喷药防治，可以挽回90％以上的经济损失。该预测技术在陕西杨凌和陕西眉县试验示范后，得到了当地农民和植保技术推广人员的的高度认可。利用该预警系统，可以科学的指导农民进行小麦白粉病的防治工作，减少盲目喷药造成的浪费，提供了防治效果，同时也减轻了农药对环境的污染。