新疆库尔勒香梨火疫病的发生特点及防控建议

黄 伟,盛 强,罗 明,马德英*,张春竹*

(1.新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院,库尔勒 841000;2.新疆农业大学农学院,乌鲁木齐 830052)

梨火疫病(fire blight)是由解淀粉欧文氏菌Erwiniaamylovora引起的蔷薇科植物的毁灭性病害[1],最早于1780年在北美洲发生,目前已经扩散至全球60多个国家/地区[2-3]。近几年,梨火疫病在与我国相邻的吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦[4-5]等地相继发生,已严重威胁全球以及我国的苹果和梨产业的健康发展[6]。2012 年,解淀粉欧文氏菌被列入十大植物病原细菌之一[7],2020年,梨火疫病被我国农业农村部列为一类农作物病害[8]。目前,梨火疫病已在我国新疆、甘肃2个省(自治区)65个县、市(区)[9]发生并造成严重损失,病菌几乎能够侵染寄主植物的所有组织,包括花、嫩梢、枝干、主干、果实以及砧木。2017年梨火疫病在新疆暴发后,对苹果、香梨等多种果树造成严重危害,现将巴音郭楞蒙古自治州库尔勒香梨火疫病发生危害情况及防治现状进行梳理和总结。

1 库尔勒香梨火疫病发生与危害特点

1.1 发生概况

梨火疫病自2016年在新疆伊犁首次被发现以来,全疆各香梨、苹果种植区陆续发现该病危害。2017年春季在新疆库尔勒市暴发,全市所有香梨种植区均有梨火疫病发生,重病区域为阿瓦提农场、阿瓦提乡、沙依东园艺场、上户镇及哈拉苏国家级原种场等地。2017年在库尔勒市发病面积约0.67万hm2,当年造成该区域香梨减产30%～50%,部分梨园甚至毁园。据不完全统计,2020年巴音郭楞蒙古自治州香梨种植面积4.423 4万hm2,较2016年梨火疫病发生前的面积减少了0.407 8万hm2[10],香梨产业遭受了重创。根据笔者在库尔勒市的调查数据,梨火疫病各年份发病危害程度不同,2017年春季香梨花期多雨造成梨火疫病大暴发,2018年、2019年及2020年发病程度相对较低,2021年春季香梨花期又遇降雨,进而导致病害再次暴发。不同年份库尔勒香梨试验果园感染梨火疫病死亡率统计情况见图1。

图1 不同年份因感染梨火疫病造成的库尔勒香梨树死亡率Fig.1 Mortality of Korla fragrant pear infected with fire blight in different years

1.2 发生特点

调查发现,梨火疫病在香梨树的全年生长周期内会出现3个明显的危害高峰期,分别在春季、夏季和秋季。3个危害高峰期在不同类型的果园既可同时出现也可以单独发生,而夏季发病高峰目前只在感病2年以上的老果园出现。

1.2.1首次感病果园

首次感病的果园以春季发病为主。每年的4月10日左右香梨的开花盛期是梨火疫病侵染的高峰期,被解淀粉欧文氏菌感染的花序,1～3 d内出现萎蔫继而干枯的症状(称为花腐),并在花柄处分泌出菌脓,被感染的花序所抽生的副梢同时也被感染发病。在此期间如遇降雨,菌脓即可随水飞溅或被气流携带,造成二次传播,并在4月中旬-5月中旬形成梨火疫病的春季发病高峰。此时,如果果园管理措施到位,及时剪除并处理发病枝条,基本可以控制梨火疫病的蔓延,而未剪除病枝或病枝剪除不彻底的果园,则会在9月下旬-果树休眠之前出现秋季发病高峰。

1.2.2感病2年以上果园

在梨火疫病发生2年以上的老果园,梨树全年生长期内均可见到发病症状,且3个危害高峰期均会出现。春季感病的当年生枝条如不及时剪除,当年即可蔓延侵染至多年生枝条甚至主干。不同修剪方式的树型结构不同,被感染的多年生枝条的分布状态亦不相同。采用传统模式的大树冠疏散分层型梨树,被感染的病枝多为三级枝和二级枝,较少感染主干;而采用主干型栽培的梨树,被感染后大部分能感染主干。梨火疫病在没有开花结果的幼树果园极少发病,结果后的梨树开始发病,6～15年生梨园发病最重。

1.3 分布特点

单株梨树的发病枝条主要集中在外围和顶部,整体分布呈草帽状,且无方向差异。初次感病的果园存在发病中心;而第2年以后,发病果树在整个果园呈无规则随机分布,且发病严重程度无明显的规律性。

1.4 寄主植物种类

根据笔者调查所得到的数据,梨火疫病目前在新疆主要发生在早酥梨(图2a)、香梨(‘新梨7号’)(图2b)、杜梨(图2c)、鸭梨(图2d)、砀山梨(图2e)、苹果梨(图2f)、巴梨(图2g)、苹果(图2h)、山楂(图2i)、酸梨、海棠、榅桲等有一定栽培面积的果树上(发病症状见图2),其中以库尔勒香梨发生危害面积和受害程度最重。寄主植物种类不同,症状亦有明显差异，此外,亦有其他一些资源品种被证实能够被解淀粉欧文氏菌感染[11-13]。而且,随着调查工作的深入,未来可能会有更多的寄主植物种类/品种被发现。

2 库尔勒香梨火疫病的田间典型症状

解淀粉欧文氏菌可侵染香梨的叶、花、果实、芽、枝条、主枝、主干及根部。田间自然发病的香梨植株上,花最先发病,4月开花后即可表现症状;之后,还可侵染新梢和果实。然后,病原菌从最初感染的器官扩散到多年生枝条,并可进一步扩散发展至主干、根部,直至香梨植株死亡。梨树各部位的主要症状如下。

2.1 花序症状

春季花被感染后快速萎蔫,呈深褐色,并向下蔓延至花柄,使花柄呈水渍状,并出现点状似盐粒的奶白色或白色分泌物;之后,此部位迅速褪绿变为褐色至黑褐色,且分泌物变为黄色或红褐色(图3a),花柄随即发黑干枯(图3b);最终,整个花序呈黑色,干枯萎蔫下垂(图3c);湿度较大时花序呈湿腐状。

图2 不同寄主植物感染梨火疫病后的发病症状Fig.2 Symptoms of fire blight on different host plants

图3 库尔勒香梨花受害症状Fig.3 Symptoms of fire blight on Korla fragrant pear flowers

2.2 叶部症状

春季新叶发病先从主脉开始变黑(图4a),然后沿叶脉发展,最终全叶变黑、凋萎、干枯。进入夏季后叶片发病多从叶缘开始变为黑色,然后沿叶脉发展,最终全叶变黑、凋萎、干枯(图4b)。多年生枝条上的叶片发病后,会出现叶脉褪绿黄化(图4c),最终叶片失水变为褐色,但仍不脱落(图4d)。

2.3 枝梢症状

新梢死亡后干枯呈倒羊鞭状(图5a～c)。当年生的果台副梢或发育枝(新梢)被解淀粉欧文氏菌感染的部位,最初呈水渍状(图5d～e),之后变成褐色至黑色,并溢出乳白色、淡黄色、黄褐色至黑褐色的胶状物(菌脓)(图5f),组织死亡。

图4 库尔勒香梨叶受害症状Fig.4 Symptoms of fire blight on Korla fragrant pear leaves

图5 库尔勒香梨枝条受害症状Fig.5 Symptoms of fire blight on Korla fragrant pear branches

2.4 果实症状

幼果发病初期,果面出现局部褐色至黑色油渍状或水浸状病斑,同时果柄上出现无色至淡黄色胶状物(图6a)。1～2 d后,病斑扩大至果面的1/3～2/3(图6b),而果柄迅速发黑干枯,幼果死亡后整体呈黑色,不脱落(图6c)。果实膨大期被解淀粉欧文氏菌感染后果面呈斑驳状变色,有菌脓溢出,至秋季果实失水干枯,不脱落(图6d～f)。

2.5 枝干症状

2～3年生枝条受害与春季一年生枝条受害后的发病症状完全不同。病原菌通过正在发育的芽、皮孔、气孔、机械伤口(如修剪口、昆虫取食造成的伤口等)侵入,根据侵入途径的不同,最初表现为枝条表皮侵入点颜色变深,且边界明显(图7a),新感染的木质部下的树皮可见红褐色的条纹(图7b);之后,随着病原菌的增殖,病斑以枝条侵染点为中心向外扩展,纵向扩展距离是横向的3～5倍,随后病斑凸起纵裂;病斑呈褐色至黑色并干缩下陷,病健交界处产生龟裂纹(图7c)。当病斑在枝条上扩展形成闭环后,病枝并不会立即死亡,而是表现为类似环割的现象,病斑以上部位的叶片、枝条、果实短期内旺盛生长,随后叶片出现沿叶脉褪绿黄化快速萎蔫干枯或叶片直接萎蔫干枯,整个枝条或整株梨树快速枯萎死亡。

随着病原菌的不断侵入,进一步侵染主干及砧木,使皮层收缩、下陷,形成较大的梭形红褐色或黑褐色干腐状病斑,锯开病部主干可见髓部有褐色病变,湿度大时可见病斑处向外溢出菌脓;受害砧木根部表皮变为黑褐色,韧皮部和木质部呈红褐色腐烂坏死,最终导致整株梨树枯死(图7d～i)。

图6 库尔勒香梨果实受害症状Fig.6 Symptoms of fire blight on Korla fragrant pear fruit

3 库尔勒香梨火疫病田间防控建议

3.1 严格执行隔离检疫,禁止疫区苗木调运

梨火疫病不仅引起香梨的产量受损,而且严重影响香梨树型的培育和树体的存亡,是库尔勒香梨的毁灭性病害,严重威胁当地香梨生产安全和生态安全。我国是一个生态环境较为脆弱、病害发生较为严重的农业大国,对外来入侵生物进行严格的检验检疫显得尤为重要[14],针对梨火疫病病原菌的检测技术除传统检测手段外[15-17],大多采用分子生物学检测技术,如常规PCR[18]、实时荧光PCR[19]、PCR-ELISA[20]等技术。目前,梨火疫病已在新疆、甘肃两省发生危害,一旦突破河西走廊传入华北平原,将会对我国梨和苹果的生产造成严重影响,从而造成不可估量的经济损失。因此,要高度重视梨火疫病阻截防控面临的新形势和新挑战,在做好现有疫区防控工作的同时,加大对梨火疫病精准检测技术的研究与应用,做好扩散前沿的监测、预防及应急处置工作。强化梨、苹果、杜梨、山楂、海棠等蔷薇科寄主植物苗木、接穗等应检物品的调运检疫监管,疫情发生区相关物品禁止调出,梨、苹果主产区加大调入的相关物品复检力度[21-22]。

3.2 加强监管,提高果园管理水平

砍伐病树、剪除发病枝条、清洁果园,既是必须严格执行的措施,也是防止梨火疫病扩散蔓延最为经济有效的举措。确定被解淀粉欧文氏菌入侵的香梨园,在果树生长的任何时期只要发现感病的花、枝条等必须坚决剪除,对病菌已经侵入到主干的果树(主干流菌脓),坚决从基部伐除,所有修剪下的病枝及病树必须快速进行无害化处理。在剪除病残体的过程中,要严格落实一剪一消毒,防止交叉感染。修剪必须坚决严把时间窗口,春季修剪在5月10日之前完成,修剪长度可控制在病斑下部25～30 cm处。冬季休眠期修剪要认真排查发病果树,发现病枝必须坚决疏除,坚决伐除主干感病果树。

图7 库尔勒香梨枝干及根部受害症状Fig.7 Symptoms of fire blight on Korla fragrant pear rootstock and branches

3.3 药剂防治

目前在库尔勒香梨上已经取得农药登记防治梨火疫病的杀菌剂有6类12个品种,分别是中生菌素、春雷霉素、噻唑锌、噻霉酮、噻菌铜和氢氧化铜[23]。另据新疆维吾尔自治区林草局推荐[24],防治梨火疫病可使用40%春雷·噻唑锌悬浮剂1 200倍液、2%春雷霉素水剂600倍液、6%春雷霉素可溶液剂1 500倍液、10%丙硫唑悬浮剂650倍液、45%春雷·喹啉铜悬浮剂 1 400 倍液、3%中生菌素可溶液剂400倍液、20%噻唑锌悬浮剂400倍液、3%噻霉酮水分散粒剂1 000倍液，40%春雷·噻唑锌持效期20～30 d,其余药剂持效期7～10 d。由于上述药剂持效期较短,无法达到长期控制梨火疫病的作用。因此建议春季开花前进行清园和第1遍药剂防治,开花后进行第2遍药剂防治。建议采用广谱性杀菌剂如42%三氯异氰尿酸可溶性粉剂2 000倍液、50%氯溴异氰尿酸可溶性粉剂 2 000 倍液或2%辛菌胺水剂500倍液喷雾。5月-8月香梨生长期根据果园实际发病情况使用推荐药剂进行防控。发病较轻或疫区无病的果园还可采用微生物制剂进行防治和预防。田间试验表明,使用微生物菌剂10亿 cfu/g多黏类芽胞杆菌可湿性粉剂、10亿 cfu/g海洋芽胞杆菌可湿性粉剂、井冈·多黏菌可湿性粉剂、10亿 cfu/g解淀粉芽胞杆菌可湿性粉剂800～1 000倍液喷雾,均具有较好的防病效果(待发表数据)。

4 问题与展望

4.1 初侵染源的确定

梨火疫病的流行传播取决于高致病性的病原菌、多样的传播途径和高度感病的寄主。有效控制梨火疫病的发生蔓延,必须找到并控制初侵染源,切断传播途径和种植抗病品种。梨火疫病菌主要通过昆虫、风、雨水、气溶胶、修剪工具等进行传播[25]。香梨花为虫媒花,2018年-2021年库尔勒市政府在香梨花期采取了非常严格的禁放蜜蜂行动,对梨火疫病的花期传染起到了一定控制作用,但尚存在其他一定的问题。如培育出能在生产中推广应用的抗病品种,还需较长的时间。因此,探明并控制初侵染源是新疆梨火疫病防控中值得重视的关键环节。根据文献记载,梨火疫病的初侵染源为越冬溃疡斑内存活的病原菌,在花期进行初侵染[26-28],该结论已被普遍认可和采纳。然而,根据笔者5年(2017年-2021年)的连续观察发现,库尔勒香梨春季在已发病果园很难找到溃疡斑,但每年的花腐、枝枯却依然继续发生。梨火疫病是否还存在其他的初侵染源或传播途径,尚需开展进一步研究。

4.2 长效化学药剂的筛选

目前,国内虽然已有数种防治梨火疫病的农药获得登记,但是田间使用后对梨火疫病的长期控制效果并不理想,急需研发和筛选出高效、安全、长效的替代农药或新型药剂。

4.3 抗性品种的选育培育

库尔勒香梨是极易感染梨火疫病的地方特色品种,应当加快抗火疫病香梨品种的选育工作,也是防治病害、保护香梨产业健康发展的最佳途径。抗性品种的选育,主要包括抗性砧木和抗性接穗的选育。库尔勒香梨生产中所选用砧木种类有杜梨、酸梨等,其中杜梨占比99%以上,是梨火疫病的感病树种[13],然而其田间的实际发病率却很低。如2017年-2021年,笔者在跟踪调查531株10年生杜梨树时发现,成龄杜梨树5年间累计死亡率仅为3.01%;香梨果园因主干发病(树龄6～8年)而及时砍伐留桩的果园,在第2年有87.6%砧木桩生长出杜梨新芽。进而表明,杜梨可能并不是香梨感染梨火疫病而导致其田间死亡的主要原因;但其作用机理及其对梨火疫病的抗病作用,尚需进一步深入研究。新疆现有近6.67万hm2的存量香梨果园,要全部更换砧木是短期内难以完成的庞大工程。因此,选育培育抗梨火疫病的接穗材料,应是目前育种工作的主攻方向。