陜北棗區棗瘋病、棗裂果病及桃小食心蟲發生危害調查

陳玉鑫, 張鈺析, 劉瑞昌, 李琳琳, 李春沁, 李伯遼, 李廣偉

(陜西省紅棗重點實驗室(延安大學), 延安大學生命科學學院, 延安 716000)

棗原產于我國黃河下游地區,在我國具有悠久的栽培歷史,遠在古代棗即與桃、杏、李、栗并稱為“五果”[1]。目前,紅棗仍為我國的第一大干果,據2018年統計全國種植面積達331萬hm2,干果總產量736萬t,占世界總產量的98%,新疆、河北、河南、山東、山西和陜西為我國六大紅棗主產區,產量占全國總產量的90%以上[2]。陜西省是我國傳統的紅棗產區,2020年棗樹成林面積達21萬hm2,年總產量109.91萬t。陜西紅棗主要分布在陜北黃河沿岸和涇河沿岸, 洛河流域有少量種植[3]。近年來,棗裂果病和棗瘋病已成為危害我國棗樹最嚴重的兩大病害。除新疆外,棗裂果病在其他棗產區的露地栽培園連年重度發生,如山西棗區的‘壺瓶棗’在重度發生年份裂果率達90%以上[4];山東德州棗區‘金絲小棗’裂果率超70%[5];河北太行山區 ‘婆棗’在多雨年份裂果率高達80%以上[6];河南新鄭港區露地栽培的‘新鄭早紅棗’平均裂果率達46.5%[7]。與棗裂果病僅為害果實不同,棗瘋病是一種致死性病害,染病棗樹隨即失去結果能力,發病3～4年后常整株枯死,棗瘋病的嚴重發生給棗農造成極大的經濟損失,嚴重威脅當地棗產業的健康發展。目前,棗瘋病在國內各個棗產區均有發生[8-12],不同棗產區的發病率及發病程度與當地栽植的棗樹品種、田間管理水平以及植保技術等緊密相關[13]。桃小食心蟲CarposinasasakiiMatsumura是為害紅棗最嚴重的蛀果害蟲,在新疆、河北、山東、陜西、山西等棗主產區普遍發生[14-17],但具體的發生和為害程度尚不清楚。近年來,受紅棗種植經濟效益下降的影響,陜北棗區棗園管理粗放甚至撂荒,水肥投入不足,樹勢衰弱,致使棗瘋病、棗裂果病發生嚴重。摸清陜北棗區棗樹重大病蟲害的發生現狀及分布特點,對預防和控制棗樹病蟲害的發生危害、解決陜北棗區棗產業的發展瓶頸問題具有重要的經濟和生態意義。

本研究調查了陜北地區延川、清澗、吳堡、佳縣4個縣主要種植棗樹的15個鎮60個行政村的棗園棗瘋病、棗裂果病(脆熟期)的發病率和發病程度以及桃小食心蟲的蛀果率,以期為準確掌握陜北棗區重大病害蟲的發生現狀及后續制定治理策略提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 總體調查方案

根據陜北棗區棗樹沿黃河岸種植及南北地區紅棗成熟期相差6～10 d的特點,設計了沿黃河從南(延川縣乾坤灣鎮雷家塬村 36°18′N,110°20′E)向北(佳縣通鎮垴畔圪垯村 38°12′N,110°27′E)的順序調查。南北端相距212.74 km,調查時間:2021年9月16日至2021年9月24日。在延川、清澗、吳堡、佳縣4個縣區選取15個鄉鎮,每個鄉鎮隨機選取1～6個行政村,共選取60個行政村(表1),每個行政村隨機選取1塊面積不小于1 hm2的棗園為一個調查點,每個調查點調查棗瘋病、棗裂果病以及桃小食心蟲發生、危害情況的取樣數見表1,詳細記錄調查點的經緯度,通過實地查驗結合走訪問詢確定棗園的管理狀態。

表1 調查陜北棗區棗瘋病、棗裂果病及桃小食心蟲發生情況的采樣點及樣本量信息1)

1.2 調查方法

1.2.1棗瘋病發生程度及分布特點調查

每個棗園共調查200株棗樹,各個調查點的棗樹品種及對應的數量如表1所示。根據花器返祖、葉片黃化、小枝叢生、果實畸形等病癥逐株觀察棗樹是否感染棗瘋病,如有癥狀則參照劉孟軍等[18]的病情分級方法從病株、病園和病區水平分別進行分級。病株水平上的病情分級:0級,整株無病枝;Ⅰ級,單株僅有1～2個小枝發病,其他枝條正常;Ⅱ級,病枝占單株總枝量的25%以下,其他枝條正常;Ⅲ級,病枝占單株總枝量的25%～50%,其他枝條正常;Ⅳ級,病枝占單株總枝量的51%～75%,其他枝條正常;Ⅴ級,病枝占單株總枝量的75%以上,病枝遍及整個樹體,基本無正常枝條。病園水平上的病情分級也分為5級,為了敘述方便,設X為發病株數占某個棗園調查總株數的百分比,X=0、X<5%、5%≤X<20%、20%≤X<35%、35%≤X<50%和X≥50%分別表示0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ級。將鄉鎮所屬的棗園稱為一個病區,病區水平上棗瘋病的病情分為5級,設Y為不同鄉鎮棗園的平均發病率,Y=0、Y<1%、1%≤Y<5%、5%≤Y<10%、10%≤Y<25%和Y≥25%分別表示0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ級。利用調查數據統計分析陜北棗區棗瘋病的空間分布特征;通過線性擬合分析棗瘋病發病率與棗園所處地理緯度之間的相關性。

1.2.2棗脆熟期裂果程度及開裂特點調查

在棗脆熟期調查棗裂果的發生程度及不同品種的裂果方式。每個棗園選擇10株棗樹(每行隨機選取2株,共調查5行),記錄棗樹品種,在每株棗樹的東、南、西、北4個方位的枝條上各隨機選取5顆棗,共計20顆,每個棗園共調查200顆棗(部分老棗園、發病棗園棗樹結果量少,無法達到取樣要求,根據實際情況取樣)。參照苑贊等[19]的方法進行棗裂果病病情分級。0級,果面無裂痕;Ⅰ級,果面有1道裂口,長度不超過果實橫徑或縱徑的1/2, 或者果面裂口細小、裂口面積不超過果面面積的1/4;Ⅱ級,果面有1道裂口,長度超過果實橫徑或縱徑的1/2,或果面有2道裂口,長度不超過果實橫徑或縱徑的1/2,或果面裂口細小,裂口面積占果面面積的1/4～1/3(包含1/4且不包含1/3);Ⅲ級,果面有2道裂口,長度超過果實橫徑或縱徑的1/2,或果面有3道裂口,長度不超過果實橫徑或縱徑的1/2,或果面裂口細小,裂口面積達果面面積的1/3～1/2(包含1/3且不包含1/2);Ⅳ級,果面有3道裂口,長度超過果實橫徑或縱徑的1/2,或果面有4道裂口,長度不超過果實橫徑或縱徑的1/2,或果面裂口不規則,裂口面積達果面面積的1/3～1/2(包含1/3且不包含1/2);Ⅴ級,裂口面積超過果面面積的1/2。參照盧艷清等[20]的方法將棗裂果方式分為縱裂、環裂、縱裂+環裂、不規則裂4種,計算裂果率(裂果率=裂果數/調查總果數×100%)及棗果不同裂果方式所占的百分比。依據中國科學院資源環境科學數據中心收集的2021年延安市、榆林市所屬縣區8月-9月降雨量數據,采用ArcGIS 軟件的可里金插值法進行空間插值,得到本次調查的15個鄉鎮所在區域的降雨量分布格局;隨后在GIS中導入各個鄉鎮的經緯度,獲取位置,最終得到各個鄉鎮的降雨量數值。通過線性擬合分析棗裂果率與調查當年8月-9月降雨量的相關性。

1.2.3棗園桃小食心蟲蛀果為害程度調查

調查脆熟期桃小食心蟲的蛀果情況。每個棗園選取10株棗樹(每行隨機選取2株,共調查5行)并記錄品種。在每株棗樹的東、南、西、北4個方位的枝條上各連續摘取5顆棗,每個棗園共調查200顆棗(部分老棗園、發病棗園棗樹結果量少,無法達到取樣要求,根據實際情況取樣)。標記采樣地點、經緯度信息后帶回實驗室。由于9月下旬大部分桃小食心蟲幼蟲已脫果結繭滯育,將果面有羽化孔、果內有蟲糞、有無幼蟲的棗果均記錄為桃小食心蟲蛀果。在棗果中有極少量的蘋褐帶卷蛾AdoxophyesoranaFischer von Roslerstamm幼蟲從裂果縫隙中鉆入啃食,與桃小食心蟲的為害癥狀有明顯差異,在記錄桃小食心蟲蛀果時將其排除。根據調查數據計算每個棗園桃小食心蟲的蛀果率。

1.3 數據統計與分析

使用Excel 2010錄入數據,SPSS 23.0軟件進行數據統計分析。使用單因素方差分析(One-way analysis of variance, ANOVA)檢驗不同鄉鎮棗園棗瘋病發病率、裂果率、桃小食心蟲蛀果率的差異顯著性,以及不同品種棗果的裂果率、裂果方式、桃小食心蟲幼蟲蛀果率之間的差異顯著性。Student Newman Keuls法(S-N-K)進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 棗瘋病發生程度及分布特點

在調查的60個行政村中,偏南的延川縣、清澗縣所屬的30個行政村的棗園均有棗瘋病發生,平均發病率在2.00%～61.00%。偏北的吳堡縣、佳縣所屬的30個行政村棗瘋病發病率相對較低,其中在馮家岔村等11個行政村的棗園中未發現棗瘋病,其他19個行政村的平均發病率介于0.50%～29.50%(表2)。從病區水平分析,各鄉鎮棗瘋病平均發病率在0.17%～33.63%,也呈現南部重、北部輕的特點(表2)。位于陜北偏南的乾坤灣鎮、延水關鎮、眼岔寺鄉、雙廟河鄉、玉家河鎮、高杰村鎮、解家溝鎮和石盤鄉棗區的棗瘋病在病區水平上的病情分級均達Ⅲ～Ⅴ級;偏北部的鄉鎮中,除吳堡縣寇家塬鎮、佳縣佳蘆鎮的病情分級屬于Ⅲ級外,其他5個鎮的病情分級均屬于Ⅰ～Ⅱ級。利用R語言通過線性擬合分析了棗園所處緯度與棗瘋病發病率的相關關系,從圖1可以看出,60個行政村的棗瘋病平均發病率與所處地理緯度成負相關關系(y=-17.171x+654.83,P=1.56 1e-8,R2=0.420 9**)。此外,棗園水平棗瘋病的發病率、病情分級與田間管理緊密相關,撂荒、初撂荒的棗園發病率、病情分級均較高,佳縣等大多數人工管理的棗園棗瘋病發病率較低,病情分級也相對較低。

表2 陜北棗區棗瘋病發病率及病情級別調查分析

圖1 棗瘋病發病率與棗園所處地理緯度的相關性分析

2.2 棗裂果發生程度及開裂特點

棗脆熟期裂果病在陜北棗區發生普遍,各鄉鎮棗園棗果的平均裂果率在10.33%～77.40%(表3)。裂果病發病率和裂果程度從南部棗區向北部棗區逐漸遞減。北端的佳縣螅鎮、坑鎮、木頭峪鎮、佳蘆鎮、朱家坬鎮、通鎮棗果裂果率顯著低于南端的延川縣乾坤灣鎮、延水關鎮和眼岔寺鄉所屬棗園的裂果率(表3)。棗脆熟期裂果率與棗園所處地理緯度呈負相關關系(y=-46.511x+1 785,P=2.20e-16,R2=0.751 5**)(圖2);與當年8月-9月的降雨量呈正相關關系(y=0.477 4x-41.261,P=4.33e-7,R2=0.868 5**)(圖3),表明棗脆熟期間降雨量的不同是造成陜北棗區不同鄉鎮棗園棗裂果率存在差異的主要原因。

表3 陜北棗區棗脆熟期裂果率及裂果程度調查1)

圖2 棗脆熟期裂果率與棗園所處地理緯度的相關性分析

圖3 棗脆熟期裂果率與降雨量的相關性分析

不同品種的棗果裂果率存在顯著差異,‘駿棗’和‘團棗’的裂果率顯著高于‘木棗’的裂果率,但‘駿棗’和‘團棗’的裂果率無顯著差異(圖4)。裂果方式上,‘駿棗’以縱裂和不規則裂為主,分別占總裂果數的(55.5±8.04)%和(37.50±12.50)%。‘團棗’以不規則裂占比最高,為(52.78±3.79)%,環裂[(26.19±5.44)%]次之,縱裂和縱裂+環裂相對較低,分別為(10.87±3.62)%和(13.01±3.22)%。‘木棗’以不規則裂[(54.19±1.90)%]和縱裂[(37.50±2.02)%]為主,發生環裂[(2.53±0.37)%]和縱裂+環裂[(5.79±0.99)%]的棗果數量顯著低于不規則裂和縱裂的棗果數量(圖5)。

圖4 不同品種棗果脆熟期裂果率

圖5 棗脆熟期不同品種棗果的裂果方式比較

2.3 桃小食心蟲對棗果的蛀果率

從棗脆熟期陜北棗區桃小食心蟲的蛀果情況(圖6)可以看出,調查的15個鄉鎮棗園均有桃小食心蟲為害,但蛀果率相對較低,介于0.50%～10.40%。除延川縣乾坤灣鎮、延水關鎮所屬棗園桃小食心蟲蛀果率顯著高于清澗縣石盤鄉,佳縣木頭峪鎮、佳蘆鎮、朱家坬鎮和通鎮所屬鄉鎮棗園的蛀果率外,其他鄉鎮之間桃小食心蟲幼蟲蛀果率差異不顯著。通過走訪調查發現無論是撂荒、初撂荒還是人工管理的棗園,棗樹整個生長季均沒有使用殺蟲劑防治桃小食心蟲或其他棗樹害蟲,桃小食心蟲在棗園屬于自然發生。桃小食心蟲幼蟲對不同品種棗樹棗果的蛀果率存在顯著差異(F=6.69,df=2, 67,P=0.002),‘團棗’和‘駿棗’的平均蛀果率分別為(6.83±2.76)%和(8.13±1.89)%,顯著大于對‘木棗’棗果的蛀果率(3.80±0.49)%(圖7)。

圖6 陜北棗區不同鄉鎮棗園桃小食心蟲蛀果率

圖7 不同品種棗果中桃小食心蟲幼蟲蛀果率

3 結論與討論

本研究沿黃河自南向北共調查了延川、清澗、吳堡、佳縣所屬的15個鄉鎮60個行政村棗樹棗瘋病的發生情況,發現棗瘋病發病程度呈現從南向北逐漸減輕的分布特點,南部延川縣乾坤灣鎮發病最嚴重的棗園發病率高達61.00%,而北部佳縣所屬的絕大部分棗園發病率在5%以下。通過構建棗瘋病發病率與棗園所處地理緯度之間的回歸方程發現,棗瘋病發病率與地理緯度呈負相關關系,但目前尚無棗瘋病發病程度與棗園所處地理緯度之間相關性的報道,兩者之間的相關關系有待進一步研究。棗瘋病主要依靠媒介葉蟬以及嫁接傳播[21-24]。田間管理質量與棗瘋病的發病率、病情指數緊密相關[12,25]。調查發現,偏南的延川縣、清澗縣2/3以上為初撂荒或撂荒棗園,園內病樹和根蘗發病苗未能及時清除,加之園內雜草叢生利于葉蟬的生長和繁殖,致使棗瘋病發病率較高;偏北的佳縣所調查的25個行政村中,除坑鎮馮家岔村的棗園初撂荒外,其他行政村的棗園均人工管理,棗瘋病的發病率整體較低,規范的田間管理是預防和控制棗瘋病的主要措施。調查發現在棗瘋病發病輕微的棗園,幾乎所有的病樹分布于棗園外部靠道路一側,且發病樹與園中的其他樹同時期種植并無嫁接等農事操作,推測初次傳播主要是傳病媒介葉蟬通過附著于運輸車輛、人畜、其他苗木等方式進入進而擴散所致,對道路附近棗園棗瘋病的發病情況應予以重點監測。

此次棗裂果病的調查涉及‘駿棗’‘團棗’和‘木棗’3個品種,發現‘駿棗’和‘團棗’的裂果率顯著高于‘木棗’,而‘駿棗’和‘團棗’的裂果率無顯著差異,與前人研究結果基本一致。南娟等[26]通過室內浸果誘裂試驗測定了‘駿棗’‘贊皇棗’‘狗頭棗’‘茶壺棗’‘梨棗’‘木棗’‘小木棗’‘馬牙棗’‘晉棗’和‘油棗’10種紅棗棗果的抗裂性,發現‘駿棗’的裂果率最高(66.7%),‘木棗’和‘油棗’的裂果率最低(均為33.3%);洪波等[27]利用棗果浸泡試驗分析了延安市佳縣種植的‘佳縣長棗’‘狗頭棗’‘贊皇棗’‘駿棗’‘壺瓶棗’‘金絲小棗’‘圓鈴棗’‘晉棗’‘靈寶棗’和‘木棗’10個品種的抗裂性,發現將脆熟期的棗果浸泡96 h后，‘駿棗’的裂果率最高(93.3%),‘圓鈴棗’裂果率最低(26.7%),‘木棗’為中等抗裂品種(裂果率56.7%);高京草等[28]發現‘駿棗’抗裂性最差(裂果率68.4%)。‘木棗’是陜北棗區種植的主要品種,從前人的室內浸果誘裂試驗和田間的抗裂種質評價來看,‘木棗’屬于抗裂品種。近年來陜北棗區棗白熟期至完熟期的連陰雨也可誘發‘木棗’嚴重裂果,開發高效的抗裂藥劑是今后研究的重點。從調查結果可以看出,陜北棗區棗裂果呈現南部重、北部輕的特點,偏南的延川縣、清澗縣所屬鄉鎮棗裂果率在40.33%～77.40%之間,偏北的吳堡縣、佳縣所屬鄉鎮棗裂果率在10.33%～28.40%之間,所調查的棗園均以‘木棗’為絕對優勢種,部分棗園種植少量的‘駿棗’‘團棗’‘狗頭棗’‘長木棗’‘贊皇棗’‘佳縣長棗’等品種。造成陜北南北部棗區棗裂果差異的原因可能有:1)此次調查的棗園南北端相距約212 km,盡管沿黃河從南向北利用9 d的時間消除了部分棗成熟度的差異,但仍存在棗果成熟度越高,裂果越嚴重的現象。因此,棗脆熟期成熟度不同是造成棗裂果率及裂果等級存在差異的原因。2)陜北棗區棗白熟期至脆熟期南北部降雨量不同,如位于南部的延川縣乾坤灣鎮、延水關鎮和眼岔寺鄉在2021年8月-9月的降雨量分別為245.02、224.48 mm和174.92 mm,而位于北部的佳縣螅鎮、坑鎮、木頭峪鎮、佳蘆鎮、朱家坬鎮和通鎮在此時段的降雨量僅為117.85～145.50 mm,棗裂果率與8月-9月份降雨量呈明顯的正相關關系(R2=0.868 5),推測棗白熟期至完熟期降雨量的不同是導致陜北棗區南北部裂果率存在差異的主要原因。

桃小食心蟲是鉆蛀為害棗樹的重要害蟲。甘肅隴東地區老棗園桃小食心蟲的蛀果率最高達59%[29],山東棗莊山地棗園蛀果率高達50%[30],陜北棗區部分棗園蛀果率在30%～50%,嚴重者高達80%[31]。桃小食心蟲在我國北方果園年發生2～3代[32-35],其中在陜北地區年發生2代[36]。桃小食心蟲以老熟幼蟲結繭越冬,越冬代成蟲5月下旬開始羽化出土,但出土時間極不整齊,最長可達2個月,降雨決定了越冬代成蟲羽化持續的時間,出土高峰期往往隨降雨出現若干次[37-38]。本研究僅調查了陜北棗區棗脆熟期桃小食心蟲的蛀果情況。延川縣、清澗縣、吳堡縣、佳縣所屬15個鎮的棗園平均蛀果率最高為10.40%,最低為0.50%,明顯低于前人的調查結果,造成此結果的原因可能有兩方面,一是2021年5月-7月陜北地區發生了25年來最嚴重的旱情,越冬代成蟲羽化期嚴重缺少降水導致成功羽化的成蟲基數偏低,影響了一代幼蟲的種群數量,因此蛀果率偏低;二是棗果被桃小食心蟲幼蟲鉆蛀以后,隨著幼蟲生長及取食的不斷加劇,部分棗果在棗白熟期或脆熟期之前脫落,可能也是桃小食心蟲蛀果率偏低的原因。