李舒然,刘肖烽,李 娜,李六林
(山西农业大学园艺学院,山西 太谷 030801)
枣(Ziziphus jujube Mill)原产于我国,适应性强,栽培范围广[1],其中,壶瓶枣果肉细腻,汁液较多,营养丰富,具有较高的经济价值[2-3],但因其成熟期多在雨季且果皮较薄,果实遇雨易裂易产生病害,生产上多采用避雨栽培或喷施植物生长调节剂等方法来调整果实成熟期,以避开雨季,降低裂果率[4-6]。而调控措施的使用可能会影响果实生长发育,导致黑顶病的发病率增加。黑顶病在芒果[7]、香蕉[8]、柿果[9]和枣[10]等园艺植物上发病较严重,其中壶瓶枣果实黑顶病是近年来在山西中南部发现的一种新型病害,发病初期首先在果顶部位出现褐色病斑,随发病程度加深病斑逐渐扩大,发病处果肉皱缩、颜色加深,有轻微苦涩味,无食用价值和商品价值,且该病害主要在白熟期、半红期和全红期产生,如遇较多降雨,发病率显著上升[10-12]。
为了研究环境因素对黑顶病的影响,本试验分析了果实白熟期到成熟期黑顶病的发病率与环境因子的相互关系,通过搭建遮雨棚、喷施PP333和GA3,调查黑顶病的发生情况,研究了不同处理以及不同果实大小对黑顶病的影响,旨在为探究黑顶病的发生原因及研究相应的防治措施提供依据。
试验地位于太谷县小白乡东崖村万亩红枣园区,年均降水量456 mm,气候温和,适宜果树生长。选择南北走向、树龄为15年生枣树进行试验,果园常规管理。
1.2.1 试验处理 试验共设3 个处理,分别为搭建遮雨棚、喷施植物生长调节剂GA3和PP333。
遮雨棚处理:2018年8月,在试验地搭建遮雨棚,棚架宽390 cm,长40 m,棚架最高处距地面350 cm,上覆聚乙烯塑料薄膜,薄膜两端下垂,距地面200 cm,棚间距100 cm。
GA3和PP333处理:选取长势基本一致的枣树,分别于 2018年8月10,20,30日和 9月9日共喷施 4 次质量浓度为 20 mg/L 的GA3和 600 mg/L 的PP333,每棵树喷施1.5 L,均匀喷洒至树体及果实表面(喷施前后4 h 内如遇降雨,需补喷),每个小区3 次重复。
1.2.2 壶瓶枣果实黑顶病发病率的调查及病果分级 分别于2016,2017,2018年测定壶瓶枣果实黑顶病的发病率,选择1~2 个大枝的果实进行统计(果实总数大于100),于每年的8月10日开始,每7 d 统计一次病果率。
于2018年8月10日开始,分别对搭建遮雨棚的果园、GA3和PP333处理后的果园壶瓶枣的黑顶病发病率进行调查,方法同3 a 的发病率调查。对果实形态大小进行分类时,结合果实生长发育曲线图,以果实最大横断面的直径为标准,横径高于该时期平均水平的果实记为大果,低于平均水平的为小果,分别计算大、小果实黑顶病发病率。
病果分级参考文献[13]的方法,略有改进,具体分级标准列于表1。
表1 壶瓶枣黑顶病果实分级标准
1.2.3 壶瓶枣果实黑顶病发病率与气象因子的相关性分析 气象资料来源于中国气象数据网。分别整理 2016,2017,2018年8月10日至 9月14日每7 d 的相对湿度、日最高温度和最低温度,与对应的枣果实发病率进行相关性分析。
2016—2018年黑顶病发病率的调查结果表明,壶瓶枣黑顶病在整个果实发育过程中呈现出明显的规律性,不同年份均与果实发育时期密切相关,多在白熟期开始发病(图1)。2016年8月10日果实进入白熟期后,开始出现黑顶病,此后,随着果实发育,病果率逐渐上升,8月16—23日间,果实发病率的上升速度最快,由11.09%增加到20.01%。2017年8月10—16日,9月8—14日期间果实黑顶病增长速率缓慢,分别由0 和25.86%增加到4.09%和26.82%;8月16日到 9月8日,发病率急剧上升,从4.09%增长到25.86%,净增长率为21.77 百分点,该时期可能为黑顶病发病关键时期。2018年黑顶病整体发病率较前2 a 有所降低,且发病前期病果增长速率较慢,9月8日累积病果率为6.30%,之后病果率增加幅度较高,9月14日累积病果率达到13.64%,9月8—14日病果率由6.30%增加到13.64%。
2016—2018年壶瓶枣黑顶病发病率的变化情况与各气象因子的相关性分析结果列于表2。黑顶病的发病率与空气相对湿度的变化呈显著正相关,其相关系数分别为0.822 5,0.850 6 和0.903 0;黑顶病发病率与最高气温之间的变化呈负相关,相关系数分别为 -0.508 1,-0.368 0 和 -0.972 8,其中,2018年黑顶病发病率与日最高温度相关性达到显著水平;黑顶病发病率与最低气温间呈现负相关关系,相关系数分别为-0.736 6,-0.871 3 和-0.995 1,其中,2017,2018年发病率与最低气温相关性分别达到显著和极显著水平。
表2 2016—2018年壶瓶枣黑顶病发病率与气象因子间的相关性分析
2.3.1 不同处理下壶瓶枣黑顶病病果分级 采用不同方式处理的果园,黑顶病果实发病程度差异较大。从图2可以看出,对果园进行不同方式的处理后,发病果实多以1 级病果为主,而搭建遮雨棚的枣园和PP333处理后的枣园有4 级病果出现,成熟期它们的4 级病果数占总调查果数的比例分别为0.27%和0.55%,3 级病果数占总调查果数的比例分别为1.34%和1.63%,对照果园4 级病果占比和3 级病果占比分别为0 和0.95%。喷施PP333与搭建遮雨棚的枣树发病程度较对照果园更为严重且发病时间提前,PP333处理组从8月10 便开始出现1 级病果,是4 组中出现病果最早的一组。GA3处理的果园发病程度较轻,发病时间与对照果园相同,出现2 级病果时间较对照果园晚,仅出现1 级和2 级病果,且所占比例显著低于PP333处理组、遮雨棚处理组和对照组果园。
2.3.2 不同处理下壶瓶枣黑顶病发病率 黑顶病从果实白熟期开始出现,之后各个时期均有病果产生。8月下旬到9月上旬为黑顶病发病的高峰期,该时期黑顶病发病率呈暴发式增长,对照果实在8月23—30日期间黑顶病发病率从 1.32%增加到5.13%%(图3),9月8—14日时间内,黑顶病发病率从6.30%增至13.64%。喷施PP333和搭建遮雨棚的果园,果实成熟期黑顶病发病率分别为16.54%和14.54%,高于对照果园发病率。喷施GA3的果园,果实黑顶病发病率低于对照果园,成熟期累积发病率为5.75%。8月16日,GA3处理的果园和对照果园均未出现黑顶病,而PP333处理果园和搭建遮雨棚的果园均在该时期开始出现病果,发病率分别为0.58%和0.26%。
2.3.3 不同处理下壶瓶枣果实大小与黑顶病的关系 由图4可知,壶瓶枣黑顶病的发生与果实大小密切相关,不同处理下大果黑顶病发病率显著高于小果。搭建遮雨棚后,大果发病率呈现先快后慢的增长趋势,与该处理下小果发病率的增长趋势相反。PP333处理后,白熟期大果发病率增加速度较慢,9月9—14日发病率显著增加,从5.92%增长到11.60%,小果发病率在8月30日至9月8日几乎无变化,之后缓慢增加。GA3处理后,大果发病率在8月23—30日增加速率较快,从0.59%增加到2.47%,而该时间段内小果发病率较低,仅由0.17%增加到0.26%。对照果实黑顶病发病情况也表现为大果发病率显著高于小果,且该处理组大小果实发病率变化趋势一致,8月16日到 8月23日、8月30日到 9月8日果实黑顶病增长速率较慢,大果发病率分别从0 和4.11%增加到1.07%和4.55%,小果发病率分别从0和 1.06%增加到 0.25%和 1.43%;9月8—14日果实黑顶病增长速率相对较快,大小果实发病率分别从4.45%和1.43%增加到11.03%和2.61%。
对2016—2018年试验点黑顶病的调查结果表明,病果多在白熟期开始产生,之后随着果实成熟,其发病率越来越高。3 a 的调查数据中,2016年果实开始发病的时间最早,2017年次之,2018年果实开始发病的时间最晚,在分别对不同年份果实发病率与对应时间段内日最高、最低温度及空气相对湿度的相关性进行分析后发现,果实发育成熟期内,黑顶病的发生与环境因素关系密切,其相关性大小依次为空气相对湿度>日最低温度>日最高温度。根据本研究检测结果,空气相对湿度对黑顶病的影响最大,这一现象可能是由于较高的空气湿度会影响树体蒸腾作用,果实对养分的运输能力降低,果顶部位无法获得充足的养分而产生黑顶病。
研究证实,搭建遮雨棚可以提高棚内温度和湿度,改善果树的生长环境,进而影响果实生长发育[14],但是遮雨棚类型和搭建遮雨棚后形成的小气候条件以及果树种类等因素也会影响果树的生长[15]。本试验中,搭建遮雨棚的枣树与露地栽培枣树相比,果实黑顶病发病率显著上升,且发病时间较对照组提前7 d 左右,该现象可能是由于聚乙烯薄膜覆盖后,果树长期处于高湿度环境下,果园通气性差可能导致病果大量产生且时期提前[16-17]。PP333是一种赤霉素合成抑制剂,作为生长延缓剂可以调控植物生长发育[18]。在壶瓶枣果实发育至白熟期喷施适宜浓度的PP333,可以使枣果实成熟期提前,以避开雨季,生产上多用该方法降低果实裂果率[19-20]。但是本试验发现,经过PP333处理的枣树,黑顶病发病时期为4 组处理中最早的,8月10日便出现了病果,并且随着果实成熟,黑顶病发病率显著高于对照果实。造成该现象的原因可能是PP333处理改变了果实的发育时期,果实生长发育加快,对环境的适应性受到影响而发病;也可能是由于果实发育成熟速度较快,但果实内部营养物质运输速率受到影响而导致病果出现。采用遮雨棚和喷施PP3332 种处理的果树不仅发病率高,发病时期提前,而且发病程度也较为严重,对照果园发病程度最严重的为成熟期,有3 级病果出现,而遮雨棚处理与PP333处理果园出现了一定比例的4 级病果。
在枣树白熟期喷施高浓度的GA3可以影响果实着色,延迟果实进入转色期,影响果实成熟[21]。本试验中,GA3处理果园黑顶病发病率显著低于其他3 组处理,发病时期与对照相同但是较遮雨棚和PP333处理推迟7~14 d,且发病程度为3 组中最轻的,在果实整个生长发育时期黑顶病发病最严重时仅有1 级和2 级病果出现,2 级病果占病果总数比例较小,且发生时期较对照果园推迟7 d,较搭建遮雨棚和PP333处理果园提前14 d 左右。推断其可能原因是GA3处理使得果实进入转色期的时间推迟,果实生长发育进程减慢,而该处理下维管束发育可能未受到影响,对水分的运输能力没有降低,果顶部位有充足的水分和养分提供果实生长。
搭建遮雨棚、喷施PP333和GA3处理后,3 组处理果实黑顶病发病率与对照组发病率均有明显差异,但是对不同处理组病果大小进行分级后发现,所有处理下成熟期果实发病率均为大果显著高于小果,且搭建遮雨棚和PP333处理后的枣树小果开始发病的时期较大果明显晚7 d 左右。这可能是因为小果体积小,养分更加方便运输至果实果顶部位,果顶养分充足,抗性强不易发病,而大果体积大,果实运输养分能力减弱,使得果实果顶部位养分含量低,抗性弱,易于染病。
综上所述,黑顶病在果实白熟期到转色期开始发生,发病率与气象因子的变化及果实大小密切相关;从壶瓶枣果实白熟期开始喷施20 mg/L 的GA3可以推迟黑顶病的发病时期,为采取相应防治措施争取时间,减少黑顶病对于果园的损害,而且可以有效降低黑顶病的发病率和发病程度。但是黑顶病发生的详细原因尤其是果实内部营养物质的运输与发病率之间的关系尚未明确,因此,在研究具体发病原因时,还需进一步分析果实内部物质的运输及其含量对黑顶病的影响。