葡萄灰霉病分生孢子扩散及气象流行因子研究
2024-10-14季晓莲罗建让
摘 要:为了解陕西关中渭北台塬地区葡萄灰霉病的发病规律及流行因子,于2022年5月至10月在渭北地区3个县区葡萄园,采取孢子捕捉仪和气象设备监测病菌分生孢子的发生动态及气候因子,并调查田间葡萄病情指数。结果表明,葡萄灰霉病分生孢子扩散动态呈先升高后降低趋势,高峰期出现在8月25日前后,病情指数动态变化呈“逻辑斯蒂模型”,高峰期在9月27日左右日平均温度和日平均湿度是影响葡萄灰霉病分生孢子扩散的主要气象因子,日平均温度25℃左右、相对湿度达90%~95%时,分生孢子密度最大。分生孢子扩散高峰早于病情指数高峰约一个月,表明可通过监测灰霉病分生孢子扩散动态与气象因子,预测葡萄灰霉病的田间发生,为病害预报和防控提供理论依据。
关键词:葡萄灰霉病分生孢子扩散病情指数气象因子
中图分类号:S435.6" 文献标识码:A" 文章编号:0488-5368(2024)08-0104-05
Study on Spread of Grape Gray Mold Spore Sac and Meteorological Epidemic Factors
JI Xiaolian+1 , LUO Jianrang+2
(1. Yangling Vocational amp; Technical College, Yangling, Shaanxi 712100, China 2. College of Landscape Architecture
and Arts, Northwest Aamp;F University, Yangling, Shaanxi 712100, China)
Abstract:To understand the incidence pattern and epidemic factors of grape gray mold disease in the northern plateau area of the Weihe River in the Guanzhong region, Shaanxi, this study was conducted from May to October 2022. Utilizing spore capture instruments and meteorological monitoring, the study monitored vineyards across three counties along the Weihe River area to analyze the dynamics of pathogenic spore sacs and investigate the field disease index of grapevines.The diffusion dynamics of grape gray mold sporangia exhibited an initial increase followed by a decline, with a peak period occurring around August 25th. Meteorological analysis identified daily average temperature and humidity as primary factors influencing the diffusion of grape gray mold spores. Specifically, peak spore sac density occurred at approximately 25°C with relative humidity ranging between 90% and 95%. Notably, the peak of sporangium diffusion preceded the peak disease index by approximately one month, underscoring the predictive potential of monitoring sporangium dynamics and meteorological conditions for grape gray mold occurrence. These findings provide a foundational basis for the prediction, prevention, and control strategies of grape gray mold disease.
Key words:Grape gray moldSporangium diffusionDisease indexClimate factors
葡萄灰霉病是一种葡萄生长和储藏期的重要菌物性病害,喜欢冷湿气候,病原为富克葡萄孢盘菌[%Botryotinia fuckeliana %(de Bary) Whetzel],主要侵害葡萄花穗和果实,也侵害叶片和新梢[1~3]。花穗受害后花序似被热水烫状,呈暗褐色,组织软腐果实受害果面上形成圆形褐色凹陷病斑,扩展后整个果粒腐烂叶片形成轮纹状病斑,叶面布满鼠灰色霉层[4,5]。该病菌以菌丝体在树皮和冬芽上越冬,或以菌核在枝蔓、僵果及土中越冬,翌年春天萌芽后形成分生孢子,通过伤口、自然孔口及幼嫩组织侵入幼芽和花序[6]。近年来,陕西葡萄栽培面积和产量均有很大幅度提升,主要集中在关中及渭北气候条件最佳区,2021年全省葡萄的种植面积达到5万hm+2,主栽的鲜食品种户太8号、红地球和巨峰更是占到全省葡萄栽培面积的90%[7]。然而随着设施栽培管理及气候变化,霞多丽、白诗兰、户太、红地球、巨峰等多种鲜食品种都受灰霉病侵害,每年因灰霉病造成的葡萄产后损失在20%~30%左右[8,9]。摸清葡萄灰霉病的侵染特征、发病规律对灰霉病病原菌传播扩散的预测具有重要依据,为实际生产防控提供指导。
葡萄灰霉病作为一种重要气传性病害,喜欢冷湿气候,研究病害分生孢子的时间扩散动态和传播的气象因子,对于其发生流行和预测预报具有重要意义[2]。雷百战等[10]研究发现在培养液中葡萄灰霉病病原菌孢子萌发的适宜温度为 18~24℃,湿度85%左右任亚峰等[11]研究发现,葡萄灰霉菌株在PDA培养基上生长的最适温度是25℃樊慕贞等[12]通过从草莓中分离病菌,表明灰霉病菌在2~31℃均能生长,20~23℃最适高振江等[13]研究表明,灰霉病孢子萌发的适宜相对湿度92%~95% 张鹏[14]对葡萄灰霉病发病时间动态,有效积温动态、湿度动态进行了系统大田监测和模型预警,表明累计积温达到6 952 ℃时葡萄灰霉病的病情指数最高。大量资料表明,针对灰霉病的研究大多在病原菌室内培养,且集中在设施蔬菜方面,对大田环境下葡萄灰霉病孢子扩散及环境影响因子的研究少之又少,而病原菌田间孢子发生量直接决定了病害发生程度。本研究以陕西渭北地区葡萄灰霉病田间孢子密度为研究载体,以气象因子为参数指标,以田间病情指数为反馈对象,摸清田间分生孢子扩散时间动态及其与气象因子的关系,旨在为葡萄灰霉病的预测预报提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
调研区位于陕西渭南市的澄城、合阳,两县地处关中平原以北,黄土高原以南,是典型渭北台塬地区,属高原温暖带半干旱气候区,年均气温11~14℃,降水量500~600 mm,无霜期210~230 d。分别选取澄城县冯原镇吉安城村种植基地,澄城县韦庄镇棘茨村葡萄基地,合阳县新池镇南沟村葡萄产业园三个葡萄成片栽培区,主栽品种为红地球、巨峰、户太8号、阳光玫瑰、醉金香、妮娜皇后等鲜食葡萄,取样区树龄均在4~5a,行株距基本一致,葡萄园正常管理,葡萄灰霉病为常发病害。
1.2 试验材料
供试葡萄品种为‘户太8号’‘巨峰’和‘红地球’三种常见鲜食葡萄,使用天意科技便携式定量风流孢子捕捉仪捕获分生孢子,农林小气候信息采集系统(天意科技)监测田间温度(℃)和相对湿度(RH),使用Motic公司SK200生物显微镜观察计数分生孢子数量。
1.3 测定指标与方法
试验样点布置:在每个葡萄成片栽培区(基地)各选取‘户太8号’‘巨峰’和‘红地球’3个品种栽植区,每个品种栽植区采用五点取样法设置孢子捕捉仪,即一个栽培区(基地)设3个品种处理、每个处理设5个样点重复。
孢子密度监测:使用涂有适量凡士林的载玻片放于定量风流孢子捕捉仪载玻器内,打开电源开始捕捉分生孢子,设置三个玻片重复,调查日早中晚各捕获一次,每次捕获1 h,而后对载玻片上的分生孢子镜检计数(个/cm+2)。
病情指数监测:采用五点监测法,每个样点选择3株葡萄树,每株上中下随机选取10片叶片,按照葡萄灰霉病分级标准计算病情指数,病情指数(Disease index,DI)计算公式[15]:
病情指数(DI)=∑(各级病叶数×相对级数值)调查总叶数×最高级数值×100
气象因子监测:在每个孢子密度监测样点使用气候信息采集系统监测田间温、湿度,计算日平均气温和相对湿度。
1.4 数据分析
应用Excel 2016和SAS 8.2软件进行数据分析,采用多因素多水平分析葡萄灰霉病孢子密度与气象因子的关系。
2 结果与分析
2.1 葡萄灰霉病分生孢子季节扩散及病情指数的时间动态变化
监测表明(图1),陕西关中渭北台塬地区鲜食葡萄灰霉病菌分生孢子扩散动态与田间病害流行程度均呈一定的规律性,其中田间分生孢子密度的时间动态变化呈现“先升高、后降低”的变化规律,高峰期出现在8月25日前后,即8月中下旬为分生孢子扩散高峰期田间病情指数时间动态变化呈“逻辑斯蒂模型”变化,即“开始-加速-转折-减速-饱和”,高峰期在9月27日左右分生孢子扩散高峰始终早于病情指数高峰约一个月。
2.2 不同品种及区域间葡萄灰霉病孢子密度分析
为了解不同品种与调查区域间葡萄灰霉发病情况及孢子量,对发病程度相对偏重的合阳县新池镇样地三种葡萄差异分析(图2),结果表明,户太8号的病情指数显著高于其它两种,巨峰次之,红地球最低(F=34.22,%P%lt;0.000 1)户太8号的孢子密度也显著高于其它两种,巨峰和红地球间差异不显著(F=25.92,%P%lt;0.01)。所有调查区域的三个品种灰霉孢子密度差异分析(图3)表明,合阳县新池镇三种葡萄灰霉的孢子密度显著高于澄城县两镇(F=19.32,%P%lt;0.000 1),澄城县两镇间差异不显著。
2.3 葡萄灰霉病分生孢子扩散与气象因子析因分析
对葡萄灰霉病分生孢子密度与日平均温度、日平均湿度、三种葡萄品种进行三因素多水平析因分析。如表1所示,日平均温度和日平均湿度显著影响了灰霉病分生孢子扩散密度,达到极显著强相关水平,葡萄品种达到显著相关水平在二维互作中,温度×品种和湿度×品种互作主效应显著相关,说明日平均温湿度相互作用影响了孢子扩散在三维互作中,温度×湿度×品种互作主效应不显著,不可认为三者互作同时影响了分生孢子扩散密度。
通过对影响葡萄灰霉病分生孢子的主要气候因子田间日平均温度和相对湿度进行深入相关分析(图4),灰霉病分生孢子密度与田间日平均温度呈二项式显著负相关(R=-0.783 1,%P% lt;0.000 1),这表明随着田间日平均温度升高,孢子密度分布呈增加-平缓-降低的变化趋势,且当温度25℃左右时,孢子密度最大分生孢子密度与田间相对湿度呈二项式显著正相关(R=0.871 8,%P%lt;0.000 1),表明随着湿度增加,孢子密度分布也呈增加-平缓的趋势,但下降趋势不明显,且当相对湿度达到90%~95%时,孢子密度最大此外,品种间横向对比表明,巨峰这一鲜食品种在同一温湿度下分生孢子密度相对较低,抗性较强。
3 讨论
研究表明分生孢子扩散动态呈“先升高、后降低”变化趋势,病情指数变化动态呈“逻辑斯蒂模型”,两者发生具有一定关联,分生孢子扩散高峰早于病情指数高峰约一个月。具体而言,分生孢子扩散的加速期在8月下旬,田间病情发生加速期在9月上旬,即8月下旬大量积累的灰霉病病孢在9月上旬集中侵染,造成葡萄灰霉病在9月下旬大量爆发,推测分生孢子扩散至侵染到叶片需要10 d,造成危害需要10~15 d,这说明渭北台塬地区葡萄灰霉分生孢子的发生规律对病菌侵染具有一定指示作用,在田间生产中可指导预警灰霉病的发生,这与李文学[16]对葡萄霜霉病的研究和张鹏[14]对葡萄灰霉病流行趋势的研究基本一致,即在逻辑斯蒂增长期,空中分生孢子扩散密度与田间病情指数之间为极显著负相关。
与气象因子的相关分析表明,温度、相对湿度是影响分生孢子扩散的主要气象因子。本研究表明,灰霉病分生孢子的扩散随温度变化呈增加-平缓-降低的变化趋势,25℃在田间最适宜孢子扩散,这与于舒
怡等[17]和Kennelly等[18]的研究结果一致,即低温高湿是葡萄灰霉病产孢、显症等侵染循环的主要因子,且过高和过低温度均不适宜孢子扩散相对湿度达到90%~95%时,孢子密度最大,这与大部分研究结果一致,90%以上的湿度加剧了病害侵染[13,14]。渭北台塬区2022年秋季降雨偏多,短时降雨对分生孢子有冲刷作用,导致分生孢子数量临时减少,但雨后的低温高湿激发了分生孢子的萌发。另外,湿度过高(大于95%),空气中孢子密度有所降低,原因在于空气湿度过大在一定时间内影响了孢子的扩散。
本次三个主栽品种孢子密度横向对比表明巨峰抗性大于红地球,户太8号最差。巨峰作为欧美种,整体抗病性较强,这也与田园园等[19]研究一致合阳县新池镇样地的灰霉孢子量高于澄城两镇,新池镇地势平坦,处于澄城两镇东南方向,且靠近黄河,水热资源相比澄城更为丰富,偏重的湿度为孢子萌发提供了条件。同时,葡萄灰霉病发生受到分生孢子扩散、病原菌越冬基数、田间气候环境、葡萄栽培模式、水肥管理等一系列因素综合影响,因此需要结合Growth、Logistic数学模型、GIS技术等更系统深入研究[20,21],进而推导各流行时期发病程度,为渭北地区葡萄灰霉病监测预测提供更科学理论支撑。
4 结论
葡萄灰霉病田间病情指数与分生孢子密度两者发生呈相关性,孢子扩散高峰早于病情指数高峰约一个月,8月下旬大量积累的灰霉病病孢在9月上旬集中侵染,9月下旬爆发低温高湿是葡萄灰霉病产孢、侵染循环的主要气象因子,孢子扩散最适田间温度25℃,相对湿度90%~95%户太8号的抗灰霉性低于巨峰和红地球。研究表明,可通过监测灰霉病分生孢子扩散动态与气象因子,预测葡萄灰霉病的田间发生,为病害预报和防控提供理论依据。
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基金项目:教育部第二批国家级职业教育教师教学创新团队课题研究项目(ZH2021040201)杨凌职业技术学院2021年科技创新项目(ZK21-73)。
第一作者简介:季晓莲(1989-),女,讲师,硕士,主要从事园林植物育种及应用方面研究。