秦承来,范昆,曲健禄,张义坤,付丽*
(1.新泰市林业保护发展中心,山东新泰 271299;2.山东省果树研究所,山东泰安 271000;3.泰安市泰山风景名胜区管理委员会桃花源管理区,山东泰安 271000)
核桃(JuglansregiaL.),为胡桃科胡桃属植物,与扁桃、腰果、榛子并称为世界“四大干果”[1],栽培历史悠久。中国种植核桃的历史超过2 000年,目前种植面积和总产量均为世界首位[2],截至2015年底已有554.78万hm2,坚果年产量290万t[3],有27个省1 046个县市有核桃分布,主产地有云南、山西、陕西、新疆、甘肃、河北、河南、四川、重庆、山东、辽宁等,湖北和安徽也在不断发展中[4]。
核桃仁营养丰富,含有多种人体必需的营养素和微量元素,尤其对预防和降低各类疾病的风险有显着作用。随着人们健康意识的不断增强,核桃的消费量逐年加大,直接刺激了核桃种植面积的增加[4]。近年来已成为很多县(市)群众的主要收入来源,当地的支柱产业。在调整当地农业种植结构、增加农民收入及出口创汇等方面发挥了重要的作用[5]。但在各主产地核桃病害发生严重,除了常见核桃的炭疽病、细菌性黑斑病、叶斑病、枝枯病等[6-10]外,核桃顶端褐色坏死病是近年来新发的果实病害[11,12],对核桃产业的影响巨大。现将核桃顶端褐色坏死病研究进展情况综述如下。
1 核桃顶端褐色坏死病命名、症状、侵染循环1.1 命名1998年,Belisario 等人在意大利北部核桃园中发现一种可引起20%落果率的核桃果实新病害。1999年,该病害在法国和意大利再次发生,发病处位于脱落果实的柱头区域的棕色斑块,斑块扩大可以一直到果实的底部。于是将这种病害命名为顶端褐色坏死病(Brown apical necrosis,BAN)[13,14]。
1.2 症状核桃顶端褐色坏死病发生初期,病原菌从雌蕊柱头基部的枯萎处侵染,在柱头底部出现约 1~2 mm 的褐色至深褐色斑点(图1-A),果实内部与柱头连接处开始出现坏死。随着病斑的扩展,褐色病斑在果实顶端变大,并由浅褐色变为黑褐色,病部凹陷边缘缢缩,有明显的边界(图1-B),果实内部出现坏死。发病后期,黑褐色病斑扩展至果实中上部,病斑颜色逐渐加深,边缘缢缩明显(图1-C),果实内部坏死部增加。发病后期,随着环境温度的升高、湿度的增大,病斑不断扩展,直至全果(图1-D);有时病害发展迅速,褐色病斑干裂,果实内部变褐发黑,容易附生其他菌种引起联合侵害,果实脱落。病害发生严重的果园,后期防控不及时,果实脱落可达80%以上,导致绝产。
图1 核桃顶端褐色坏死病发病症状(A:发病初期 B:发病中期 C:发病中后期 D:发病后期)
核桃顶端褐色坏死病与核桃细菌性黑斑病的症状容易混淆,前者普遍发生在花后雌蕊基部、果实的顶端,后者危害幼果的较多。
1.3 侵染循环核桃顶端褐色坏死病的病原菌在果园土壤或病果中越冬,靠风雨或昆虫等媒介传播,一般在核桃萌芽展叶期由花芽侵入,开花后由雌蕊柱头干缩部位开始发病,扩展侵染,到果实停止发育,严重者导致落果。病害的发生与环境因素密切相关。2000年,Belisario 等人报道意大利北部核桃顶端褐色坏死病在5月发病,6~7月下旬持续加重,6月中下旬发病率达46.3%[14]。2011年,曲文文[11]报道山东地区核桃顶端褐色坏死病从每年的4月中下旬至5月中旬的盛花期后,雌蕊干缩时病原菌开始侵染,侵染过程会持续至 5 月下旬,甚至 6 月上中旬(果实膨大果壳硬化期)。5 月中下旬至6 月中下旬为发病盛期。病害严重的果实青皮腐烂、变黑,果仁也开始腐烂,果实停止发育,出现大量落果。落果清理不及时,又成为来年的病原菌源。
2 病原菌的种类及分类2002年,Belisario[13]等人首次从意大利和法国的核桃顶端褐色坏死病病果中分离到了镰刀菌属 (Fusarium)、链格孢菌属 (Alternaria)、枝孢菌属(Cladosporium)、拟茎点霉属 (Phomopsis)和炭疽菌属(Colletotrichum)等真菌各 1 种,其中镰刀菌属和链格孢菌属的分离率占比最高,为主要真菌种类,而镰刀菌是主要致病菌。细菌分离到1种,为树生黄单胞菌核桃致病变种(Xanthomonasarboricolapv.juglandis)。Belisario通过接种试验证实,半裸镰刀菌(Fusariumsemitecyum)可引起100%的果实发病,另两种镰刀菌(Fusariumequiseti和Fusariumgraminearum)可引起87%的果实发病。链格孢菌(Alternariaaltanata)可引起98.5%的果实柱头发病,致病力不及镰刀菌属真菌。树生黄单胞菌核桃致病变种也可以引起相似的症状,有侵染力。
2011年,Moragrega[15]等在西班牙的三地核桃园经两年的试验发现,树生黄单胞菌核桃致病变种细菌是该病害的主要病原,镰刀菌属可能与黄单胞菌(X.arboricola)共同作用引起核桃顶端坏死病,链格孢菌可能是作为二次侵染出现的,不是主要的致病菌种。
2011年,曲文文[11]对山东省的核桃顶端褐色坏死病进行调查,在顶端坏死组织上未分离到Fusarium和Phomopsis2种真菌,而分离纯化了2种真菌和2种细菌,分别为:Alternariaalternata、Alternariatenuissima,成团泛菌(Pantoeaagglomerans)、X.arboricola。同年,进行了两次回接试验,A.alternata接种果实6月的发病率90%,7月的发病率35%;A.tenuissima接种果实6月的发病率90%,7月的发病率55%;P.agglomerans接种果实6月的发病率100%,7月的发病率0%;X.arboricola接种果实6月的发病率90%,7月的发病率80%。所有菌种均可单独侵染叶片和嫩枝。其研究结果与意大利和西班牙的研究结果不同,镰刀菌未分离到,链格孢菌的致病力明显增强。
2020年,王鹏程等人[12]对宜昌地区的核桃顶端褐色坏死病进行调查,分离纯化出2种真菌病原菌,分别为:Alternariaaltanata和黄色镰刀菌(Fusariumculmorum)。通过致病性试验表明,两种病原菌均可侵染核桃叶片和果实,引发病害。但未分离出细菌病原菌。
综上所述,核桃顶端褐色坏死病的发生已经较为广泛,国内研究尚少。引发病害的原因多为真菌和细菌的混合侵染,真菌以镰刀菌属和链格孢菌属为主,细菌以Pantoea和Xanthomonas为主,不同发病地点病原菌种类差异较大。
3 防治方法核桃顶端褐色坏死病为多种菌复合侵染所致,不同地区病原菌种类有差异,病原菌致病性差异也大。目前对该病的防治还是以药剂防治为主。2011年,曲文文等[11]的田间试验结果表明,50%甲基硫菌灵可湿性粉剂1 000倍+50%代森锰锌可湿性粉剂450~500倍+25%三唑酮可湿性粉剂1 500倍+72%农用链霉素可湿性粉剂5 000~7 000倍液的综合防治效果较好,但是随着药剂防治的不断规范农用链霉素已被禁用。2020年,王鹏程等[12]试验发现,核桃顶端褐色坏死病应在早期进行防治,施用46%可杀得叁千1 500倍+80%代森锰锌可湿性粉剂600倍液,后期施用80%乙蒜素1 500倍液+43%戊唑醇悬浮剂3 000倍液的综合效果最好。更多的药剂防治效果还需要大量的田间试验来验证。
4 存在问题与展望核桃顶端褐色坏死病是一种危害较大的新型病害,目前国内外有关研究较少,生产上对病害认识不足,现阶段防治多以核桃炭疽病或核桃黑斑病为防治目标进行,造成用药时间不恰当和防治对象不全面的问题。该病害得不到及时控制,引起早期落果严重,病原菌基数增大,后期药剂控制不住,造成的损失可达90%以上,有的果农干脆放弃种植甚至砍树。
对引起该病害的病原菌种类、病原菌生物学特性、病害流行规律、化学防治和抗病品种的筛选等方面的研究工作迫在眉睫。
未来的工作必须增强果农病虫害防治认识,重视病害的监测预警,加强病害技术培训和示范,建立病虫害联防机制。同时,加强对病原菌种类的分离、纯化、鉴定和防治药剂的筛选及病原菌互作之间的研究,以期对该病害的治疗达到良好的效果。关于该病害病原菌的种群结构、遗传多样性、致病相关基因及病原菌与寄主互作机理等分子水平的研究也应提到日程上来。