葡萄霜霉菌孢子囊擴散動態及與田間病情的相關性

摘 要： 病原體的數量和密度是病害發生和流行的重要因素之一，也是病害預測預報的重要依據。葡萄霜霉病是新疆葡萄上的一種重要病害，有必要對其病菌的擴散動態進行研究，從而對病害進行預測。采取孢子捕捉和田間系統調查相結合的方法，研究了葡萄霜霉菌孢子囊的時空擴散動態，并分析其與田間病情的相關性。結果表明，葡萄霜霉菌孢子囊一般在6月上中旬開始出現，7月下旬到9月上旬為高峰期，隨后進入消退期。其孢子囊通常在葡萄冠層以下分布較多，一天24 h內都可捕到孢子囊，但一般8:00左右和20:00左右捕捉量最多。孢子囊的擴散與溫度呈正相關，與濕度和降雨量呈負相關。在P＜0.01水平下，霜霉病菌孢子囊擴散動態與5 d后病害的發生呈顯著正相關。

關鍵詞： 葡萄霜霉菌； 葡萄霜霉病； 孢子囊擴散動態； 孢子捕捉； 與病情相關性

中圖分類號：Ｓ６６3．1 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１００９－９９８０?穴２０12?雪０1－0094－０5

Dynamics of sporangium diffusion of Plasmopara viticola and its correlation with disease incidence in vineyard

JI Li-li1，LI Hai-qiang2，REN Yu-zhong1，QI Li-min3，ZHAO Bao-long1，LI Guo-ying1*，LI Chun1

（1The Key Laboratory of Prevention and Control of Diseases and Pets for Oasis Crops，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832000 China； 2Xinjiang Academy of Agricultural Sciences，Wulumuqi Xinjiang 830006 China）

Abstract: Airborne sporangium concentration of Plasmopara viticola is one of the key factors of grape downy mildew that has become more prevalent in Xinjiang. This study was initiated with the objective to gain a better understanding of the epidemiology based on relationships between airborne sporangium concentrations and disease incidence in field. Environmental conditions， airborne sporangium concentrations of Plasmopara viticola，and severity of grape downy mildew were monitored for 3 years in field in Xinjiang. The results showed that predominant sporangia flew within the vineyard canopy. The daily dynamics of sporangium diffusion revealed dual-peak at 8:00 am and 8:00 pm，and higher at 8:00 pm. At P<0.01 level， airborne sporangium concentrations were positively correlated with severity of grape downy mildew and air temperature，and negatively with humidity and rainfall in field. The sporangium initial diffusion of grape downy mildew was observed in early June， and its epidemic from June to September， and its daily peak were at 8:00 am and 8:00 pm in Shihezi of Xinjiang area. Airborne sporangium concentration of Plasmopara viticola was a significant positive correlation with disease incidence in field.

Key words: Plasmopara viticola； Downy mildew of grape； The dynamics of sporangium； Spore-trapping； Correlation with disease

葡萄霜霉病屬于多循環病害，主要依靠氣流傳播，一旦條件適合，其病原繁殖速度快，病害潛育期短，暴發性強，很易成災。病原菌繁殖體和傳播體的數量或密度是病害發生和流行的一個重要因子[1]，同時也是病害預測預報的重要依據[2]。研究其孢子囊在時間和空間的擴散動態對了解該病的發生和流行有十分重要的作用，國內外均有報道，如 Diaz等[3]對葡萄灰霉菌、白粉菌分生孢子和霜霉菌孢子囊的擴散動態與氣象因素的相關性進行了研究，認為灰霉菌和白粉菌的孢子擴散與濕度和降雨量呈負相關，與最高溫度呈正相關；而霜霉菌孢子囊的擴散與最低溫度和平均溫度呈正相關。Willocquet等[4]對葡萄白粉病的研究顯示：輕微降雨有利于孢子的傳播，而連續降雨則使孢子濃度降低；孢子的擴散與風速呈正相關，而與相對濕度呈負相關。Thind等[5]認為晚上（20:00-6:00）產生的孢子囊在2~6 h內萌發，而白天（8:00-18:00）產生的孢子囊則不能萌發，孢子囊釋放游動孢子的溫度為3~30 ℃，最適溫度為22~25 ℃。王英姿等[6]采用玻片粘著法對葡萄霜霉病菌的研究顯示，在5月中旬至9月下旬都可捕捉到孢子囊，分別在8月17日和9月25日達到高峰，前期孢子囊數量明顯低于后期。門光耀等[7]對葡萄白粉菌的研究顯示，白粉菌分生孢子的擴散主要在白天，高峰期在14:00-16:00，孢子主要分布在冠層以下，分生孢子擴散動態與田間病情呈顯著正相關。另外，國內采用孢子捕捉的方法還對其他一些農作物病害進行了研究，如周益林等[8]采用車載移動式孢子捕捉器對小麥白粉病的研究顯示，分生孢子捕捉量與田間病情有明顯的相關性；胡同樂等[9]對蘋果斑點落葉病研究顯示，分生孢子一天中活動動態與氣溫呈正相關，而與相對濕度呈負相關，降雨不利于孢子飛散；曹青等[10]對稻瘟病菌分生孢子傳播的影響因素進行了分析，認為溫度、濕度、風、降雨以及其它一些因素都會影響孢子的傳播。但國內對于葡萄霜霉菌孢子囊擴散的時空動態，孢子囊和田間病情的相關性鮮見報道。為此我們通過孢子捕捉的方法，對葡萄霜霉病菌孢子囊擴散的時間和空間動態進行了觀察，并結合田間病情系統調查與捕孢量的相關性分析，了解孢子囊擴散動態與田間病情的相關性，進而為其病害的發生規律和預測預報提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗時間、地點和材料

于2008—2010年6—9月在石河子大學農學院試驗站6 a生葡萄園內的里扎馬特葡萄行間進行。該葡萄園的種植方式為：株距0.6～0.9 m，行距3.4～3.7 m，溝灌，連疊式小棚架栽培，棚架高度2.3 m，東西走向，常規管理。其周圍沒有其他葡萄園。

1.2 供試的孢子捕捉器

為河南省湯陰佳多能科工貿有限公司生產的“便攜式孢子捕捉器”，功率為100 W，固定轉速為3 110 r·min-1。

1.3 試驗內容及方法

1.3.1 孢子囊空間分布動態的觀察 分別于2008年7月23—24日、26—27日（25日下雨沒捕孢）和2010年8月16—18日7:30～8:30和19:30～20:30進行。具體方法是在葡萄園內感病品種里扎馬特行間，立一高6m的捕孢架，分別設0.5、1、1.5、2、2.5、3、4、5、6 m 9個高度，捕孢架頂端設置拉環，便于繩索自由通過，從而拉動孢子捕捉器上下滑動。捕孢前，用記號筆在長7.5 cm，寬2.5 cm載玻片上畫5條平行線，將其分為均勻的三段，鏡檢時只觀察中間段2.5 cm×2.5 cm部分。捕孢時，將涂有一薄層凡士林的載玻片置于捕孢器的玻片架上，然后將玻片架推進去，打開電源即進行捕孢，每次持續時間為10 min，捕完后將玻片拿回實驗室對孢子囊進行鏡檢和計數，以每個高度的平均捕孢量為縱軸，以不同捕孢高度為橫軸作方框圖，比較不同高度孢子囊的捕捉量。

1.3.2 孢子囊全天擴散動態的觀察 分別于2008年7月23—24日及26—27日（25日降雨沒捕孢）捕孢4 d，2010年8月15—18日連續捕孢3 d，均為每隔2 h捕孢1次，每次持續時間15 min，觀察期間均為無雨天氣。將孢子捕捉器按時分別懸掛于1.5 m和2.5 m處，同上將涂有一薄層凡士林的載玻片置于捕孢器的玻片架上，打開電源進行捕孢，檢查方法與1.3.1相同。將1.5 m和2.5 m處捕捉到的孢子囊個數相加，求其平均數，作為該時段15 min 所捕的孢子囊數，然后以不同時段所捕孢子囊數為縱軸，以不同時段為橫軸，做一天內不同時段捕孢量的曲線圖。

1.3.3 孢子囊季節流行動態及其影響因素分析 2008 —2010年從6月10日開始，每5 d捕孢1次，到9月下旬結束。捕孢器的使用方法與1.3.2同。由于該病菌孢子囊每天20:00在冠層以下較多，故為了便于操作，將孢子捕捉器懸掛在1.5 m和2.5 m處，且只在20:00進行捕孢，每次持續時間15 min。

在捕孢過程中，記載捕孢當日的農事操作及天氣和降雨情況，同時利用石河子氣象站的氣象資料，采用DPS軟件對捕孢量與當天溫濕度和降雨量的相關性進行分析。

1.3.4 孢子囊季節流行動態與田間病情的相關性分析 2008—2010年均于6月10日開始，在捕孢點兩邊的里扎馬特品種上選取3個點，每個點選20個新稍，每個新稍10個葉片，然后自上而下調查病葉率和葉片發病級數，每5 d 1次。病害分級標準采用6級記載法：0級：葉片上無病斑；1級：病斑面積小于整個葉面積的5%；2級：病斑面積占整個葉面積的6%～25%；3級：病斑面積占整個葉面積的26%～50%；4級：病斑面積占整個葉面積的51%～75%；5級：病斑面積大于整個葉面積的76%。最后計算發病率和病情指數。由于在適宜條件下葡萄霜霉病的潛育期為4～5 d，故采用DPS軟件對捕孢量和5 d后的病情指數進行相關性分析。

2 結果與分析

2.1 孢子囊空間分布動態

通過2008年和2010年在果園0～6 m內不同高度進行孢子囊捕捉，發現一般在無雨情況下均以接近地面處捕捉到的孢子囊數量最多，隨著高度的增加，孢子囊數量呈規律性地減少，在6 m處仍然可以捕捉到霜霉菌的孢子囊，但數量已明顯減少（圖1）。在冠層2.5 m處，孢子囊數量比2 m處沒有下降，反而有所增加，這可能與該高度與棚架高度比較一致，正是葉層比較集中，特別是感病性較強的嫩葉比較集中有關。由此可見，在葡萄生長期內，以本地菌源為主的地區，其葡萄霜霉病菌孢子囊的擴散主要集中在葡萄冠層內。但在冠層以上，甚至6 m以上仍可捕到一部分孢子囊，這部分孢子囊是遠距離傳播的重要菌源，若有上升氣流則會傳到較遠的地方。2 a試驗結果顯示：孢子囊在不同高度的擴散趨勢基本一致。

2.2 孢子囊全天擴散動態結果

經觀察，全天都能捕捉到葡萄霜霉菌的孢子囊，但不同時段所捕孢子囊的數量有明顯差異，一般在上午8:00左右和下午20:00左右孢子囊有2個擴散高峰，其高峰期都發生在白天，且下午20:00點左右的高峰高于上午8:00左右的高峰，在00:00～6:00和12:00～18:00孢子囊的捕捉量明顯少于其他時間。白天和夜間相比，白天捕孢量多于夜間，一天內在最冷和最熱時捕孢量都較少。2 a的結果基本一致（圖2）。

2.3 孢子囊季節擴散動態及其影響因素

2008—2010年連續3 a孢子捕捉數據顯示，在葡萄生長季節其霜霉菌孢子囊的捕捉量隨著時間的變化而變化，表現為多峰性曲線，其捕捉到孢子囊的始期和盛期（高峰期）依年份間氣候不同有較大差別，其多峰型曲線的表現也有明顯不同，但一般在7月30日—8月10日左右有一個明顯的高峰。如2008年開始捕捉到孢子囊的時間較晚，7月18日才首次在葡萄園捕捉到孢子囊，7月23日開始發病，8月10號捕孢量出現高峰，以后捕孢量雖有較大波動，但仍居高不下，基本呈波浪形上升，這主要與8月下旬和9月上旬2次持續降雨有關； 2009年和2010年開始捕捉到孢子囊的時間較早，分別在6月10日和6月30日首次捕到，并于6月15日和7月5日分別開始發病，而捕孢量的高峰期分別在7月30日和8月5日，之后孢子囊數量逐漸減少，在8月25日前后又一次出現高峰，隨后隨著葡萄的成熟進入采摘期，捕孢量逐漸減少。由此可見在新疆石河子地區種植大量感病品種的情況下，葡萄霜霉病孢子囊的主要擴散期在6—9月，因氣候條件有較大變異（圖3）。

采用DPS軟件將3 a孢子捕捉量與當天平均溫度、相對濕度和降雨量進行相關性分析，結果顯示：2009年和2010年孢子囊的捕捉量與平均溫度呈正相關，而與相對濕度和降雨量呈負相關。這一結果與實際情況相吻合。2008年分析結果顯示：孢子囊與溫度呈負相關，這可能與2008年降雨較多、溫度變化較頻繁有關，有待繼續觀察。試驗中發現采用殺卵菌的藥劑防治后捕孢量會明顯減少，單純采用防治白粉病的藥劑防治后，葡萄霜霉病的捕孢量會明顯增加。

2.4 孢子囊季節流行動態與田間病情的相關性

經2008—2010年3 a間6—9月每隔5 d 1次的病害系統調查得知：在新疆石河子地區葡萄霜霉病一般在6月中旬—7月中旬為初發期，7月中旬—8月中旬為盛發期，8月中旬后，大部分早熟葡萄開始收獲，其病害的發生情況依氣候條件而變化，這與3 a中6月份和7月上中旬一般捕孢量較少，7月中旬后進入捕孢高峰期的結果是一致的（圖4）。3 a試驗中，葡萄生長前、中期都比較干旱，故前、中期病害發生都較輕；只有2008年8月24—28日和9月6—8日的2次連續降雨，導致后期病情較重，但此時早熟品種已經收獲，晚熟品種也基本進入收獲期，對產量的影響已不大。3 a觀察均顯示，一般從開始捕捉到孢子囊到發病為5 d左右。采用DPS軟件對3 a來捕孢量與其相應5 d后的病情指數進行相關性分析表明：在P＜0.01水平下，2者呈顯著正相關，相關系數分別為0.80、0.83和0.81。這說明霜霉病菌孢子囊的擴散動態與田間病情的發展呈顯著正相關，即若條件適宜，隨著捕孢量的增加病情會明顯增加，反之隨著捕捉量的減少，病情則相對減輕。由此，可根據氣象資料初步預測病害的初發期和盛發期，但一般雨過天晴或短時間大雨之后很塊出現高溫晴朗的天氣，對病害的發展影響不大。

3 討 論

通過在葡萄園內不同高度和一天內不同時段捕孢觀察表明，在葡萄園中孢子囊主要在冠層內擴散，以接近地面處孢子囊數量最多，隨著高度的增加，捕孢量呈規律性地減少，這與當地該病害初發期多在葡萄中下部，隨后蔓延到中上部相吻合。但在冠層以上仍有部分的孢子囊，即使在6 m處仍然可以捕捉到孢子囊，這部分孢子囊雖數量遠比冠層內明顯減少，但若遇上升氣流和風天，將成為遠距離傳播的重要菌源；即使冠層內的孢子囊，這種情況下也可能部分被吹送到遠地。一天24 h內捕孢顯示，各時段都能捕捉到孢子囊，但一般情況下8:00左右和20:00左右捕孢量較多，以20:00左右最多，白天捕孢量多于夜間。即孢子囊在早上和傍晚較多，而溫度較高的中午較少，這可能與葡萄霜霉菌孢子囊的形成需要較低的溫度、95%～100%的相對濕度和至少4 h的黑暗條件有關[11]。在新疆炎熱的中午，溫度常超過30 ℃，同時也是濕度最低的時候，不利于孢子囊的產生、擴散和存活。

3 a來，經6—9月份孢子囊捕捉顯示，在葡萄生長期，受氣候和環境條件的影響，霜霉菌孢子囊的捕捉數量隨著時間的變化而變化，在一個生長季節中霜霉病菌孢子囊的捕捉量會出現多個峰值，表現出多峰性曲線，這也符合多循環病害的特點。將連續3 a孢子捕捉量與當天平均溫濕度和降雨量進行相關性分析，得出孢子囊的捕捉量與平均溫度呈正相關，而與降雨量和相對濕度呈負相關，特別是暴雨可將葉片上的孢子囊沖刷到地面對其擴散更為不利；這和Willocquet等[4]對葡萄白粉菌分生孢子擴散的研究及胡同樂等[9]對蘋果斑點落葉病分生孢子飛散動態研究的結果相一致；但是高濕、較低的溫度對孢子囊的產生和侵入是十分有利的。試驗中觀察到一場暴雨之后，雨過天晴的高溫天氣并非對發病有利，可能與此有關。另外孢子囊的擴散還易受修剪、噴藥等農業措施影響，從而使捕孢量波動較大，這和Willocquet等[4]對白粉病孢子擴散的研究結果基本一致。具體影響有待繼續研究。

經連續3 a病害系統調查和連續3 a捕孢，在適宜條件下一般從開始捕捉到孢子囊到發病為5 d左右，這與各地所測適宜條件下病害的潛育期為4～5 d是一致的。采用DPS軟件對捕孢量和病情進行相關性分析表明，在P＜0.01水平下，霜霉病菌孢子囊擴散動態與病害發生呈顯著正相關，相關系數分別為0.80、0.83和0.81。這說明霜霉病菌孢子囊擴散動態與田間病情的發展呈顯著正相關，即若條件適宜，隨著捕孢量的增加病情會明顯增加，反之隨著捕捉量的減少，病情則相對減輕。進入捕孢高峰后，若條件適宜，4～5 d內霜霉病的發生也將明顯加重，由此，可根據氣象資料初步預測病害的初發期和盛發期。可見捕孢法簡便有效，且便于操作，經濟成本低，對于研究葡萄霜霉病的發生、流行和預測具有重要意義，也具有較高的應用價值。但應指出，新疆屬典型的大陸性氣候，干旱少雨，特別是2008—2010年又都是比較干旱的年份，若用捕孢法對霜霉病進行準確的測報還需要繼續試驗，特別應在不同氣候年份間進行試驗和資料與數據的積累。另外，若用此法進行發生期的預測，應將撲孢器安裝在常年發病較重、具有代表性的老葡萄園，才具有實際意義。

4 結 論

3 a捕孢顯示，葡萄霜霉菌孢子囊主要分布在冠層以下，以接近地面處最多，冠層以上，隨高度增加孢子囊逐漸減少。一天24 h內都可捕到孢子囊，一般早晨8:00左右和傍晚20:00左右捕捉量最多。其捕孢量和對應5 d后病情指數在P＜0.01水平下呈顯著正相關；孢子囊的擴散與溫度呈正相關，與濕度和降雨量呈負相關。初步試驗，采用捕孢法可提前4～5 d對該病進行發生期預測。

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