苹果黑星病在陇东的年消长动态及在不同苹果品种上的病情差异

韩菊红,岳德成,张琰那,2,柳建伟,史广亮,李青梅,姜延军,李金峰

(1.平凉市农业科学院,甘肃平凉 744000;2.合力科技股份有限公司,杭州 310051)

苹果黑星病是由苹果黑星病菌[Venturiainaequalis(Cooke) Wint.]侵染引起的一种世界性苹果病害,对苹果的长势、产量和品质均可造成严重影响。该病害于近年传入甘肃省平凉市,目前在所辖的静宁、庄浪两县呈严重发生态势并已扩散至其他县区,对当地苹果产业发展构成严重威胁。苹果黑星病具有发生危害周期长、再侵染频次高、传播速度快等特点,防治上难以奏效,筛选优良抗病品种和找准最佳防控时期是有效遏制其发展、减轻其危害,实现绿色、精准防控之目的的主要途径,但国内的相关研究甚少。有报道[1-4]指出:苹果黑星病在陕西省渭北旱原苹果产区的初侵染期在5月上旬,年内病情呈双峰消长态势,危害高峰期分别在7月上旬和9月初,9月下旬后不再发展;苹果栽培品种中,‘秦冠’‘藤牧一号’等少数品种具有高抗病性,‘富士’‘乔纳金’‘红星’‘陕富 6号’‘丽嘎’‘澳洲青苹’‘太平洋玫瑰’‘粉红女士’‘金世纪’‘国光’‘嘎啦’等多数品种易于感病。亦有研究[5]认为,‘澳洲青苹’‘嘎拉’等品种有较强抗病性。上述研究为苹果黑星病防控时期的把握和抗病品种的选择提供了有益借鉴,但所涉及的地域还很狭窄,所涉及的品种还很少,与中国苹果分布范围较广[6]、种植品种繁多[7]的现状相差甚远,许多苹果产区的最佳防控时期和多数苹果品种的抗病性尚不明了,现有研究结论也不尽一致,苹果黑星病绿色、精准防控存在明显短板。为此,笔者就苹果黑星病在陇东地区的年消长动态及在不同苹果品种上的病情差异进行了调查,旨在为当地苹果黑星病的绿色防控提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 观察点概况

观察地点安排甘肃省静宁县威戎镇梁马村(35.42°N,105.73°E),所在地光照充足、昼夜温差大、干旱少雨、雨期集中[8]。村中心区域建有13.3 hm2的苹果苗木繁育基地,包括种质资源圃、苗木繁育区和苹果品种展示区三部分。其中种质资源圃共栽植60多个苹果品种(系),树龄均在5～6 a;苹果品种展示区栽植‘红富士’‘成纪1号’‘静宁1号’等10余个品种,以‘红富士’为主,树龄6 a,矮化密植栽培,树冠大小基本一致。苹果黑星病是当地苹果的主要病害,近年严重发生[9]。

1.2 调查项目及方法

1.2.1 在不同时期的发病程度调查 在苹果品种展示区,进行3次重复调查,每重复选定1行红富士苹果树(120株),在其一端第30株树开始,每隔30株选取1个观察点,共3点,每点标定1株树作为观察树。调查区域当年不喷施任何杀菌剂。5月18日至9月16日系统调查苹果黑星病发生程度,共调查16次,平均间隔期8 d;为了明确9月中旬之后的病情发展趋势,于苹果收获期的10月13日追加1次调查。每次在观察树的东、南、西、北、中5个方位各随机选取1个枝条,每枝条自上而下调查20叶,逐叶记载病情级别,病情分级按史广亮等[8]报道的标准执行。相关指标计算参照李青梅等[10]和朱海霞等[11]提供的方法,具体公式为:

y=a/a0×100%

L=ln[(DI/100)/(1-DI/100)]

r=(L2-L1)/(t2-t1)

式中,y为病叶率,a为发病叶片数,a0为调查叶片数,DI为病情指数,n为叶部病情最高级别数,i为叶部病情级别,xi代表叶部病情级别为i的叶片数,X为调查总叶片数,L为DI的逻辑斯蒂值,r为病害流行速率,t2-t1为两次病情调查的时间间隔,L1和L2分别表示t2时间和t1时间的病情指数的逻辑斯蒂值。

1.2.2 在不同苹果品种上的发病程度调查 在种质资源圃内,选择主要苹果品种39个(表1),于苹果黑星病危害盛期(8月上旬)调查每个品种的发病程度,共进行3次重复调查。该种质资源圃在当年未喷施任何杀菌剂。每品种每重复选取1行苹果树,行内等距离3点取样,每样点调查1株树,每树在其东、南、西、北、中5个方位各随机选取1个枝条,每枝条自上而下调查20片叶,逐叶记载病情级别。病情分级标准和病叶率、病情指数计算公式均与“1.2.1”相同;参照黄莉群等[12]和张霞等[13]提供的方法计算相对病情指数和相对抗病性指数,具体公式如下:

表1 种质资源圃中用于苹果黑星病病情调查的主要苹果品种

RDI=DI/DICK

IRR=1-RDI

式中,RDI为相对病情指数,DI为病情指数,DICK为对照品种的病情指数,一般将病情指数最高者确定为对照品种[13],本试验调查的对照品种为‘成纪1号’,IRR为相对抗病性指数。

参照黄莉群等[12]和张霞等[13]的方法将抗病类型分为免疫(I)、高抗(HR)、中抗(MR)、中感(MS)和高感(HS)。其中IRR=1为免疫, 0.85≤IRR<1为高抗,0.70≤IRR<0.85为中抗,0.40≤IRR<0.70为中感;IRR<0.40为高感。

1.3 数据处理

利用Excel 2010对调查数据进行统计处理并制作曲线图,利用DPS 7.05进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 苹果黑星病的年消长动态

由图1和表2看出,苹果黑星病在陇东地区的始病期在5月下旬,之后的5月25日至6月23日为病情快速发展期,田间病叶率由9.00%迅速上升至63.00%,病情指数由1.07迅速上升至28.26,病害流行速率达到0.123 9,日平均增长12.39%。7月14日至7月27日和8月18日至9月8日为病情较快发展期,前者的病叶率由 67.00%上升至81.67%,病情指数由30.63上升至40.11,病害流行速率为0.032 0,日平均增长 3.20%;后者的病叶率由84.05%上升至 92.97%,病情指数由43.07上升至54.24,病害流行速率为0.0214,日平均增长2.14%。6月23日至7月14日和7月27日至8月18日为病情缓慢发展期,病害流行速率分别仅为0.005 4和0.005 5,日平均增长0.54%和0.55%。9月8日至10月13日为病情停止发展期,随时间推后,病叶率有所下降,病情指数保持在55左右,病害流行速率接近0。

图1 苹果黑星病年消长动态

表2 苹果黑星病在不同时间段的流行速率

可见,陇东地区苹果黑星病发病后的病情发展呈“阶梯式”上升态势,其中的快速发展期和较快发展期是利用杀菌剂遏制园内病情发展的主要时期,前者为关键期。

2.2 苹果黑星病在不同苹果品种上的病情差异

由表3看出:所调查的39个品种中,‘美国8号’和‘皮诺瓦’均未发病,表现免疫;‘摩力士’‘静宁1号’‘瑞阳’‘秦脆’‘国光’‘蜜脆’‘华硕’‘艾达红’‘陆奥’‘金冠’‘无锈金矮生’和‘寒富’等12个品种发病程度轻微,其病叶率和病情指数分别在1.11%～22.93%之间和0.12～3.46之间,除与‘岳冠’‘红露’有较小差异外,极显著(P<0.01)低于其他品种,其相对抗病性指数在0.902～ 0.997之间,表现高抗;‘太平洋嘎啦’‘金世纪’‘红露’和‘岳冠’等4个品种发病程度较轻,其病叶率、病情指数和相对抗病性指数分别为 19.44%～31.36%、6.36～8.54和0.757～ 0.819,表现中抗;‘阿斯’‘2001富士’‘烟富1号’‘首富3号’‘维纳斯黄金’‘嘎啦’‘瑞雪’‘爵士’‘印度青’等9个品种发病程度较重,其病叶率、病情指数和相对抗病性指数分别为36.97%～ 59.00%、12.47～ 18.58和0.471～0.645,表现中感;‘新红星’‘烟富3号’‘成纪1号’‘秋富1号’‘长富2号’‘宫崎短富’‘烟富6号’‘龙富’‘延长红’‘凉香’‘美味’‘青香蕉’等12个品种发病程度重,其病叶率、病情指数和相对抗病性指数分别为 56.11%～70.24%、21.17～35.14和0.000～0.398,表现高感。

表3 苹果黑星病在不同苹果品种上的发生程度

可见,参试苹果品种对黑星病的抗性水平存在较大差异,其中的高抗和免疫品种较多,说明合理选择和大面积推广抗病苹果品种是有效控制苹果黑星病可实现的途径。

3 讨论与结论

化学防治依然是快速有效控制苹果黑星病发生危害的最主要方法之一,但该病害在陇东地区的年消长规律模糊不清,很难做到精准用药,导致生产上多频次、大剂量喷药现象较为突出,果品、环境污染风险大,是生产上亟待解决的问题。本研究表明:苹果黑星病在陇东地区的始发期在5月下旬,较陕西省旬邑县推迟15 d左右[24],胡小平等[25]研究认为子囊孢子是苹果黑星病在渭北旱原及陇东的初侵染来源,而子囊孢子侵入后的潜育期为9～14 d[3],按其推算该致病菌在陇东地区苹果树上开始接触和侵入的时期在5月上中旬,较陕西渭北旱原区和黑龙江省分别推迟10 d左右和提前10 d左右[3],这与各地的气温差异有直接关系,陇东地区可考虑在5月上中旬喷施 1～2次保护性杀菌剂,之后着重考虑喷施治疗剂或治疗兼保护剂或治疗剂+保护剂。由本研究看出:在陇东地区苹果黑星病化学防治中,宜将遏制园内病情发展的关键时期掌握在5月下旬至6月下旬,其次在7月中下旬和8月中旬至9月上旬,上述时间段内喷药时间越早效果越好。

推广应用抗病品种是控制作物病害最经济、最有效的手段,亦是实现作物绿色生产最重要的措施之一[2],但国内报道的高抗苹果黑星病的苹果品种十分稀少。本研究筛选出免疫品种2个、高抗品种12个,在苹果黑星病流行地区有较大推广应用价值;筛选出高感和中感品种21个,不宜作为主栽品种在苹果黑星病流行地区栽植。从陇东地区苹果生产现状看,品种结构单一问题十分突出,富士系苹果依然占据主导地位,其栽植规模占到苹果总面积的80%以上,其抗病性表现高感或中感,由此导致苹果黑星病呈快速扩散蔓延态势。今后在苹果品种布局上,要尽可能提高高抗病品种的栽植比重,逐步适度压缩感病品种特别是富士系苹果的栽植规模,以求达到有效遏制病情发展蔓延、减轻病害危害之目的;在苹果育种上,要充分利用现有免疫和高抗病品种,进一步选育出高抗、广适、高产和优质的苹果新品种。

本研究所涉及的苹果品种基本包括了陇东及周边地区的栽培品种,静宁县具有昼夜温差大、土层深厚、光热资源丰富之特点,是我国苹果最佳适生区,辖区的苹果黑星病也呈严重发生态势。本研究结果可为当地及周边地区苹果黑星病绿色防控中的最佳喷药时期和抗病品种选择提供重要依据。今后继续开展苹果黑星病在不同年份、不同生态区域特别是在极端气候状况下的年消长动态、品种抗性表现等方面的研究工作,以期为苹果黑星病绿色防控提供更加全面的技术指导。