杨振华,缑一杰*,王新宁
(1.杨凌职业技术学院 生物工程分院,陕西 杨陵 712100;2.延安向新农业科技有限公司,陕西 延安 716000)
草莓(Fragariaananassa)被誉为“水果皇后”,营养价值高,在北方利用设施越冬栽培生产,11月底即可上市,经济价值高。但近几年,角斑病成为草莓生产中危害严重的细菌性病害,由于种苗退化及育苗期多雨等造成该病在生产田大量爆发,其病原菌是草莓角斑病菌(Xanthomonasfragariae),属于薄壁细菌门(Gracilicutes)、假单胞杆菌科(Pseudomonadaceae)、黄单胞杆菌属(Xanthomonas)[1]。该病发病初期,叶片出现不规则的红褐色,湿度大时叶背可见溢有菌脓,随着时间的推移,病菌随着叶柄下移到植株根冠茎部,茎基部侵染后,组织坏死,植株根系营养无法供给到地上部分,植株出现“断头”现象,因此又称“断头病”[2]。据统计,2021年陕西关中地区约30%的草莓园区不同程度地发生了细菌性角斑病侵染植株现象,其中约10%的园区死苗率竟达100%。
化学药剂因为操作简单、使用方便、见效快等突出优点,在不同物种的生产管理中被广泛使用,如番茄(Solanumlycopersicon)[3]、黄瓜(Cucumissativus)[4]、苹果(Maluspumila)[5]、核桃(Juglansregia)[6]等。段永华等[7]对草莓细菌性角斑病及田间发病规律进行了调查研究,提出化学防治与农业防治并举措施。杨万凤等[8]研究表明,72%农用链霉素可溶性粉剂对草莓细菌性角斑病有一定的防治作用,最低有效浓度为 18.75 μg·mL-1。孙雪梅等[2]用宁南霉素、中生菌素、春雷霉素、四霉素和乙蒜素5个生物单剂对草莓进行蘸根处理,能够有效预防细菌性角斑病。陕西设施草莓产业起步较晚,本研究在前人研究的基础上,选择4种化学杀菌剂(春雷霉素、噻唑锌、噻唑铜、噻霉酮)和1种微生物杀菌剂(多粘类芽孢杆菌Paenibacilluspolymyxa)进行混配,通过发病植株叶面喷施和灌根的处理方式,研究不同混配方式对草莓细菌性角斑病的防治效果,为陕西省设施草莓的角斑病防治提供科研依据。
试验选择在杨凌示范区五泉镇崔家寨村草莓园,于2021年9月2日定植红颜、章姬2个品种。试验地土壤pH为8.0,有机质2%,水解N 103 mg·kg-1,有效P 57.2 mg·kg-1,速效K 122 mg·kg-1。
于2021年9月20日调研发现草莓植株大面积感染细菌性角斑病,通过前期筛选,选出1 400株发病程度相似植株,其中红颜700株,章姬700株。
噻唑锌 30%悬浮剂(德国巴斯夫);春雷霉素 2%水剂(上海沪联);噻唑铜30%悬浮剂(浙江东风化工厂);3%噻霉酮水分散粒剂(陕西西大华特科技实业有限公司);多粘类芽孢杆菌KN-03 悬浮液(山东阵地)。
G35-25L电动喷雾机,LI6400光合系统测定仪、卷尺、天平。
试验设置6个处理和1个空白对照处理,每个处理200个病株(章姬100株,红颜100株),空白对照喷等量清水。间隔10 d施药1次,共施3次。施药时间分别为9月25日、10月5日、10月15日。分别于第1次施药后4 d、第2次施药后7 d、第3次施药后11 d调查病情。药剂混配方式及处理方法见表1[9]。
表1 不同药剂配比及处理方法
1.6.1 角斑病防效效果测定 细菌性角斑病病情分级标准如下:0级,无病斑;1级,病斑面积占整个叶片面积的6%以下;3级,病斑面积占整个叶片面积的6%~10%;5级,病斑面积占整个叶片面积的11%~20%;7级,病斑面积占整个叶片面积的21%~50%;9级,病斑面积占整个叶片面积的50%以上[10]。病情指数、防效、发病率的计算方法如下:
病情指数=∑(各级病叶数×代表数f值)/(总叶数×最高病级值)×100%;
(1)
防效=(对照病情指数-处理区病情指数)/(对照病情指数)×100%
(2)
发病率=发病植株/调查总植株×100%。
(3)
1.6.2 营养生长、生殖生长指标测定 显蕾期前11月1日统计每个处理下章姬、红颜的营养生长、生殖生长指标测定,包括株高、叶柄长、叶面积、花序长、花枝数、花蕾数。
株高:草莓植株基部至叶片最高处之间的距离。
叶柄长:为心叶向外第3片展平的功能叶的叶柄长度。
叶面积:心叶向外第3片展平的功能叶面积。
1.6.3 草莓叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率及根系活力测定 于草莓第1片新叶成龄后测定叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率及根系活力。净光合速率(PN)及蒸腾速率(E),采用 Li6400光合系统测定仪测定;叶绿素,采用丙酮浸提法测定;根系活力,采用 TTC法测定。
1.6.4 草莓产量测定 在草莓整个生长期,其他农艺管理措施一致。待头茬果成熟后每个处理选具有代表性的连续20株作为调查对象,用天平测其单株产量,并取平均值。
采用Excel 2010和SPSS 19.0对数据进行统计分析;采用Origin 2021进行绘图。
对‘章姬’草莓进行药剂处理(表2),第1次施药后4 d,T6处理的防效可达83.56%,显著优于其他处理;T1、T2、T3、T4、T5的防效分别为62.11%、63.45%、65.25%、78.23%。第2次施药后7 d,T4、T5、T6处理的防效都可达85%以上,均显著优于T1、T2、T3处理。第3次施药后11 d,T4、T5、T6处理的防效都可达90%以上,以T5、T6处理效果最佳,防效分别为95.92%、94.56%,二者差异不显著。同时,6组处理都大大降低了病苗率,其中T6处理的病苗率低至10.23%。
表2 不同处理对章姬品种细菌性角斑病的防治效果
对‘红颜’草莓进行药剂处理(表3),第1次施药后4 d,T6处理的防效可达84.36%,显著优于其他处理。第2次施药后7 d,T4、T5处理的防效也大幅度提高、与T6处理的防效都可达85%以上,三者差异不显著。第3次施药后11 d,T6处理的防效可达95.26%。同时,6组处理都大大降低了病苗率,T6处理的病苗率为18.21%。
表3 不同处理对红颜品种细菌性角斑病的防治效果
由表4可见,对章姬草莓进行药剂处理后,不同处理对其营养生长及生殖生长的影响十分明显,各项指标均优于对照。营养生长方面,T5、T6处理下的草莓株高分别可达24.21、23.62 cm,显著优于对照和其他处理。生殖生长方面,T5处理下草莓的花序长、花枝数分别为25.65 cm、3.9个,优于其他处理;T6处理下的草莓叶柄长和叶面积分别为18.23 cm、49.26 cm2,营养生长状况;而T6处理下的花蕾数最多,达到19.3个。
表4 不同处理对章姬草莓营养生长、生殖生长的影响
由表5可见,对红颜草莓进行药剂处理后,各项指标均优于对照。营养生长方面,T6处理下的草莓株高和叶柄长分别为23.62、17.56 cm,为最佳;T5、T6处理下的草莓叶面积分别为48.10、48.16 cm2,无明显差异。生殖生长方面,T5处理下的草莓生长指标均为最佳,花序长、花枝数、花蕾数分别为14.80 cm、2.9个、29.8个。
表5 不同处理对红颜草莓营养生长、生殖生长的影响
由图1可以看出,对章姬、红颜草莓进行不同药剂处理后,对其净光合速率、叶绿素含量、蒸腾速率及根系活力的影响十分明显,6种处理的各项指标相较于对照均大幅度提高。
注:相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著。
由图2可以看出,对章姬、红颜草莓进行不同药剂处理后,产量的影响十分明显,6种处理的产量相较于对照均大幅度提高。对照组的章姬、红颜草莓产量仅分别为0.2、0.24 kg·株-1。而经过药剂处理后,每组处理的产量均达到0.3 kg·株-1以上,T6处理下,章姬、红颜草莓的产量达到0.6、0.57 kg·株-1。
图2 不同处理对章姬、红颜草莓产量的影响
将生产上常用的4种化学杀菌剂和1种微生物杀菌剂混配成6组处理后,进行田间药效试验对比,测定不同处理对草莓细菌性角斑病的防效。结果表明,噻霉酮、春雷霉素和多粘类芽孢杆菌对草莓细菌性角斑病有较好的防治效果,三者作用机制不同。春雷霉素为农用抗生素,噻霉酮为广谱杀菌剂,二者复配可以协同增效。近年来,由于生产者对化学杀菌剂的不科学使用,常常造成病原菌抗药性,同时带来一系列环境和健康问题。基于此,研究者寻找了许多生物防治的方法来替代化学杀菌剂的使用,并颇有成效[11]。用生防菌进行生物防治是一种高效绿色的植物病害防治办法,常见的生防菌种主要分为细菌、真菌及放线菌[12]。多粘类芽孢杆菌是植物生产中一种有效的拮抗菌和促生菌,具有固氮能力的革兰氏阳性细菌,是可免做安全鉴定的一级菌种,其能够通过自身代谢产生具有广谱拮抗作用的代谢产物,有效抑制农作物病原菌,还可促进作物生长发育并提高产量[13-14]。
目前,生产上对草莓细菌性角斑病的防治措施有限,常用春雷霉素、噻唑锌、噻霉酮等杀菌剂进行叶面喷施防治,如此也带来一定的抗药性和农残问题[15-16]。综合评价表明,化学类单剂叶面喷施用于防治草莓细菌性角斑病不是最佳选择。本研究在此基础上,用生防菌“多粘类芽孢杆菌KN-03”进行灌根处理,大大提高了防治效果和产量,为防治草莓细菌性角斑病提供了新思路。
对于章姬、红颜草莓,T1、T2、T3处理对草莓细菌性角斑病田间防治药效相对表现较差,原因在于以上3种处理仅单独使用2种杀菌剂进行叶面喷施,已产生了抗药性,与其他处理添加多粘类芽孢杆菌灌根相比,防治手段较为单一。T5处理和T6处理的防治效果最佳,同时2种处理下营养生长和生殖生长的各项指标也均有显著提升;但T6处理的草莓产量优于T5处理。
综上,在进行草莓角斑病的防治时,抓住施药的关键时期,即在发病初期采用叶面喷施3%噻霉酮水分散粒剂和2%春雷霉素,同时用多粘类芽孢杆菌KN-03 300倍稀释液灌根的方式,间隔10 d、连续施用3次,能够提高对角斑病的防治效果,并控制病菌抗药性的产生。