陈玉鑫, 张钰析, 刘瑞昌, 李琳琳, 李春沁, 李伯辽, 李广伟
(陕西省红枣重点实验室(延安大学), 延安大学生命科学学院, 延安 716000)
枣原产于我国黄河下游地区,在我国具有悠久的栽培历史,远在古代枣即与桃、杏、李、栗并称为“五果”[1]。目前,红枣仍为我国的第一大干果,据2018年统计全国种植面积达331万hm2,干果总产量736万t,占世界总产量的98%,新疆、河北、河南、山东、山西和陕西为我国六大红枣主产区,产量占全国总产量的90%以上[2]。陕西省是我国传统的红枣产区,2020年枣树成林面积达21万hm2,年总产量109.91万t。陕西红枣主要分布在陕北黄河沿岸和泾河沿岸, 洛河流域有少量种植[3]。近年来,枣裂果病和枣疯病已成为危害我国枣树最严重的两大病害。除新疆外,枣裂果病在其他枣产区的露地栽培园连年重度发生,如山西枣区的‘壶瓶枣’在重度发生年份裂果率达90%以上[4];山东德州枣区‘金丝小枣’裂果率超70%[5];河北太行山区 ‘婆枣’在多雨年份裂果率高达80%以上[6];河南新郑港区露地栽培的‘新郑早红枣’平均裂果率达46.5%[7]。与枣裂果病仅为害果实不同,枣疯病是一种致死性病害,染病枣树随即失去结果能力,发病3～4年后常整株枯死,枣疯病的严重发生给枣农造成极大的经济损失,严重威胁当地枣产业的健康发展。目前,枣疯病在国内各个枣产区均有发生[8-12],不同枣产区的发病率及发病程度与当地栽植的枣树品种、田间管理水平以及植保技术等紧密相关[13]。桃小食心虫CarposinasasakiiMatsumura是为害红枣最严重的蛀果害虫,在新疆、河北、山东、陕西、山西等枣主产区普遍发生[14-17],但具体的发生和为害程度尚不清楚。近年来,受红枣种植经济效益下降的影响,陕北枣区枣园管理粗放甚至撂荒,水肥投入不足,树势衰弱,致使枣疯病、枣裂果病发生严重。摸清陕北枣区枣树重大病虫害的发生现状及分布特点,对预防和控制枣树病虫害的发生危害、解决陕北枣区枣产业的发展瓶颈问题具有重要的经济和生态意义。
本研究调查了陕北地区延川、清涧、吴堡、佳县4个县主要种植枣树的15个镇60个行政村的枣园枣疯病、枣裂果病(脆熟期)的发病率和发病程度以及桃小食心虫的蛀果率,以期为准确掌握陕北枣区重大病害虫的发生现状及后续制定治理策略提供数据支持。
1.1 总体调查方案
根据陕北枣区枣树沿黄河岸种植及南北地区红枣成熟期相差6～10 d的特点,设计了沿黄河从南(延川县乾坤湾镇雷家塬村 36°18′N,110°20′E)向北(佳县通镇垴畔圪垯村 38°12′N,110°27′E)的顺序调查。南北端相距212.74 km,调查时间:2021年9月16日至2021年9月24日。在延川、清涧、吴堡、佳县4个县区选取15个乡镇,每个乡镇随机选取1～6个行政村,共选取60个行政村(表1),每个行政村随机选取1块面积不小于1 hm2的枣园为一个调查点,每个调查点调查枣疯病、枣裂果病以及桃小食心虫发生、危害情况的取样数见表1,详细记录调查点的经纬度,通过实地查验结合走访问询确定枣园的管理状态。
表1 调查陕北枣区枣疯病、枣裂果病及桃小食心虫发生情况的采样点及样本量信息1)
1.2 调查方法
1.2.1枣疯病发生程度及分布特点调查
每个枣园共调查200株枣树,各个调查点的枣树品种及对应的数量如表1所示。根据花器返祖、叶片黄化、小枝丛生、果实畸形等病症逐株观察枣树是否感染枣疯病,如有症状则参照刘孟军等[18]的病情分级方法从病株、病园和病区水平分别进行分级。病株水平上的病情分级:0级,整株无病枝;Ⅰ级,单株仅有1～2个小枝发病,其他枝条正常;Ⅱ级,病枝占单株总枝量的25%以下,其他枝条正常;Ⅲ级,病枝占单株总枝量的25%～50%,其他枝条正常;Ⅳ级,病枝占单株总枝量的51%～75%,其他枝条正常;Ⅴ级,病枝占单株总枝量的75%以上,病枝遍及整个树体,基本无正常枝条。病园水平上的病情分级也分为5级,为了叙述方便,设X为发病株数占某个枣园调查总株数的百分比,X=0、X<5%、5%≤X<20%、20%≤X<35%、35%≤X<50%和X≥50%分别表示0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级。将乡镇所属的枣园称为一个病区,病区水平上枣疯病的病情分为5级,设Y为不同乡镇枣园的平均发病率,Y=0、Y<1%、1%≤Y<5%、5%≤Y<10%、10%≤Y<25%和Y≥25%分别表示0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级。利用调查数据统计分析陕北枣区枣疯病的空间分布特征;通过线性拟合分析枣疯病发病率与枣园所处地理纬度之间的相关性。
1.2.2枣脆熟期裂果程度及开裂特点调查
在枣脆熟期调查枣裂果的发生程度及不同品种的裂果方式。每个枣园选择10株枣树(每行随机选取2株,共调查5行),记录枣树品种,在每株枣树的东、南、西、北4个方位的枝条上各随机选取5颗枣,共计20颗,每个枣园共调查200颗枣(部分老枣园、发病枣园枣树结果量少,无法达到取样要求,根据实际情况取样)。参照苑赞等[19]的方法进行枣裂果病病情分级。0级,果面无裂痕;Ⅰ级,果面有1道裂口,长度不超过果实横径或纵径的1/2, 或者果面裂口细小、裂口面积不超过果面面积的1/4;Ⅱ级,果面有1道裂口,长度超过果实横径或纵径的1/2,或果面有2道裂口,长度不超过果实横径或纵径的1/2,或果面裂口细小,裂口面积占果面面积的1/4～1/3(包含1/4且不包含1/3);Ⅲ级,果面有2道裂口,长度超过果实横径或纵径的1/2,或果面有3道裂口,长度不超过果实横径或纵径的1/2,或果面裂口细小,裂口面积达果面面积的1/3～1/2(包含1/3且不包含1/2);Ⅳ级,果面有3道裂口,长度超过果实横径或纵径的1/2,或果面有4道裂口,长度不超过果实横径或纵径的1/2,或果面裂口不规则,裂口面积达果面面积的1/3～1/2(包含1/3且不包含1/2);Ⅴ级,裂口面积超过果面面积的1/2。参照卢艳清等[20]的方法将枣裂果方式分为纵裂、环裂、纵裂+环裂、不规则裂4种,计算裂果率(裂果率=裂果数/调查总果数×100%)及枣果不同裂果方式所占的百分比。依据中国科学院资源环境科学数据中心收集的2021年延安市、榆林市所属县区8月-9月降雨量数据,采用ArcGIS 软件的可里金插值法进行空间插值,得到本次调查的15个乡镇所在区域的降雨量分布格局;随后在GIS中导入各个乡镇的经纬度,获取位置,最终得到各个乡镇的降雨量数值。通过线性拟合分析枣裂果率与调查当年8月-9月降雨量的相关性。
1.2.3枣园桃小食心虫蛀果为害程度调查
调查脆熟期桃小食心虫的蛀果情况。每个枣园选取10株枣树(每行随机选取2株,共调查5行)并记录品种。在每株枣树的东、南、西、北4个方位的枝条上各连续摘取5颗枣,每个枣园共调查200颗枣(部分老枣园、发病枣园枣树结果量少,无法达到取样要求,根据实际情况取样)。标记采样地点、经纬度信息后带回实验室。由于9月下旬大部分桃小食心虫幼虫已脱果结茧滞育,将果面有羽化孔、果内有虫粪、有无幼虫的枣果均记录为桃小食心虫蛀果。在枣果中有极少量的苹褐带卷蛾AdoxophyesoranaFischer von Roslerstamm幼虫从裂果缝隙中钻入啃食,与桃小食心虫的为害症状有明显差异,在记录桃小食心虫蛀果时将其排除。根据调查数据计算每个枣园桃小食心虫的蛀果率。
1.3 数据统计与分析
使用Excel 2010录入数据,SPSS 23.0软件进行数据统计分析。使用单因素方差分析(One-way analysis of variance, ANOVA)检验不同乡镇枣园枣疯病发病率、裂果率、桃小食心虫蛀果率的差异显著性,以及不同品种枣果的裂果率、裂果方式、桃小食心虫幼虫蛀果率之间的差异显著性。Student Newman Keuls法(S-N-K)进行多重比较。
2.1 枣疯病发生程度及分布特点
在调查的60个行政村中,偏南的延川县、清涧县所属的30个行政村的枣园均有枣疯病发生,平均发病率在2.00%～61.00%。偏北的吴堡县、佳县所属的30个行政村枣疯病发病率相对较低,其中在冯家岔村等11个行政村的枣园中未发现枣疯病,其他19个行政村的平均发病率介于0.50%～29.50%(表2)。从病区水平分析,各乡镇枣疯病平均发病率在0.17%～33.63%,也呈现南部重、北部轻的特点(表2)。位于陕北偏南的乾坤湾镇、延水关镇、眼岔寺乡、双庙河乡、玉家河镇、高杰村镇、解家沟镇和石盘乡枣区的枣疯病在病区水平上的病情分级均达Ⅲ～Ⅴ级;偏北部的乡镇中,除吴堡县寇家塬镇、佳县佳芦镇的病情分级属于Ⅲ级外,其他5个镇的病情分级均属于Ⅰ～Ⅱ级。利用R语言通过线性拟合分析了枣园所处纬度与枣疯病发病率的相关关系,从图1可以看出,60个行政村的枣疯病平均发病率与所处地理纬度成负相关关系(y=-17.171x+654.83,P=1.56 1e-8,R2=0.420 9**)。此外,枣园水平枣疯病的发病率、病情分级与田间管理紧密相关,撂荒、初撂荒的枣园发病率、病情分级均较高,佳县等大多数人工管理的枣园枣疯病发病率较低,病情分级也相对较低。
表2 陕北枣区枣疯病发病率及病情级别调查分析
图1 枣疯病发病率与枣园所处地理纬度的相关性分析
2.2 枣裂果发生程度及开裂特点
枣脆熟期裂果病在陕北枣区发生普遍,各乡镇枣园枣果的平均裂果率在10.33%～77.40%(表3)。裂果病发病率和裂果程度从南部枣区向北部枣区逐渐递减。北端的佳县螅镇、坑镇、木头峪镇、佳芦镇、朱家坬镇、通镇枣果裂果率显著低于南端的延川县乾坤湾镇、延水关镇和眼岔寺乡所属枣园的裂果率(表3)。枣脆熟期裂果率与枣园所处地理纬度呈负相关关系(y=-46.511x+1 785,P=2.20e-16,R2=0.751 5**)(图2);与当年8月-9月的降雨量呈正相关关系(y=0.477 4x-41.261,P=4.33e-7,R2=0.868 5**)(图3),表明枣脆熟期间降雨量的不同是造成陕北枣区不同乡镇枣园枣裂果率存在差异的主要原因。
表3 陕北枣区枣脆熟期裂果率及裂果程度调查1)
图2 枣脆熟期裂果率与枣园所处地理纬度的相关性分析
图3 枣脆熟期裂果率与降雨量的相关性分析
不同品种的枣果裂果率存在显著差异,‘骏枣’和‘团枣’的裂果率显著高于‘木枣’的裂果率,但‘骏枣’和‘团枣’的裂果率无显著差异(图4)。裂果方式上,‘骏枣’以纵裂和不规则裂为主,分别占总裂果数的(55.5±8.04)%和(37.50±12.50)%。‘团枣’以不规则裂占比最高,为(52.78±3.79)%,环裂[(26.19±5.44)%]次之,纵裂和纵裂+环裂相对较低,分别为(10.87±3.62)%和(13.01±3.22)%。‘木枣’以不规则裂[(54.19±1.90)%]和纵裂[(37.50±2.02)%]为主,发生环裂[(2.53±0.37)%]和纵裂+环裂[(5.79±0.99)%]的枣果数量显著低于不规则裂和纵裂的枣果数量(图5)。
图4 不同品种枣果脆熟期裂果率
图5 枣脆熟期不同品种枣果的裂果方式比较
2.3 桃小食心虫对枣果的蛀果率
从枣脆熟期陕北枣区桃小食心虫的蛀果情况(图6)可以看出,调查的15个乡镇枣园均有桃小食心虫为害,但蛀果率相对较低,介于0.50%～10.40%。除延川县乾坤湾镇、延水关镇所属枣园桃小食心虫蛀果率显著高于清涧县石盘乡,佳县木头峪镇、佳芦镇、朱家坬镇和通镇所属乡镇枣园的蛀果率外,其他乡镇之间桃小食心虫幼虫蛀果率差异不显著。通过走访调查发现无论是撂荒、初撂荒还是人工管理的枣园,枣树整个生长季均没有使用杀虫剂防治桃小食心虫或其他枣树害虫,桃小食心虫在枣园属于自然发生。桃小食心虫幼虫对不同品种枣树枣果的蛀果率存在显著差异(F=6.69,df=2, 67,P=0.002),‘团枣’和‘骏枣’的平均蛀果率分别为(6.83±2.76)%和(8.13±1.89)%,显著大于对‘木枣’枣果的蛀果率(3.80±0.49)%(图7)。
图6 陕北枣区不同乡镇枣园桃小食心虫蛀果率
图7 不同品种枣果中桃小食心虫幼虫蛀果率
本研究沿黄河自南向北共调查了延川、清涧、吴堡、佳县所属的15个乡镇60个行政村枣树枣疯病的发生情况,发现枣疯病发病程度呈现从南向北逐渐减轻的分布特点,南部延川县乾坤湾镇发病最严重的枣园发病率高达61.00%,而北部佳县所属的绝大部分枣园发病率在5%以下。通过构建枣疯病发病率与枣园所处地理纬度之间的回归方程发现,枣疯病发病率与地理纬度呈负相关关系,但目前尚无枣疯病发病程度与枣园所处地理纬度之间相关性的报道,两者之间的相关关系有待进一步研究。枣疯病主要依靠媒介叶蝉以及嫁接传播[21-24]。田间管理质量与枣疯病的发病率、病情指数紧密相关[12,25]。调查发现,偏南的延川县、清涧县2/3以上为初撂荒或撂荒枣园,园内病树和根蘖发病苗未能及时清除,加之园内杂草丛生利于叶蝉的生长和繁殖,致使枣疯病发病率较高;偏北的佳县所调查的25个行政村中,除坑镇冯家岔村的枣园初撂荒外,其他行政村的枣园均人工管理,枣疯病的发病率整体较低,规范的田间管理是预防和控制枣疯病的主要措施。调查发现在枣疯病发病轻微的枣园,几乎所有的病树分布于枣园外部靠道路一侧,且发病树与园中的其他树同时期种植并无嫁接等农事操作,推测初次传播主要是传病媒介叶蝉通过附着于运输车辆、人畜、其他苗木等方式进入进而扩散所致,对道路附近枣园枣疯病的发病情况应予以重点监测。
此次枣裂果病的调查涉及‘骏枣’‘团枣’和‘木枣’3个品种,发现‘骏枣’和‘团枣’的裂果率显著高于‘木枣’,而‘骏枣’和‘团枣’的裂果率无显著差异,与前人研究结果基本一致。南娟等[26]通过室内浸果诱裂试验测定了‘骏枣’‘赞皇枣’‘狗头枣’‘茶壶枣’‘梨枣’‘木枣’‘小木枣’‘马牙枣’‘晋枣’和‘油枣’10种红枣枣果的抗裂性,发现‘骏枣’的裂果率最高(66.7%),‘木枣’和‘油枣’的裂果率最低(均为33.3%);洪波等[27]利用枣果浸泡试验分析了延安市佳县种植的‘佳县长枣’‘狗头枣’‘赞皇枣’‘骏枣’‘壶瓶枣’‘金丝小枣’‘圆铃枣’‘晋枣’‘灵宝枣’和‘木枣’10个品种的抗裂性,发现将脆熟期的枣果浸泡96 h后，‘骏枣’的裂果率最高(93.3%),‘圆铃枣’裂果率最低(26.7%),‘木枣’为中等抗裂品种(裂果率56.7%);高京草等[28]发现‘骏枣’抗裂性最差(裂果率68.4%)。‘木枣’是陕北枣区种植的主要品种,从前人的室内浸果诱裂试验和田间的抗裂种质评价来看,‘木枣’属于抗裂品种。近年来陕北枣区枣白熟期至完熟期的连阴雨也可诱发‘木枣’严重裂果,开发高效的抗裂药剂是今后研究的重点。从调查结果可以看出,陕北枣区枣裂果呈现南部重、北部轻的特点,偏南的延川县、清涧县所属乡镇枣裂果率在40.33%～77.40%之间,偏北的吴堡县、佳县所属乡镇枣裂果率在10.33%～28.40%之间,所调查的枣园均以‘木枣’为绝对优势种,部分枣园种植少量的‘骏枣’‘团枣’‘狗头枣’‘长木枣’‘赞皇枣’‘佳县长枣’等品种。造成陕北南北部枣区枣裂果差异的原因可能有:1)此次调查的枣园南北端相距约212 km,尽管沿黄河从南向北利用9 d的时间消除了部分枣成熟度的差异,但仍存在枣果成熟度越高,裂果越严重的现象。因此,枣脆熟期成熟度不同是造成枣裂果率及裂果等级存在差异的原因。2)陕北枣区枣白熟期至脆熟期南北部降雨量不同,如位于南部的延川县乾坤湾镇、延水关镇和眼岔寺乡在2021年8月-9月的降雨量分别为245.02、224.48 mm和174.92 mm,而位于北部的佳县螅镇、坑镇、木头峪镇、佳芦镇、朱家坬镇和通镇在此时段的降雨量仅为117.85～145.50 mm,枣裂果率与8月-9月份降雨量呈明显的正相关关系(R2=0.868 5),推测枣白熟期至完熟期降雨量的不同是导致陕北枣区南北部裂果率存在差异的主要原因。
桃小食心虫是钻蛀为害枣树的重要害虫。甘肃陇东地区老枣园桃小食心虫的蛀果率最高达59%[29],山东枣庄山地枣园蛀果率高达50%[30],陕北枣区部分枣园蛀果率在30%～50%,严重者高达80%[31]。桃小食心虫在我国北方果园年发生2～3代[32-35],其中在陕北地区年发生2代[36]。桃小食心虫以老熟幼虫结茧越冬,越冬代成虫5月下旬开始羽化出土,但出土时间极不整齐,最长可达2个月,降雨决定了越冬代成虫羽化持续的时间,出土高峰期往往随降雨出现若干次[37-38]。本研究仅调查了陕北枣区枣脆熟期桃小食心虫的蛀果情况。延川县、清涧县、吴堡县、佳县所属15个镇的枣园平均蛀果率最高为10.40%,最低为0.50%,明显低于前人的调查结果,造成此结果的原因可能有两方面,一是2021年5月-7月陕北地区发生了25年来最严重的旱情,越冬代成虫羽化期严重缺少降水导致成功羽化的成虫基数偏低,影响了一代幼虫的种群数量,因此蛀果率偏低;二是枣果被桃小食心虫幼虫钻蛀以后,随着幼虫生长及取食的不断加剧,部分枣果在枣白熟期或脆熟期之前脱落,可能也是桃小食心虫蛀果率偏低的原因。
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