柑橘溃疡病的根除历史及广西主栽柑橘品种的抗病性
2021-12-01廖咏梅黄奕蔓
廖咏梅,黄奕蔓
(广西大学农学院 南宁市 530004)
柑橘溃疡病(Xanthomonascitrisub sp.citri,Xcc)是影响世界柑橘生产的重大检疫性病害,该病害被认为起源于东南亚[1]。据报道,在英国和美国的博物馆里,发现于1827—1831 年间采自印度和1842—1844 年间采自印尼爪哇岛的柑橘腊叶标本上出现溃疡病的病斑[2]。随后,该病害传播到其他国家和地区,迄2009 年,在亚洲、非洲、大洋洲和南美洲的30 多个国家有柑橘溃疡病的报道[3]。Reinking(1919)最早报道我国华南地区有柑橘溃疡病的发生,随后戴芳澜(1922)报道广东有发生,自20世纪30年代起,湖南、广西、浙江等省的柑橘产区已有发生,且蔓延快,1989 年已有14个省市(包括台湾)的柑橘产区发生,占全国种植面积的14.1%,尤以广东、广西、湖南、福建等省区为重[4]。虽然柑橘溃疡病的发生已有一百多年的历史,生产上各国均试图根除柑橘溃疡病,但目前仍无有效途径达到完全根除。
1 柑橘溃疡病的大规模根除战役
1.1 国外柑橘溃疡病的根除
1913 年在美国佛罗里达州首次发现柑橘溃疡病,1915 年鉴定出病原菌,并开始通过砍伐烧毁病区柑橘树来进行大规模根除溃疡病的战役。历经32 a,于1947 年宣告美国本土已根除柑橘溃疡病。然而,1984 年柑橘溃疡病在美国佛罗里达州卷土重来,于是再次开始大规模砍伐柑橘树,2个月内烧毁了676.7 万株病树和污染苗木[5];1995 年美国佛罗里达州迈阿密市出现溃疡病的大规模爆发,发生面积3 626 ha,至1998年发病面积已达到52 318 ha[3]。2001年以前,美国的柑橘溃疡病控制在佛罗里达州西南部和南部的9个郡,至2002年1月,在佛罗里达州北部的Brevard 郡发现葡萄柚树上感染溃疡病,标志着柑橘溃疡病已经分布到佛罗里达州最北部,并有可能使该州近90 亿美元的柑橘产业遭受溃疡病的威胁[6]。目前,美国佛罗里达州和加利福尼亚州的柑橘仍然受到溃疡病的威胁,其中佛罗里达州更严重。
1912 年柑橘溃疡病在澳大利亚北部发现,1916 年鉴定出病原菌。1916 年开始砍伐柑橘树,试图至1918年完全根除病树,但直到1923年才清除完南纬19°以北区域的柑橘树,历经7 a。1981年在科科斯(基林)群岛[Cocos(Keeling)Islands]的家乡岛(Home Island),发现西印度酸橙(Citrus aurantifolia)感染溃疡病。随后,家乡岛上所有的柑橘属(Citrus)植物全部被摧毁[1]。1984年在昆士兰州星期四岛(Thursday Island)上发现西印度酸橙和甜橙(C.sinensis)感染溃疡病,随即砍伐了所有病树;1988年9月,联邦第一产业和能源部(Commonwealth Department of Primary Industries and Energy)认为这次疫情已经结束[7]。
但在2004 年7 月澳大利亚再次报道柑橘溃疡病,发生在昆士兰州埃默拉尔德(Emerald)镇,在该镇发现溃疡病后,即刻划出半径为大约50 km的病害检疫区(Pest Quarantine Area,PQA),并建立国家柑橘溃疡病根除计划(National Citrus Canker Eradication Program)以防控和根除柑橘溃疡病。组织人员在埃默拉尔德镇进行拉网式调查,调查所有柑橘溃疡病菌的已知寄主或疑似寄主,包括本地澳洲沙漠青柠(C.glauca)。由于埃默拉尔德镇的澳洲沙漠青柠数量庞大,仅清除了商业区和住宅区附近的澳洲沙漠青柠,未能砍伐其他区域的澳洲沙漠青柠,但是摧毁了检疫区所有的柑橘溃疡病菌的其他寄主植物。于2009 年初,根除项目完成,共花费176 万美元,共用超过20 万工作小时[8]。9 a 后的2018 年,在澳大利亚北领地和西澳大利亚发现柑橘溃疡病。澳大利亚昆士兰州政府农业和渔业部(The Department of Agriculture and Fisheries,DAF)修订了2016 年生物安全条例,出台“2019 年生物安全(柑橘溃疡病)修订条例”,取代了2018 年12 月发布的柑橘溃疡病及其携带者移动控制令(Movement Control Order,MCO)的通知。该条例于2019 年3 月15 日生效,除非撤销,否则将继续有效[9]。可见,经过一个世纪的努力,柑橘溃疡病并未在澳大利亚完全被根除。
1.2 中国柑橘溃疡病的根除
在中国上世纪50—60 年代,四川、重庆、湖南、江西、浙江等地也借鉴国外根除柑橘溃疡病的实施方案,以期立即奏效[4]。
1954 年四川省沪州市沪县、重庆市永川区发现柑橘溃疡病,当时采取以砍烧为主的根除措施,到1955 年6 月,烧毁病树、病苗23.4 万多株,认为已消灭了溃疡病。1965 年在四川省农科院果树研究所又发现甜橙、柠檬园及江边苗圃中有溃疡病,通过实施以加强检疫工作、防止蔓延和消灭病源为目标的综合防治措施,经过7 a的努力,于1972年再次认为消灭了溃疡病[10]。1985—1995年,四川省又一次开展溃疡病的根除工作,将分布在14 个市(县、区)内585 个发病点的柑橘树(苗)全部铲除,其中13个市(县、区)在1991年前实现根除,均按农业厅关于根除该病的标准和验收条件,分别由市(地)、省先后组织的专家验收组进行了实地核查验收,由农业厅颁发“根除柑橘溃疡病验收合格证书”。有个别县因验收不合格又经3 a查处工作后重新验收达标合格。共计销毁显症和未显症柑橘树25.55 万株,苗木1 783.73 万株[11]。
贵州省20 世纪80 年代因溃疡病焚毁柑橘树300 万株,个别单个县就焚毁柑橘树100 万株,国家和农户均遭受重大损失[4]。
由于柑橘溃疡病本身的顽固性,国内外均耗费巨资进行溃疡病的根除工作,但是所取得的效果并不理想,随着柑橘国际贸易的日趋频繁,使得溃疡病在各地根除后一段时间又再次猖獗。
2 广西主栽柑橘品种对溃疡病的抗病性
目前,广西柑橘种植面积达53.33 多万公顷,雄踞全国第一。广西种植的柑橘品种主要有砂糖橘、沃柑、茂谷柑、脐橙、沙田柚、金柑(金橘)等,其中砂糖橘种植面积2.267×105ha,沃柑3.333×105ha,茂谷柑 2017 年 6.7×103ha、2019 年减至3.333×105ha,橙类6.67×104ha(其中脐橙4.2×104ha),沙田柚2.33×104ha,金柑4.00×104ha[12]。
据报道,不同的柑橘品种对柑橘溃疡病的抗病性差异明显,橙类最感病,杂柑类亲本大多为橘橙和橘柚,同样发病较重;柠檬、柚、葡萄柚发病次之,宽皮柑橘中柑类和橘类感病较轻,金柑类抗病性最强[13,14]。砂糖橘属于宽皮橘类,在广西田间溃疡病的发生率较低。
沃柑英文名为“Or”,该品种来源于以色列的“Orah”,是由“坦普尔”橘橙与“丹西”红橘杂交的杂柑,属晚熟宽皮柑橘类型。2004 年中国农业科学院柑橘研究所从韩国济州柑橘试验场引进,2007 年在云南宾川,四川安岳、丹棱等地试种,对溃疡病表现强抗病性;在重庆北碚种植,田间观察未发现柑橘主要病害的发生[15]。但2012 年引种到广西南宁市武鸣区后,则表现为常见的柑橘病虫害均可发生,尤其极易感染溃疡病[16,17]。
沃柑的起源地以色列是典型的少雨干旱的国家,年降水量一般为400~550 mm,南部内格夫沙漠新农区年降水量为300~200 mm或更少,50%国土面积降水量少于150 mm[18],干旱少雨阻止了溃疡病的传播和侵染,因此,沃柑在以色列表现出抗溃疡病特性。在中国的沃柑试种基地中,云南宾川县位于25.83°N,年均气温17.9℃,年均降水量559.4 mm;四川安岳县位于30.10°N,年均气温18.5℃,年均降水量924.9 mm;丹棱县位于30.02°N,年均气温16.6℃,年均降水量1 233 mm;重庆北碚区位于29.80°N,年均气温18.3℃、年均降水量1 105.4 mm。广西南宁市武鸣区位于23.17°N,年均气温21.7℃,年均降水量1 400 mm。与广西南宁市武鸣区相比较,以上沃柑试种基地均为高纬度地区,年均气温低,降水量少,沃柑表现出抗溃疡病特性;而武鸣区位于低纬度,气温高,雨量大,暴风雨频繁,沃柑表现为高感溃疡病。广西沃柑主要种植在以南宁为主的桂南地区[12],气候条件非常适宜溃疡病的发生,目前溃疡病已是制约广西沃柑健康发展的重要因素。
茂谷柑原产于美国佛罗里达州迈阿密农业试验所,是宽皮橘与甜橙的杂交后代,20世纪70 年代引入台湾。1996 年从台湾引入福建,在福建省漳州国家农业科技园区内的德全高优农业试验场试种,表现为抗溃疡病特性[19]。1998年引入广西,先在桂北一带发展,2002 年后桂中逐渐形成一定的规模,2005 年桂南地区开始小面积栽培。在政府的优惠政策激励下,广西茂谷柑持续发展,2016 年种植面积 2×103ha[20],2017 年已达 6.67×103ha 左右,但由于裂果、落果、日灼问题严重,2018 年种植面积已骤减[12]。在广西,茂谷柑不抗溃疡病[21],实地调查发现,茂谷柑果实溃疡病发生严重,病果实的商品价值显著降低。
迈阿密位于25.47°N,年均气温20℃~28℃,年均降水量1 290 mm,年日照时数3 154 h;福建漳州位于23.8°~25°N 之间,年均气温21℃,年均降水量1 500 mm[22],福建省平均年日照时数为1 733 h;南宁位于22.12°~24.32°N之间,年均气温21.6℃左右,年均降水量1 304.2 mm[23],年日照时数1 575 h。可见,迈阿密、福建漳州与南宁的纬度、气温和降水量差异不大,但是迈阿密的年日照时数高于南宁的1倍,福建的年日照时数也稍高于南宁。高日照时数使柑橘叶片表面不易积水,果园湿度降低,减少了柑橘溃疡病菌的侵染机率,因此,在茂谷柑的起源地迈阿密表现为抗病性,而在南宁则表现为感病性。
脐橙是由中国传入欧美的甜橙枝变而成。14世纪以前,中国的优良甜橙传入欧洲,后又传到南美的巴西。1870 年脐橙从巴西引种到美国华盛顿,华盛顿脐橙是1870年前巴西的有核“塞来他”甜橙的枝变。19 世纪20—30 年代,从日本、美国引种到浙江、广东、重庆、湖南、四川等地种植,60 年代、90 年代,从摩洛哥、美国、日本、西班牙、澳大利亚和南非等国引进脐橙的优良品种、品系。经过适应性试验后,在国内脐橙产区推广发展[24]。广西富川县从1981 年开始种植脐橙,经过30多年努力,发展成为现今华南地区规模最大、全国著名的脐橙产区。截止2018 年底,全县脐橙种植面积达2×104ha[25]。然而,脐橙是溃疡病的高感品种[14],近年来脐橙溃疡病发生越来越严重,给果农造成了严重的经济损失[26]。
3 柑橘溃疡病的防治建议
3.1 因地制宜推广抗病品种
根据各地的气候特点,推广柑橘溃疡病抗病品种。以抗病性为目标,选择适合当地条件的优良品种芽变。虽然甜橙类柑橘溃疡病发病最重[14,27-28],但在脐橙上已发现对溃疡病有不同抗病性的品种。张戈壁等(2015)[29]通过人工接种新梢的方法比较11个脐橙品种对柑橘溃疡病的抗病性,结果发现,各品种间抗性差异较大,其中,晚脐橙最抗病,卡拉卡拉脐橙最感病。晚脐橙、晚棱脐橙和石棉脐橙的病情指数在4.7~7.6 之间,赫顿脐橙、夏金脐橙、尼尔森脐橙、纽荷尔脐橙、贝拉米脐橙和脐晚脐橙的病情指数在10.8~-15.0 之间,福本脐橙为27.8,卡拉卡拉脐橙为56.7。品种之间的病情指数呈显著差异。
赣南早是近年在赣南地区新培育出的脐橙早熟品种,为纽荷尔脐橙芽变系。从赣南早、纽荷尔2个品种对柑橘溃疡病的抗病性测定、叶片气孔开口形态及两者叶片的解剖结构特征比较,发现赣南早品种对柑橘溃疡病的抗性方面强于其芽变前的纽荷尔品种[30]。2016 年赣南早被引入广西,在广西表现为不感溃疡病,但易感炭疽病[12]。
对柑橘溃疡病严重发生的果园,可通过高接换种法,去除溃疡病感病品种,更换抗病品种。将发病品种的病株树冠重回缩,清除嫁接口下所有小枝和叶片,并移出果园外烧毁,然后嫁接抗病品种的健康接穗。嫁接后用杀菌剂喷洒树干、主枝和地面,连续喷2次,间隔期14 d。当新梢抽长3 cm 时,喷洒杀菌剂保护,间隔7~10 d 连喷3次。如发现新病斑,及时摘除并带出果园烧毁,再次喷药保护。用冰糖橙、甜橙、沙田柚和温州蜜柑高位嫁接脐橙,其病株率、病叶率均为0,溃疡病得到有效控制[31-32]。
3.2 加强检疫使用无病苗木
柑橘育苗过程中,柑橘良种无病毒三级繁育体系同样适用于柑橘无溃疡病苗木的繁育,引进或选育的柑橘良种经检测无病后用于繁育一级采穗树、扩繁形成二级采穗树,再采集接穗供三级生产苗圃繁殖;一、二级采穗树均需种植于防虫温网室中,三级苗圃也必须有防虫网保护[33]。加大行政执法力度,加强对种苗生产经营和调运的管理[34],严格执行《广西壮族自治区果树种苗管理办法》(广西壮族自治区人民政府令第39号,2008年7月29日),经营果树种苗,应当依法取得经营许可,出示果树种苗生产备案证明和植物检疫证书,建立果树种苗经营档案,为生产提供无病良种柑橘苗木。
3.3 设计果园防风系统,减轻植株之间摩擦受伤与病原菌的传播
实地调查发现,现有的绝大多数果园并未设置防风系统,有些果园几个山头连片种植,中间未设置任何防风隔离;有一果园从重庆购买无病沃柑苗木,种了几个山头,其中有一个山头第二年即出现溃疡病,考察果园周边环境,发现山谷有一块2 a 前种植的沃柑地,溃疡病发病率100%,刮风下雨时,山谷里发病沃柑上的病原细菌随风吹到山上,导致山上新植沃柑发病。上规模的柑橘园应规划营造网格化防护林带,可减弱风力,减少树体枝条、叶片相互摩擦造成的伤口,降低病原菌从伤口入侵的溃疡病的发生机率[35]。选择能适应当地条件、生长快、植株高且直立、直根深、抗风强、寿命长、无柑橘共同危险性病虫且经济价值高的树种。树种以杉树最常见,栽植3 a后即可郁闭成林,而且挡风的效果好。防护林带与果园间隔在5 m以上,并挖一阻根沟,防止遮荫和串根[36]。
经济条件好的果农可以建立网棚栽培,减少外界溃疡病菌进入网棚;由于网棚内害虫少,可以减少柑橘潜叶蛾等害虫对柑橘溃疡病菌的传播,减轻病害的发生。此外,网棚内风力小,减少了植株间相互摩擦引起的伤口,降低溃疡病菌侵入的机率。
3.4 优先使用拮抗活菌剂逐步替代铜制剂及抗生素防治柑橘溃疡病
生产上药剂防治柑橘溃疡病占主导地位。据报道,广西柑橘上针对溃疡病的用药量占50%的农资成本,溃疡病高发期,1 周喷药1 次[37],常用的药剂有含铜制剂、抗生素及拮抗活菌剂等。
铜制剂的过度使用会对植物产生药害,铜害的典型症状是叶片黄化、产生坏死斑或叶缘灼伤状;在果实上,产生木栓化、暗色和星形的斑点。无机铜化合物在水中溶解时释放出铜离子,使植物过量吸收铜离子而产生药害;在土壤中特别是酸性土壤,高浓度的铜会干扰植物对铁和其他养分的吸收;持续使用铜制剂会诱导病原菌产生抗铜菌株,导致铜制剂的施用量加大;土壤铜的积累还会对土壤生物产生负面影响[38],污染环境,并在植株体中累积,影响食品安全。
目前农业上应用的抗生素大多来自放线菌,尤其是链霉菌家族,其作用机制是通过干扰细胞内蛋白质合成来达到抑菌杀菌效果。田间喷施高浓度的链霉素容易对植物产生药害,持续使用容易促成病原菌产生抗性。链霉素在农业上的广泛使用,尤其是滥用,可能会助长其在人体上的抗性,进而给人类健康带来非常巨大的风险[39]。
在自然界中,广泛存在着对柑橘溃疡病菌有拮抗作用的细菌[40-42],多种芽孢杆菌(Bacillusspp.)已被制成活菌剂在市场上销售,其防治效果与铜制剂相当,如赵洪涛等(2019)报道,在田间条件下,200 亿活芽孢/g 枯草芽孢杆菌WP 和1.6%噻霉酮PF 对沃柑溃疡病的防治效果基本一致,分别为73.45%和71.07%[43]。因此,建议生产上优先使用拮抗活菌剂防治柑橘溃疡病。
4 展望
广西属亚热带和热带季风气候,气候温暖,雨水丰沛,光照充足。受西南暖湿气流和北方变性冷气团的交替影响,干旱、暴雨、热带气旋、大风、雷暴、冰雹、低温冷(冻)害气象灾害较为常见。广西年平均气温17.5℃~23.5℃,年平均降水量841.2~3 387.5 mm,年均降水量1 694.8 mm[44]。柑橘溃疡病主要通过雨水传播,多雨尤其是暴风雨,是柑橘溃疡病爆发的必要条件。在广西种植的主要柑橘品种中,沃柑、茂谷柑、橙类和柚类均为溃疡病高感品种。因此,应推广以种植抗病品种为重点,使用无菌健康苗木,结合实施健身栽培管理,提高植株的抗病性;及时修剪病叶或病枝条,并将病叶、病枝条及病果拉出果园外集中处理,减少病原菌在果园中的传播;施用无公害农药,减少使用化学农药等的综合防控措施,生产健康绿色果品。
致谢:中国农业大学潘学标教授提供中国广西南宁市和美国迈阿密市的光照条件数据;广西壮族自治区水果技术指导站陆小平高级农经师提供广西柑橘种植面积数据,谨表谢意。