湖北省設(shè)施番茄灰霉病發(fā)生規(guī)律及流行因子分析

高翠珠 楊紅玲 黃夏宇騏 黃俊斌 李國慶 鄭露

摘要為探索湖北省設(shè)施番茄灰霉病的發(fā)生規(guī)律，揭示不同流行因子與番茄灰霉病發(fā)生的關(guān)系。于2013-2016年在湖北省武穴市吳谷英村番茄種植基地選取代表性番茄大棚進(jìn)行調(diào)查和取樣檢測(cè)，結(jié)果表明：湖北省設(shè)施番茄葉片和花朵帶菌率變化起伏較大，帶茵率分別為0～90.0%和0～100.0%;葉片帶菌率在3月下旬到4月中下旬和5月中下旬是高峰期;花朵帶茵率在4月中旬和5月中下旬達(dá)到高峰期，總體上花朵帶菌率較高。番茄不同組織灰霉病的發(fā)病時(shí)間不同，葉片首先開始發(fā)病，花、果實(shí)、莖稈再逐漸發(fā)病，花朵和果實(shí)的發(fā)病率相對(duì)較高，葉片和莖稈發(fā)病率較低;花朵和果實(shí)發(fā)病率均在5月中旬至6月初達(dá)到最大值，莖稈發(fā)病率于5月下旬至6月上旬達(dá)到最高值，葉片無明顯發(fā)病高峰期。果實(shí)、葉片、花朵和莖稈的發(fā)病率分別為0～42.0%、0～24.7%、0～100.0%和0～32.0%。番茄葉片發(fā)病率、花朵發(fā)病率、莖稈發(fā)病率和相對(duì)濕度均與果實(shí)發(fā)病率呈顯著相關(guān);通過預(yù)測(cè)模型檢驗(yàn)表明相對(duì)濕度和葉片發(fā)病率所建模型預(yù)測(cè)值和實(shí)際值符合程度較好。在湖北省設(shè)施番茄大棚中，葉片發(fā)病率、花朵發(fā)病率、莖稈發(fā)病率和相對(duì)濕度對(duì)番茄果實(shí)發(fā)病影響最為顯著，在防治過程中應(yīng)及時(shí)摘除發(fā)病組織，調(diào)控棚內(nèi)環(huán)境條件，預(yù)防灰霉病發(fā)生。

關(guān)鍵詞番茄灰霉病菌;帶菌率;發(fā)病率;相關(guān)性

中圖分類號(hào)：S436.412.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16688/j.zwbh.2018184

番茄灰霉病是由灰葡萄孢Botrytis cinerea引起的一種世界性病害，對(duì)設(shè)施栽培番茄的危害極大?；颐咕饕秩痉讶~片、花朵、莖稈和果實(shí)，容易造成爛果，發(fā)病后傳播速度快，對(duì)番茄產(chǎn)量和質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。設(shè)施番茄因灰霉病造成的產(chǎn)量損失一般在15%～20%，嚴(yán)重的可達(dá)30%左右。目前生產(chǎn)上番茄灰霉病主要采用化學(xué)藥劑防治，但由于頻繁用藥，許多地區(qū)灰霉菌已產(chǎn)生了嚴(yán)重的抗藥性。因此，深入了解設(shè)施番茄灰霉病的發(fā)生規(guī)律可為科學(xué)合理地使用殺菌劑、制定生態(tài)調(diào)控措施提供決策依據(jù)。

關(guān)于設(shè)施番茄灰霉病的發(fā)生規(guī)律，國內(nèi)外有不少研究結(jié)果。例如，番茄在幼苗期較抗病;開花結(jié)果期易感病，初果期果實(shí)幼嫩，花瓣內(nèi)濕度大，有利于病菌侵入，為感病盛期。番茄花朵和莖稈感染灰霉菌會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的產(chǎn)量損失。由于設(shè)施栽培特殊的環(huán)境條件，番茄灰霉病的發(fā)生受多種因素的影響，其發(fā)生的早晚和發(fā)病快慢主要取決于環(huán)境溫度及相對(duì)濕度。日光溫室中相對(duì)濕度完全可以滿足灰霉病發(fā)生的要求，因而溫度成為灰霉病流行的限制因素。鄭超等對(duì)黑龍江溫室番茄灰霉病調(diào)查發(fā)現(xiàn)，初始病情、日平均溫度和日平均20～30℃的小時(shí)數(shù)是影響灰霉菌侵入最重要的因素。姚士桐等對(duì)春季大棚番茄灰霉病發(fā)生規(guī)律及其影響因子進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)灰霉病的發(fā)病率與病情基數(shù)、大棚日平均溫度、大棚日平均相對(duì)濕度呈極顯著正相關(guān)。雷建軍等研究得出，低溫高濕、病原菌腐生性強(qiáng)、孢子量大等是造成大棚灰霉病發(fā)生嚴(yán)重的主要因素。除此之外，番茄果實(shí)成熟度不同，對(duì)灰霉病的抗感性也會(huì)有一定的差異。

湖北省是我國重要的番茄產(chǎn)區(qū)，但迄今為止，還未系統(tǒng)開展設(shè)施番茄灰霉病發(fā)生規(guī)律研究。本研究團(tuán)隊(duì)于2013-2016年對(duì)湖北省設(shè)施番茄灰霉病的發(fā)生動(dòng)態(tài)進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)查，同時(shí)對(duì)無癥番茄組織的帶菌率進(jìn)行了檢測(cè)，分析了大棚溫濕度、組織帶菌率與灰霉病發(fā)生的相關(guān)性，明確影響湖北設(shè)施番茄灰霉病發(fā)生的因素，為湖北省設(shè)施番茄灰霉病的監(jiān)測(cè)和防控提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試植物：2013-2016年在湖北省武穴市吳谷英村蔬菜種植基地選取2個(gè)代表性番茄大棚，番茄品種為當(dāng)?shù)仄毡槭褂玫某Ｒ?guī)品種，大棚高2m，寬4m，長(zhǎng)70m，兩個(gè)棚問隔大于100m。從2月底番茄定植開始覆蓋塑料膜，4月中上旬揭棚。采用常規(guī)種植管理方法。

供試菌株：PCR檢測(cè)中使用的對(duì)照灰霉菌菌株B05.10由本課題組采用濾紙片法保存在-20℃冰箱中。

試劑：電泳緩沖液0.5×TBE，由本實(shí)驗(yàn)室配制;2×TSINGKE*Master Mix、DL2000Marker等分子生物學(xué)試劑由武漢擎科生物技術(shù)有限公司提供;其他常規(guī)化學(xué)試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2.2設(shè)施番茄灰霉病發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查

2013-2016年每年從灰霉病癥狀初現(xiàn)到番茄生長(zhǎng)期結(jié)束，每7～14d調(diào)查1次。棚內(nèi)5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)10株，記錄和統(tǒng)計(jì)番茄葉片、花朵、莖稈和果實(shí)發(fā)病率。

1.2.3不同流行因子與果實(shí)發(fā)病率的相關(guān)性分析

在番茄大棚中安裝溫濕度自動(dòng)記錄儀，每1h記錄1次大棚內(nèi)溫度和相對(duì)空氣濕度，計(jì)算每次調(diào)查前10d的溫濕度平均值。利用IBM SPSS 20.0軟件處理數(shù)據(jù)，將2013-2015年兩個(gè)番茄大棚與番茄灰霉病相關(guān)的7個(gè)流行因子（葉片發(fā)病率、花朵發(fā)病率、莖稈發(fā)病率、葉片帶菌率、花朵帶菌率、溫度、相對(duì)濕度）與番茄果實(shí)發(fā)病率進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。其中葉片、花朵、莖稈和果實(shí)發(fā)病率為3年兩個(gè)大棚的調(diào)查數(shù)據(jù);葉片帶菌率和花朵帶菌率為3年兩個(gè)大棚樣品經(jīng)PCR檢測(cè)的數(shù)據(jù);溫度和相對(duì)濕度為每次調(diào)查前10d的平均值。葉片發(fā)病率、花朵發(fā)病率、莖稈發(fā)病率、葉片帶菌率、花朵帶菌率為果實(shí)發(fā)病率數(shù)據(jù)的前10～14d的數(shù)據(jù)。

1.2.4模型建立及檢驗(yàn)

根據(jù)Pearson相關(guān)性分析結(jié)果，選取與果實(shí)發(fā)病率顯著相關(guān)的因子分別建立線性回歸預(yù)測(cè)模型。用2016年的大棚數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證，2016年大棚數(shù)據(jù)與2013-2015年大棚數(shù)據(jù)處理方法一致。根據(jù)回歸方程計(jì)算預(yù)測(cè)值，比較實(shí)際值與預(yù)測(cè)值之問的擬合度，評(píng)價(jià)回歸方程的驗(yàn)證效果。數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel錄入，統(tǒng)計(jì)分析采用IBM SPSS 20.0軟件完成。

2結(jié)果與分析

2.1設(shè)施番茄無癥組織灰霉菌檢測(cè)

2013-2016年對(duì)湖北省設(shè)施番茄無癥葉片、花朵帶菌情況進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果（圖1）表明，葉片從3月上中旬開始帶菌，3月下旬到4月中下旬和5月中下旬為帶菌高峰期，最高帶菌率為90.0%，整個(gè)生育期平均帶菌率為24.8%;花朵從4月初開始帶菌，4月中旬和5月中下旬達(dá)到高峰期，整個(gè)生育期平均帶菌率為56.6%，2016年高峰期最高帶菌率可達(dá)100.0%;總體來說，番茄花和葉帶菌率起伏變化較大，花朵帶菌率整體高于葉片帶菌率。

2.2設(shè)施番茄灰霉病發(fā)生動(dòng)態(tài)

2013-2016年湖北省設(shè)施番茄灰霉病發(fā)生情況有一定差異（圖2），葉片首先開始發(fā)病，發(fā)病較為平穩(wěn)，之后花、果實(shí)、莖稈逐一達(dá)到峰值?？傮w而言，花朵和果實(shí)的發(fā)病率相對(duì)較高，從2013-2016年，花朵平均發(fā)病率分別為6.54%、5.74%、6.84%、21.98%，其中2016年5月下旬和6月初花朵發(fā)病率高達(dá)100.0%。果實(shí)平均發(fā)病率分別為2.81%、5.04%、19.09%、9.33%，高峰期最高發(fā)病率為42.0%;葉片和莖稈發(fā)病率相對(duì)較低，從2013-2016年，葉片平均發(fā)病率分別為1.28%、1.25%、8.19%、8.73%，高峰期最高發(fā)病率為24.7%，莖稈平均發(fā)病率分別為1.28%、5.49%、4.18%、9.86%，高峰期最高發(fā)病率為32.0%。四年問，花朵和果實(shí)發(fā)病趨勢(shì)類似，高峰期基本出現(xiàn)在5月中旬至6月上旬，莖稈發(fā)病高峰期在5月下旬至6月上旬，而葉片無明顯發(fā)病高峰期。

2.5預(yù)測(cè)模型的檢驗(yàn)

采用2016年數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)，分別基于相對(duì)濕度、莖稈發(fā)病率、葉片發(fā)病率、花朵發(fā)病率建立回歸模型。4個(gè)模型的預(yù)測(cè)值和實(shí)際值的回歸模型見圖3，4個(gè)回歸模型（x7、x3、x1和x2）中，相對(duì)濕度和葉片發(fā)病率所建模型預(yù)測(cè)值和實(shí)際值擬合程度較好，且存在顯著相關(guān)性。

3討論

由于地區(qū)問環(huán)境氣候的差異，不同地區(qū)設(shè)施番茄發(fā)病高峰期不同。遼寧省撫順市溫室番茄灰霉病發(fā)病初期為3月中旬至4月中旬，發(fā)病盛期在4月中旬至5月中旬，發(fā)病末期在4月下旬至5月中旬;河北省廊坊市日光溫室葉片發(fā)病盛期在4月中旬，果實(shí)發(fā)病盛期在4月中、下旬;葉片和果實(shí)發(fā)病末期分別在5月上旬和中旬;而湖北省設(shè)施番茄灰霉病的發(fā)生大致可分為2個(gè)時(shí)期，5月上旬的高峰期和5月中下旬快速增長(zhǎng)期。葉片首先開始發(fā)病，而后花、果實(shí)、莖稈逐漸發(fā)病。據(jù)報(bào)道，灰霉病菌最先侵染的部位是花，而葉片和花朵帶菌情況還未見相關(guān)研究。本文采用PCR法對(duì)番茄葉片和花朵的帶菌率進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明，最早帶菌部位是葉片，葉片從3月中上旬開始帶菌，經(jīng)分析3月中上旬的溫度和相對(duì)濕度都已滿足灰霉病發(fā)生條件。在溫濕度適宜的情況下，花朵組織較嫩極易被灰霉菌侵染，因此花朵發(fā)病率高于葉片發(fā)病率。另外，番茄花朵和葉片帶菌率變化在各年度和月份問無明顯規(guī)律性，可能是因?yàn)檗r(nóng)戶問隔一段時(shí)問會(huì)清理發(fā)病組織，從而問接造成花朵和葉片帶菌率出現(xiàn)高低起伏的現(xiàn)象。

本研究結(jié)果表明，番茄灰霉病果實(shí)發(fā)病率與葉片、花朵和莖稈發(fā)病率以及棚內(nèi)相對(duì)濕度之問存在顯著相關(guān)性，與蔡銀杰等得出的番茄花朵發(fā)病率與果實(shí)發(fā)病率呈顯著相關(guān)的結(jié)果一致。分析發(fā)現(xiàn)葉片帶菌是番茄灰霉病發(fā)生的重要影響因子，并且葉片帶菌率與葉片發(fā)病率呈顯著相關(guān)（P<0.05），進(jìn)一步驗(yàn)證了分析結(jié)果的可靠性。由于田問番茄果實(shí)數(shù)量有限，無法對(duì)果實(shí)進(jìn)行大量取樣檢測(cè)其帶菌率，而對(duì)莖稈取樣也會(huì)影響后期果實(shí)、花朵和葉片發(fā)病率的調(diào)查，因此，本文未分析果實(shí)帶菌率和莖稈帶菌率與灰霉病發(fā)生的關(guān)系。本研究根據(jù)相關(guān)性分析結(jié)果分別建立了基于相對(duì)濕度、葉片發(fā)病率、花朵發(fā)病率、莖稈發(fā)病率的果實(shí)發(fā)病率預(yù)測(cè)模型，其中基于相對(duì)濕度和葉片發(fā)病率所建模型預(yù)測(cè)值和實(shí)際值符合程度較好。因此生產(chǎn)中可以結(jié)合氣象資料和田問調(diào)查的初始發(fā)病率預(yù)測(cè)田問病害發(fā)生動(dòng)態(tài)，合理施藥。

我國不同地區(qū)氣候條件差異很大，湖北省地處長(zhǎng)江中下游地區(qū)，在設(shè)施栽培模式下，番茄種植時(shí)期為3-6月，3月到4月中上旬大棚里溫度較適宜，4月中上旬以后，一直到6月份田問的溫度都適合灰霉菌的生長(zhǎng)。4年問番茄大棚的溫度在每次取樣前10d的平均溫度為13.8～28.36℃，該溫度范圍適于灰霉病菌的侵染。因此，一定范圍內(nèi)的溫度變化對(duì)湖北省大棚灰霉病的發(fā)生影響較小。灰霉病適合發(fā)病的條件為15～20℃、相對(duì)濕度在85%以上，即低溫高濕有利于病害的發(fā)生。有研究表明在相對(duì)濕度為65.5%～92%時(shí)，隨著濕度的增加灰霉菌分生孢子量增大，但在相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)有輕微的減少。

番茄灰霉病的發(fā)生與番茄生長(zhǎng)期所處的環(huán)境有關(guān)，從定植至盛果期前，番茄植株均處在灰霉病發(fā)生的適宜環(huán)境之中，發(fā)病規(guī)律表現(xiàn)為由下部葉片向上部葉片、下層果向上層果發(fā)展。從湖北省設(shè)施番茄大棚內(nèi)溫度、相對(duì)濕度的變化情況來看，棚內(nèi)溫、濕度均能完全滿足灰霉病發(fā)生和蔓延的需要。為有效控制番茄灰霉病的發(fā)生危害，需改變傳統(tǒng)的栽培管理措施，通過降低葉片、花朵、莖稈發(fā)病率，調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫濕度等生態(tài)調(diào)控措施來控制病害發(fā)生。