葡萄根腐的发生机理
2020-12-18吴婉莉
吴婉莉
(咸阳市农业科学研究院, 陕西 咸阳 712034)
葡萄(学名:Vitis viniferaL.)为葡萄科葡萄属木质藤本植物,是果树栽培中常见的落叶乔木,是世界最古老的果树树种之一,因具有适应性强、易繁殖的特点,在全国各地均有栽培[1]。葡萄挂果早,见效快、产量高、经济效益好,近年来我地葡萄种植面积在迅速扩大。葡萄根腐的发生率越来越高,根腐程度也愈加严重,发生树龄趋于幼龄化,对葡萄产业的发展产生了严重的障碍,降低品质、减产较为普遍,甚至毁园现象也时有发生。葡萄的根分为支撑根、呼吸根、吸收根和延伸根。根腐分为生理性根腐和病理性根腐,初期表现为不发病,叶片小而薄,逐渐发展为叶色变淡,发黄,严重时叶子从边缘焦枯,果穗小而发黄,深挖根系,则根毛已坏死,侧根和主根已变褐,根部表皮死亡,用手即可搓下,根系髓部变褐,根肉失水发褐,树体衰弱[2]。国内外有关根腐的研究文献较少,可能是因为以前土壤环境好,缺铁或缺镁等中微量元素导致的暂时性根腐比较容易矫治,类似葡萄黄化病和小叶病、银叶病的文献还较多。但仅限于地上部的矫治已不能根本解决目前生产中的难题,我们在研究黄化等生理现象的基础上,又深入开展了对葡萄根部营养生长情况,根部腐烂的过程及相关因素,土壤物理化学性状对根系生长的影响,葡萄各组织器官之间的营养关系等等研究,分析根腐发生的内在机理,并采取相应的补救措施后,观察田间效果表现,研究具体的解决方案,再多次针对性的实施矫治,反复实践论证,形成了具有包括秋季挖环状沟施用海藻生物功能类肥料、生长季节结合追肥的三次液体海藻营养灌根,叶面喷施胺鲜酯+双藻糖肽,双藻菌露拮抗有害菌群或氯溴异氰尿酸土壤病菌清理等等措施的综合方案,真正解决葡萄根腐的难题。
1 葡萄根腐的特征与病状分级
1.1 葡萄根腐的特征
从2014年到2019年,深挖了许多判断类似根腐的植株,对葡萄根腐的发生特征进行了观察,结果表明,根腐在每个生长阶段都会发生,只要地上部分黄化,地下则伴随着根腐,地上部分黄化程度越大,则地下部分根腐发生越严重,地上部分黄化和地下部分的根腐是对应关系,呈正相关分布。一般情况下,葡萄黄化在早春萌发时和早期分枝时少而轻微,但进入5月份(幼穗期)黄化就会逐步加重,表现出来,5月中下旬进入高发期。不同品种黄化时期无明显差异。当黄化发生时,新芽(包括下肢)和花序也产生明显的黄化。此时,根部的根毛已部分变褐坏死,根系在衰弱,根毛的吸收能力变差。及时补充营养促根养根,发生轻的(一个枝上有2~3个上端叶片发黄)葡萄叶片经过10~15 d可以逐渐恢复,严重的未经矫治的会一直黄化,根部继续褐变坏死。
1.2 葡萄根腐的病状分级
大量调查研究发现,葡萄根腐与地上部的黄化现象呈正相关,可以从地上部的黄化程度来对应的划分根腐的发生程度,黄化主要表现在新叶、幼嫩茎、花序和卷须上。根据黄色的开始时段和严重程度,以及发生部位,我们把根腐分为四级,一级为整株仅有二三片新发的叶子发黄,叶脉清晰,保持绿色,这时仅有部分新生根毛生长不良,属轻度发生。二级为在卷须、嫩茎、花序有淡淡的发黄,叶片发黄数在三片以上,整体为翠绿色,叶脉保持绿色,这种已有部分根毛生长不良或坏死,还在继续发展。三级为卷须、嫩茎、花序、果穗均已发黄,多数枝条都发黄了,整株显得又黄又弱,叶色从黄变白变薄,叶脉也成淡绿色,这种大多数根毛已生长不良或坏死;四级是整株枝条、叶子都已发黄,变小,边缘焦枯,叶子卷曲,叶脉失绿,仅有的幼穗发黄、粒小,萎缩,这种根毛已基本坏死,侧根和主根韧皮部坏死,根部导管也已褐变。
2 葡萄根腐的类型及发生机理
2.1 葡萄根腐的类型
根据葡萄根腐的发生程度和恢复时段,我们把葡萄根腐分为短期型、中期型和年度型或永久型三种类型。短期型是植株枝条发病后不久,发生黄化病的叶子可以转变成绿色叶片,新长出的叶子也不会再发黄,根系恢复正常;中期型是植株枝条发生黄化的叶子中,部分叶片可逐渐变绿,但大部分叶子不能再变绿,新生的叶子基本正常,也不会变黄,根腐现象逐渐消失;年度型是指黄化的树一直是黄化的,之后新生的叶子也都是黄色的,植株整体越来越黄化,叶子变薄变小,根腐一直在继续,根毛不断坏死,也不生新根,主根和侧根也越来越褐变。
2.2 葡萄根腐的发生机理
葡萄的根腐发生原因很复杂,根据发生的主要因素,我们把葡萄根腐分为生理性根腐、病理性根腐两大类来研究。
2.2.1 生理性根腐 主要有:
(1)气候环境刺激。冬季和早春的冻害,夏季的高温都会刺激诱发根腐,根系越浅越容易发生,冻害的危害尤其大,2018年4月6-7日,发生严重霜冻,根腐的发生是历年最严重和普遍的,葡萄正值萌芽抽枝期,已抽出的嫩枝50%以上被冻枯,葡萄根系被冻伤,部分幸免的嫩枝和后来新发的嫩枝,是葡萄树体的主要框架,由于前期受冻植株需要恢复和再抽新枝以及开花坐果,都需要大量的营养供应,根系恢复缓慢,水分养分吸收能力差,树上叶片无机营养供应不足,生长弱,树上表现黄化,葡萄整体营养代谢转化能力差,光合作用差,根部的有机营养供应不足,又不断的出现生理性根腐。夏季高温季节土壤温度升高,根系代谢受阻,甚至烧伤死亡,田间观察,根系越浅也越明显,出现根腐 。夏季暴雨过后,若果园排水不良,长时间积水,均会发生沤根性根腐。
(2)土壤生长环境恶化。长期依赖化肥,土壤有机质含量低,我地果园土壤有机质普遍在1%左右,土壤团粒结构差,板结、酸化 ,土壤活力下降,根际周围生长环境差,土壤黏重、透气性差,根毛的呼吸代谢弱,长期在这种不良环境中,根系就会出现死亡根腐;反之,土壤疏松、有机质丰富(连年施用有机肥或果园生草)、地色正常(无白、红、绿、裂纹现象)的果园黄化发生轻或没有黄化现象,根深叶茂,几乎无根腐发生[3]。
(3)人为生长环境破坏。清耕:受传统清耕思想影响,早春急于除草,用刮草轮或小型旋耕机旋地,打断了许多葡萄树的毛细根,降低了根系的吸收和呼吸功能,导致树体衰弱,叶片黄化,根毛坏死腐烂;施肥不当:早春沟施大量的无机化肥,破坏了根系的正常生长,甚至烧伤幼嫩根毛,对葡萄树根系的活性和营养吸收起了反作用,加速根毛衰竭,阻断树上树下的整体营养循环,导致葡萄叶片黄化根部死亡;浇水方法不合理:大水漫灌、地下井水(尤其是中午高温时)浇地,全园覆水在12 h以上,均会出现根毛窒息性死亡,导致根腐。拉穗沾果不当,沾果药剂浓度过大或者两次沾药时间间隔太近,打破了树体平衡,易导致叶片黄化,叶子光合效能变差,此段时期,树体既要长果穗,又要恢复生长,养根的营养不足,易造成根部受损,沾果后为了保证拉穗的效果,大量浇水,根系和水分吸收及积水时间一旦不协调,土壤处于高粘状态,根毛呼吸不畅,就会出现根毛坏死,继而根腐。
(4)营养环境不协调。多地大量果园调查,施肥不平衡,不全面,缺镁、缺铁、缺钾、多氮现象突出,树体营养严重失衡,逐渐导致根腐发生。一旦根毛衰弱根腐发生,则对营养元素和水分的吸收能力减弱,则缺素症状更加严重,缺素性病害又导致叶子光合效能下降,植株整体有机营养不足,根部更加衰弱,根腐会更快更严重的发生。
(5)生产管理不当,如修剪过重造成根冠比失调,也影响根系生长;过量挂果,造成地上部分与地下部分营养生长激烈竞争,导致根系营养供应不足。持续时间长,比如连年挂果量大,树势逐渐衰弱,根毛生长的有机营养欠缺,每年新生根少,根系逐渐萎缩死亡,也就发生根腐。
2.2.2 病理性根腐 经大量调查,病理性根腐在我地的发生比例为20%左右,经镜检,为葡萄圆斑根腐病,病原菌属半知菌亚门,镰刀霉属Fusarium的几个不同种侵染所致,病理性根腐为慢性病,从少量根毛侵染到大量根腐,地上部表现枯萎,一般在2~3 a的时间。先从植株须根侵染发病,病根变褐腐烂,逐渐延伸到侧根,在须根基部形成红褐色圆斑,病斑不断扩大,腐烂深达木质部,多个病斑连在一起,使韧皮层大面积变褐腐烂,极易与木质部分离,病根整体逐渐变成深褐色而死亡。
病根因发生位置和在整个植株的数量不等,树体也会出现发发反反复复的表现,总之会不断削弱树势,影响产量和品质,甚至导致植株死亡。
病理性根腐病菌是弱寄主菌,所以其发生与葡萄园的土壤生态环境,气候生态环境,生产管理水平等等因素密切相关,与生理性根腐的发生呈正相关,一旦发生生理性根腐,则侵染根腐病菌的几率会大大增加。
3 葡萄根腐的解决原理
3.1 海藻内源激素和多糖类营养的刺激生根
海藻在生产过程中采取的是复合酶降解技术和细胞破壁技术,最大程度保留了海藻中内源植物激素(生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸)、海藻酸、腐植酸、甜菜碱、甘露醇、海藻多糖、酚类、萜类、维生素、氨基酸等海藻活性营养物质,多糖和低聚糖类物质易吸收,能直接参与激活和刺激根系细胞,使根系有更好的水分和营养吸收效率,强化植物的增长和活力,提高根系的活力,生根、促根、壮根[4~7]。
3.2 双海藻菌露抑菌促根的特殊功效
双藻活性物质和特效菌株能有效改良土壤团粒结构,固氮、解磷、解钾,增加土壤含氧量,利于根部呼吸,生根、壮根;有益菌高达每克200亿,施入土壤后快速繁殖,24 h在根际周围形成有益菌群保护墙,以菌抑菌,抑制土壤中的有害菌,拮抗有害镰刀菌的侵染,同时激活土壤中固化的磷钾及中微量元素;补充中微量元素钙、镁等营养,减少缺素和根腐病,同时,双藻活性物质能增强植株体内抗氧化酶的活性,提高植株的抗逆性,也会减少根腐的发生。
3.3 土壤物理化学性状改良
栽植时即重施海藻生物有机肥和海藻土壤调理剂,将有机质需提升至2%以上,土壤pH值调整在6.5~7.5左右,再进行定植。每年秋季结合施肥深翻土壤,多施生物有机肥和土壤调理剂或海藻精,运用海藻丰富的生物活性物质和深海增氧菌强大的生命繁殖能力,与植物黏液、矿物胚体和有机胶体结合,改善土壤团粒结构、增强土壤的物理性能、减少土壤颗粒的损失,还能参与腐殖质形成,有利于提高土壤肥力,活化土壤,保持土壤疏松,土保水保肥能力增强,养分利用率提高,根系生长良好。
3.4 平衡精准施肥
葡萄年生长量大,结果多,对养分的需求多,属钾质果树,对钾的需求和吸收比例大,据研究,其对氮、磷、钾需求的比例为1∶0.5∶1.2,除钾元素外,葡萄对钙、镁、铁、锌、锰等元素的需求也很高。生产中要重视大中微量元素的同时供给,我们采用海藻为营养投入品,不仅确保养分全面、平衡,吸收利用率高,而且活化土壤,加快释放土壤中的养分,兼具植物营养刺激的功能来促进生长[8]。
3.5 土壤生态优化
秋季底肥选择生物有机肥,生长季节施入高含量水溶性菌剂,大量施入土壤有益微生物菌,拮抗土壤有害菌群,占领土壤生态位,在丰富的有机质为培养基的基础上,大量繁殖,在根际形成有益菌群保护墙,减少镰刀菌的侵染,预防病理性根腐病的发生。
3.6 果园生态环境优化
果园生草可以增加土壤有机质含量,保持土壤墒情,根系相对深,活力强;同时能改善果园小气候,尤其在夏季高温时节,生草的果园平均温度降低10℃,地温降低14℃,根系活动时间长,土壤中的水、肥、气、热表现协调,果园空气湿度大,可有效防止晒根、烧根,从而减少根腐的发生。
3.7 规范栽培技术
合理密植:做好株枝叶果比:根据品种特性设计好架型(篱架或棚架)和栽培密度,确定树体合理的负载量,株行距保持在(0.8~1)m*(2.5~3)m,冬剪时每株留2~3个饱满芽,开春抽枝后每枝留4~5个结果枝,每枝挂1个果穗,每个果穗约留50~80粒,每个果穗保证12片以上的功能叶,每个单果穗重保证在600~1 000 g左右。合理负载量:根据国内外生产经验,单位面积产量和品质以及树体营养生长呈负相关,产量偏低品质较好,树体营养生长旺盛;从综合效益考虑,盛果期以每667 m22 000~2 500 kg最好,既保证了优质高产,又保证了树体正常的养分循环,减少因树体衰弱导致的根腐。若树体挂果量大,葡萄增糖慢、着色晚,采摘晚,尤其后期遇连阴雨,导致采摘销售更晚,秋季施肥推迟,错过最佳物候期,因收益差,施肥量又不充足,树体对肥料的吸收利用少,树体贮藏营养匮乏,早春容易发生黄化根腐;树体抗冻抗逆性差,若发生冻害,由于树体的养分不足、不平衡,冻害后的恢复慢,生长差,则黄化根腐表现更加严重。加强设施建造:我地近年来雨季来临的早,持续降雨时间长,避雨拱棚要尽早建造,棚间开排水沟,避免根系长期积水,减少沤根性根腐发生。
4 葡萄根腐的解决方案
4.1 叶面喷施
每200 kg水兑入海状元双藻糖肽200 g或海藻精100 g(海藻多糖类植物生长刺激素)+真多安200 mL(8%胺鲜酯水剂)+海藻醇硼200 g+0.5 kg尿素进行全园喷雾,全面补充营养,对葡萄树进行双向调节,刺激叶片生长,促进叶片复绿,可以加速叶片光合作用,增强树体活力,从而达到以叶养根,以根促叶保果的目的。
4.2 根部追施
及时对葡萄树的根部进行冲施或液体枪施或环状沟浇施海藻类水溶肥,用海藻状元根4 kg+海藻精1 kg+双藻菌露800 g,对葡萄树根部补充各种营养元素和生物活性物质,促进根系生长,加速根系对养分的吸收,并拮抗有害菌群的侵染,刺激促生新的吸收根,达到养根、旺根、壮树的目的。
4.3 结合硬核肥同时防治
6月上中旬,葡萄进入硬核期,每667 m2地施入海藻功能型肥双藻钾20 kg+浓缩海藻肥20 kg+海藻菌露1.2 kg,建议用液体施肥枪施入地下30 cm左右,以水促肥,提高吸收利用率,可同时达到果实膨大,养根促根,改善根际土壤环境,矫正治疗根腐的作用。
4.4 早施转色肥
在进行了叶喷,追施等措施后,根腐的果园要早施多施转色肥,在7月上中旬,每667m2地用液体施肥枪施入海藻优彭15~20 kg+双藻钾水溶肥20 kg,迅速补充有机源和无机源钾元素,加速葡萄的糖分累积和着色转化,保证葡萄转色和树体后期生长的营养需求。同时养根、护根、保根。
4.5 施足秋季月子肥
在9月下旬至10月上旬,每667m2葡萄园施入生物有机肥120~200 kg和土壤调理剂300 kg,注重调节土壤酸碱度,调理土壤表土酸化和修复土壤物理性状,确保pH值在5~7范围内,疏松吸收根毛区土壤,改善根系的生长环境,促生新根,加快养分吸收,根据当年叶色情况,施入海藻有机无机复混肥80~120 kg和硅钙镁钾硫铁多元中微量元素20~40 kg,保证树体休眠期的养分贮备和下年对养分的需求。秋季颗粒肥采取沟施,距植株40~50 cm左右开沟,沟宽30~40 cm左右,深40~50 cm左右,均匀施入所配品种的肥料,将表层熟土先覆盖,后覆回生土。做到活土施肥,促根壮树,预防并解决根腐。
4.6 合理灌溉
葡萄的根系属肉质根,既喜水又怕水,保持土壤湿度,做到见干见湿,成龄葡萄园一般年灌水4~6次(根据当年降雨量可适当增减灌水次数),灌水时期是在葡萄生长的萌芽期、花期前后、浆果膨大期和采收后,不宜大水漫灌,尤其在花期和膨大期,建议隔行浇水,夏季高温季节,尽量避免浇水,必需浇水时,要选择在夜晚地温降低后进行。
4.7 及时防治病虫害
我地葡萄的病虫害种类很多,地上部以葡萄霜霉病、白腐病、炭疽病、黑痘病、褐斑病、绿盲蝽、斑衣蜡蝉、红蜘蛛、介壳虫等为主要病虫害,近年发生也很严重,按时喷药,做好病虫害的防治,有效保护叶片和果穗的生长,保证了叶片效能,葡萄营养循环正常,也必然减少根腐的发生。
4.8 实施果园生草
果园人工行间生草或自然生草,树盘覆草,有效调节果园小气候,优化果园生态环境。生草可以选择芥菜型油菜,柔毛豌豆,鼠茅草等草种,保持行间草高在30 cm左右,夏季高温季节可保持在50 cm左右,超过30~50 cm刈割后覆盖在树盘株间,保持全园覆盖,无裸露土壤为好。果园生草可以多次种植,增加产草量,提升土壤有机质含量,保持土壤墒情,降低果园和地面温度,树体光合作用好,根系活动时间长,土壤中的水、肥、气、热表现协调,树上减少日灼、气灼和烫叶发生,树下可有效防止晒根、烧根,从而减少根腐的发生。
4.9 如确诊为病理性根腐
即刻深挖出吸收根区,先用50%氯溴异氰尿酸500倍液灌根处理,晾晒2~4 h后,再用双藻糖肽1 500倍+8%胺鲜酯水剂2 000倍液再次灌根,随后覆土(应换成无病区熟土),同时采取如上管理方案即可。
通过近五年葡萄根腐的实践研究,我们已成功解决矫治了逾200 hm2根腐果园,目前果园生长正常,矫治早的果园已无曾经发生根腐的痕迹,而且在2017、2018年部分果园丰收高产,2019年长势良好,叶色正常,所以我们项目组认为,葡萄根腐虽然发生普遍,但80%为生理性根腐,土壤环境不良、盲目施肥、果园生态差、管理不科学等是主要原因,通过智能型的海藻系列营养的合理供给,科学管理,调理土壤理化性状,优化土壤和果园生态环境,根腐的发生程度会逐步减轻,发生率会大幅下降,文中的解决方案是在科学营养、生态管理为方向的基础上形成的营养植保方案,是在当前果业提质增效前提下简便易行,克服生产中葡萄根腐难题行之高效的解决方案。