冀東地區(qū)花生果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)及致病因子研究

劉曉光范 燕趙雪飛陳 志陳勝萍

(唐山市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,河北 唐山 063001)

花生是河北省重要的經(jīng)濟(jì)作物,而冀東地區(qū)是河北省花生生產(chǎn)主產(chǎn)區(qū),播種面積與產(chǎn)量分別達(dá)到9.98萬hm2和41.03萬t,占河北省花生種植總面積的40.57%[1],平均單產(chǎn)3 987.33 kg·hm-2。 然而從2017年開始,隨著冀東地區(qū)花生生產(chǎn)面積的逐年擴(kuò)大以及氣候環(huán)境及土壤環(huán)境的變化,生產(chǎn)上出現(xiàn)了花生果腐病,到2019 年有擴(kuò)大蔓延趨勢,目前已經(jīng)成為冀東地區(qū)花生產(chǎn)區(qū)的主要病害,導(dǎo)致花生大幅減產(chǎn),嚴(yán)重影響了花生產(chǎn)量及市場競爭力[2]。 花生果腐病又稱爛果病,是一種土傳病害,分布范圍比較廣,土壤傳播病害嚴(yán)重,防治難,一旦致病,病情傳播迅速。 據(jù)調(diào)查,目前生產(chǎn)上尚無有效藥劑控制,一般年份致病率在10%～20%之間,嚴(yán)重時(shí)達(dá)50%～60%,成為制約花生產(chǎn)量的重要因素之一[3-4]。

為了克服花生果腐病,實(shí)現(xiàn)抗病增產(chǎn),研究者們從抗病育種[5]、環(huán)境調(diào)控[6-7]、植保防治[8-9]、抗性鑒定及相關(guān)分子標(biāo)記篩選[10-11]等角度展開了抗病機(jī)理與防治措施的研究,如輪作倒茬[12]、選育抗病品種[13]、增加有機(jī)肥料[14]、土壤消毒等措施[15],一定程度上起到防治的作用,但都不能完全控制花生果腐病,且不同地域或同一地域不同年份因病原的組成差異,防治效果也不甚理想,對其致病因子仍缺乏系統(tǒng)研究。

鑒于該病對冀東地區(qū)花生產(chǎn)業(yè)存在潛在威脅,同時(shí)為了明確冀東地區(qū)花生果腐病發(fā)生規(guī)律和致病原因,唐山農(nóng)科院花生團(tuán)隊(duì)在承擔(dān)國家花生產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系唐山試驗(yàn)站建設(shè)項(xiàng)目中關(guān)于花生主要病蟲草害綜合防控技術(shù)研究任務(wù)基礎(chǔ)上,從2017年開始連續(xù)3年對冀東地區(qū)花生果腐病致病特征、發(fā)生動(dòng)態(tài)及致病因子進(jìn)行調(diào)查研究,對花生果腐病致病影響因子(包括氣象因子、土壤因子、連作情況、施肥量、品種類型)進(jìn)行研究,為花生果腐病發(fā)病規(guī)律及其科學(xué)防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 花生果腐病病害特征及發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查

2017-2019年的5上旬至9月上旬,連續(xù)三年在冀東地區(qū)極具代表性的花生主產(chǎn)區(qū)遵化市北營村,灤南西項(xiàng)各莊村,灤縣于家河村,昌黎垂柳莊村,遷安北曬甲營村等10個(gè)村開展花生果腐病病害特征及發(fā)生動(dòng)態(tài)調(diào)查。 每村隨機(jī)抽樣選取花生種植戶10戶,花生種植全部為裸地種植。 調(diào)查從苗期開始一直到收獲期結(jié)束,間隔時(shí)間為10 d,取樣方法采用單對角線式取樣法,每點(diǎn)樣本100株,觀察記載發(fā)病株數(shù),計(jì)算病株率:

病株率%=病株數(shù)/調(diào)查總株數(shù)×100……(1)

1.2 花生果腐病致病影響因子研究

1.2.1 氣象因子

2017-2019年連續(xù)三年對發(fā)生花生果腐病病害區(qū)域的溫度、降雨量及降雨年份分布進(jìn)行調(diào)查。溫度和降雨量每5 d調(diào)查一次,計(jì)算月平均溫度和月降雨量。 花生果腐病調(diào)查從苗期一直到收獲期,間隔時(shí)間為5 d,采樣方法為對角線五點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)樣本100株,觀察記載發(fā)病株數(shù),計(jì)算病株率。

1.2.2 土壤因子

針對發(fā)生花生果腐病區(qū)域土壤進(jìn)行測定,抽取不同村的10個(gè)種植戶,測定內(nèi)容主要是土壤理化性質(zhì)(包括p H 值,組份結(jié)構(gòu)及土壤類型)和土壤含水量。 分別于播種前(4月19日)和收獲后(9月6日)兩次測定土壤p H 值和土壤含水率,并計(jì)算土壤貯水量,調(diào)查土壤類型,土壤組份結(jié)構(gòu)檢測內(nèi)容為有機(jī)質(zhì)、土壤全鹽含量等指標(biāo),土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法[16]測定、土壤全鹽含量采用質(zhì)量法[16]測定。 取樣方法采用單對角線式取樣法,土層深度為20 cm。 花生果腐病病株調(diào)查采用單對角線五點(diǎn)取樣法,每點(diǎn)調(diào)查100株,統(tǒng)計(jì)發(fā)病株數(shù),并進(jìn)行病害分級。 計(jì)算病情指數(shù):

病情指數(shù)=∑(各級病株數(shù)×各級代表值)/(調(diào)查總株數(shù)×最高級值)×100………………(2)

1.2.3 連作情況

連續(xù)三年在花生果腐病發(fā)生區(qū)域抽取不同村10個(gè)種植戶,調(diào)查每戶花生田連續(xù)種植年限,同時(shí)調(diào)查花生果腐病發(fā)病株數(shù)、計(jì)算平均發(fā)病率和平均病情指數(shù)。 種植品種為冀花18。

1.2.4 施肥量

調(diào)查不同村花生田施肥量,同時(shí)測定土壤有機(jī)質(zhì)含量和含鹽量,共計(jì)10個(gè)種植戶。 所采用的肥料為農(nóng)大黑松土活性腐植酸控釋肥(23-12-10),由農(nóng)大肥業(yè)提供,總養(yǎng)分≥45%,活性腐植酸≥3%,顆粒狀。 土壤有機(jī)質(zhì)含量和總鹽含量測定分別使用重鉻酸鉀滴定法和質(zhì)量法測定。

1.2.5 品種類型

對10個(gè)村的花生品種類型及來源進(jìn)行調(diào)查。調(diào)查發(fā)生果腐病區(qū)域的土壤質(zhì)地統(tǒng)一為砂壤土,連作年限為2年,統(tǒng)計(jì)調(diào)查株數(shù),計(jì)算發(fā)病率和病情指數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2019對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 病害特征

花生果腐病的病原是復(fù)合病原,不同地域或同一地域不同年份的病原組成不同。 據(jù)調(diào)查,冀東地區(qū)花生果腐病是由茄鐮刀菌(Fusarium solani(Mart.)Sacc.)和群結(jié)腐霉(Pythium.myriotylumDrechsl)構(gòu)成的復(fù)合病原。 受害植株地上部葉色綠色,生長正常,莖部綠色無異常,莖基部發(fā)病初期呈水漬狀褐色病斑,橫切莖基部維管束變褐色。發(fā)病初期莢果外表有不同大小的深褪色病斑,種皮為鐵銹色,果仁干秕,嚴(yán)重時(shí)整個(gè)莢果完全變黑,脫落,加大了收獲難度,果仁腐爛。

2.2 發(fā)生動(dòng)態(tài)

圖1可看出,冀東地區(qū)花生在苗期、花期、開花下針期因莢果尚未形成,故沒有出現(xiàn)果腐病,在結(jié)莢期(7月5日)開始發(fā)現(xiàn)極少數(shù)果腐病病株;7月10日后病情逐漸發(fā)展,到8月5日果腐病危害逐漸加重,發(fā)病率和病情指數(shù)都增加;到飽果成熟期(8月20日)后病情達(dá)到最高點(diǎn)。2018年發(fā)病較輕,2017年和2019年病害較重,且動(dòng)態(tài)趨勢基本相同。2019年果腐病發(fā)病程度整體最重,發(fā)病率最高為17.47%,病情指數(shù)為20.17;2017 年發(fā)病率最高為13.99%,病情指數(shù)為15.08。

圖1 冀東地區(qū)花生果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)Fig.1 Occurrence dynamics of peanut pod rot in eastern Hebei

2.3 花生果腐病致病影響因子研究

2.3.1 氣象因子

①溫度。 從苗期到開花下針期(7月5日之前)均未發(fā)現(xiàn)花生果腐病,從7月5日后,當(dāng)日平均溫度達(dá)25℃以上時(shí),果腐病開始發(fā)病(見圖2、圖3、圖4)。 隨著日平均溫度的逐漸升高,果腐病發(fā)病率呈增加趨勢,7月20日至8月20日為發(fā)病盛期。 8月15日后,當(dāng)日平均溫度回降到25℃以下時(shí),發(fā)病率增加幅度減弱。 由圖2、圖3、圖4還可看出,7 月25 日至8 月5 日,平均溫度達(dá)25℃以上,果腐病發(fā)病率增加速度最快,當(dāng)日平均溫度最高達(dá)到30℃以上時(shí),果腐病發(fā)病率增幅并沒有因溫度的升高而快速增加。 可見,25～30℃之間是果腐病病原菌感染植株的最適溫度范圍,當(dāng)超過30℃時(shí)果腐病病原菌的侵染減緩。

圖2 2017-2019年果腐病發(fā)病率和平均溫度Fig.2 Peanut pod rot incidence and average temperature in 2017-2019

圖3 2017-2019年果腐病發(fā)病率和降雨量Fig.3 Peanut pod rot incidence and rainfall amount in 2017-2019

②降雨量。 由圖3可看出,果腐病發(fā)生最嚴(yán)重的年份為2019年,發(fā)病率最高為17.47%,其對應(yīng)的果腐病發(fā)病期累計(jì)降雨量也是最高年份,累計(jì)降雨量為321.6 mm,是2017年果腐病發(fā)病期累計(jì)降雨量的2倍,果腐病發(fā)病率均高于2017年同期;其次為2018年,果腐病發(fā)病期累計(jì)降雨量284.1 mm,是2017年累計(jì)降雨量的1.76倍,果腐病發(fā)病率均高于2017年同期。 可見,果腐病的發(fā)生和降雨量密切相關(guān)。

③溫度、降雨量和花生果腐病相關(guān)分析。 通過日平均溫度、降雨量和果腐病發(fā)病率相關(guān)分析表明,日平均溫度與果腐病發(fā)病率相關(guān)方程為y=0.722x-7.66,p=0.105(p＞0.05),果腐病發(fā)病率隨日平均溫度增高而增加,但二者相關(guān)性不顯著。降雨量與果腐病發(fā)病率相關(guān)方程為y=0.071x+3.56,p=0.029(p＜0.05),果腐病發(fā)病率隨降雨量增加而增加,且相關(guān)性達(dá)顯著水平 (表1)。

表1 果腐病發(fā)病率與溫度、降雨量的相關(guān)性Table 1 Correlation between the incidence of peanut pod rot and temperature and rainfall

2.3.2 土壤因子

果腐病中等抗性品種唐花9號在不同土壤質(zhì)地發(fā)病情況調(diào)查表明,不同土壤質(zhì)地的果腐病發(fā)病率和病情指數(shù)差異顯著,砂質(zhì)土壤較粘質(zhì)土壤及粘土發(fā)病要輕;對于同一種土壤質(zhì)地,含水量≥20 g/100g的花生果腐病發(fā)病較嚴(yán)重,與含水量≤20 g/100g比較,差異顯著 (表2)。

表2 果腐病發(fā)病率與土壤質(zhì)地及含水量Table 2 Relationship on incidence of peanut pod rot and soil texture and water content

2.3.3 連作因素

連續(xù)三年對冀東地區(qū)主栽花生品種冀花18進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì),發(fā)現(xiàn)隨連作年限的增加,果腐病發(fā)病有加重趨勢,其中連作年限1～2年的發(fā)病率在0～6.78%之間,病情指數(shù)0～0.73。 連作年限在3年及以上的果腐病發(fā)病明顯加重,發(fā)病率在9.45%～11.72%之間,病情指數(shù)5.61～6.08(表3)。

表3 果腐病發(fā)病率與連作因素Table 3 Relationship on incidence of peanut pod rot and continuous cropping

2.3.4 施肥量

由表4可知,果腐病發(fā)病程度與肥料施入量存在顯著相關(guān)性。 果腐病發(fā)病程度隨著肥料施用量的增加而加重,土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著肥料施用量的增加顯著減少,總鹽含量顯著增加。 果腐病發(fā)病嚴(yán)重地塊平均發(fā)病率高達(dá)15.88%,平均病情指數(shù)為11.23,土壤有機(jī)質(zhì)含量為9.8 g·kg-1、總鹽含量為4.56 g·kg-1(表4)。

表4 果腐病發(fā)病率與施肥量Table 4 Relationship on incidence of peanut pod rot and fertilization

2.3.5 品種類型

不同品種類型花生果腐病調(diào)查結(jié)果表明,唐花9號、冀花18、青花6號抗性相對較好,發(fā)病率在0.53%～4.45%之間,病情指數(shù)0.41～3.07?；ㄓ?3、濰花8號中度抗病,發(fā)病率在7.21%～10.16%之間,病情指數(shù)5.44～7.01,冀花16、唐花10號易感果腐病,發(fā)病率在11.16%～14.75%之間,病情指數(shù)8.09～9.20。

表5 果腐病發(fā)病率與品種Table 5 Relationship on incidence of peanut pod rot and cultivars

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,冀東地區(qū)花生果腐病在7月5日結(jié)莢期開始出現(xiàn)少數(shù)果腐病病株,7月10日后病情逐漸發(fā)展,到8月5日果腐病危害逐漸加重,發(fā)病率和病情指數(shù)都增加,到8月20日飽果成熟期后病情達(dá)到最高點(diǎn)。

花生果腐病致病影響因子研究表明,溫度是影響果腐病發(fā)生的重要因素,隨日平均溫度逐漸升高,果腐病發(fā)病率呈增加趨勢,平均溫度達(dá)25℃以上,果腐病發(fā)病率增加速度最快,日平均溫度最高達(dá)到30℃以上時(shí),果腐病發(fā)病率增加幅度并沒有因溫度的升高而快速增加。 可見,25～30℃之間是果腐病病原菌感染植株的最適溫度范圍,當(dāng)超過30℃時(shí),果腐病病原菌侵染減緩。

本試驗(yàn)研究表明,果腐病發(fā)病率與日平均氣溫呈正相關(guān),但不顯著,與果腐病發(fā)病期降雨量呈顯著性正相關(guān),降雨可導(dǎo)致果腐病大量發(fā)生,且果腐病發(fā)病率隨降雨量增加而增加。 可見,溫度是影響果腐病發(fā)生的基本條件,降雨量為主要?dú)庀笥绊懸蜃?在一定的溫度條件下,果腐病隨著降雨量的增加而快速加重。

不同土壤環(huán)境對果腐病發(fā)病有一定影響。 不同土壤質(zhì)地條件下,砂質(zhì)土壤較粘質(zhì)土壤及粘土發(fā)病較輕;同一種土壤質(zhì)地,含水量高的發(fā)病較嚴(yán)重。 這與趙慶雷[8]研究的土壤環(huán)境對果腐病發(fā)病影響結(jié)論一致。 隨著連作年限的增加,果腐病發(fā)病有加重趨勢,其中連作年限在3年及以上的果腐病發(fā)病明顯加重。 果腐病發(fā)病程度與肥料施入量存在顯著性正相關(guān),果腐病發(fā)病程度隨著肥料施用量的增加而加重,土壤中的有機(jī)質(zhì)含量隨著肥料施用量的增加顯著減少,總鹽含量顯著增加,破壞了土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增加了果腐病發(fā)病率。 不同花生品種類型果腐病抗性存在顯著性差異。

根據(jù)冀東地區(qū)近年來果腐病發(fā)生動(dòng)態(tài)以及氣象、土壤、連作、施肥量、品種類型等發(fā)病影響因子的調(diào)查結(jié)果,總結(jié)冀東地區(qū)花生果腐病防治措施為:①選擇抗病性較強(qiáng)的品種,如唐花9號、冀花18和青花6號;②實(shí)行輪作倒茬,同一地塊連作不宜超過3年;③選擇土壤鹽漬化程度較輕的田塊,肥料施用量盡量控制在550 kg/hm2以下,土壤全鹽含量應(yīng)低于0.85 g/kg;④冀東地區(qū)果腐病一般于7月上中旬開始發(fā)病,8月中下旬為病害流行盛期,因此7-8 月是果腐病防控關(guān)鍵時(shí)期,應(yīng)及時(shí)噴施防治藥劑以減輕果腐病發(fā)生程度,減少花生產(chǎn)量損失。 本研究為花生果腐病的防治工作提供了技術(shù)支持,同時(shí)也為花生果腐病的進(jìn)一步研究提供了理論基礎(chǔ)。