核桃焦叶病与矿质元素关系分析

摘"要：【目的】""分析树体营养水平调控增强核桃抗焦叶病能力，为核桃焦叶病科学防控提供理论依据。

【方法】""通过系统比较健康、轻度、中度、重度核桃焦叶病生产园以及不同施肥处理后核桃样园和核桃叶片中矿质元素含量变化。

【结果】""核桃不同发病程度叶片矿质元素含量之间差异比较：大量元素为健康园叶片中N、P、K、Ca含量显著高于中度园和重度园（P＜0.05），而健康园叶片中Mg含量显著低于发病园（P＜0.05）；微量元素：健康园叶片中Fe、Mn、Cu含量显著高于发病园（P＜0.05），Cl、Na和Zn含量显著低于发病园（P＜0.05）。核桃不同发病程度土壤矿质元素含量之间差异比较：大量元素为健康土壤中TN、TP、TK、AN、AP、AK含量显著高于中度园和重度园（P＜0.05）；微量元素为健康土壤中Fe、Cu、Zn含量显著高于中度园和重度园（P＜0.05）。健康土壤中Na、Cl含量显著低于中度园和重度园（P＜0.05）。N和K在PC1和PC2中均为正值，并且呈正相关，对焦叶病发挥主要作用。施肥处理后，合理的根施N、K和叶喷N、K相结合效果最佳，发病率降到8%，并且土壤和叶片中的氮钾含量都显著上升。

【结论】""核桃焦叶病的发生与N、K含量低和Cl含量高有密切关系，合理补充N、K可有效防控核桃焦叶病。

关键词：""核桃；焦叶病；矿质元素；施肥

中图分类号："S436""""文献标志码："A""""文章编号："1001-4330（2024）11-2750-11

0"引 言

【研究意义】核桃焦叶病自2008年在新疆和田地区被报道以来，已在阿克苏地区、喀什地区、和田地区等新疆南疆核桃主产区大面积发生［1］。焦叶病发生后会阻碍核桃叶片光合作用，降低核桃树势，影响核桃干物质积累，导致核桃出仁率低、空壳率高、单果重小、产量低、坚果品质差［2-3］。发病核桃树的商品果率仅为50%～70%［4］。核桃焦叶病最早于5月下旬开始发生，发病初期个别枝条最先表现症状，奇数羽状复叶小叶叶缘首先出现褪绿变黄，叶尖出现黄褐色斑点，并微微皱缩，6月底开始病斑沿叶缘向内扩散，扩散形状为火焰状，发病部位继续向内卷曲，病斑区与健康部分交界处有黄色光晕状边界，发病高峰期（8月中下旬）病斑几乎遍布整个叶片，形似火烧［2］。

【前人研究进展】有关核桃焦叶病的研究主要集中在病原及防治措施2个方面。有关病原的研究均一致认为核桃焦叶病属于生理性病害［4-5］，但是病原不尽相同。核桃焦叶病的发生受环境的影响较大，田间相对湿度，土壤含水量，水源含盐量以及土壤中速效钾和有机质含量的影响［4］。由于南疆地区果园的特殊水土条件及不合理的耕作栽培措施，造成核桃园发生不同程度焦叶病［6］。由于土壤和叶片中元素比例失衡导致焦叶病的发生［7］。已有的核桃焦叶病防治措施根据其作用部位主要包括以下4类：（1）根系类防治措施：通过增加土壤Na+和Cl-淋溶、平衡施肥、增施钾肥和腐殖酸有机肥减少核桃树对Na+和Cl-的吸收［8］；通过深翻打通地表50～60 cm处的胶泥层促进核桃主根深扎土壤，诱发核桃根系大量形成［9］，（2）叶片类防治措施：通过喷施由水杨酸、茉莉酸、甜菜碱、硝酸钙、吲哚乙酸组成的生理调节剂和黄腐酸溶液减少核桃叶面Na+和Cl-富集、维持核桃叶片细胞组织结构、提高核桃商品率［9］；通过不同物候期喷施氮肥、磷钾肥和微肥降低核桃叶片蒸腾强度［8］；通过喷施锁水生物药剂锁住叶片水分［10］。（3）枝梢类防治措施：通过摘心、拉枝、打顶、疏除竞争枝和抽干枝条减少树体营养消耗、控制秋梢生长、降低核桃郁闭、加强树体通风透光［8］。（4）其他病虫害类防治措施：通过主干束膜、涂粘虫胶、挂灭虫灯、核桃生产园喷施石硫合剂、喷洒高效、低毒、绿色化学农药预防和抑制核桃病虫害的发生，提高树体抗性［8］。

【本研究切入点】与其他植物病害相同，经济林木病害是寄主林木和病原物的拮抗性共生，其发生和流行是寄主林木和病原物相互作用的结果，在相互作用过程中环境因素发挥重要作用［11］。其中土壤矿质营养作为一个重要的环境因子，对林木的树势以其抗病性影响较大［12-13］，处于最佳营养水平经济林木具有较强的抗病性［14］。因此，借助土壤中矿质营养元素调控技术来提高树势进而提高经济林木的抗病性，是经济林木病害防治值得探究的新途径［15］。

【拟解决的关键问题】以阿克苏地区阿瓦提县核桃生产园为研究对象，选取11个核桃生产园调查焦叶病发生情况，系统比较不同焦叶病发生程度的核桃生产园中叶片和土壤中的矿质元素含量，基于核桃焦叶病样园差异关键元素设计施肥处理，并调查分析不同施肥处理下核桃叶片中矿质元素的含量及焦叶病发生程度的变化，揭示矿质元素与核桃焦叶病发生的关系，分析防治核桃焦叶病的关键元素，为新疆阿克苏地区核桃焦叶病的科学防治提供理论和技术支持。

1"材料与方法

1.1"材 料

1.1.1"试验地概况

试验在新疆阿克苏地区阿瓦提县（39°31′～40°50′N，79°45′～81°05′E）进行。阿瓦提县位于塔里木盆地西北边沿、天山南麓，年平均气温10.4℃，最热月（7月）平均气温24.2℃，极端最高气温39.4℃，最冷月（1月）平均气温零下8.3℃，极端最低气温零下25℃；年平均降水量46.7 mm，年均日照2 679 h；气温年较差34℃，年均日较差15℃，属暖温带大陆性干旱气候区，试验地土壤类型以沙壤土为主。

1.1.2"核桃焦叶病调查

2021年在阿瓦提县选取树龄相近，常规管理的11个核桃生产园作为焦叶病发病率调查样园，在焦叶病发病高峰期（8月中旬），在每个核桃样园中各随机选取长势基本一致、树龄13 a的核桃树100株，调查各样园的焦叶病发病率。图1

发病率=（发病株数/调查总株树）×100%。

将调查的11个核桃生产园分为重病园（焦叶病发病率≥80%）、中病园（20%lt;焦叶病发病率lt;80%）、轻病园（0%lt;焦叶病发病率在≤20%）和健康园（发病率为0%）。

1.2"方 法

2021年8月下旬，即核桃焦叶病发病盛期，分别采集核桃重病园、中病园、轻病园和健康园的叶样和土样。

叶样采集：每个样园选取9棵具有代表性的样株，分别从树冠中层东、西、南、北四个方位随机选取20片核桃叶样，将每个样园每3株样株上采集的叶样混合后作为一个重复，每个样园叶样共计3个重复。叶样经去离子水冲洗干净后，用无菌滤纸擦干叶样表面残留水分，然后置于101型电热恒温鼓风干燥箱中105℃杀青30 min，然后80℃烘干至恒重。叶样经粉碎机粉碎后过80目筛用于矿质元素的测定。

土样采集：每个核桃样园土样按照五点采样法采集，采样点选取核桃树冠正投影内侧距离树干2/3处，使用铁铲挖掘一个垂直于地面60 cm的完整剖面，避开施肥沟（坑），使用木铲将垂直剖面表层土去除（目的是避免铁铲上的金属元素混入样品内），从平行剖面自上而下均匀采取20～40 cm的土样1 kg，将5个采样点的土样混合均匀后，采用四分法取其中一份，去除土中异物，置于电热鼓风干燥箱中80℃烘干至恒重。土样经粉碎机粉碎后过80目筛，用于矿质元素含量测定。

1.2.1"不同施肥处理对核桃焦叶病发生及矿质元素含量的影响"

于2022年3月下旬，选取3个核桃焦叶病重病园进行施肥试验。

采用单因素随机区组设计，每个核桃样园设置6个小区，每个小区20棵树，设计3个对照组，3个处理组，共计6个参试组。

分别进行根部施肥和叶面喷肥。其中根部施肥采用环状沟施，于3月中下旬和6月中下旬各施肥一次；叶面喷施于4月、5月、6月中下旬各喷施一次。除处理差异外，其他措施均常规管理。

2022年8月下旬，调查每个小区核桃焦叶病发病率，并采集每个处理样株的叶片及土壤样品测定矿质元素含量。表1

1.2.2"矿质元素含量测定

土样测定指标：大量元素全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK），速效氮（AN）、速效磷（AP）、速效钾（AK）、Ca、Mg，以及微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、Na、Cl和有机质（OM）共15项。叶样测定指标：大量元素N、P、K，微量元素Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Na和Cl元素含量共11项。各项指标测定方法均参照国家标准进行［16］。主成分分析为9个标准化后指标的线性组合，权重系数分别为各指标相对应的特征向量［17］。表2

1.3"数据处理

采用Excel 2016和SPSS 26.0软件对试验数据进行数据统计分析；利用邓肯新复极差法进行差异分析，利用origin 2021软件绘图。

2"结果和分析

2.1"核桃焦叶病发病情况

研究表明，核桃焦叶病在阿克苏地区阿瓦提县普遍发生，病园率达80%；样园4、6、7和9为轻度发病园，发病率分别为16%、20%、19%、18%，样园1和8是中度发病园，发病率分别为61%和72%，样园2、3和5是重度发病园，发病率分别为92%、80%和89%，仅样园10和样园11的核桃焦叶病发病率为0%。表3

2.2"不同发病程度核桃样园叶片中矿质元素含量比较"

研究表明，健康园叶片中N、P、K、Ca含量显著高于中度园和重度园（P＜0.05），而健康园叶片中Mg含量显著低于发病园（P＜0.05）；健康园叶片中Fe、Mn、Cu含量显著高于发病园（P＜0.05），Cl、Na和Zn含量显著低于发病园（P＜0.05）。图2，图3

2.3"不同发病程度核桃样园土壤中矿质元素含量比较"

研究表明，健康园土壤中TN、TP、TK、AN、AP、AK含量显著高于中度园和重度园（P＜0.05），而不同发病程度样园中Ca、Mg含量之间均无显著差异（P＞0.05）；健康园土壤中OM、Fe、Cu、Zn含量显著高于中度园和重度园（P＜0.05）。健康园土壤中Na、Cl含量显著低于中度园和重度园（P＜0.05）。图4，图5

2.4"叶片矿质元素含量的主成分

研究表明，土壤矿质元素受影响程度均比叶片要弱，同时土壤矿质营养元素（TN、TP、TK、AN、AP、AK）与叶片中（N、P、K）对应元素均呈正相关（Plt;0.05），核桃叶片的矿质营养状况可以较好地反映核桃树体的矿质营养状况。

按特征值＞1提取2个主成分，其特征值分别为5.224和2.225，累计方差贡献率达82.763%，完全符合≥80%的分析要求。表4"

根据各指标特征向量可得到9个不同元素在第1、2主成分的得分。在第1主成分上，微量元素Cl排名第1且得分为负值；按大量元素排名，氮和钾排名分别为第3和第4，且得分为负值；在第2主成分上，K排名第1，N排名第3，并且N和K得分都为正。表5

核桃焦叶病发病叶片和核桃健康叶片可清晰区分，N和K靠近PC1右半轴和PC2上半轴，在主成分1和主成分2中均为正值；并且N和K之间呈正相关；N和K与健康圈呈正相关；Cl、Mg、Zn和Na在主成分1中为负值，核桃焦叶病的发生与大量元素N、K含量密切相关。图6

2.5"不同施肥处理核桃焦叶病发病率

研究表明，对照组核桃焦叶病发病率表现为CK2＞CK1＞CK3，核桃焦叶病在CK2发病率最高，达到87%，CK3虽然发病率降低，但焦叶病发病率仍较高（77.67%），3个施肥处理组核桃焦叶病发病率均极显著低于3个对照组（Plt;0.01）。施肥处理组核桃焦叶病发病率表现为T2＞T1＞T3；T3处理的发病率为8%，显著低于T1（发病率21%）和T2（发病率31%）（P＜0.05）。采用根施N、K肥和叶面喷施N、K肥对焦叶病防治效果最好，即于3月中下旬和6月中下旬，将1 kg尿素和1 kg硫酸钾充分溶解于50 kg水中采用环沟法根施入单株核桃根系集中分布区，4月、5月、6月中下旬，将2 kg尿素和2 kg硫酸钾溶入1 000 kg水中进行叶片喷施。图7

2.6"施肥处理前后核桃样园叶片中矿质元素

研究表明，对照组CK与处理组（T1、T2、T3）叶片矿质元素含量之间存在极显著差异（P＜0.01），CK叶片中TN含量显著低于T1、T2、T3叶片中TN含量；T3中N含量显著高于T1和T2（P＜0.01）。叶片N含量在T3处理时达到最高为24.13 g/kg，在T1时叶片TN含量最低为18.77 g/kg，T4处理较T1、T2、T3显著提高了叶片全氮含量（P＜0.01），分别提高了28.56%、17.94%、15.59%；叶片K含量在T3处理时达到最高为9.54 g/kg，较CK、T1、T2显著提高了叶片K含量（P＜0.01），分别提高了61.12%、38.53%和20.85%。图8

T3中TN元素含量显著高于T1和T2，并且T1和T2元素含量之间无显著差异（P＞0.05），土壤TN含量在T3处理时达到最高为1.05 g/kg，较CK、T1、T2显著提高了土壤TN含量（P＜0.01），分别提高了138.1%、84.44%和98.92%。土壤TK含量在T3处理时达到最高为24.01 g/kg，较CK、T1和T2显著提高了土壤TK含量（P＜0.01），分别提高了37.44%、24.92%和28.83%。图9"

3"讨 论

3.1

通过分析叶片矿质营养可以对果树的营养水平进行诊断，进而指导施肥，使果园管理科学化［18］。叶片的营养状态直接决定了叶片的抗病能力［19］。研究结果显示，健康园叶片中N、P、K、Ca含量显著高于核桃焦叶病中度园和重度园（P＜0.05），而健康园叶片中Mg含量显著低于发病园（P＜0.05）；健康园叶片中Fe、Mn、Cu含量显著高于发病园（P＜0.05），Cl、Na和Zn含量显著低于发病园（P＜0.05）。表明健康叶片和发病叶片的营养状态是存在差异的，而这些差异是叶片发病后引起的，叶片矿质元素同时受树体生长时期和外界环境影响波动较大，而树体生长所需的养分大部分来自土壤，核桃的生长发育状况、高产、优质均与土壤养分的供应状况相关［20］。研究结果显示，健康样园土壤中TN、TP、TK、AN、AP、AK含量显著高于核桃焦叶病中度园和重度园（P＜0.05）；在微量元素方面，健康样园土壤中Fe、Cu、Zn含量显著高于核桃焦叶病中度园和重度园（P＜0.05）。健康土壤中Na、Cl含量显著低于中度园和重度园（P＜0.05）。核桃焦叶病不同发病程度样园土壤养分的供应状况差异明显，即核桃焦叶病与多种土壤矿质元素相关。

3.2

N和K在PC1和PC2中均为正值，并且N和K之间呈正相关，表明N、K元素是核桃焦叶病发生的关键元素，N、K元素亏缺更易诱发核桃焦叶病。N、K元素亏缺引起植物病害已有文献报道，如N元素缺乏引发核桃叶片黄化［20］，施K有利于植物抵御病原侵入，提高植株的抗病性［21］，土壤中施用K肥，能有效抑制油菜黑斑病［22］，通过控制N/K＜1.65和P/K＜0.28，能有效抑制核桃腐烂病的发生［23］，并且对樱桃果实的品质特性有积极影响［24］。但研究主成分分析结果中仍有部分病叶与健康叶片相互混在一起，未能清晰区分开，可能是因为植物中矿质元素的吸收和运输往往是在与其他矿质元素相互影响相互作用下进行的，不同矿质营养元素的供给水平也影响其他矿质元素植物体内的运输和积累，这些相互作用可能是相互促进的，也可以彼此抑制［25］。研究中N、K元素亏缺很可能引起其他矿质元素的运输和积累发生变化。因此，核桃焦叶病的发生与可能是多种元素失调共同作用的结果。已有的植物病害的相关研究也得出类似结论，例如：Ca、Mg元素失调导致李焦叶症和K、Mg、Mn元素失调导致脐橙生理病害发生［26-27］。如重金属会对植物营养元素，如N、P、S等的利用效率造成较大的干扰［28］，并且综合利用根部施肥和叶面追肥有利于进行苹果树养分管理［29］。

3.3

研究针对N和K两个关键元素设计不同施肥处理，结果表明通过根部和叶面喷施N、K能够显著提高叶片和土壤中N和K的含量，同时焦叶病发病率显著降低。合理补充N、K元素能够提高核桃抗焦叶病能力，同时也进一步验证了N、K是核桃焦叶病的关键元素。因此，通过矿质营养调节增强植物的抗病能力，减少植物病害的发生，不仅能提高植物产量和改善其品质，可以减少农药用量［30］。但是土壤及叶片中矿质元素含量受环境条件、树体生长发育阶段及栽培管理措施影响。土壤和叶片中矿质元素数据存在不稳定性，研究得出的结论均是基于一年的试验数据得出的，因此还需要进行连年的检测，以验证研究的结果。

4"结 论

核桃焦叶病的发生与低含量N、K和高含量Cl有密切关系，N和K两种元素的亏缺是核桃焦叶病发生的关键元素，通过根部施肥和叶片喷肥相结合，对核桃树体进行N和K元素补充，核桃焦叶病的发病率由87%降低到8%，同时土壤和叶片中N和K含量显著提高。通过合理补充N、K元素来提高核桃树体树势，可有效防控核桃焦叶病。

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Analysis of the relationship between walnut leaf ""scorch disease and mineral elements

ZHAO Shasha， WANG Shiwei， ZHANG Cuifang， HAO Honglong， ""GUO Tong， YANG Xianan， YANG Wenjie

（College of Forestry and Landscape Architecture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract：【Objective】 ""To enhance the ability of walnut to resist leaf scorch disease by taking the regulation of tree nutrient level as the entry point in the hope of providing a theoretical basis for the scientific prevention and control of the disease.

【Methods】 """The changes of mineral elements in healthy， mild， moderate and severe walnut leaf scorch disease production gardens and walnut leaf leaves after different fertilization treatments were systematically compared.

【Results】 """Differences in leaf mineral element contents in walnuts with different pathogenesis levels were compared.In terms of a large number of elements， the contents of N， P， K and Ca in the leaves of healthy garden were significantly higher than those in medium garden and heavy garden （Plt;0.05）; The Mg content in the leaves of the healthy garden was significantly lower than that in the diseased garden （Plt;0.05）; In terms of trace elements， the contents of Fe， Mn and Cu in the leaves of the healthy garden were significantly higher than those in the morbidity garden （Plt;0.05）; The contents of Cl， Na and Zn were significantly lower than those in the morbidity garden （Plt;0.05）; The contents of Na and Cl in healthy soil were significantly lower than those in moderate and heavy gardens （Plt;0.05）; Principal component analysis revealed that N and K were positive in PC1 and PC2 so they were positively correlated， which played a major role in focal leaf scorch.After fertilization treatment， the combination of reasonable root application N， K and leaf spraying N and K was the best， the incidence rate of which was reduced to 8%， and the nitrogen and potassium content in soil and leaves increased significantly.

【Conclusion】 ""The occurrence of walnut leaf scorched is closely related to low content of N and K and high content of Cl， and reasonable supplementation of N and K can effectively prevent and control walnut leaf scorch disease.

Key words：""walnut; leaf scorch disease; mineral elements; fertilization

Fund projects：""The Key Ramp;D Special Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region \"R amp; D and Demonstration of Key Technologies for Monitoring and Prevention and Control of Major Pests and Diseases of Walnut/Jujube\" （2021B02004）

Correspondence author："""WANG Shiwei （1984-），male， from Henan， professor， doctor， master tutor， research direction： forest cultivation，（E-mail）wsw850204@163.com

收稿日期（Received）：

2024-04-02

基金项目：

新疆维吾尔自治区重点研发专项“核桃/红枣重大病虫害监测及防控关键技术研发与示范”（2021B02004）

作者简介：

赵莎莎（1997-），女，云南大理人，硕士研究生，研究方向为森林培育技术与应用，（E-mail）1439172753@qq.com

通讯作者：

王世伟（1984-），男，河南周口人，教授，博士，硕士生导师，研究方向为森林培育，（E-mail）wsw850204@163.com