2020年北京房山酿酒葡萄霜霉病发生动态监测
2022-02-10王慧张玮张秋杰吴林娜宗新颖李兴红
王慧 张玮 张秋杰 吴林娜 宗新颖 李兴红
摘要
霜霉病是世界范圍内葡萄上的一种重要流行性病害。2020年,本研究系统调查了北京市房山区3个酿酒葡萄酒庄中4个不同葡萄品种的霜霉病发生情况,并记录了实时温湿度、降雨数据和用药时间,还分析了葡萄霜霉病的发生与降雨、相对湿度和用药时间的关系以及不同葡萄品种对霜霉病感病性的差异。结果表明:房山3个酿酒葡萄酒庄在2020年5月29日初次观察到霜霉病病叶, 6月 8月病叶率增长缓慢, 8月份以后,病叶率大幅增加,霜霉病严重。 6月 8月期间,有多次降雨和相对湿度大于90%的持续时间达到了病原菌侵入和产孢的条件,但降雨后及时用药减缓了葡萄霜霉病的发展,3个酿酒葡萄酒庄的霜霉病病叶率均低于2.86%。4个品种最终的平均病叶率调查结果表明‘赤霞珠’(病叶率83.19%)和‘梅鹿辄’(63.77%)对霜霉病的感病性要高于‘霞多丽’(40.86%)和‘马瑟兰’(39.71%)。本次调查明确了房山3个酿酒葡萄酒庄的霜霉病发生初始时间和病害发展,分析了4个酿酒葡萄品种在不同气象和用药条件下造成霜霉病病叶率差异的可能原因, 为今后葡萄霜霉病的田间防治和管理提供借鉴。
关键词
葡萄;霜霉病;病害流行;感病性;病叶率
中图分类号:
S436.631
文献标识码:A
DOI:10.16688/j.zwbh.2020613
Monitoring on the occurrence of grape downy mildew in Fangshan, Beijing in 2020
WANG Hui1,ZHANG Wei1,ZHANG Qiujie2,WU Linna1,ZONG Xinying1,LI Xinghong1*
(1. Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and
Pests in North China, Institute of Plant and Environment Protection, Beijing Academy of
Agriculture and Forestry Sciences, Beijing100097, China; 2. Beijing Fangshan Grape
Planting and Wine Industry Promotion Center, Beijing102488, China)
Abstract
Downy mildew is an important epidemic disease on grapes worldwide. Occurrence of downy mildew on four different wine grape varieties were investigated in three wineries in Fangshan district, Beijing in 2020. Meanwhile, air temperature, relative humidity, rainfall and pesticide schedule were recorded, and the relationship between the incidence of grape downy mildew and meteorological and management factors, as well as the difference of susceptibility between four wine grape varieties were analyzed. The results showed that the infected leaves by downy mildew was initially observed in the wineries of Fangshan on May 29th, 2020, and then the percentage of infected leaves increased slowly from June to August. After August, the percentage of infected leaves increased greatly, and downy mildew became serious. From June to August, multiple rainfall and the duration over 90% relative humidity were suitable for pathogen infection and sporulation. However, timely spraying fungicides after rainfall slowed down the disease development. The percentages of infected leaves by grape downy mildew in three places were lower than 2.86% during this period. By comparing the difference of average percentage of infected leaves between four varieties of the wineries, ‘Cabernet Sauvignon’ (83.19% of incidence) and ‘Merlot’ (63.77%) were more susceptible than ‘Chardonnay’ (40.86%) and ‘Marselan’ (39.71%). This survey clarified the occurrence date of downy mildew of different wine grape varieties and their development in Fangshan, Beijing, and the possible reasons that lead to the differences in percentage of infected leaves caused by grape downy mildew between four wine grape varieties under different weather and management conditions were also analyzed, which provide a reference for field management of grape downy mildew in future.
Key words
grape;downy mildew;epidemiology;susceptibility;disease incidence
葡萄霜霉病(grape downy mildew)是一种世界性流行病害,病原菌是葡萄生单轴霉Plasmopara viticola (Berk. & Curt.) Berl. &. de Toni,属于卵菌门Oomycota,卵菌纲Oomycetes,霜霉目Peronosporales,单轴霉属Plasmopara,为活体寄生菌;主要危害叶片,也危害嫩梢、花序及果实。该病害最初发现于北美洲,随后传入欧洲,并成为当地的主要病害,随着我国引进欧洲葡萄品种进行栽培,葡萄霜霉病也传入我国[1 2]。 根据2018年联合国粮食及农业组织(The Food and Agriculture Organization,FAO,http:∥ www.fao.org)官网统计,我国葡萄种植面积达到797 935 hm2,年产量达到16 912.2 kg/hm2。 在不利的天气条件下,葡萄霜霉病的暴发可使葡萄年产量降低11.8%~25.9%[3]。对多个地区的葡萄霜霉病流行学调查表明,葡萄霜霉病的发生与温度和降雨密切相关[4 6]。基于葡萄霜霉病发生情况与田间气象数据的关系,已建立了葡萄霜霉病预警模型,用于预测葡萄霜霉病的发生[7 9]。但葡萄品种和田间管理措施(如施用杀菌剂)对葡萄霜霉病发生和发展的影响鲜有研究。2020年,我们在北京市房山区系统地监测了3个酿酒葡萄酒庄(波龙堡酒庄、紫雾酒庄和仙露堡酒庄)中不同酿酒葡萄品种的霜霉病发生情况、气象条件和田间管理情况,以期为今后葡萄霜霉病的预测预报工作提供数据基础。
1材料与方法
1.1监测地点及其基本情况
在北京房山波龙堡酒庄(116.02°N,39.75°E)、紫雾酒庄(116.00°N,39.77°E)和仙露堡酒庄(116.01°N, 39.77°E)3个酿酒葡萄酒庄开展了霜霉病发病初始时间和发生动态的监测。3个酒庄的葡萄架形均为“厂”字形,自根苗;3个酿酒葡萄酒庄监测点的基本信息见表1。
1.2病害监测方法
从2020年5月初开始调查葡萄霜霉病的初始发病时间,每3 d调查1次,每个地块随机调查200株,目测有无病叶;观察到初始发病后,采用定点系统调查方法继续调查病害发生动态,每个地块随机选择4个调查点,每点选定15株,调查当年新梢叶片;每7 d调查1次,记录每株发病叶片数和总叶片数,计算病叶率,同时记录田间用药时间。
1.3气象数据采集方法
将多个传感器集成的小型气象站(TRMZS,锦州阳光气象科技有限公司)放置于调查地点,实时监测田间空气温湿度(PTS3,℃)和降雨量(L3,mm),采集时间间隔为10 min。3个酿酒葡萄酒庄各安装一个小型气象站,其中仙露堡酒庄未安装雨量传感器,该酒庄与紫雾酒庄距离为1 km,降雨数据采用紫雾酒庄采集的降雨数据。
2结果与分析
2.1霜霉病初始发病时间
3个酿酒葡萄酒庄均于5月29日在葡萄叶片上发现有霜霉病症状,根据Rossi等报道葡萄霜霉病初侵染的条件:高湿时段的平均温度×持续高湿小时数>80℃·h[9]分析,波龙堡酒庄在5月23日和25日发生了超过6 h的降雨,且这两日的相对湿度≥90%的持续小时数为5~6 h,日平均气温分别为20.56℃和20.25℃,满足了病原菌初侵染的条件;紫雾和仙露堡酒庄在25日的降雨和连续6 h相对湿度≥90%的高湿条件也满足病原菌初侵染的条件。此外,葡萄霜霉病的潜育期为4~9 d[10 12];因此,5月23日和25日的降雨和高湿条件导致病原菌侵入,经4~6 d的時间,于5月29日叶片显症。
2.2葡萄霜霉病发病情况与降雨,相对湿度和用药的关系
2.2.1波龙堡酒庄葡萄霜霉病发病情况
调查发现,在波龙堡酒庄‘赤霞珠’‘梅鹿辄’和‘马瑟兰’3个品种5月29日的初始病叶率为0.025%~0.19%。6月初 8月初平均病叶率增加至0.38%,8月中旬 9月初,霜霉病病叶率迅速增加至68.26%。6月初 8月初,发生过4次日降雨量大于5 mm的降雨,并且出现27 d满足每日相对湿度大于90%连续时间高于6 h的病原菌侵染条件(图1a)。此外,根据数据记录,其中10 d满足Orlandini 等[11]报道的夜间连续7 h高湿的产孢条件,但病叶率仅从0.01%增加至0.38%,且有一段时间病叶率没有变化。根据记录的用药时间,种植管理者在6月1 3日,6月19 22日, 6月30日 7月4日,7月15 18日和7月26 27日分别对3个品种喷施了波尔多液用于控制霜霉病。其中第1次和第2次用药间隔时间较长,并在6月10日出现过一次持续5 h的降雨,可能是霜霉病病叶率增加的原因。但6月30日后连续用药,且均在降雨后及时用药,可能是病叶率没有增加的原因。最后一次用药在8月7日,8月中旬开始,由于霜霉病菌侵染条件的满足和没有用药控制,导致病叶率快速增加(图1b)。
2.2.2仙露堡酒庄葡萄霜霉病发病情况
仙露堡酒庄‘梅鹿辄’和‘马瑟兰’2个品种霜霉病的初始平均病叶率为0.02%(图2a)。随后,平均病叶率在6月初增加至0.18%,至8月初,病叶率一直没有较大的变化;8月 9月初,两个品种的平均病叶率逐渐增加至32.31%。对照记录的用药时间,5月29日发现病叶后,仙露堡酒庄并未及时用药,所以病叶率有所增加,但后期6月18日至7月29日的用药起到了控制霜霉病的效果,病叶率没有持续增加。8月初以后,发生过8次(8月5日,9日,12日,18日,23 24日,27日和31日)日降雨量超过5 mm的降雨,且8月11 20日的夜间连续每日相对湿度大于90%的持续时间均超过7 h,使得病叶率开始增加。虽然在8月22日和30日2次施用药剂控制霜霉病,但在8月23 24日和8月31 9月1日雨后未及时用药,使得霜霉病病叶率升高至30%(‘马瑟兰’)和34.6%(‘梅鹿辄’)。
2.2.3紫雾酒庄葡萄霜霉病发病情况
紫雾酒庄‘赤霞珠’‘梅鹿辄’和‘霞多丽’3个品种的初始病叶率在0.049%(‘赤霞珠’)~0.53% (‘梅鹿辄’)之间。6月初至7月底,病叶率没有发生明显的变化,8月初至9月份,病叶率出现大幅增加,3个品种平均病叶率增加至69.53%。查看用药记录,紫雾酒庄在6月5日,6月21日和7月7日进行了3次用药,使得7月31日前,3个品种的平均病叶率保持在0.3%以内。但7月31日和8月5日两日降雨大于20 mm,以及连续4 d超过6 h的高湿时间,使得平均病叶率上升至1.40%,之后随着降雨次数的增多和用药次数的减少甚至停止用药导致霜霉病病叶率大幅增加,平均病叶率达到69.53%。
2.3不同葡萄品种霜霉病的发生情况
通过比较最后一次田间调查的3个酿酒葡萄酒庄不同品种的霜霉病发病情况可以发现,不同品种对霜霉病的感病性存在差异(表2)。
在波龙堡和紫雾酒庄调查的‘赤霞珠’品种霜霉病病叶率分别为87.27%和79.12%,平均病叶率为83.20%。紫雾酒庄‘霞多丽’品种的病叶率为40.86%。‘马瑟兰’和‘梅鹿辄’品种霜霉病平均病叶率分别为39.71%和63.78%。比较平均病叶率发现,‘梅鹿辄’和‘赤霞珠’品种的病叶率高于‘霞多丽’和‘马瑟兰’,说明‘梅鹿辄’和‘赤霞珠’的对霜霉病的感病性较高。
3结论与讨论
2020年对房山3个酿酒葡萄酒庄葡萄霜霉病的初始发病时间、病害发生动态及环境因子的调查与监测结果表明, 葡萄霜霉病的初始发生时间是5月29日, 6月初 8月上旬病害发展缓慢,8月中旬以后,霜霉病发生进入高峰期。霜霉病的发生与降雨、相对湿度和用药时间密切相关。在2020年6月 7月间多次出现了满足霜霉病侵染和产孢条件的天气条件,但及时的用药使得病叶率没有明显增加,霜霉病得到了有效控制,刘莉颍等[13]对波尔多液控制葡萄霜霉病的药效试验也表明,在6月 7月田间用药对霜霉病的发展起到了有效的控制作用。所以,在发病初期及时用药防治葡萄霜霉病非常关键。
另外,根据房山区3个酿酒葡萄酒庄4个品种的葡萄霜霉病平均病叶率的比较,‘马瑟兰’和‘霞多丽’对霜霉病的感病性要低于‘赤霞珠’和‘梅鹿辄’。 沙月霞等[14]利用叶盘法测定了16个葡萄品种对霜霉病的抗病性,并利用最长距离聚类分析法对16个品种霜霉病抗病性进行了等级分类,其中 ‘霞多丽’和‘赤霞珠’均为感病品种,‘霞多丽’的感病性要低于‘赤霞珠’;马莉涛[15]在新疆调查也得到了类似结果。 我们的结果与文献报道的品种感病性[16 20] 是一致的。 ‘梅鹿辄’在仙露堡酒庄的病叶率要低于波龙堡酒庄和紫雾酒庄,推测原因是由于仙露堡酒庄地势较高,地面开阔,通风较好,不利于霜霉病的发生,而波龙堡和紫雾地势较低,通风差,有利于霜霉病的发生。
此次调查工作采用病叶率作为评估葡萄霜霉病发生轻重的指标,相比病情指数和严重度这2个评价指标,病叶率的调查工作相对省时省力,且能反映病害发生动态的变化,适用于病害普查。病情指数和严重度评价指标是反映了病斑所占叶片面积比值,其值可更准确地评价病害对叶片的损害程度,但工作量较大且存在一定的人为差异。
此外,在调查病情发展时,除了气象条件和用药情况外,孢子囊密度也是影响因素之一。于舒怡等[21]利用孢子捕捉仪监测了沈阳地区空气中孢子囊的密度(个/cm2),在6月初至8月底监测到孢子囊密度范围是0~9.5个/cm2, 并且证明孢子囊密度与前5~7 d的葡萄霜霉病流行速率之间呈显著正相关。吉丽丽等[22]监测孢子囊出现的高峰期在7月下旬至9月上旬,随着孢子囊密度的增加,病情也会明显增加。但孢子囊密度的监测是一个费时费力的工作,在一些研究中[23 24]为了简化病害发病率/严重度模型,会忽略田间孢子囊密度对病害发生和发展的影响,假设田间孢子囊密度可以满足病害的发生;也有研究中提出利用适宜天气条件建立曲线方程来模拟玉米赤霉病菌子囊孢子密度[25],但基于环境条件的葡萄霜霉病菌孢子囊密度的模型还未见报道。本次调查中忽略了田间葡萄霜霉病菌孢子囊对病害发生和发展的影响,在今后的工作中考虑开展利用相关气象因子构建相关模型。
综上,2020年房山区3个酿酒葡萄酒庄葡萄霜霉病初始发生和发展动态的调查工作表明,该地区5月下旬为葡萄霜霉病的初始发生时间。在发病初期和降雨后及时 用药可以有效控制霜霉病的发展,应该采取早发现,早防治的措施。为防止用药对葡萄品质产生影响,通常葡萄园在采收前一个月停止用药。因此,防治葡萄霜霉病应重视初侵染的预测及高效控制,推迟初侵染的时间及压低田間菌量,及时去除多余副梢,改善植株生长条件,增强寄主抗病性。
参考文献
[1]刘会宁. 葡萄霜霉病及其综合防治[J]. 北方园艺, 1999(24):42 43.
[2]CHEN Weijen, DELMOTTE F, CERVERA S R, et al. At least two origins of fungicide resistance in grapevine downy mildew populations [J]. Applied and Environment Microbiology, 2007, 73(6):5162 5172.
[3]李晓红, 宋润刚, 杨义明,等. 山葡萄霜霉病的研究现状及防治对策[J]. 北方园艺, 2010, 34(13):197 200.
[4]雷百战, 李国英, 姚丽花. 葡萄霜霉病发病情况的调查和研究[J]. 新疆农业科学, 2004, 41(5):381 384.
[5]胡盼, 李兴红, 张夏兰, 等. 葡萄霜霉病田间调查及防治效果试验[J]. 中国农学通报, 2013, 29(16):181 185.
[6]MARTA A D, MAGAREY R D, ORLANDINI S. Modelling leaf wetness duration downy mildew simulation on grapevine in Italy [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2005, 132(1/2):84 95.
[7]王国珍, 樊仲庆, 麻冬梅, 等. 贺兰山东麓酿酒葡萄霜霉病流行规律及测报技术[J]. 植物保护, 2004, 30(4):54 56.
[8]邓维萍, 杨敏, 何霞红, 等. 避雨栽培对葡萄霜霉病发生的影响与葡萄冠层微气象因子的关系[J]. 植物保护, 2017, 43(3):76 82.
[9]ROSSI V, CAFFI T, GIOSU S, et al. A mechanistic model simulating primary infections of downy mildew in grapevine [J]. Ecological Modelling, 2008, 212(3 4):480 491.
[10] 唐艳.湖南省葡萄霜霉病的发病规律及药剂筛选[D]. 长沙:湖南农业大学,2014.
[11] ORLANDINI S, MASSETTI L, MARTA A D. An agrometeorological approach for the simulation of Plasmopara viticola [J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2008, 64:149 161.
[12] GOBBIN D, JERMINI M, LOSKILL B, et al. Importance of secondary inoculum of Plasmopara viticola to epidemics of grapevine downy mildew [J]. Plant Pathology, 2005, 54(4): 522 534.
[13] 刘莉颍, 董尊, 孙彦平,等. 波尔多液对葡萄霜霉病和白腐病药效动态变化[J]. 农学学报, 2020, 112(6):32 36.
[14] 沙月霞, 王国珍, 樊仲庆. 不同酿酒葡萄品种对霜霉病的抗性分类[J]. 西北农业学报,2006, 15(5):114 117.
[15] 马莉涛. 玛纳斯河流域酿酒葡萄赤霞珠和梅鹿辄的适应性研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2008.
[16] 齐慧霞, 吴学仁, 齐永顺, 等.不同酒葡萄品种对霜霉病的抗性研究[J]. 中国农学通报, 2005, 21(4):258 261.
[17] NE small fruit management guide [EB/OL].[2020 11 18].https:∥ag.umass.edu/fruit/nesmall fruitmanagementguide/
grapes/diseases/table55relativediseasesusceptibilitychemicalsensitivityforselected.
[18] DE BEM, B P, BRIGHENTI E, BONIN B F, et al. Downy mildew intensity in tolerant grapes varieties in highlands of southern Brazil [C]∥ 39th World Vine and Wine Congress, Brazil: Bio Web of Conferences, 2016, 7, 01015.
[19] DE BEM B P, BOGO A, EVERHART S E, et al. Effect of four training systems on the temporal dynamics of downy mildew in two grapevine cultivars in southern Brazil [J]. Tropical Plant Pathology, 2006, 41(6): 370 379.
[20] Marselan [EB/OL].[2020 11 18]. https:∥vineandwine.vin/en/wine/winevarieties/marselan.
[21] 于舒怡,傅俊范,刘长远,等. 沈阳地区葡萄霜霉病流行时间动态及其气象影响因子分析[J]. 植物病理学报, 2016, 46(4):529 535.
[22] 吉丽丽, 李海强, 任毓忠, 等. 葡萄霜霉菌孢子囊扩散动态及与田间病情的相关性[J]. 果树学报, 2012, 29(1):100 104.
[23] PARK E W, SEEM R C, GADOURY D M, et al. DMCAST: A prediction model for grape downy mildew development [J]. Viticulture Ecology Science, 1997, 52(3):182 189.
[24] KIM K R, SEEM R C, PARK E W. Simulation of grape downy mildew development across geographic areas based on mesoscale weather data using supercomputer [J]. Plant Pathology Journal, 2005, 21(2):111 118.
[25] DEL PONTEL E M, FERNANDES J M C, PIEROBOM C R. Factors affecting density of airborne Gibberella zeae inoculum [J]. Fitopatologia Brasileira, 2005, 30(1):55 60.
收稿日期:2020 11 18修訂日期:2021 01 17
基金项目:
国家葡萄产业技术体系(CARS29);国家重点研发计划(2018YFD0201301)
* 通信作者
Email:lixinghong1962@163.com