白剑宇,宋峰惠,吴正保,刘正兴,崔燕华,史彦江
(1 新疆农业大学林学与园艺学院博士流动站,乌鲁木齐 830052;2 新疆林科院经济林研究所,乌鲁木齐 830063;3 阿克苏地区农业技术推广中心,新疆阿克苏 843000)
不同栽培模式下枣黑斑病发病程度及其与果实营养成分相关性
白剑宇1,2,宋峰惠2,吴正保2,刘正兴3,崔燕华3,史彦江2
(1 新疆农业大学林学与园艺学院博士流动站,乌鲁木齐 830052;2 新疆林科院经济林研究所,乌鲁木齐 830063;3 阿克苏地区农业技术推广中心,新疆阿克苏 843000)
目的研究骏枣栽培模式下枣黑斑病发病程度的关系,不同病情级别及其与果实营养成分含量变化的相关性,为南疆红枣产业的转型升级和提质增效提供理论依据。方法以3种不同栽培模式的骏枣为研究对象,建立枣黑斑病分级标准,统计发病率和病情指数;分别采用蒽酮比色法、酸碱中和滴定法和分光光度计等方法测定枣果10种主要营养成分的含量,并应用 SPSS 软件进行一元回归分析。结果3种栽培模式下枣黑斑病的发病率和病情指数存在差异;枣果总酸含量与枣黑斑病危害级别呈正相关,而其余9种营养成分与枣黑斑病危害级别呈负相关。结论骏枣种植密度越大,枣黑斑病发生越重,且枣黑斑病不同病情级别均会不同程度降低枣果品质。
种植模式; 枣黑斑;病情指数;果实营养;回归分析
【研究意义】红枣 (Ziziphus jujuba Mill. ) 是原产于我国的传统名优树种,南北各地均有分布[1]。枣果因经济价值、营养价值及药用价值高而被消费者广泛认同,社会需求量不断加大。新疆素有“瓜果之乡”美称,近年来,新疆林果业发展迅猛,林果总面积超过133.33×104hm2(2000万亩),其中红枣种植面积44.67 hm2(670余万亩),主要分布在南疆四地州,目前,南疆四地州已成为世界最大的红枣生产基地。然而,随着红枣种植面积的扩大,栽培模式的多样化以及新的繁殖材料的不断引进,使得新疆红枣主产区出现了多样化的枣园生态小气候,造成枣树病害严重发生,对红枣的产量和品质造成了严重的影响。从栽培学角度出发,研究病害防控的关键技术,揭示不同栽培模式与枣黑斑病发病程度的相关性,阐明枣黑斑病不同病情级别对枣果实营养成分变化的影响,对南疆地区红枣产业的转型升级和提质增效具有重要意义。【前人研究进展】自2008年枣黑斑病在新疆发生并报道以来[2],一些枣树新病害也相继出现。2015年白剑宇等先后报道了由Alternariaalternata引起的枣叶斑病和枣褐色斑点病[3-4],以及由Nothophomaquercina引起的枣褐斑病[5]在新疆红枣主产区相继发生。此外,枣缩果病[6]、枣裂果病[7]以及枣疯病[8]等病害也呈现危害加重的趋势,对新疆红枣产业构成威胁,其中尤以枣黑斑病危害最为严重。枣黑斑病的发生受气候条件、栽培管理、种植模式等多种因素的影响,致使现有的防控技术很难达到预期的指标。目前,枣黑斑病在南疆四地州的危害呈逐年加重的趋势,其中对新疆主栽品种中的骏枣危害最为严重,一般年份枣园枣黑斑病的发病率在10% 左右,发生严重的年份发病率在30%左右,个别地块发病率在 90%以上[9],严重地影响了新疆骏枣的产量和品质,给当地红枣产业造成严重的经济损失,并成为影响新疆区域经济发展和社会稳定的重要因素。截至目前,针对枣黑斑病的防治仍以化学防治为主,尽管部分专家学者通过室内与田间药剂筛选实验,筛选出部分像百菌清、戊唑醇、嘧菌酯等多种防控药剂[10-14],但这些药剂不能从根本解决枣黑斑病的危害问题,且农药的大量使用不尽造成农药残留超标,污染了环境,而且还杀死了大量田间害虫天敌,破坏了生态平衡。【本研究切入点】枣黑斑病在新疆的危害逐年加重,黑斑病的危害已成为新疆红枣产业持续、健康发展的重要限制因素。2016年,由于枣黑斑病的严重危害,加之农药化肥的大量使用,以及种植模式下多样化的生态小气候的影响,新疆红枣的品质明显下降,价格远低于往年,给枣农造成了严重的经济损失。基于此,自2015年始中央财政加大了对新疆林果业发展的扶持力度,新疆林果业在原有种植规模的基础上逐步转型升级,以提质增效作为发展的重点。从栽培学角度探索病害防控的新技术,以骏枣为研究对象,开展不同种植模式下枣黑斑病发生程度进行调查分析,并针对枣黑斑病不同病情分级与骏枣果实营养成分含量的相关性进行研究。【拟解决的关键问题】研究不同栽培与枣黑斑病发病程度,阐明枣黑斑病不同危害程度对红枣产量和品质的影响,从生态调控角度探索病害防控关键技术,为有效控制病害的发生与危害提供理论依据。
1.1 材 料
在阿克苏地区温宿县万亩枣园中选择具有代表性的3个种植模式不同的地块,每个地块红枣种植面积在6.67hm2(100亩)以上。种植模式均分别为4 m ×2 m、3.5 m ×1.5 m和3 m ×1 m,树龄为7年,且3个地块的管理模式相近,5点取样调查后土壤特性略有不同。
依据阿克苏地区气候条件,在红枣成熟期分别在每个地块枣树的不同方位随机采集1 000粒全熟的枣果,包括病果和健康果实,设3次重复,用于枣黑斑病的病情分级和枣果营养成分的含量测定。
1.2 方 法
1.2.1 病情调查及分级
依据近年来枣黑斑病在南疆地区危害症状及实际危害程度制定分级标准,依据分级标准,分别进行分级归类,统计病果率,计算病情指数。表1
表1 枣黑斑病分级标准
Table 1 The grading standard of black spot disease of jujube
危害等级Damagegrades级值Levelvalue分级依据GradingbasisI0枣果无病斑II1枣果病斑面积占枣果总面积1/5以下III2枣果病斑面积占枣果总面积1/5~1/4IV3枣果病斑面积占枣果总面积1/4~1/2V4枣果病斑面积占枣果总面积1/2以上
1.2.2 果实营养成分测定
依据枣黑斑病病情分级归类结果,分别从中随机选取10粒,用于测定枣果营养物质含量。果实总糖、蔗糖的测定采用蒽酮比色法;总酸含量测定用酸碱中和滴定法;分光光度法测定黄酮含量;VC含量测定用碘滴定法;原子吸收分光光度法测定枣果中钙、磷、铁、锌等元素的含量[15-17]。每成分测定3次,取其平均值为测定结果。以样品分级后的极值的对数值为自变量,对应成分含量(mg/KG)因变量,运用 SPSS 20.0建立一元回归方程,求出不同病情分级下一元回归方程的斜率值(K)及相关系数的平方值(R2),从而分析各营养成分含量的变化规律。
2.1枣黑斑病病情
研究表明,枣黑斑病在3种不同栽培模式下的发病情况不同,发病率和病情指数存在明显差异,种植密度越大,发病越重。3种栽培模式下枣黑斑病发病严重程度的大小顺序是: 2 m ×1 m > 3 m ×1 m > 4 m ×1.5 m。其中,在4 m ×1.5 m栽培模式下发病程度较轻,发病率为21.80%,病情指数为12.80;在2 m ×1 m栽培模式下病害发生程度最重,发病率为38.80%,病情指数为21.95,而在3 m ×1 m栽培模式下病害发生程度居中,发病率为27.60,病情指数为15.20。在4 m ×1.5 m和3 m ×1 m两种栽培模式下,枣果受害级别主要集中表现为1和2级,发病率分别为19.00%和21.80%,而在2 m ×1 m栽培模式下,枣果受害级别主要集中表现为1、2和3级,发病率为33.2%。表2
表2 不同栽培模式下枣黑斑病发病病情
Table 2 The disease severity of jujube black spot in different cultivation patterns
栽培模式(行距×株距)Cultivationpatterns(Linespacing×rowspacing)调查枣树样本数(棵)Thesamplesnumberofjujube危害等级(级值)Damagegrades(Levelvalue)各级果数均值Fruitaveragenumberatdifferentlevels标准误StandardError病果率Diseasedfruitrate(%)总发病率Overallincidence(%)病情指数Diseaseindex4m×1 5m07825 57-21 801995 569 90152913 009 103174 001 704113 601 1012 803 0m×1m072411 53-27 6011168 1911 601521027 8110 203344 583 404245 562 4015 202m×1m061213 75-38 8011027 2110 201521088 1810 80312210 5412 204568 545 6021 95
2.2 枣果营养成分含量变化
研究表明,3种种植模式下(4 m ×1.5 m、3 m ×1 m、2 m ×1 m),黑斑病不同病情级别均会引起骏枣果实营养成分的含量变化,除了总酸含量与枣黑斑病危害级别呈正相关外,其余9中营养成分与枣黑斑病危害级别呈负相关,其中在枣黑斑病菌侵染后,对骏枣果实营养成分中的VC和P元素的含量降低幅度最为明显,斜率值分别为-503.38、-510.33、-656.81和-800.28、-658.83、-656.81。随着危害级别的增加,三个地块中枣果P元素和VC的平均含量分别从健康枣果(0级)的933、891、951和883、776、916 mg/kg,降低到发病枣果(4级)的605、512、542和337、313、358 mg/kg。尽管枣黑斑病菌侵染后,枣果实总酸含量增加,但增加幅度不明显,而其它元素整体上均表现为含量减少。表3,表4
表4 骏枣枣果营养含量一元回归分析结果
Table 4 The simple regression analysis of nutritional content of jun-jujube fruits
栽培模式(行距×株距)Cultivationpatterns(Linespacing×rowspacing)营养成分Nutrientcontent回归方程Regressionequation斜率(K)Slopes相关系数(R2)Coefficientofcorrelation4m×1 5m总糖y=-280 01x+762 44-280 010 9400还原糖y=-244 87x+354 82-244 870 9866蔗糖y=-256 06x+347 07-256 060 9822总酸y=-1 7306x+6 81961 73060 9312黄酮y=-290 83x+496 33-290 830 9735VCy=-800 28x+906 92-800 280 9820钙(Ca)y=-59 963x+127 54-59 9630 9836磷(P)y=-503 38x+940 12-503 380 9732铁(Fe)y=-19 918x+23 482-19 9180 9686锌(Zn)y=-6 806x+7 8341-6 80600 98203 0m×1m总糖y=-389 53x+769 78-389 530 9681还原糖y=-321 86x+410 03-321 860 9928蔗糖y=-127 08x+308 24-127 080 9559总酸y=5 248x-9 60255 2480 8980黄酮y=-176 84x+462 53-176 840 9753VCy=-658 83x+788 75-658 830 9938钙(Ca)y=-68 134x+142 73-68 1340 9202磷(P)y=-510 33x+918 60-510 330 9510铁(Fe)y=-5 329x+19 276-5 3290 9580锌(Zn)y=-4 7187x+7 7021-4 71870 98732 0m×1m总糖y=-324 96x+758 54-324 960 9342还原糖y=-196 34x+444 24-196 340 9702蔗糖y=-204 38x+378 58-204 380 9641总酸y=5 568x-10 6755 5680 9587黄酮y=-209 54x+496 33-209 540 9618VCy=-807 42x+968 92-807 420 9239钙(Ca)y=-86 902x+150 73-86 9020 9154磷(P)y=-656 81x+973 5-656 810 9791铁(Fe)y=-17 6x+22 118-17 60 9955锌(Zn)y=-3 3283x+7 9439-3 32830 9664
枣黑斑病菌的侵染能使骏枣营养成分中的VC含量大幅下降,含糖量降低的同时,总酸含量增加,造成南疆红枣口感变差,不同程度的造成骏枣果实品质下降。
围绕新疆林果转型升级和提质增效的目标任务,针对骏枣在不同栽培模式下枣黑斑病的实际危害程度建立了枣黑斑病的病情分级标准,探索了枣黑斑病在不同栽培模式下的危害级别与果实营养成分含量的相关性。由于样品采集的时间点仅限于果实成熟后,获取的结果仅能说明枣黑斑病对骏枣品质的最终影响,尚缺少枣黑斑病对整个生育期枣果营养成分含量影响的动态变化分析,这还需要今后进行补充研究。尽管样品采集地仅限于具有代表性的阿克苏地区的温宿县,但实验结果说明不同枣树栽培模式下,枣黑斑病发生严重程度不同,病果在病情级别中的分布存在明显的差异。整体表现为枣树种植密度越大,枣黑斑病发生越重,为从生态学角度探索防控枣黑斑病的最佳栽培模式提供了一定的理论依据。在枣黑斑病病情级别与枣果营养成分含量变化的相关性研究中,发现枣黑斑病不同病情级别对应的骏枣果实营养成分的含量变化与枣树的种植模式没有明显的相关性,而与对应的枣黑斑病危害级别更具有相关性。因此,后续实验将在加大调查取样范围的同时,在枣树整个生育期针对枣黑斑病病情级别对枣果营养成分含量影响的动态变化开展深入研究,为新疆枣产业的转型升级和提质增效提供理论依据。
通过骏枣不同栽培模式下枣黑斑病发病程度及其与果实营养成分相关性的研究,结果显示:枣黑斑病在密度最小的4 m ×1.5 m栽培模式下发病程度较轻,发病率为21.80%,病情指数为12.80,而在密度最大的2 m ×1 m栽培模式下病害发生程度最重,发病率为38.80%,病情指数为21.95,从而说明不同栽培模式下枣黑斑病的发生程度存在明显的差异,种植密度越大,枣黑斑病发生越严重,病情指数越高;3种栽培模式下枣黑斑病不同病情级别均会引起骏枣果实营养成分的含量变化,除总酸含量与枣黑斑病危害级别呈正相关外,其余9种营养成分与枣黑斑病危害级别呈负相关,其中在果实营养成分中的VC和P元素的含量降低幅度最大,总酸含量增加幅度不明显,而其它元素整体上均表现为含量相对减少。
由此可见,枣黑斑病菌侵染后会造成骏枣果实VC和糖分含量降低的同时,总酸含量增加,是南疆红枣果实口感变差,品质下降的主要原因之一。因此,在实施新疆红枣转型升级和提质增效目标任务中,适当的改造枣树的栽培模式,降低种植密度,创造有利于通风透光的栽培模式可作为增加红枣产量和品质的重要尝试。
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Abstract:【Objective】 To study the relationship between jujube cultivation pattern and diseased level of jujube black spot, and correlation between the different diseased levels and changes of the fruit nutrient content and provide a theoretical basis for transformation and upgrading of the quality and effectiveness of jujube industry in Southern Xinjiang.【Method】Three kinds of different cultivation patterns of jun jujube were selected as the research object to establish the classification standard of jujube black spot and the incidence and diseased index were counted; The content of 10 kinds of main nutrients of jujube fruit were determinated using anthrone colorimetry, acid-base titration and spectrophotometry method etc., respectively, and a simple regression analysis was carried out using SPSS software.【Result】There are differences between the 3 cultivation modes of jujube black spot disease incidence and disease index and the content of total acid was positively correlated with the diseased grades of jujube black spot, and the rest was negatively related to 9 kinds of nutrients and jujube black spot disease level.【Conclusion】The bigger planting density of jujube, the more serious the diseased degree of jujube black, and different disease levels jujube black spot all could decrease the quality of jujube fruit.
Keywords: planting mode; jujube black spot; disease index; fruit nutrient; regression analysis
TheCorrelationbetweenDiseasedLevelofJujubeBlackSpotandNutrientContentofJunJujubeFruitunderDifferentCultivationPatterns
BAI Jian-yu1, 2, SONG Feng-hui2, WU Zheng-bao2, LIU Zheng-xing3,CUI Yan-hua3, SHI Yan-jiang2
(1.PostdoctoralMobileResearchStationofCollegeofForestryandHorticulture,Urumqi830052,China;2.ResearchInstituteofEconomicForestry,XinjiangAcademyofForestrySciences,Urumqi830063,China;3.AgriculturalTechnologyExtensionCenterofAksuPrefecture,AksuXinjiang843000,China)
10.6048/j.issn.1001-4330.2017.09.011
S436.65
A
1001-4330(2017)09-1651-08
2017-06-09
中国博士后科学基金面上项目“新疆红枣黑斑病菌的田间追踪检测技术研究”(2014M552565XD);新疆维吾尔自治区科研院所基金项目“阿克苏地区红枣黑斑病菌的药剂筛选”(KYGY2016055)和新疆维吾尔自治区林业发展补助资金项目“南疆红枣主产区红枣主要病害普查鉴定及田间追踪监测技术研究”(XJLKY2016056)
白剑宇(1977-),男,河北承德人,博士后,研究方向为林业有害生物防控,(E-mail)bjyhao2010@sina.com
史彦江(1961-),男,山西人,研究员,研究方向为林木引种育种,(E-mail)syj504@126.com
Supported by: China Postdoctoral Science Foundation Project "The Tracking and Detection Technology of Pathogen of the Black Spot of Jujube in Fields in Xinjiang" (2014M552565XD);Xinjiang Uyghur Autonomous Region Research Institute Fund Project "The Fungicides Screening for Black Spot of Jujube in Aksu" (KYGY2016055) and Forest Development Grant Fund Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region "Study on the Monitoring Technology of Screening and Identification of Main Diseases and Field Tracking in the Main Jujube Producing Areas in Southern Xinjiang" (XJLKY2016056)
Corresponding author:SHI Yan-jiang, (1961- ), male, native place: Shanxi. Professor, research field: Introduction and breeding of forest trees.(E-mail) syj504@126.com