核桃葉片焦枯癥特征與成因分析

李 源，蒲勝海 ，馬曉鵬，張計(jì)峰，李青軍

(新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與農(nóng)業(yè)節(jié)水研究所，烏魯木齊 83009)

0 引 言

【研究意義】核桃葉片焦枯癥會(huì)造成20%～30%的核桃園發(fā)生不同程度的生理病害，主要癥狀表現(xiàn)為葉片焦枯，果實(shí)萎縮，品質(zhì)嚴(yán)重下降，發(fā)病核桃樹商品率僅為60%～80%。近年來(lái)，該病害逐年加重，影響核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)。測(cè)定核桃果實(shí)品質(zhì)發(fā)現(xiàn)，焦葉現(xiàn)象嚴(yán)重的果實(shí)中粗脂肪、總蛋白質(zhì)、總糖的含量均顯著低于未發(fā)生焦葉的果實(shí)，發(fā)生焦葉的核桃脂肪酸含量比未發(fā)生焦葉的低出 6.11%，總蛋白質(zhì)含量低出 3.38%，總糖的含量低出 2.26%[1]。對(duì)于核桃葉片焦枯癥病因的研究及其防治十分必要?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】部分學(xué)者通過近幾年的田間調(diào)查，對(duì)核桃樹葉片焦枯癥的發(fā)病特征總結(jié)如下：發(fā)病時(shí)間多為6月初，發(fā)病高峰期為7月底～8月初。發(fā)病時(shí)由核桃葉片邊緣開始焦枯，隨后向中心延伸。從樹齡上來(lái)看，以5 年以下的核桃樹發(fā)病最普遍，15 年以上的大樹發(fā)病相對(duì)較輕。田間核桃焦葉零星發(fā)病或大面積焦枯，沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)病中心且無(wú)傳染性。鹽堿地發(fā)病情況較重。在葉片焦枯病致病因子方面，由于核桃樹葉片焦枯病于2010年首次被報(bào)道，國(guó)外對(duì)核桃焦枯病幾乎沒有研究，有研究表明[2-6]，春季高溫，蒸騰作用大，灌溉地下鹽堿水造成核桃焦葉；夏季由于修剪不到位，造成枝條發(fā)生凍害、枝條抽干；樹勢(shì)衰弱，缺素癥，與防護(hù)林爭(zhēng)搶營(yíng)養(yǎng)造成；發(fā)病區(qū)域土壤鹽堿膠粘，葉片中Na+與Cl-富集；干熱風(fēng)。春灌水偏晚；由真菌引起，病原菌為鏈格孢菌?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】上述觀點(diǎn)主要從氣候因素、田間管理等方面對(duì)葉片焦枯現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行探討，但目前對(duì)該現(xiàn)象的發(fā)生特點(diǎn)和成因仍存在較多爭(zhēng)議。目前主要從氣候因素、田間管理等方面對(duì)葉片焦枯現(xiàn)象產(chǎn)生的原因進(jìn)行探討，但目前對(duì)該現(xiàn)象的發(fā)生特點(diǎn)和成因仍存在較多爭(zhēng)議。新疆南疆盆地核桃栽種面積在354 370 hm2，年產(chǎn)量達(dá)到69×104t[7]。2019年在葉城出現(xiàn)了葉片焦枯癥狀，在焦枯葉片上未發(fā)現(xiàn)病斑，病樹周圍未出現(xiàn)明顯的擴(kuò)散趨勢(shì)，并非是侵染性病害。焦枯癥病樹的產(chǎn)量和品質(zhì)受到了嚴(yán)重影響，出現(xiàn)了產(chǎn)量低，核桃仁萎縮等狀況[8-12]。有效防治葉片焦枯病發(fā)生，是提高南疆核桃產(chǎn)量和品質(zhì)的核心。【擬解決的關(guān)鍵問題】以新疆南疆葉城縣焦枯葉片為研究對(duì)象，并園間調(diào)查，分析焦枯現(xiàn)象的發(fā)生發(fā)展過程及空間分布特點(diǎn)。通過采集樣品，研究發(fā)病樹的葉片、土壤及灌溉水中元素含量特征，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髷?shù)據(jù)，分析核桃葉片焦枯癥的成因，為提出相應(yīng)的防控措施提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

于葉城縣江格勒斯鄉(xiāng)2村出現(xiàn)的核桃樹葉片焦枯癥，采樣土壤、植株葉片和灌溉水。核桃園施肥管理上，在每年10月底施入林果專用肥，次年3月底施用農(nóng)家肥(50 kg/株)+油渣，6月中旬667m2施用磷酸二銨20 kg+20 kg尿素。每年灌溉5次水，未使用除草劑和農(nóng)藥。

1.2 方 法

1.2.1 核桃葉片采樣

分別選取健康核桃樹和葉片焦枯癥核桃樹各10株進(jìn)行葉片的采集，每個(gè)葉樣由50片葉混合組成，葉片采集后用無(wú)離子水將表層雜物迅速?zèng)_洗干凈，曬干。樣品烘干、粉碎后，分別測(cè)定葉片有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀、Cl-、Ca2+、Mg2+和Na+。

1.2.2 土壤采樣

20株已采集葉樣的核桃樹根區(qū)土壤進(jìn)行采取樣，每株樹在樹冠滴水線周圍均勻取5鉆，分2層取樣，取樣深度在0～30 cm、30～60 cm。每個(gè)采樣單元取0～30和30～60 cm 2個(gè)混合樣品，風(fēng)干后測(cè)定土壤養(yǎng)分含量、8大離子和總鹽含量。

1.2.3 井水、渠水的采樣和處理

采集核桃園灌溉水樣，包括井水和渠水，取樣后測(cè)定pH值、礦化度和8大離子含量。

1.2.4 主要環(huán)境因素

查閱近3年的氣象數(shù)據(jù)，包括日均氣溫、日均日照時(shí)間和降水量等信息。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用 Excel 2010 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，用SPASS17 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異性分析和相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片、土壤和灌溉水元素含量特征

2.1.1 葉片、土壤元素含量特征

研究表明，病樹和健康樹葉片中Cl-、Ca2+和Mg2+含量存在顯著差異。病樹葉片Cl-含量為37.54 g/kg，顯著大于健康樹葉片的20.76 g/kg；病樹葉片Ca2+含量為16.77 g/kg，顯著大于健康樹葉片的6.86 g/kg；病樹葉片Mg2+含量為2.27 g/kg，顯著小于健康樹葉片的4.36 g/kg。有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀和Na+無(wú)顯著差異。表1

表1 核桃葉片元素含量特征Table 1 The leaf content of walnut

病樹和健康樹在相同土層內(nèi)土壤速效磷含量差異顯著。如病樹在0～20 cm土層速效磷含量為17.78 mg/kg，而健康樹速效磷含量為7.37 mg/kg；病樹在20～40 cm土層速效磷含量為18.47 mg/kg，而健康樹速效磷含量為9.8 mg/kg。病樹和健康樹不同土層深度有機(jī)質(zhì)、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和速效鉀含量無(wú)顯著差異。表2

表2 土壤養(yǎng)分含量Table 2 soil nutrient content

病樹在0～20 cm、20～40 cm土層內(nèi)Mg2+含量小于健康樹，而0～20 cm土層總鹽含量顯著大于健康樹。如病樹在0～20 cm土層Mg2+含量為0.036 g/kg，而健康樹Mg2+含量為0.057 g/kg；病樹在20～40 cm土層Mg2+含量為0.02 g/kg，而健康樹Mg2+含量為0.043 g/kg；病樹在0～20 cm土層總鹽含量為0.63 g/kg，而健康樹總鹽含量為0.55 g/kg。表3

表3 土壤礦質(zhì)元素含量Table 3 The content of mineral element in soil

2.1.2 灌溉水元素含量特征

研究表明，渠水和井水作為核桃園的主要灌溉水，各個(gè)元素含量均在正常范圍內(nèi)。其中渠水和井水中Cl-含量分別為0.075和0.044 g/L，焦枯葉片中較高的Cl-并非來(lái)自灌溉水中。

焦枯葉片中表現(xiàn)出Cl-含量高的特征，而土壤和灌溉水中Cl-和總鹽含量都不高。Cl-富集與葉片功能破壞后，元素失衡有關(guān)。焦枯葉片中Mg2+含量顯著低于健康樹葉片，而土壤中Mg2+含量也顯著低于健康樹土壤中Mg2+含量。表4

表4 灌溉水元素含量Table 4 The element content in irrigation water

2.2 核桃葉片焦枯癥發(fā)生特點(diǎn)

研究表明，發(fā)病時(shí)間為6月初，發(fā)病高峰期為7月底～8月初，8月中旬后新生葉片無(wú)焦枯癥狀；5 a以下幼樹發(fā)病最普遍，10 a以上樹發(fā)病較輕；核桃葉片焦枯癥樹主要集中在公路兩側(cè)，靠公路一側(cè)樹體焦枯嚴(yán)重，從公路向核桃園中心焦枯現(xiàn)象逐漸減弱，中心無(wú)焦枯癥狀發(fā)生；發(fā)病時(shí)由核桃葉片邊緣開始焦枯，隨后向中心延伸，直至整個(gè)葉片焦枯，葉片的正背面無(wú)霉?fàn)钗?、菌膿等病征，為非侵染性病害?/p>

公路邊和核桃園中心區(qū)域的小氣候存在差異，即核桃園中心區(qū)域遠(yuǎn)離公路，郁閉度增大，樹體間相互遮擋，使得太陽(yáng)輻射、日照時(shí)間、溫度、相對(duì)濕度和風(fēng)速較邊緣區(qū)域有所減弱；而靠近公路核桃樹相互無(wú)遮擋，接受的太陽(yáng)輻射、日照時(shí)長(zhǎng)和溫度較中心區(qū)域高，相對(duì)濕度小，風(fēng)速?gòu)?qiáng)，使得核桃樹葉片的蒸騰作用遠(yuǎn)高于園中心區(qū)域，存在“邊緣效應(yīng)”。近3年葉城縣日平均溫度和日照時(shí)數(shù)呈逐漸升高的趨勢(shì)，其中7月的日平均氣溫和日照時(shí)數(shù)最高，分別為 26.5℃和10.7 h，但日最高氣溫達(dá)到43.15℃，7月平均日最高溫度為38.1℃，有11 d最高氣溫超過40℃，月降雨量?jī)H為4.3 mm，核桃蒸發(fā)蒸騰作用強(qiáng)烈。在8月中下旬日均氣溫和光照強(qiáng)度逐漸開始下降，在焦枯癥病樹上的新生葉片未發(fā)生焦枯現(xiàn)象。圖1～4

圖1 葉片焦枯癥特征Fig.1 Characteristics of withered leaf

圖2 不同月份日均氣溫Fig.2 The daily in different months

圖3 不同月份日均日照時(shí)數(shù)Fig.3 The daily average hours of sunshine

圖4 7月日最高氣溫Fig.4 Daily maximum temperatures in July

3 討 論

張計(jì)峰等[4]認(rèn)為，發(fā)病樹葉片中Cl-和Na+顯著高于健康樹葉片，土壤中Cl-和Na+向葉片富集特別是向葉緣富集，造成葉片元素比例失衡，細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致葉片焦枯，這與此次研究結(jié)果相一致。傅玉瑚等[13]認(rèn)為，果樹在缺鎂元素時(shí)，葉緣干枯并向葉片中部擴(kuò)展，這與研究結(jié)論相一致。研究區(qū)焦枯葉片中Mg2+含量顯著低于健康樹葉片，而土壤中Mg2+含量也顯著低于健康樹土壤中Mg2+含量。Mg2+的失調(diào)可能導(dǎo)致葉片焦枯。土壤鹽堿度的高低影響著葉片焦枯癥的發(fā)生，土壤鹽堿度大，Na+、Cl-含量高，葉片中 Na+、Cl-越富集，葉片焦枯癥發(fā)生越重。研究區(qū)發(fā)病樹土壤中Cl-和Na+與健康樹相比無(wú)顯著差異，且土壤和灌溉水中Cl-和總鹽含量都不高，地下水位約40 m。鹽分含量高低并不是引起焦枯癥的主要原因。

焦枯病發(fā)病與核桃園小氣候環(huán)境密切相關(guān)。近年來(lái)夏季溫度呈逐漸升高的趨勢(shì)，日最高氣溫最高達(dá)43.15℃，靠近公路核桃樹葉片的蒸騰作用高于園中心區(qū)域。公路邊的防護(hù)林楊樹根系已延伸到核桃園，與核桃樹搶奪水分和養(yǎng)分，造成核桃樹水分養(yǎng)分的虧缺。研究表明[11]，溫度達(dá)到 42.0～42.8℃時(shí)，空氣越干燥，葉片發(fā)生焦枯的概率越高[12]。葉緣焦枯多發(fā)生在 7～8 月， 此時(shí)正值高溫干旱天氣，土壤干旱、含水率低，又經(jīng)常有干熱風(fēng)。而在6～8月是果實(shí)生長(zhǎng)需水高峰期，階段性缺水會(huì)引起樹體自身水分脅迫。5年以下小樹樹勢(shì)較弱，根系較淺，容易引起核桃葉緣焦枯發(fā)病[14]，靠近防護(hù)林處的核桃發(fā)病較重，與研究結(jié)果相一致。在8月中下旬日均氣溫和光照強(qiáng)度逐漸開始下降，在焦枯癥病樹上的新生葉片未發(fā)生焦枯現(xiàn)象。

4 結(jié) 論

4.1焦枯葉片中表現(xiàn)出Cl-含量高的特征，含量為37.54 g/kg，而土壤和灌溉水中Cl-和總鹽含量都不高，焦枯葉片中較高的Cl-并非來(lái)自灌溉水和土壤中。Cl-富集與葉片功能破壞后，元素失衡有關(guān)。焦枯葉片中Mg2+含量顯著低于健康樹葉片，而土壤中Mg2+含量也顯著低于健康樹土壤中Mg2+含量。Mg2+的虧缺影響葉片光合作用，可能導(dǎo)致葉片焦枯。

4.2發(fā)病高峰期為7月底～8月初，8月中旬后新生葉片無(wú)焦枯癥狀；5年以下幼樹發(fā)病最普遍；靠公路一側(cè)樹體焦枯嚴(yán)重；發(fā)病時(shí)由核桃葉片邊緣開始焦枯，隨后向中心延伸；葉片的正背面無(wú)霉?fàn)钗?、菌膿等病征，為非侵染性病害。焦枯癥發(fā)病與環(huán)境因素密不可分。7月日最高氣溫達(dá)到43.15℃，平均日最高溫度為38.1℃，有11 d最高氣溫超過40℃，月降雨量?jī)H為4.3 mm，核桃蒸發(fā)蒸騰作用強(qiáng)烈。

4.3靠近公路核桃樹相互無(wú)遮擋，接受的太陽(yáng)輻射、日照時(shí)長(zhǎng)和溫度較中心區(qū)域高，相對(duì)濕度小，風(fēng)速?gòu)?qiáng)，使得核桃樹葉片的蒸騰作用遠(yuǎn)高于園中心區(qū)域。在高溫、干燥的環(huán)境下，強(qiáng)烈的蒸騰作用和防護(hù)林楊樹搶奪核桃樹水分、養(yǎng)分，使得葉片快速失水，導(dǎo)致葉片功能受到破壞，元素比例失衡，造成焦枯。