有機栽培和生態(tài)防控技術對改善黃龍病柑橘果實品質的探究

諶國蓮， 劉家容， 鄧倩婷

(1.華南農業(yè)大學 食品學院，廣東 廣州 510640； 2.廣東省農業(yè)科學院 農產品公共檢測中心，廣東 廣州 510600)

中國是全球最大的柑橘生產國，農業(yè)農村部統(tǒng)計2016年全國柑橘種植面積256萬hm2，產量為3 765萬t[1-3]，產值達3 000億元，占比世界柑橘的25.7%。柑橘是我國南方最重要的果樹之一，是廣大消費者最鐘愛的水果之一，味道好，營養(yǎng)價值高，且果皮果肉均有良好的保健功效和藥用價值[4]，已成為我國南方鄉(xiāng)村振興的一大支柱產業(yè)和農民收入的重要來源之一。在中國的浙江、福建、廣東等省具有悠久的種植歷史。

黃龍病是柑橘產業(yè)的頭號殺手，給柑橘產業(yè)帶來巨大沖擊，由帶病苗木、嫁接、砧木調運和木虱傳播[5]，能侵染幾乎所有的柑橘類植物及柑橘屬、枳屬、金柑屬和九里香等多種蕓香科植物[6]。除蕓香科植物以外，黃龍病還可以通過菟絲子傳播給長春花、煙草和番茄、黃皮、枸杞等植物[7]；其中尤以橘類品種如椪柑、紅橘、南豐蜜橘、砂糖橘等發(fā)生特別普遍，溫州密柑等柑類和暗柳、新會、哈姆林、臍橙、夏橙等甜橙類發(fā)生也很普遍[8]。黃龍病的病原為韌皮部桿菌屬(CandidatusLiberibacter)細菌，田間主要通過媒介昆蟲-柑橘木虱傳播，攜帶黃龍病病原的柑橘木虱蟲卵，孵化后吸食果樹嫩汁幾個小時，果樹就會感染黃龍病，且成蟲可飛數米高，隨風遷移達千米，造成大面積傳播，傳染性極強[9]。黃龍病在50余個國家都有發(fā)生，以亞非國家居多，大洋洲、南美洲、北美洲也不少，我國大陸有廣東、廣西、福建、浙江、江西、湖南、云南、貴州、海南和四川等多個省發(fā)生黃龍病[6,10]；累計毀園數十萬公頃，尤其廣東、廣西、福建、江西等地長期受其干擾。自2012年以來，江西贛州等地黃龍病大面積暴發(fā)，迄今已砍病樹4 500多萬株，預計直接經濟損失90多億元[10]，截至目前，我國19個省市區(qū)受影響面積占柑橘總栽培面積的80%以上，四至八年生的樹發(fā)病重，受災嚴重的地區(qū)黃龍病直接造成50%以上的減產，種植面積銳減[2,11]。農業(yè)部自2015年以來投入2.32億元專項救災資金防控此病，廣東、湖南、廣西、江西等各地自主投入防控資金超過12億元[12]。黃龍病病原是一種難培養(yǎng)的細菌，至今還未能純化培養(yǎng)，憑借現有技術無法進行有效治療，堪稱“柑橘癌癥”[13]，柑橘黃龍病已于2020年被農業(yè)農村部列入一類農作物病蟲害名錄[5]。

感染了黃龍病的柑橘樹，會形成均勻黃化型或斑駁型黃梢，后期則出現缺鋅狀花葉等一系列典型癥狀，葉片會變厚、變小、變硬、反卷或葉脈木質化，枝條易干枯，根表皮易脫落、腐爛，樹冠之間稀疏，樹勢逐漸衰弱，開花畸形，極易脫落，開花時間提早，開花數量增多[14-15]；植株壽命短，苗木和幼樹發(fā)病后，一兩年內死亡，成年樹發(fā)病后3～5 a內枯死[16]；結果率低，果實表現出著色異常，甚至不轉綠，果小，畸形，果皮變粗厚，果心粗大，果肉無汁，果實的甜度和酸度變壞，幾乎沒有味道，品質急劇下降，口感極差，無商品價值[4,17-18]。

黃龍病相關研究較多，但仍未找到徹底根治的藥物和方法。目前國內外防治的主要措施為噴施菊酯類、有機磷、吡蟲啉等殺蟲劑，采用光照、濕熱空氣、熱水或蒸汽滅菌的物理防控，葉面噴霧、灌根等營養(yǎng)療法緩解病情均可降低柑橘木虱的傳播率[19]?？茖W家總結了“三板斧”綜合防控技術，即“應用無菌苗木”“及時挖除病樹”“大面積聯防聯控木虱”[20]，此法雖然能在一定程度上控制黃龍病蔓延，但砍樹對于種植戶來說代價太大。施用農藥導致柑橘木虱產生抗藥性，天敵昆蟲大量死亡，生物多樣性喪失，果實農藥殘留超標，生態(tài)環(huán)境惡化等一系列問題。栽培時長期使用化肥造成土壤團粒結構遭破壞，不利于柑橘根系生長和土壤微生物活動[21]。開發(fā)利用柑橘木虱綠色防控并結合有機栽培手段尤為重要。本文利用有機栽培和生態(tài)防控技術提高輕感黃龍病樹體果實品質，逐年提高果實產量和品質。

1 材料與方法

1.1 材料

江西贛州安遠天心果園橙采自感染黃龍病的果樹，此果樹已經過2 a有機栽培和生態(tài)防控技術，不使用一切化肥和化學殺蟲(螨)劑、殺菌劑、除草劑，用生物有機肥和生物源農藥，人工或機械除草。

贛州瑞金劉氏臍橙、江西瑞金梁氏臍橙采自感染黃龍病后經過有機栽培，并進行一年全生態(tài)農業(yè)防控試驗的果樹。

湖南永州江永沙糖橘有3個樣品，第1個采自經PCR檢測感染黃龍病，后經過2 a農業(yè)生態(tài)方法栽培管理，目測病情消除的果樹(感染黃龍病樣品)；第2個采自同一果園經PCR檢測未感染黃龍病的果樹(未染病正常果，作為對照)；第3個采自永州鄰近果園未感染黃龍病的果樹(臨近果園未染病果，作為比較)。

惠州楊僑蕉柑2號為果樹嚴重感染黃龍病后被砍，發(fā)出新稍后用農業(yè)生態(tài)方法栽培管理，之后目測已無黃龍病，第2年結出的果實；254號為目測未感染黃龍病、經過2 a農業(yè)生態(tài)方法栽培管理的果樹結出的果實。

1.2 有機栽培及防控技術

采用一種既能防控柑橘黃龍病，同時也能收獲有機柑橘的農業(yè)生態(tài)技術，施用生物有機肥(全年施肥4次，第一次在樹冠滴水線溝施，其余3次在滴水線內撒施)、噴施新陳代謝光合促進劑(全年噴施4～5次)及提高抗逆力的安全無毒無害的含氮、磷、胍類的烷基季銨鹽離子液(全年施2次)，采用生物源(植物源、動物源、微生物源)農藥抑蟲靈和殺菌劑(全年施用3次)及大蒜素(1次)防蟲，進行人工機械除草。

1.3 品質測定

測定時隨機取樣，測量果實的單果重、果皮厚度、橫徑、縱徑、果形指數、可食率、含渣率、出汁率等性狀，采用3次或3次以上的重復，結果取平均值。

維生素C(VC)含量測定采用2,6-二氯靛酚鈉滴定法；還原糖含量測定采用直接滴定法(GB 5009.7—2008)；總糖含量測定采用直接滴定法(GB 5009.7—2008)；可溶性固形物含量(TSS)測定使用手持折光儀；總酸的測定采用堿滴定法(GB/T 12456—2008)。

果皮色澤用色差計測定，L表示果皮黑白程度，也就是亮度、光澤度，數字越大光澤度越好，顏色越偏向白色，數字越小光澤度越差,顏色越偏向黑色；a表示果皮紅綠程度，正值表示紅色，正值越大越紅，負值表示綠色，負值絕對值越大表示越綠；b表示果皮黃藍程度，正值表示黃色，絕對值越大越黃，負值表示藍色程度，絕對值越大越藍;c=(a2+b2)1/2,c為著色強度,也叫飽和度或彩度，a表示純色中灰色成分的相對比例，用0～100來衡量，0為灰色，100則為完全飽和。b用以表示物體表面顏色的濃淡，數值越大表明顏色越純，越鮮艷；H為色調角，用以表示彩色彼此相分的特性，色調角H從0°到180°分別代表顏色為紫紅(0°)，紅，橙紅，橙，黃(90°)，黃綠，綠，藍綠(180°)。

2 結果與分析

2.1 理化指標

從表1可以看出,感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的江西瑞金梁氏臍橙和劉氏臍橙、江西贛州安遠天心果園橙，3種果實的縱徑(依次分別為7.042 cm、7.013 cm、6.725 cm)、橫徑(依次分別為7.325 cm、6.795 cm、6.783 cm)、果形指數(依次分別為0.96、1.03、0.99)、果皮厚度(依次分別為0.458 cm、0.445 cm、0.433 cm)、單果重(依次分別為179.23 g、171.25 g、178.02 g)、可食重(依次分別為134.49 g、124.11 g、133.99 g)、可食率(依次分別為74.92%、72.35%、75.38%)，均在市售臍橙的范圍內；出汁率(依次分別為61.49%、62.18%、60.46%)高于市售臍橙(40.00%～60.00%)，含渣率(依次分別為38.51%、37.82%、39.54%)略低于市售臍橙(40.00%～70.00%)；感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的湖南永州砂糖橘縱徑(3.481 cm)、橫徑(2.944 cm)、單果重(21.36 g)、可食重(15.91 g)、可食率(73.39%)、含渣率(32.67%)均小于同一果園未染病正常果和臨近果園的未染病果及市售果，出汁率(67.33%)大于同一果園未染病正常果和臨近果園的未染病果及市售果。

表1 各樣品理化指標測定結果

和市售蕉柑相比，感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的惠州楊僑蕉柑2號和目測未感染黃龍病經過2 a農業(yè)生態(tài)方法栽培管理的惠州楊僑蕉柑254號兩種果實縱徑(2號：7.283 cm，254號：6.883 cm)、橫徑(2號：6.283 cm，254號：5.7 00 cm)、單果重(2號：174.38 g，254號：150.69 g)、可食重(2號：122.03 g，254號：104.19 g)、可食率(2號：69.98%，254號：69.14%)都正常，果皮厚(2號：0.440 cm,254號：0.493 cm)、出汁率(2號：77.17%，254號：82.12%)高于市售蕉柑，含渣率(2號：22.83%，254號：17.88%)在市售蕉柑含渣率范圍內(16.50%～25.00%)。

2.2 色差

從表2可以看出，感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的江西瑞金梁氏臍橙和劉氏臍橙、江西贛州安遠天心果園橙，3種果實L(依次分別為61.5、60.2、63.2)、b(依次分別為60.5、60.3、66.4)、著色強度c(依次分別為71.55、71.54、75.13)都在市售臍橙的范圍內(L為45.0～75.0,b為 50.0～80.0,著色強度c為50.00～80.00)；a(依次分別為38.2、38.5、35.2)高于市售臍橙(-14.00～+30.00)；H(依次分別為57.8、57.6、62.1)低于市售臍橙(75.0～105.0)說明江西瑞金梁氏臍橙和劉氏臍橙、江西贛州安遠天心果園橙著色優(yōu)于市售臍橙；感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的湖南永州砂糖橘，L(49.3)、a(2.4)、b(41.1)、c(41.17)均低于同一果園的正常果(L54.2，a10.2，b49.1，著色強度c50.15)和臨近果園未感染黃龍病的果實(L52.1，a7.7，b46.8，著色強度c47.43)，色調角H(86.8)高于同一果園的正常果(78.3)和臨近果園未感染黃龍病的果實(80.5)，以上指標基本在市售砂糖橘的范圍內(L51.0～67.0，a-5.8～+25.0，b43.0～65.0，c43.00～94.00，H44.0～98.0)；感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的惠州楊僑蕉柑2號，目測未感染黃龍病，經過2 a農業(yè)生態(tài)方法栽培管理的惠州楊僑蕉柑254號兩種果實L(2號：51.3，254號：49.8)、a(2號：12.0，254號：11.2)、b(2號：45.9，254號：47.3)、色調角H(2號：75.2，254號：76.7)，與市售蕉柑相比，均在正常范圍內，b偏低，色調角偏高，而著色強度c(2號：47.44，254號：48.61)稍低于市場蕉柑(55.00～83.00)，說明感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控惠州楊僑蕉柑2號，目測未感染黃龍病，經過2 a農業(yè)生態(tài)方法栽培管理的惠州楊僑蕉柑254號顏色偏離橙紅色，偏向黃綠色，著色強度也有待于改進。

表2 各樣品色差值測定結果

2.3 營養(yǎng)及風味指標

從表3中可以看出，和市售臍橙相比，感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的江西瑞金梁氏臍橙和劉氏臍橙、江西贛州安遠天心果園橙3種果實VC含量(依次分別為408.2 mg·kg-1、486.7 mg·kg-1、531.2 mg·kg-1)、總酸含量(依次分別為0.542%、0.661%、0.421%)、TSS含量(依次分別為12.5%、14.0%、14.0%)、糖酸比含量(依次分別為14.13、13.30、20.07)、固酸比(依次分別為23.06、21.18、33.25)都在正常范圍；還原糖含量(依次分別為3.51%、3.99%、4.15%)、蔗糖含量(依次分別為4.15%、4.80%、4.30%)、總糖含量(依次分別為7.66%、8.79%、8.45%)低于市售臍橙。

表3 各樣品營養(yǎng)及風味指標測定結果

和市售砂糖橘相比，感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控的湖南永州砂糖橘VC含量(299.2 mg·kg-1)、總酸含量(0.478%)、TSS含量(10.2%)、糖酸比(13.18)、固酸比(21.34)都在正常范圍；還原糖含量(2.40%)、總糖含量(6.30%)、蔗糖含量(3.90%)較低，而且除糖酸比、固酸比以外，以上其他指標低于湖南永州臨近果園未染病砂糖橘和湖南永州同一果園的正常砂糖橘的含量。

與市售蕉柑相比較，感染黃龍病后經過有機栽培和生態(tài)技術防控惠州楊僑蕉柑2號目測未感染黃龍病，經過2 a農業(yè)生態(tài)方法栽培管理的惠州楊僑蕉柑254號兩種果實VC含量(2號：204.3 mg·kg-1，254號：184.9 mg·kg-1)、TSS含量(2號：8.5%，254號：8.3%)在正常范圍；總酸含量(2號：0.066%，254號：0.093%)、還原糖含量(2號：1.90%，254號：2.70%)、總糖含量(2號：4.02%，254號：3.40%)、蔗糖含量(2號：2.12%，254號：0.70%)偏低，糖酸比(61.00，36.52)和固酸比(128.98，89.15)偏高,與酸含量太低相關。

3 小結與討論

3.1 柑橘感染黃龍病后出現各類癥狀的原因

管冠等[22]認為，黃龍病侵染不會改變礦物營養(yǎng)元素本身的生理機能，其對礦物營養(yǎng)元素的吸收轉運和分配過程的影響才是黃化癥狀產生的根源；李凌松等[9]認為，黃龍病菌入侵柑橘植株后，會引起柑橘韌皮部組織壞死和篩管堵塞，導致光合產物運輸受阻，植株代謝紊亂、衰退直至死亡，沒有疏通的篩管，無法輸送營養(yǎng)，病株也無法正常結果；易龍等[23]研究表明，柑橘黃龍病侵染后的臍橙葉片變薄，氣孔萎縮，柵欄組織細胞由長條形變?yōu)闄E圓形，細胞間隙變大，排列松散，果蒂的韌皮部維管束堵塞；國外也有研究發(fā)現柑橘黃龍病菌侵染植株后，寄主篩管分子細胞壁間層腫大，韌皮部部分細胞塌陷，篩管阻塞，淀粉積累；張培等[24]認為，果柄是蔗糖等營養(yǎng)成分的運輸通道，是植物果實營養(yǎng)輸導的重要樞紐，也是黃龍病菌生長的場所。葉片光合的作用產物蔗糖需要通過韌皮部裝載進入篩管運輸，運輸至果柄后卸出，再進入果實維管束，一部分運送至果皮供其利用，另一部分進入汁囊用于代謝和積累。感染黃龍病的植株，由于果皮韌皮部壞死，蔗糖無法向果實輸送，從而使蔗糖大量累積于果柄部位，長時間的積累變?yōu)榈矸鄣某练e。韋欣等[25]曾對來自南非的感染了青果病的甜橙枝梢進行解剖學的研究，由于病原引起韌皮部組織的壞死，進而導致了葉片生成的有機物質不能轉運出去，在質體中轉化成淀粉呈現紅鼻子果。柑橘感染黃龍病以后根系也會逐漸壞死，從而影響礦物營養(yǎng)的吸收和利用，礦物元素作為植物體的組成部分，不僅對果樹生長發(fā)育有重要影響，而且在果實品質調控上有重要作用。

3.2 黃龍病侵害對柑橘類果實產量和品質的影響

柑橘植株感染黃龍病以后使果實品質下降甚至失去食用價值，臍橙果皮不轉色，縱徑、橫徑、單果質量、可溶性糖、TSS、VC含量的減少[25-26]，果皮變厚，果實變硬變小，殘渣多，可食率和出汁率都減少[2,26-27]，王圣通等[27]研究顯示，感染黃龍病的樹體果實單果重比健康臍橙減少21.42%，果實橫徑減少9.92%，果形指數、果皮厚度、果皮占果實百分率及殘渣占果實百分比分別增加11.57%、31.02%、27.30%、14.64%，硬度增加28.55%，黃龍病果實的TSS、固酸比、果汁率分別減少43.11%、38.84%、30.48%，可滴定酸、VC、可食率分別比健康果實減少6.48%、22.42%、12.01%，均達顯著或極顯著水平。據陸英等[2]的報道，健康果實出汁率和可食率分別為48.6%、80.56%，而染病果實出汁率和可食率分別為36.29%、71.44%，差異顯著，病果可滴定酸增加，果味淡，具苦澀味。

砂糖橘感染黃龍病以后，也顯示不良性狀和品質。王圣通等[28]研究結果顯示，砂糖橘病果果實縱橫徑、單果重顯著減少，TSS、VC、果皮和果汁亮度明顯降低，而果形指數、殘渣占果實比重及果實硬度顯著增大，可滴定酸含量顯著升高，相應的固酸比亦顯著減少，感染果實的固酸比僅為16.27，而健康果實的固酸比為26.61。砂糖橘紅鼻子的單果重、TSS、VC含量比健康果分別減少28.7%、47%、34.2%，差異極顯著[29]。果實在出汁率、可食率、果皮厚度、果皮占果實比重上的差異不顯著，在其他外觀品質指標上均差異顯著。

王圣通等[30-31]認為，黃龍病對柑的影響表現為使病果變輕，體積變小。果皮著色不均勻，果實質量、縱徑、橫徑及著色指數均減少，TSS、VC、果汁率、可食率、固酸比均降低，果形指數、果皮率、果實硬度均增大，可滴定酸含量升高，甜味明顯下降，酸味明顯增加，果肉飽滿度下降，異味明顯增加，綜合風味明顯下降，外觀品質(果皮厚度、殘渣率、種子率)均無明顯差異。

3.3 種植條件對果實生長及風味形成的影響

果樹生長受許多因素的影響，如光照、雨水量、水分、營養(yǎng)元素、溫度、溫差、葉果比，文濤等[32]認為，對果實影響最大的氣候因子是年均溫，其次是幼果期和成熟期的月均溫。果實不同生長時期對養(yǎng)分和光照要求不同，在水果成熟初期，細胞的液胞主要成分為淀粉和有機酸，所以早期的果實硬而酸，隨后淀粉逐漸被水解為蔗糖、果糖和葡萄糖，果實變甜，酸味減少。果實糖代謝相關酶活性和激素含量影響果實糖分積累，酸性轉化酶(AI)、中性轉化酶(NI)、淀粉酶、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)均為與糖酸積累和分解有關的酶。柑橘果實中檸檬酸的合成與分解是一個復雜的生理過程，涉及到許多不同的酶，主要有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、檸檬酸合成酶(CS)、順烏頭酸酶(ACO)、異檸檬酸脫氫酶(IDH)、蘋果酸脫氫酶(MDH)、蘋果酸酶(ME)等[33]。另外，土壤營養(yǎng)(pH、N、P、Fe、Mn、Cu、Zn、Mg)、葉片營養(yǎng)(N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn)對柑橘產量和品質(單果重、產量、TSS、總酸、VC)均有影響[34]。溫明霞等[35]通過測定土壤有機質、速效氮、磷、鉀、有效鈣、鎂、硼和葉片N、P、K、Ca、Mg、B含量，研究其與果實TSS、總糖、還原糖、VC、總酸的相關性，結果表明，土壤和葉面肥料和微量元素的適量適時施用、肥料的種類、生物農藥的合理運用是生態(tài)種植的關鍵。

施用有機肥提高果實品質的報道較多，梁和等[36]研究認為，B、Ca處理能提高柑橘果實成熟前的還原糖、滴定酸含量，降低果實收獲期的還原糖和滴定酸含量，并提高了果實成熟期總糖含量，增強柑橘果實發(fā)育初期酸性轉化酶活性和果實發(fā)育后期中性轉化酶活性；張麗娟等[37]研究指出，在水分脅迫條件下，施用氮肥可提高果實含糖量14%左右，但氮對水果的品質的影響具有波動性；王軍等[38]認為，使用農家肥可以使瓜果增甜。陳思等[39]研究表明，合適的灌水量和有機肥用量、增施氮肥和鉀肥均能明顯提高番茄可滴定酸含量，提高可溶性糖含量，提高果實的糖酸比，灌水量過高，增大磷肥和鉀肥用量均會抑制番茄可溶性糖的累積，糖酸比受施用磷肥影響不大。

本文采用的有機栽培及生態(tài)防控技術對于感染輕中度黃龍病的柑橘樹體可較好地恢復生產力，延長結果期，達到或接近無病樹的水平，可減少黃龍病給柑橘帶來的品質劣變，果實品質得到提高，可收獲安全優(yōu)質的有機柑橘產品；有機栽培及生態(tài)防控技術能提高柑橘的產量和免疫力，降低黃龍病的蔓延速度，使健康樹更高產，這與有機栽培可改變樹體的營養(yǎng)、抗病性，提高營養(yǎng)吸收，激活植株的防御系統(tǒng)有關，對探究保障柑橘果農的生產效益，促進農村經濟柑橘產業(yè)發(fā)展有現實意義。