环境因子及栽培措施对核桃细菌性黑斑病的影响

马俊青 袁国军 龚东风 卢绍辉

摘要： 為找出核桃黑斑病的发生与核桃品种、生长环境以及栽培措施之间的关系，调查了17个核桃品种的病情指数，生长地的海拔、地形坡度、降雨量、温度、郁闭度、地面覆盖率等环境因子，以及灌溉次数、防治次数、是否清园等栽培措施，采用主成分分析法和相关性方法分析了环境因子、栽培措施与核桃细菌性黑斑病发生的关系。结果表明：（1）根据17个核桃品种的病情指数得出中强特勒、辽核1号、西扶为抗病品种；（2）发现核桃黑斑病病情指数与郁闭度、防治次数和是否清园具有强相关性，郁闭度为正相关，防治次数和是否清园为负相关，平均温度、地面覆盖率与病情指数为负相关。（3）核桃黑斑病发病率与雨水为极显著正相关，与海拔高度为极显著负相关。建议在推广中应结合立地条件，合理布局，两树的间距需在6 m以上，郁闭度控制在0.6以下，并做好清园、灌溉和防治等树体管理工作，以减少核桃病害的发生。

关键词： 核桃细菌性黑斑病；环境因子；栽培措施

中图分类号：S436.621.12文献标识码：A文章编号：1006-060X（2024）02-0053-07

Influence of Environmental Factors and Cultivation Measures on Bacterial

Black Spots in Walnuts

MA Jun-qing，YUAN Guo-jun，GONG Dong-feng，LU Shao-hui

（Henan Academy of Forestry Sciences， Zhengzhou 450008， PRC）

Abstract： In order to identify the relationship between the occurrence of black spot disease in walnuts and walnut varieties， growing environment， and cultivation measures， the disease index of 17 walnut varieties， environmental factors such as habitat elevation， topographic slope， rainfall， temperature， canopy density， and ground coverage rate， as well as cultivation measures including irrigation frequency， prevention and control frequency， and the necessity of clearing the orchard were investigated. Principal component analysis and correlation method were used to analyze the relationship between environmental factors， cultivation measures， and the occurrence of bacterial black spots in walnuts. The results show that： （1） according to the disease index of 17 walnut varieties， Zhongqiangtele， Liaohe 1， and Xifu are disease-resistant varieties; （2） the disease index of black spots in walnuts has a strong correlation with canopy density， prevention and control frequency， and necessity of clearing the orchard; it is positively correlated with canopy density and negatively correlated with the prevention and control frequency and necessity of clearing the orchard; in addition， it is negatively correlated with average temperature， ground coverage rate， and disease index; （3） the incidence rate of black spot disease in walnuts is significantly positively correlated with rainfall and negatively correlated with elevation. It is suggested that the habitat conditions should be considered during the promotion， and a reasonable layout that the distance between the two trees should be more than 6 m， and the canopy density should be controlled below 0.6， is favorable. Tree management work such as orchard clearing， irrigation， and prevention and control should be done to reduce the occurrence of walnut diseases.

Key words： bacterial black spots of walnuts; environmental factors; cultivation measures

核桃（Juglansregia L.）又名胡桃，种仁含油量高，可生食，亦可榨油食用，木材坚实，是很好的硬木材料，目前在南欧、北非、东亚、美国和南美西部广泛种植。核桃仁不仅含油量高，还含有蛋白质和多种生物活性成分，包括酚类化合物、胆固醇、生育酚和膳食纤维等[1]。核桃叶制成的茶有血液清洁效果，有增强身体体质的作用。绿色外果皮是核桃加工的副产品，含有一些具有抗氧化和抗微生物作用的化合物，其研究也逐渐受到重视[2]。核桃黑斑病（Walnut blight）是世界范围内核桃最具破坏性的细菌性病害之一[3]，国内外学者关于引起核桃细菌性黑斑病的病原报道主要涉及树生黄单胞菌胡桃变种（Xanthomonas arboricola pv. juglandis）[4-7]、核桃黄极毛杆菌（Xanthomonas campestris pv. juglandis）[8-9]、成团泛菌（Pantoea agglomerans）以及上述細菌的复合报道[10]。韩国地区为变黄假单胞菌（Pseudomonas flavescens）[11] 、此病可侵染核桃树的所有绿色组织，如在核桃休眠芽、雄花芽内越冬，翌年春天，伴随着核桃芽和雄花序的生长，病原菌不断繁殖，进而侵染其周围的健康组织，形成初侵染花朵，枝条，叶子和果实[12]，并在侵染部位形成黑色病变[13]。核桃雌花感染从单独的小花开始，初为黑色随后枯萎凋落。叶子上的症状开始作为被淡黄色晕环绕的小深褐色斑点，后期黑斑连片扩大，有时形成穿孔叶片提前脱落，感染的叶子留在树上，成为新感染的来源。果实发病时，早期是小而微隆起的黑褐色斑点，严重时扩大成不规则形水渍状晕纹的中心凹陷病斑[14]。

果实感染会导致果实过早掉落并降低留在树上的果仁的质量，从而造成巨大的经济损失[15]。雨水是病原体的传播媒介，因此，长时间的降雨和高湿度会导致疾病暴发和严重损失[16]。笔者从核桃的抗病品种和环境因子入手，调查核桃黑斑病的发病率与品种、雨水、地理位置、管理措施等因素之间的关系，拟找到核桃黑斑病抗病品种，核桃易感病的因子，以及有效预防该病的管理措施，从而指导果农采取措施预防核桃黑斑病的发生，减少经济损失。

1 材料与方法

1.1 试验材料

各地5～18 年生挂果核桃树；卷尺、测树胸径尺、土壤取样铲、水、纸质调查表等。

1.2 试验时间、地点

试验于2022年6—8月在陕西、山西、河北、河南进行，每地选择种质资源圃1处，或较大且主栽品种较多的核桃园3～5处（需当地区核桃细菌性黑斑病发生园区进行）。具体调查了山西省核桃研究所、河北省邢台市临城县绿岭核桃小镇、河南省卢氏县、洛阳市、林州市、沁阳市、修武县、济源市和温县以及陕西省商洛市洛南县。

1.3 调查方法

1.3.1 黑斑病病情调查 从2022年4月中旬开始调查试验地的核桃黑斑病的发病情况，前期病害较轻时10 d调查一次，发病高峰期每隔3 d调查一次，至8月30日核桃采收结束。一个调查地每个品种随机调查4株，每株按照东西南北4个方位选择较大枝条调查核桃叶片和果实（每方向10～30颗果实；如数量较少，需全株调查），按病情分级记录发病等级，并计算各品种的发病率、病情指数。

病情分级：根据果实的发病情况将病果分为5级。0级：无病果；1级：黑腐占全果25%以下；2级：黑腐占全果26%～50%；3级：黑腐占全果51%～75%；4级：黑腐占全果76%以上[17]。分别统计各级果实，按下式计算病情指数。

发病率（%）=发病果数/调查总果数×100

果实病情指数=∑（各级病果数×各级代表值）/（调查总果数×最高级代表值）×100

1.3.2 环境因子与栽培措施 （1）气象因子与海拔高度获得：通过调阅当地气象数据获得当月平均温度、当月总降水量、当月雨日等气象因子（数据来自中国气象网）；每个调查地的海拔高度由GPS定位仪测得[东方化玻（北京）科技有限公司]。（2）栽培措施与树况：通过调查当地核桃树的移栽、嫁接情况获知品种和树龄。在距地面1 m处用测树胸径尺测量胸径，若1 m高处分叉，可以从分叉部位下面量。观察树体最高垂直高度记为树高。观察树体南北方向、东西方向宽度并记录数值，通过南北方向宽度和东西方向宽度的记录数值求平均值，得出的数据即为树体的冠幅。用卷尺测量株行距确定各园区栽植密度。通过观察园区树冠在阳光直射下在地面的总投影面积（冠幅）与此地总面积的比获知郁闭度；通过观察园区地表植被生长情况大致估计地表覆盖率；调查园区当月是否清园、是否修剪、是否药剂防治、防治药剂和次数、灌溉次数，并将管理水平分为高、中、低3个等级。

1.4 数据分析与处理

原始数据整理采用 Microsoft Office 2019软件完成，试验数据使用 SPSS 26统计学软件进行方差分析、相关性分析和主成分分析，采用SPSS 26软件做碎石图和公因子载荷图，用Excle作病情指数发生动态图。

2 结果与分析

2.1 不同核桃品种的发病情况

由表1可以看出，强特勒、辽核1号、西扶这3个品种为高抗病品种，黑斑病发病率和果实的病情指数较低，均在20以下。强特勒的发病率为9.69%，病情指数为12.46；辽核1号的发病率为16.16%，病情指数为12.53；西扶的发病率为27.38%，果实的病情指数为15.51，西扶的病情指数较低而发病率较高是由于其病果发病的级别较低，多为1级病果，但有病斑的果实数量较多。辽核4号和上宋的病情指数是低于30的，是较为抗病的品种，辽核4号的发病率为18.64%，病情指数为21.73；上宋的发病率为30.95%，病情指数为27.62。绿岭、中林5号为感病品种，黑斑病发生非常严重，发病率都在85%以上，病情指数高超过90。这2个品种不仅坏果多并且病情等级也高，多为4级果，病斑占全果的76%以上。

2.2 核桃黑斑病害与环境因子之间的关系

采用主成分分析法分析核桃黑斑病的病情指数与环境因子之间的关系见表2。表2中所示同一个品种的病情指数有很大差别，这是因为所处环境不同，表2中列举的辽核1号为抗病品种，但在不同的环境因子下病情指数不等，差异明显，有非常低的（2.71），也有非常高的（87.62），这与环境因子有密切关系。对各因子进行分析，寻找防治次数、平均温度、是否清园、地面覆盖率、郁闭度、灌溉次数、降雨量、树龄这8个环境因子中对核桃黑斑病病情指数起主要作用的因子。方差分析表明，在8个成分（环境因子）中，前2个主成分的特征根大于1，因此，SPSS只提取了前2个主成分。前2个主成分的方差贡献率达到78.471%，因此，选前2个主成分已足够描述核桃黑斑病的病情指数与环境因子之间的关系[18] 。第一成分的代表指标为防治次数（0.965）、平均温度（0.905），贡献率为52.492%。第二成分的代表指标为树龄（-0.915）、降雨量（0.958），特征值为2.078，贡献率为25.979%。

表3为主成分系数矩阵和旋转后的成分矩阵，可以说明各主成分在各变量上的载荷，从而得出各主成分的表达式，表达提取的公因子对原始变量的影响程度。简单说，通过因子载荷矩阵可以得到原始指标变量的线性组合。旋转后的成分矩阵表达式中各变量已经不是原始变量，而是标准化变量。由于各自变量已经标准化了，因此，以上3个主成分的均数均为0。在第1主成分的表达式中X1，X2，X3，X4，X5的系数较大，可以看成是反映防治次数、平均温度、是否清园、地面覆盖率、郁闭度、灌溉次数的综合指标。在第2主成分中，X4和X5的系数较大，可以看成反映的是降雨量、树龄的综合指标[19]。降雨量相关系数为0.958，说明在平均温度高的情况下降雨量越大病情指数越高，树龄相关系数为-0.914，说明树龄与病情指数负相关，树龄越小病情指数越低。

从图1的碎石图可清楚看出，前3个点两线陡峭[20]，因此，前3个主成分对变量的贡献率最大。因此取防治次数、平均温度、是否清园前3个主成分即可基本说明环境因子与核桃黑斑病之间关系的主要信息。

图2为公因子载荷图，这个主成分就2个因子，是二维平面图。每一个载荷量表示主成分与对应变量的相关系数，如果是负值的话，那就说明是负相关。可以看出郁闭度和树龄在成分2坐标的近-1位置，说明郁闭度和树龄这2个因子都是和病情指数负相关的，郁闭度和树龄值越低，病情指数越低；降雨量在成分2的近+1的位置，说明降雨量和病情指数正相关，降雨量的值越高，病情指数越高。灌溉次数在成分2的-0.5的位置，表示灌溉次数与病情指数具有负相关，说明灌溉次数多会使病情指数降低。

采用回归计算因子得分系数法，可以得到因子1（F1）和因子2（F2）得分函数为：

F1=0.965X1+0.905X2+0.830X3+0.802X4-0.793X5+0.696X6+0.031X7-0.062X8

F2=0.003X1+0.161X2+0.056X3+0.190X4+0.112X5-0.495X6+0.958X7-0.915X8

2.3 核桃黑斑病的病情指数与各因子之间的相关性

由表4可知，病情指数与郁闭度、防治次数和是否清园具有较强的相关性，病情指数与郁闭度为正相关，即郁闭度越高发病越厉害；与防治次数和是否清园为负相关，即防治次数和清园越多，病情指数就越低。平均温度、地面覆盖率与病情指数有一定的负相关，平均温度、地面覆盖率越高，发病率就越低。

2.4 不同品种核桃果实黑斑病病情指数与气象因子的相关性

不同核桃品种黑斑病病情指数与气象因子相关性见表5，分析表明，核桃果实黑斑病病情指数与当月总降水量和雨日呈显著正相关。其中，清香和中林的果实黑斑病病情指数与7月份总降水量、雨日呈显著正相关；辽核1号的果实黑斑病病情指数与7—8月的总降水量和5—8月的雨日呈极显著正相关；香玲的果实黑斑病病情指数与7月的总降水量和8月的雨日呈极显著正相关。说明当月降水越多或雨日越多，病情指数就越高，发病越重。

2.5 不同品种核桃果实黑斑病病情指数与立地条件的相关性

不同核桃品种黑斑病病情指数与立地条件相关性见表6，分析表明，核桃果实黑斑病病情指数与品种所在地海拔高度呈极显著负相关，即海拔越高，病情指数就越低。相较于中林和香玲，清香和辽核1号的发病情况与海拔高度更为相关。

2.6 河南省核桃果实黑斑病病情指数流行动态

由图3可知，调查6月12日至7月16日的核桃黑斑病发生情况，发病率在10%～40%，病情指数为8～15，发病率上升较快，病情指数为缓慢上升趋势；7月16日至7月29日发病率由40%上升至85%，病情指数由15上升至80，病情指数迅速增加，说明在这15 d内坏果的数量和等级明显增加，病情急剧加重；到了采收期8日22日，核桃黑斑病的病情指数首次超过发病率，病情指数达到了90，说明在8月下旬坏果的等级明显增加，原本就生病的果实加速了腐烂发病的过程。

3 结论与讨论

大量研究评价了核桃各个品种对黑斑病的抗性，发现没有任何一个品种（无性系）被报道对黑斑病完全免疫，但核桃各品种（无性系）对黑斑病的抗性不同[21]，一些品种（无性系）被报道对黑斑病具有一定的抗性[22]且核桃种间抗性存在多样性[23]。研究发现，强特勒、辽核1号、西扶、辽核4号、上宋这几个品种的病情指数均在30%以下，发病率也在30以下，说明这几个品种为抗病品种，具有良好的抗病能力。绿岭、中林5号为高感病品种，病情指数在90以上。强特勒（Chandler）是美国主栽品种，目前在国际市场交易量最大，是世界公认的优良品种，于1984年引入我国，该品种属于雄先型早实型，适应性强且抗病虫害，适宜高海拔、寒冷山区种植[24]。调查发现强特勒在各个地区发病情况较轻，且与当月总降水量呈正相关，与当地海拔高度呈负相关。山西地区由于海拔较高，强特勒几乎不发病；沁阳由于使用药剂防治，也几乎没有发病；修武地处平原且8月降水较多，故此发病较重。辽核1号属于雄先型、中晚熟品种，喜光，树势较强，对土壤适应性强且抗病性强[25]。西扶核桃是陕西省扶风县选育的，属于早实型，树势中等，適应性强[26]。

有研究发现环境对核桃黑斑病的侵染影响很大[27]。病情流行取决于气候，特别是降雨、湿度和露水，持续高湿促进其迅速侵染和传播[28]。此外，病情还与土壤类型和园区管理水平有关。有研究证明，土壤渗透性引起核桃中多酚的变化，从而改变果实对坏死的自然抗性[29]。有研究还发现，海拔与核桃黑斑病发病率和感病指数呈显著负相关；坡向和树龄对核桃果实黑斑病发病的影响不明显[30]。除此以外，冠幅对果实黑斑病的发病率无影响，但病害发病率在树冠的不同区域有差别[31]。

此研究表明，环境因子是影响核桃黑斑病的重要因素。郁闭度和树龄均与病情指数呈正相关，郁闭度和树龄值越低，病情指数越低；灌溉次数与病情指数呈负相关，说明灌溉次数多会使病情指数降低。降雨量与病情指数呈正相关，降雨量越大，病情指数就越高。在调查辽核1号时，发现不同的环境因子对辽核1号的病情指数影响是不同的，辽核1号在各个地区发病情况与当月总降水量呈正相关，与当地海拔高度呈负相关，与清园次数呈著负相关。在各个地区都能明显看出当月降水量越大，辽核1号核桃发病越重；且相较于洛阳、温县和修武等平原地区，在海拔较高的山西、洛阳和卢氏，辽核1号的发病情况就明显减轻，其中山西甚至几乎没有发病。研究发现清园对黑斑病的防控有明显的效果，春季萌芽前处理冬季枯枝、芽体、叶片等组织可减少黑病原菌基数，降低病害发病程度[32]。调查发现，辽核1号的发病率为97.92%，病情指数为87.62，环境因子是没有清园、没有灌溉、没有防治，结果导致整棵树的果实全部发病，该树龄仅8 a，树体的抗病能力应该较强，由于没有进行树体管理，最终严重发病，这说明了环境因子是影响核桃黑斑病病情指数的主要因素。品种同样是辽核1号（表2序号6），在环境因子是灌溉3次、防治6次，冬季清园的情况下发病率仅3.39%，病情指数为2.71。这说明了树体管理的重要性，同样的品种，不同的管理方式会产生不同发病状态。

病情指数与郁闭度、防治次数和是否清园具有较强的相关性，郁闭度为正相关，防治次数和是否清园均为负相关，平均温度、地面覆盖率与病情指数均为负相关。由于防治次数、清园、郁闭度这些都为人为可控因素，所以冬季清园、冬季修剪和及时打药，就能控制核桃黑斑病的发病率。

建议在推广中应结合立地条件，因地制宜，合理布局，两树的间距最好在6 m以上，由于核桃可以长成高大乔木，郁闭度尽量控制在0.6以下，并做好清园、灌溉和防治等树体管理预防工作，这样有利于核桃生产。另外，可以选择抗病性较强的优良品系，如强特勒、辽核1号、西扶等品种，在管理措施不够完善时，高抗病品种可以減少黑斑病的发生。

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（责任编辑：张焕裕）