台州柑橘黄龙病防控研究新进展

2014-04-29 00:44余继华等
农学学报 2014年10期
关键词:防控技术发生规律

余继华等

摘 要:根据十几年对柑橘木虱和柑橘黄龙病发生规律与防控技术研究探讨,明确了柑橘木虱在台州橘林的发生分布规律和抽样技术,分析了柑橘木虱虫株率和带毒率与黄龙病、黄龙病与柑橘产量损失等之间的关系,探讨了柑橘黄龙病预警和柑橘木虱防治指标,建立了不同管理方式下的疫情扩散模型预测橘林经济寿命,提出了柑橘黄龙病综合防控技术和可防可控的理念。

关键词:柑橘黄龙病;柑橘木虱;发生规律;扩散模型;控制指标;防控技术

中图分类号:S41-30 文献标志码:A 论文编号:2014-0208

Abstract: After decades of researches and discussions on occurrence regularity and control technology of citrus psyllid (Diaphorina citri Kuwayana) and Liberobacter asiaticum, the occurrence regularity and sampling technique of citrus psyllid in orange glove in Taizhou was defined and the connections between the infection rate and carrying rate of citrus psyllid and Liberobacter asiaticum as well as the correlations between the Liberobacter asiaticum and citrus yield loss were discussed. This paper discussed the warnings of Liberobacter asiaticum and citrus psylid control index, the economic life span of orange forests was then predicted by building the diseases spreading models with different management styles. At last, the paper put forward the comprehensive prevention and control technology and the concept that Liberobacter asiaticum was preventable and controllable.

Key words: Liberobacter asiaticum; Citrus Psyllid; Occurrence Regularity; Disease Spreading Models; Control Index; Prevention and Control Technology

0 引言

台州地处浙江东南沿海,柑橘是农业主导产业之一,黄岩蜜橘始于三国,盛于唐宋,距今有1700多年栽培历史,是世界柑橘始祖地[1-4]。柑橘黄龙病(Liberobacter asiaticum)是当今柑橘生产上流行速度最快、为害性最重、危险性最大,防治最艰难的检疫性有害生物,也是目前国际上尚未攻克的科技难题[2]。台州自2002年首次传入柑橘黄龙病以来,对柑橘产业发展受到较大威胁,黄岩12年来共砍挖病树199.45万株[3],通过对发病扩散流行、媒介昆虫、防控指标、综合防控等一系列研究,形成了一套以柑橘木虱(Diaphorina citri)为主体防控的综合防控技术,有效遏制了柑橘黄龙病的发生危害,促进了柑橘产业健康持续发展。为此,现将柑橘黄龙病与柑橘木虱关系、柑橘木虱发生与空间分布特征、柑橘黄龙病与产量损失关系、柑橘黄龙病流行规律与扩散动态模型、柑橘黄龙病防控措施综述如下。

1 柑橘黄龙病与产量损失关系

通过2003—2005年对柑橘黄龙病与不同品种之间感病性调查,共调查25个果园4个主栽柑橘品种,调查结果分析表明,槾橘、本地早、温州蜜柑和椪柑平均病株率分别是18.99%、25.63%、31.09%和39.55%,病指分别为9.03、10.32、14.77和23.54,即台州柑橘黄龙病主栽品种感病严重度为椪柑>温州蜜柑>本地早>槾橘[5]。

通过2002—2009年对柑橘黄龙病与产量损失关系测定结果,调查不同病情健果数计算健果率进行比较,柑橘树单株健果率和挂果数量随着病树病情严重度的增加而递减[6]。柑橘黄龙病不同病情严重度与单果重、株产呈负相关,但与产量损失率呈正相关,相关程度达极显著水准,柑橘黄龙病病情严重度越高,单果重和株产就越低,产量损失越大[7]。

2 柑橘黄龙病与柑橘木虱关系

根据PCR检测技术对柑橘木虱成虫带毒率与病株率的关系研究[8-10],经建立的数学模型检验表明,柑橘黄龙病株发病率与柑橘木虱带毒率相关性呈极显著水平;柑橘木虱“株虫量”与虫株率间也存在显著相关性。2006年调查柑橘秋梢期的木虱成若虫,用11个果园柑橘木虱“株虫量”与虫株率数据分析,带菌柑橘木虱“株虫量”与虫株率呈极显著正相关性,同时还建立了相应的数学模型[11]。

柑橘木虱虫株率与柑橘黄龙病病株率关系。根据柑橘木虱和柑橘黄龙病发生情况调查,结果表明:柑橘黄龙病发病初期果园,病害处于零星或轻发状态,柑橘木虱平均虫株率不到10%,中发生和重发生的果园柑橘木虱平均虫株率却在10%以上。经统计检验柑橘木虱虫株率与柑橘黄龙病株发病率呈极显著正相关,虫株率高的果园,发病株率也高,并建立了相关方程式,利用木虱虫株率预警黄龙病发病率[12]。

3 柑橘木虱发生规律和分布特征

据2003—2005年调查观察,柑橘木虱在黄岩年发生代数为6~7代[13]。其中第1~3代比较整齐,第4~7代有世代重叠现象。第1代发生时间为4月上中旬越冬成虫开始产卵,4月下旬至5月初羽化;第2代成虫7月上旬羽化;第3代成虫8月下旬羽化;第4代成虫9月上旬羽化;第5代成虫9月中下旬羽化,第4、5代为世代重叠发生[14]。第6、7代目前只发现于长势较强的幼树或全树秋季大枝重截后旺发晚秋梢的成年树上。一般情况下,11月上旬以后,查不到若虫;但仍发现少量的成虫。目前仅发现以成虫越冬,尚不明确是否以卵或若虫越冬[15]。

2006年9月,选择柑橘木虱不同虫口密度的11块橘地进行调查,每块样地调查记载每株木虱成虫数量。所得数据应用聚集度指标法[16]测定结果表明,柑橘木虱成虫在不同虫口密度下的分布特征存在差异[15],虫口密度低呈现的聚集度也低,虫口密度高呈现的聚集度也高。因此,柑橘木虱成虫在柑橘上的空间分布状态是随着虫口密度的升高而聚集度增加,且符合负二项分布[17]。

综合柑橘木虱种群分布格局分析,在橘园调查柑橘木虱数量时的抽样方式以跳跃式和五点式为最优[18]。同时,建立柑橘木虱成虫理论抽样数模型[19]确定在不同虫口密度下的理论抽样数表,根据木虱密度指导防控工作。作为查定防治决策建议:在低密度果园,每果园查50~100株;在中、高密度果园,每果园查20~50株,即能知道被调查果园的发生现状[20]。为节省调查时间,可以采用序贯抽样表进行序贯抽样[21]。作为果园防治决策,应对照序贯抽样表进行调查,当调查的累计虫量达到预定指标下的虫量时停止调查,由此计算平均虫口密度,这对柑橘木虱预警和决策防治是有指导意义的[22]。

4 柑橘黄龙病介体防治指标与预警指标

根据柑橘黄龙病病株率、产量损失率与柑橘木虱有效虫量的关系研究[23-24],得出柑橘梢期木虱防治指标,即以防治柑橘木虱携菌扩散传染的防治适期为柑橘树新梢抽发初期,其防治指标确定为带菌柑橘木虱虫量为7.5头/百株,即柑橘黄龙病“治虫防病”的防治指标为带菌柑橘木虱虫量10头/百株。

根据柑橘黄龙病病株率与产量损失率关系研究[25],制定柑橘黄龙病策略性防治指标[26]。在允许损失水平下,策略性防治指标为发病初始时全园株病率1.0%,即在发病初期株病率超过1.0%时,应彻底铲除病树减少菌源;同时对柑橘木虱全面用药防治,防止带菌木虱将病菌向相邻健树或无病果园迁移扩散传染为害。

柑橘木虱带菌率与柑橘黄龙病病株率之间的关系研究,制定柑橘木虱带菌率预测方法及预警指标。当果园柑橘黄龙病感染初期病株率上升到1.0%时,这时果园柑橘木虱带菌率超过4.0%,预示柑橘黄龙病将会形成较大较重的扩散为害。因此,可以根据柑橘木虱带菌率,作出柑橘黄龙病发生流行预警,当检测到柑橘木虱带菌率超过4.0%时,需加大对柑橘木虱的全园防治[27-28]。

5 柑橘黄龙病流行规律与扩散动态模型

5.1 柑橘黄龙病的分布格局与抽样模型

5.1.1 柑橘黄龙病在早熟温州蜜柑‘宫川品种(以下简称早熟柑橘)果园空间分布 2004—2009年运用多级抽样调查取得数据,经聚集度指标法测定,柑橘黄龙病在橘林的空间分布格局为聚集分布。其聚集强度,病级不同所呈现的分布格局也不同,即呈均匀分布时表明初入侵果园病害病级处于低水平状态,此后呈聚集分布格局时表明病害病级上升。通过分析,柑橘黄龙病在橘林呈群聚分布的基本因素为个体群,且橘树间相互吸引,主要由柑橘黄龙病受柑橘木虱传带病菌感染并扩散传播所引起的。据此推断,柑橘黄龙病聚集强度随发病果园年数增加而强度增强,随病情级别上升而增高[29-31]。

5.1.2 柑橘黄龙病空间分布与病情扩散力 经聚集均数检验分析得知,判别柑橘黄龙病病株聚集原因的临界值是平均病级密度2.1184。柑橘黄龙病病株的聚集均数与平均病级密度呈线性相关性,柑橘黄龙病病级在低密度下,聚集的原因可能由带菌接穗或带菌木虱或未显症病树的初传入所致;而在高密度下,聚集的原因则可能由柑橘木虱通过带菌传染扩散所引起,导致病菌再侵染的机会增加,使聚集均数亦变大[32-35]。

5.1.3 采用理论抽样的数学模型指导病害防控和监测 通过分析建立理论抽样数模型,并确定理论抽样表[36]。用于疫情防控调查,对照理论抽样表疫情普查率不得少于80%。用于疫情监测调查,参照理论抽样表,在高密度果园,每块查10株;在中密度果园,每块查15株;低密度果园,每块查20~30株,即可知道被调查橘园的发病状态[37-38]。作为果园决策防治而查定,则应采用序贯抽样表进行调查确定[39-41],当被调查的果园累计病级数达到设定指标下的病情指数时即可停止调查,累计病级数除以总样本数,即为平均病级密度,这对指导柑橘黄龙病防控和监测预警有重要的作用。

5.2 柑橘黄龙病流行扩散规律与动态模型

2002—2011年,在黄岩区选择失管橘园、一般防控橘园和综合防控橘园3种不同防控措施的果园进行调查,研究其疫情扩散模型及防控效果[42-43]。失管橘园柑橘黄龙病疫情扩散流行呈线性上升变化趋势,并以入侵后第3~7年扩散速率为最快,年株病率增加9.03%~29.85%。经统计分析,年度序列与疫情扩散指标(病株率)之间存在极显著的相关性,由此建立关系数学模型,据模型预测,柑橘黄龙病在失管橘园疫情扩散速率从入侵到全园病株率达到100%的毁园状态仅需9年时间,即在失管橘园不防控状态下黄龙病发病年均株发病率11.11%。实施一般防控措施橘园柑橘黄龙病入侵后第2~8年疫情呈快速扩散趋势,且以入侵后第3~6年为最快,年均病株率增加7%以上。经研究分析,柑橘黄龙病入侵年度序列与累计病株率间有极显著的相关关系,据此建立的数学模型表明,柑橘黄龙病在实施一般防控措施的条件下从病菌入侵到全园病株率100%的毁园状态不少于18年;实际调查11年年均发病株率4.69%,与对照失管橘园发病株率相比,防控效果保持在40%~50%,平均防效为43.93%。根据综合防控区调查的数据,用年度序列和累计病株率检验其相关性,相关程度达到极显著的相关关系,并建立综合防控条件下的数学模型,由模型可见,综合防控橘园黄龙病发病株率年均0.31%,与失管橘园比较,对柑橘黄龙病平均控制效果为96.15%[44]。因此,在今后柑橘黄龙病防控工作中,只要抓好各项综合措施的落实,柑橘黄龙病是可以得到控制的。

6 柑橘黄龙病综合防控研究

6.1 治虫防病及其防控效果

2003—2009年,对实施治虫防病区与失管橘园的不防治区柑橘黄龙病发生情况进行了调查。2009年治虫防病区,黄龙病累计株发病率为58%;同期调查失管橘园不防治区累计病株率达99.86%。治虫防病区防控效果为41.92%[44]。

6.2 健身栽培及减轻发病效果

2003—2006年,对实施健身栽培措施和一般栽培措施的果园黄龙病发生情况进行了调查比较,健身栽培果园橘树长势明显比对照区强健,柑橘黄龙病株发病率大大低于对照区。调查健身栽培果园橘树410株,查到病树18株,株发病率4.3%,而调查相邻果园的对照区橘树270株,查到病树44株,株发病率跃至16.3%[45]。

6.3 柑橘黄龙病综合防控实践及其成效

自2002年11月首次发现柑橘黄龙病疫情后,黄岩区政府高度重视疫情的防控工作,按照“挖治管并重,综合防控”的防控策略[46-47],做到“6个坚持”和“5个不漏”,使柑橘黄龙病得到了有效控制,发病株数已由2005年的35.6万株减至2013年的4.3万株,11年来累计铲除病树199.45万株,发生范围逐年缩小,发病株数逐年减少,坚持开展的防控工作取得了实效[48]。

7 问题与展望

柑橘黄龙病是国内植物检疫性有害生物,柑橘是多年生的水果,其经济寿命长达100年,30年以上树龄的橘树产量高达150~200 kg/株,但受黄龙病侵染后,即使锯掉发病的枝条橘树寿命不到5年,柑橘园的寿命不到10年[49],发病的果实又没有食用价值,农民损失惨重。当今科技还不能解决黄龙病的治疗问题,发病后只得砍挖病树。从对柑橘黄龙病发生规律研究和防控工作十几年的实践来看,只要政府主导,橘农积极配合,对重发病的果园进行全园改造,种植无病毒苗木,采取综合防控措施,抓好各关键时期的防控工作,及时铲除初侵染源病树,柑橘黄龙病是可防可控的。当然,如果能借助现代分子生物学技术,研究柑橘树自身与黄龙病菌的互作机制,寻找抗耐病基因[50],培育和筛选抗病品种,或对现有柑橘优质品种转入抗病基因而又不改变品质,使柑橘树不发病或不表现症状,从根本上解决黄龙病防控问题。

另外,如果能在病原菌分离培养和治疗技术方面有所突破,对发病或感染的橘树不砍挖,采取化学药物治疗,使橘树逐步恢复健康,这样将会大大减少病树砍挖率,大幅度降低防控成本。为此,近年尝试采用含有鱼藤素类、黄酮类和萜类化合物的生物药剂进行黄龙病治疗技术研究,取得初步结果。这类药剂作用原理是内吸性和穿透性比较强,可渗入到橘树维管束组织内部,杀灭黄龙病菌;同时可以软化筛管壁上的杂质,疏通导筛管,确保水分、养分及叶片光合产物的正常运输。在橘树基部的嫁接口上方,用直径3.5~4.0 mm的钻头,斜角30°—35°,交叉钻3~4个(根据橘树大小)深度2~4 cm孔(尽量使药液均匀进入树体内),再用“一种果树药液注入装置”[51],将配制好的杀菌剂和疏通剂,用高压的方法注入病树体内,既杀死树体内已感染的病原菌,又能疏通被病菌堵塞的运输通道,使得橘树营养和水分运输畅通,恢复病橘树的生长功能,达到治疗黄龙病的目的。借助现代分子生物学寻找抗病基因,培育和筛选抗病品种和采取药物治疗黄龙病技术将有助于黄龙病最终解决,这也许是科研工作者研究柑橘黄龙病的终极目标。

参考文献

[1] 狄德忠.台州柑橘史考[J].浙江柑橘,1985(3):41-42.

[2] 王恒正.黄岩蜜橘历史、现状、问题及对策浅析[J].浙江柑橘,2001,18(1):5-7.

[3] 徐建国.本地早蜜橘起源考析[J].浙江柑橘,2005,22(3):2-6.

[4] 王领香,龚洁强,王立宏.关于本地早品种、起源与历史的考证[J].柑橘与亚热带果树信息,1999(5):6-7.

[5] 林云彪,余继华,孟幼青.柑橘黄龙病及其持续治理[M].北京:中国农业科学技术出版社,2012:7-41.

[6] 余继华,汪恩国.柑橘黄龙病入侵与疫情扩散模型研究[J].中国农学通报,2008(8):387-391.

[7] 黄岩区柑橘黄龙病监测与防控对策研究课题组.柑橘黄龙病监测与防控对策研究技术总结[R].2006:24-25.

[8] Teixeira D C, Saillard C, Couture C, et al. Distribution and quantification of Candidatus Liberibacter americanus, agent of huanglongbing disease of citrus in Paulo State, Brazil, in leaves of an affected sweet orange tree as determined by PCR[J]. Molecular and Cellular Probes,2008,22:139-150.

[9] 余继华,汪恩国,张敏荣,等.早熟柑橘黄龙病流行与所致产量损失关系研究[J].植物保护,2011,37(4):126-129.

[10] 田亚南,柯穗,李韬,等.应用电镜与PCR技术检测宫溪蜜柚黄龙病病原[J].植物病理学报,2000,30(1):76-81.

[11] Hung T H, Hung S C, Chen C N, et al. Detectioin by PCR of Candidatus Liberibacter asiaticus, the bacterium causing citrus huanglongbing in vector psyllids: application to the study of vector-pathogen relationships.Plant Pathology,2004,53:96-102.

[12] Ding F, Jin S X, Hong N, et al. Vitrification ¨Ccryopreservation, an efficient method for eliminating Candidatus Liberobacter asiaticus, the citrus Huanglongbing pathogen, from in vitro adult shoot tips[J]. Plant Cell Reports,2008,27:241-250.

[13] 叶志勇,余继华,汪恩国等.柑橘木虱种群空间分布型及抽样技术研究[J].中国植保导刊,2007,27(6):35-37.

[14] 叶志勇,於一敏;余继华.柑橘木虱的发生及综合防治技术[J].浙江柑橘,2006(9):28-29.

[15] Roistacher C N. Techniques for biological detection of specific citrus graft transmissible diseases[J]. FAO, Rome,1991(286):35-45.

[16] 仇兰芬.危害果树的重要害虫[D].北京:中国林业科学研究院,2008:21.

[17] 兰星平.种群聚集度指标回归模型群在检验昆虫种群空间分布型中的应用[J].贵州林业科技.1995(3):8-10.

[18] Gottwald T R, Aubert B, Huang K L. Spatial pattern anslysis of citrus greening in Shantou, China[C]. Proceeding of 11th Conference of the International Oraganization of Citrus Virolagists, Reiverside, CA, 1991:421-427.

[19] 广西柑橘黄龙病研究小组.1964年广西柑橘黄龙病调查、复查总结[R].1965(内部资料).

[20] 王本洋,余世孝.种群分布格局的多尺度分析[J].植物生态学报.2005,29(2):235-241.

[21] 王会福,汪恩国,陈伟强.单季稻褐飞虱空间分布格局及其抽样技术[J].中国农学通报.2010(12):270-273.

[22] 农业部柑橘及苗木质量监督检验测试中心,中国农业科学院柑橘研究所,四川省农业厅植物检疫站.NY/T973—2006,柑橘无病毒苗木繁育规程[S].北京:中国农业出版社,2006:31.

[23] 邱柱石.谈谈柑橘黄龙病树的田间诊断[J].广西园艺,1995(1):21-22.

[24] 赵学源,蒋元晖,李世菱,等.柑橘木虱与柑橘黄龙病流行关系的初步研究[J].植物病理学报,1979,9(2):121-126.

[25] 许长藩,夏雨华,柯冲.柑橘木虱生物学特性及防治研究[J].植物保护学报,1994,21(1):53-56.

[26] 吴如健,柯冲.柑橘黄龙病治理试验及综合防治措施[J].江西农业学报,2007,19(9):69-71.

[27] 何大富.中国柑橘学[M].北京:中国农业出版社,1999:578-579.

[28] 余继华,汪恩国.柑橘黄龙病发生危害与防治指标研究[J].浙江农业学报,2009,21(4):370-374.

[29] 娄兵海.中国八省柑橘黄龙病病原菌种类和种内分化的初步研究[D].重庆:西南大学植物保护学院,2008:7-8.

[30] 徐汝梅,刘来福,丁岩钦.改进的IwaoM*-M模型[J].生态学报,1984(2):111-117.

[31] 钟琛,李健,施清,等.福建省柑橘黄龙病危害及其流行规律研究[J].中国农业科学,2009,42(11):3888-3897.

[32] 马占山.Taylor幂法则的进一步解释与种群聚集临界密度[M].北京:中国科学技术出版社,1991:284-288.

[33] Wang Z, Yin Y, Hu H, et al. Development and application of molecular-based diagnosis for ‘Candidatus Liberibacter asiaticus, the causal pathogen of citrus huanglongbing[J]. Plant Pathology,2006,55:630-638.

[34] 杨余兵.光、温湿度对柑橘木虱发育、繁殖与存活的影响[J].生态学报,1989,9(4):348-354.

[35] 王雪峰.基于基因组多位点比对的柑橘黄龙病病原菌遗传多态性及种群分化研究[D].重庆:西南大学植物保护学院,2011:21-22.

[36] 陈庭华,陈彩霞.斜纹夜蛾发生规律和预测预报新方法[J].昆虫知识,2001(1):36-39.

[37] 余继华,汪恩国,赵琳.柑橘黄龙病空间分布型与抽样技术研究[J].植物检疫,2010,24(5):31-34.

[38] 曾伟.分葱田甜菜夜蛾空间分布型及抽样技术初步研究[J].植保技术与推广,2003,23(8):11-12.

[39] 郑永敏.水稻纹枯病的空间分布型及序贯抽样技术的应用[J].浙江农业科学,2000(5):236-238.

[40] 华放.昆虫生态学的常用数学分析方法[J].科学通报,1964(4):375-376.

[41] 周桃庚,沙定国.贝叶斯可靠性序贯验证试验方法[J].仪器仪表学报,2001(1):23-25.

[42] 余继华,汪恩国.柑橘黄龙病入侵与疫情扩散模型研究[J].中国农学通报,2008,24(8):387-391.

[43] 徐艳梅,李菲,等.流行病毒传播模型与技术创新扩散分析[J].中国高新技术企业,2008(2):38-39.

[44] 余继华,汪恩国,卢璐,等.柑橘黄龙病不同管理方式疫情演变规律及防控效果研究[J].农学学报,2013,3(4):9-12.

[45] 张敏荣,余继华,於一敏,等.采取健身栽培措施可以减轻柑橘黄龙病发生[J].浙江柑橘,2007(4):28-30.

[46] 赵沛忠,雷沈英,杜一新,等.景宁县柑橘黄龙病防控工作实践[J].植物检疫,2010(4):63-65.

[47] 杜一新,林云彪.对柑橘黄龙病防控工作措施的思考[J].植物检疫,2006(4):257-258.

[48] 陶健,余继华,张敏荣.黄岩柑橘黄龙病防控工作的实践与体会[J].浙江柑橘,2011(1):27-28.

[49] 段小军.柑橘老化的防治[J].湖南林业,2005(9):25.

[50] 李云明,顾云琴,项顺尧,等.柑橘黄龙病的发生特点及防控对策探讨[J].现代农业科技,2007(11):64-65.

[51] 余继华.一种果树药剂注入装置[P].中国专利,201320497901.7,2014-02-05.

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