我國茶樹葉部主要真菌病害綠色防控現狀與展望

趙永田, 馬 悅, SHETH Sujitraj, 胡德禹, 陳 卓*

(1. 黔南民族師范學院生物科學與農學院，都勻 558000；2. 貴州大學綠色農藥全國重點實驗室，貴陽 550025；3. 貴州大學農學院，貴陽 550025)

茶樹Camelliasinensis起源于我國,當前的栽培面積約330萬hm2,是我國重要的經濟作物[1]。茶葉在古“絲綢之路”到今“一帶一路”的發展中都發揮著重要作用,已成為世界上最受歡迎的飲品之一,同時也是我國茶樹主栽區的富民產業和鄉村振興支柱產業[2-4]。但隨著茶樹區域化集約種植,以及化學農藥的長期使用,茶園生物多樣性降低,病蟲多發難防,且新發病蟲增長明顯[5-7]。尤其是真菌性病害,近30年新增病害病原達20余種[8]。

2015年,我國農業農村部出臺了《到2020年農藥使用量零增長行動方案》,表明化學農藥的減施成為必然。次年,科學技術部發布了“茶園化肥農藥減施增效技術集成研究與示范”國家重點研發計劃項目,研究了茶樹病蟲害綠色防控技術,總結了化學農藥減施增效的經驗,實現了化學農藥減量25%的目標。近年來,國內學者對茶餅病、茶炭疽病、茶輪斑病、茶白星病等重大真菌病害,開展了病害發生流行調查,綠色防控技術研究、集成與示范,取得了較好的效果。但隨著國家對茶葉質量安全要求的提高、極端氣候所致茶樹災害頻發、茶園生物多樣性喪失造成茶園自身控害能力下降等,我國茶樹真菌病害的發生流行及綠色防控面臨新的挑戰。尤其在2022年,農業農村部發布了新一輪的《到2025年化學農藥減量化行動方案》,明確要求化學農藥的施用量在“果菜茶”等作物上再減少10%,且要求綠色防控技術在優勢產區基本全覆蓋。在此背景下,亟待總結近年來我國在茶樹主要真菌病害綠色防控技術上的經驗和成果,梳理存在的關鍵問題。因此,本文概述了我國茶樹主要葉部真菌病害的發生流行、病害病原的鑒定和致病機制,系統梳理茶樹的健康栽培、免疫誘抗、生物防治和化學防治技術,重點分析茶樹真菌病害治理所面臨的挑戰,并結合國家在興農戰略、植保防控理念及茶產業健康發展等方面出臺的政策和文件,展望我國茶樹葉部真菌病害的綠色防控路徑,以期為我國茶樹葉部真菌病害的綠色防控和茶產業高質量發展提供參考。

1 我國茶樹葉部主要真菌病害的發生流行

茶樹因其特殊的生長環境,導致葉部病害的發生與環境的溫濕度密切相關。相比根部、莖部病害,茶樹葉部病害發生多且嚴重。葉部真菌病害主要分為低溫高濕型、高溫高濕型病害。

1.1 低溫高濕型病害

茶餅病在我國首次報道時間為1956年,現已是我國四大茶區最常見的病害之一[9]。該病高發于嫩葉,發生流行規律受濕度的影響較為明顯[10]。當濕度超過85%時,將迎來發病盛期,且孢子量與濕度呈正相關[11-12]。該病在2010年之后,流行期延長,高發期明顯呈現兩次,且第二次幾乎無地域差異,常發生在9月-10月。

茶白星病一度被認為是生理性病害,直到1920年才發現其致病源于真菌[13]。該病害主要危害嫩葉、嫩芽等,是我國西南、江南茶區重點防控的病害,嚴重時導致減產達50%。當氣溫達到10℃,遇到連續3 d多霧陰雨天氣,易導致大流行,且海拔與發病呈正相關。該病害在春秋季節各有一次發病高峰期,但不同茶區因海拔、陰雨天氣等不同而有所差異[14]。

1.2 高溫高濕型病害

茶炭疽病是我國四大茶區高發病害,早在1959年就報道其發病率高達90%[15]。其主要危害成葉,高發期為6月-9月,個別茶區在11月-12月還出現一次高峰期。且低洼茶園較其他茶園的發病嚴重[16]。

茶輪斑病最早于1915年報道,隨后在我國各茶區有發現[13]。該病害可危害嫩葉、成葉、老葉等,在丘陵和平地茶區發病較為嚴重。當溫度超過25℃,濕度達85%以上時,易導致大流行[17]。

綜合文獻資料,普遍認為茶赤葉斑病屬高溫高濕型病害,但部分研究調查發現,在高溫干旱月份,該病發生較為嚴重,甚至與降水量呈負相關[18-20]。該病暴發的具體原因是干旱引起茶樹抗病性減弱,或低濕環境利于病原致病,還有待深入探究。

2 茶樹葉部真菌病害的病原鑒定

2.1 茶餅病

長期以來,茶餅病的病原被認為是壞損外擔菌Exobasidiumvexans,屬于專性寄生菌。近年來的研究發現,該菌可在人工培養基上生長,并可通過單孢子法分離獲得純株[21-22]。但也有研究表明,在印度茶區茶餅病病葉中分離出22種擬盤多毛孢屬Pestalotiopsis真菌、8種黑孢屬Nigrospora真菌等42個菌株,并無壞損外擔菌[23]。對廣東茶餅病病葉開展主要致病菌分析,發現枝孢屬Cladosporium是優勢菌,鏈格孢屬Alternaria豐度較高,同時采用孢子彈射法分離鑒定茶餅病病原為枝狀枝孢菌Cladosporiumcladosporioides[24]。由此可見,茶餅病的病原菌體外培養較為困難,雖有部分文獻報道可成功分離鑒定,但業界仍存在爭議。該病是否由多種微生物協同致病,還有待深入研究。

2.2 茶白星病

茶白星病的病原首次由日本學者鑒定為茶葉葉點霉Phyllostictatheaefolia,后又分離出茶痂囊腔菌Elsinoeleucospila[13]。1980年,我國學者通過形態學鑒定茶白星病的病原為茶葉葉點霉P.theaefolia。隨后,又有報道采用分子生物學技術鑒定其病原為莖點霉Phomasp.和茶痂囊腔菌E.leucospila[25-26]。雖然研究報道的茶白星病癥狀相似,但為何分離鑒定出3種不同種屬的病原,一直沒有合理的解釋和定論。

2.3 茶炭疽病

關于茶炭疽病病原的研究,最有爭議的是其病原炭疽菌屬Colletotrichum的種類問題和致病力問題。我國學者陸續從炭疽病葉中分離出尖孢炭疽菌C.acutatum、博寧炭疽菌C.boninense、松針炭疽菌C.fioriniae、果生炭疽菌C.fructicola、膠孢炭疽菌C.gloeosporioides、喀斯特炭疽菌C.karstii、山茶炭疽菌C.camelliae、暹羅炭疽菌C.siamense、君子蘭刺盤孢C.cliviae、異國刺盤孢C.alienum等10種已知種,及隱秘炭疽菌C.aenigma、內生炭疽菌C.endophyticum、平頭刺盤孢C.truncatum等3個新記錄種,及重慶炭疽菌C.chongqingense、河南炭疽菌C.henanense、江西炭疽菌C.jiangxiense、無錫炭疽菌C.wuxiense等4個新種,此外,還有1株不確定刺盤孢菌Colletotrichumsp.[27-32]。其中,山茶炭疽菌C.camelliae和果生炭疽菌C.fructicola為我國各茶區優勢菌群,但不同菌株間的致病力不同,即使是同種菌群不同菌株的致病力也表現出差異[33]。尤其是部分不致病或疑似致病的菌株是否為病原,還有待商榷。此外,研究表明炭疽菌屬Colletotrichum可同時引起茶炭疽病和茶云紋葉枯病,但兩者田間發病癥狀表現各異,造成這種病癥的具體原因尚不清楚[34]。

2.4 茶輪斑病

1973年,日本學者首次鑒定茶輪斑病的病原為長毛多毛孢Pestalotiopsislongiseta,隨后各國學者相繼分離鑒定出近40種病原。其中,我國發現近30種,主要為擬盤多毛孢屬Pestalotiopsissp.、假擬盤多毛孢屬Pseudopestalotiopsissp.和新擬盤多毛孢屬Neopestalotiopsissp.[35]。本團隊從貴州惠水縣、開陽縣茶園中分離到2株不同的茶輪斑病病原,為茶假擬盤多毛孢P.camelliae-sinensis和茶擬盤多毛孢P.theae[36-37]。茶輪斑病的病原較多,是否和茶樹品種、地域、茶園生態環境等因素有關,還有待進一步研究。

3 茶樹葉部主要真菌病害的致病機制

3.1 茶餅病

茶餅病菌入侵茶樹后的致病因子,以及轉錄調控過程、信號識別等報道較少,還無法從分子層面解析其致病機制。目前主要是從茶餅病菌對茶樹葉片組織結構的影響方面解析其致病機制。本團隊研究表明,茶餅病菌孢子萌發后形成芽管,隨后尖端膨大形成附著胞并分泌黏液附著在茶樹葉片表面,逐漸在組織表面形成穿孔,并侵入角質層,隨后在海綿組織處大量增殖和擴散。此過程中大量消耗了組織的營養,破壞細胞的結構,導致細胞逐漸壞死[38]。

3.2 茶炭疽病

茶炭疽病菌的致病機制研究較多,既有病原侵染組織的致病表現,也有病原致病的分子機制證據。關于病原侵染組織的機制,一般認為炭疽病是由炭疽菌半營養感染策略入侵和定殖茶樹所導致。在這一策略下,炭疽菌分生孢子吸附在茶樹葉片表面,在植物信號的刺激下形成芽管,進而分化為附著胞,在葉片損傷部位或氣孔處侵入角質層,隨后進入細胞內部,產生初級菌絲和可繼續侵染的囊泡。在此階段,大量吸收寄主半生物營養,但宿主尚不表現癥狀,宿主細胞依然具有活力。隨后初生菌絲產生次生菌絲和繼續擴大侵染范圍并定殖,次生菌絲分泌酶穿透細胞膜導致細胞死亡[39]。

在炭疽菌侵染寄主的過程中,已發現部分致病因子(表1)。其中,分生孢子的萌發是侵染的首要條件,且已有研究表明,新型致病基因 (novel pathogenic gene,Npg1)、甾醇 3-β-葡萄糖基轉移酶 (sterol 3-beta-glucosyltransferase, Chip6)、 Rac 家族小 GTP 酶 (Rac family small GTPase, Rac1)、寡肽轉運蛋白 (oligopeptide transporter, Opt1)、細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑1A (cyclin-dependent kinase inhibitor 1A, Cap20)、絲裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activated protein kinase, Mk1)、熱激轉錄因子(heat shock transcription factor, Hsf1)、肌動交聯絲束蛋白同源物(an actin cross-linking protein fimbrin homologue, Fim1)等調控分生孢子的萌發和附著胞的形成[40-48]。WD-40重復蛋白(WD 40-repeat protein, Cmr1)、聚酮合成酶(polyketide synthase, Pks1)、小柱孢酮脫水酶 (scytalone dehydratase, Scd1)、 C2H2鋅指蛋白轉錄因子(C2H2 zinc-finger protein transcription factor, Azf1)等可激活附著胞黑色素的生物合成[47,49-51],bZIP轉錄因子(a bZIP transcription factor, Ap1)、鈣調磷酸酶反應轉錄因子(calcineurin-responsive transcription factor, CrzA)等參與調控炭疽菌細胞壁的完整性和致病力,促進附著胞的黑化和定殖[52-53]?；铙w營養相關分泌蛋白(biotrophy-associated secreted protein, Bas2)、 SNF1相關蛋白激酶(sucrose nonfermenting (SNF1)-related protein kinase, Snf1)、內吞相關蛋白(endocytosis-related protein, End3)、角質酶(cutinase, Lcut1)、果膠酶合成相關基因(pectin lyase gene,Pnl-1、pectate lyase gene,Pel-B、pectic lyase gene,Pel1)等調控細胞壁的降解、穿透和感染宿主組織[54-61]。此外,絲氨酸/蘇氨酸激酶(serine/threonine kinase, Sat4)、谷氨酸脫氫酶(glutamate dehydrogenase, Gdh2)、谷氨酰胺合成酶(glutamine synthase, Gs1)、谷氨酸轉運體(glutamate transporter, Glt)、氨滲透酶(ammonia permease, Mep)等參與激活氮代謝以實現氨積累,調節內環境的pH以實現宿主細胞壁降解、穿透以及成功定殖[62-63]。

表1 炭疽菌致病因子及功能Table 1 Pathogenic factors of Colletotrichum gloeosporioides and their functions

3.3 其他病害

茶白星病菌和茶輪斑病菌具體的致病機制還未見有報道,還需要開展深入的研究,以揭示其致病過程,為綠色防控提供理論依據。

總之,除炭疽病外,其余茶樹葉部真菌病害的致病機制還不清楚,尤其在分子層面的調控機制研究較少。

4 主要的綠色防控技術措施

4.1 茶樹健康栽培

4.1.1抗病品種

選育抗病品種是實施綠色防控的首要措施,是最經濟有效的手段。據統計,我國已有超過128個茶樹品種獲得登記,為抗病品種篩選提供了豐富的資源庫[64]。雖然目前對重大病害幾乎無免疫品種,但已篩選到多個高抗品種(表2)。其中針對茶餅病和茶炭疽病的高抗品種報道較多,而茶輪斑病和茶白星病的高抗品種相對較少,但茶輪斑病和茶白星病均可危害嫩葉,對茶葉品質影響較大,需進一步加強抗病品種的選育。雖然已經開展了大量抗病品種的篩選工作,但抗病品種資源有限,缺乏大面積推廣應用的主導品種。

表2 茶樹抗真菌病害部分品種Table 2 Some varieties of tea plant resistant to fungal diseases

4.1.2茶園間作控害模式

合理的間作,不僅可高效利用土地生產力,同時可減少病蟲害的發生,達到提質增效的目的。已有研究表明,茶園間作花椒Zanthoxylumbungeanum、大豆Glycinemax等,可有效減少茶餅病的發生[73]。茶園間作大豆、玉米Zeamays可有效降低炭疽病的發病率[74]。但茶園間作厚樸Houpoeaofficinalis,茶餅病和炭疽病的發病率均升高[74]。因此,在茶園間作其他植物,需從茶園生態系統構成、茶樹病蟲害發生流行、茶葉產量和品質等角度進行多年多點的試驗和評價。本團隊經多年的田間實踐,發現在貴州高海拔的幼齡茶園中間作三葉草Trifoliumrepens,除具有控草功能外,還可提高土壤肥力,增加茶園物種豐富度,改善茶園生態環境,從而有效降低茶樹病害的發生(圖1)。

圖1 貴州省幼齡茶園間作三葉草的生態茶園創建模式Fig.1 Ecological tea garden establishment model of intercropping clover in young tea gardens in Guizhou province

4.1.3茶樹合理“采修”控害模式

本團隊提出“合理采摘、控病增效”技術,創建了時空場景下,以“控病增效”為導向的芽葉協同采摘技術,改善了茶園通風和透光,增強了樹體樹勢,壓低了病原基數,改變了病原菌的寄生部位,減少了病原菌的侵染部位,減輕了病害的發生和危害。實踐證明,采用在春茶后重修剪1次、夏茶及秋冬茶輕修剪1～3次,可避開茶炭疽病、茶白星病等病害的發病盛期,減少病害的發生程度。

4.1.4茶園平衡施肥控害提質模式

茶樹雖對氮肥需求量大,但偏施氮肥會使茶葉更加柔嫩,加重葉部病害的發生,而增施鉀肥、沼液肥等可提高對茶餅病、茶炭疽病等的抗病能力,降低發病率。本團隊發現幼齡茶園間作三葉草,不但可以增加土壤氮肥,還可以分解土壤中不易溶解的磷和鉀,提高肥料的轉化利用,從而增強樹勢。

4.2 茶樹免疫誘抗

通過施用外源免疫誘抗物質來提高植物寄主的抗病性和抗逆性已成為一種新型的綠色防控技術。雖然這種方式不直接殺死病原菌,但它通過激活植物體內防御系統和代謝調控系統產生防御反應,不僅可抑制病菌的侵染,還可改善植物的抗逆性,增產增效。十余年來,本團隊建立以氨基寡糖素免疫誘抗產品為核心的茶樹病害防控應用和推廣技術體系,針對茶餅病、茶白星病、茶輪斑病、茶圓赤星病,集成創新了“強樹體、切途徑、壓菌源”等的防治關鍵技術,病害總體防效達50.0%～80.2%。氨基寡糖素除了本身具有誘導抗病效果外,和部分生物藥劑混配也有較好的協同作用,尤其和多抗霉素的協同效果最為突出,在多地茶園茶餅病、茶葉斑病上具有較好的防效[75]。作用機制的研究表明,氨基寡糖素可通過一種磷酸化蛋白級聯反應,誘導寄主過氧化氫酶的表達,實現免疫調控作用。但氨基寡糖素和部分化學殺菌劑的復配或混用,協同控害效果尚不理想[76]。殼寡糖、水楊酸、茉莉酸、苯并噻二唑、氯化鈣等也可誘導茶樹對茶餅病的抗性[76-78]。24-表油菜素內酯、多效唑、矮壯素則可誘導茶樹提高對炭疽病的抗性[16,79]。因此,基于免疫誘抗的原理進行茶樹葉部病害的控制,從理論機制到產品開發、田間應用,還有很多工作值得深入研究。

4.3 生物防治

生物防治具有對環境友好、安全性高、防治有效期長等優點,特別適合作為茶葉病害的治理手段。目前已篩選到酸瘡痂鏈霉菌Streptomycesacidiscabies、枯草芽胞桿菌Bacillussubtilis等對茶餅病具有較好的拮抗作用[80]。藤黃生孢鏈霉菌S.luteosporeus、解淀粉芽胞桿菌B.amyloliquefaciens、類棘孢木霉Trichodermaasperelloides、棘孢木霉T.asperellum等對茶炭疽菌具有較明顯的拮抗作用[81-84]。解淀粉芽胞桿菌B.amyloliquefaciens、埃里希青霉Penicilliumehrlichii、枯草芽胞桿菌、短密木霉T.brevicompactum、貝萊斯芽胞桿菌B.velezensis對茶輪斑病的抑制效果較好[85-86]。微生物次生代謝產物中以多抗霉素、武夷菌素對茶餅病的效果最佳[87]。多抗霉素、申嗪霉素、嘧啶核苷類抗菌素單用或與赤·吲乙·蕓苔混用對茶白星病的防效突出[88-89]。諾沃霉素A、寧南霉素、春雷霉素、武夷菌素、中生菌素和四霉素的復配等對茶輪斑病表現出較好的抑菌效果[90-94]。在植物源的活性物質中,香芹酚、補骨脂種子提取物、檸檬醛、松針制劑、蛇床子素等對茶餅病具有較好的防效[95-96]。大黃素甲醚、香菇多糖、百里香酚、愈創木酚等對茶炭疽病表現優異[97]。百里香酚、氧苦內酯等對茶輪斑病具有較好的抑制活性[98]。而茶白星病在生物防治方面的研究較少,尤其是對生防菌和植物天然產物的篩選和活性評價方法,還需要加強。本團隊針對茶樹葉部新發病害病原茶擬盤多毛孢菌P.camelliae-sinensis、Didymellasegeticola等,篩選出具有較好防效的生物農藥品種,如申嗪霉素、中生菌素等,為茶樹病害的生物防治提供了技術貯備[25,91,99-102]。

4.4 化學防治

雖然健康栽培、生物防治等措施在茶樹真菌病害治理中發揮了巨大的作用,但化學殺菌劑的主導地位依然不可忽視。例如,吡唑醚菌酯、苯醚甲環唑等殺菌劑對茶餅病、茶炭疽病、茶白星病等的田間防治效果相對穩定,且可兼治多種病害[76,103]。但我國在茶樹上登記的殺菌劑品種較少,難以應對近年來茶樹病害危害加劇、急需用藥的現狀。因此,亟待面向茶樹重大病害加強綠色化學殺菌劑的創制,為茶樹葉部病害的治理提供產品貯備。

為保障“貴州生態茶和干凈茶”,本團隊提出了“生態為根、農藝為本、生防為先”的茶樹病蟲害綠色防控策略,構建了基于作物健康導向的“全程免疫誘抗”生態調控技術體系,提出在病害初期合理采用“氨基寡糖素+申嗪霉素”藥劑組合,及病害盛發期合理采用“嘧菌酯”等綠色農藥的措施,激活寄主抗病活力,壓低病原基數,減少病原傳播幾率,有效防控茶餅病、茶炭疽病、茶白星病等,連續多年檢測農殘率為0%,有效保障茶葉質量安全。

5 挑戰與發展機遇

5.1 挑戰

生態文明建設和綠色發展理念對當前我國農業發展提出了更高的要求。尤其在“雙減”要求和食品安全備受關注、暢通國內國際雙循環的壓力下,茶產業的提質增效面臨多重挑戰。

5.1.1茶樹葉部新發病害增多,發生流行規律不清,生物學特性研究不足

氣候變化已成為當前茶園健康生長最為嚴峻的挑戰,受低溫脅迫、倒春寒氣候、高海拔低溫冷涼氣候、高熱高濕條件、高溫干旱等極端氣候條件及區域種植制度的影響,病害的發生與流行規律改變,新發病害頻發。自2018年以來,本團隊已從貴州茶園分離鑒定出7個新發病害的病原,分別為Didymellasegeticola、荸薺莖點霉D.bellidis、高粱附球菌Epicoccumsorghinum、黑附球菌E.nigrum、可可毛色二孢Lasiodiplodiatheobromae、長柄鏈格孢Alternarialongipes、E.mackenziei[104-111]。國內其他團隊也報道了茶葉斑病的新病原層出鐮刀菌Fusariumproliferatum、意大利果殼葉點霉Phyllostictacapitalensis、新月彎孢菌Curvularialunata、蘆竹節菱孢Arthriniumarundinis、粉紅黏帚霉Clonostachysrosea等[112-116]。這些新病原引起茶樹葉部病害,造成茶葉質量下降,但其發生流行規律不清,影響了高效、精準的綠色防控方案的制訂。茶炭疽病病原種類多,不同地域茶園的優勢種群不同,致病性差異較大。同時,部分茶區炭疽病的發生流行變化較大,高峰期由過去1年1次發展演變為1年2次,加大了病害的治理難度。此外,茶餅病病原離體培養較難,難以開展生物學特性的研究,這也限制了病害的有效治理。本團隊在貴州茶區的茶葉斑病上先后發現多個新病原。但上述病害的發生流行規律不明確,病原的致病機制不清晰。病原與寄主互作的研究模型、試驗的方法手段還不健全和豐富。很多病原生物的致病機制和流行規律,還有待深入研究。

5.1.2農藥登記品種少,劑型單一,缺乏精準用藥技術

茶樹上登記的殺菌劑有效成分少,劑型少,防治病害的應用技術研究不深入。例如,我國僅登記了防治茶餅病和茶炭疽病的農藥,而茶輪斑病、茶白星病等葉部真菌病害均無登記品種。登記用于茶餅病防治的殺菌劑只有3種,分別為枯草芽孢桿菌、多抗霉素和補骨脂種子提取物,且枯草芽孢桿菌為2023年6月新獲得農藥登記許可的防治茶餅病的殺菌劑。其中,田間應用最廣的是多抗霉素,但在不同地域的茶園,其防效波動較大,防效在48%～98%,可能與茶樹品種、病原生物學特性、茶園生態環境等因素有關[9]。登記用于茶炭疽病的殺菌劑有貝萊斯芽孢桿菌 CGMCC No.14384、幾丁聚糖、氫氧化銅、代森鋅、吡唑醚菌酯、啶氧菌酯、百菌清、苯醚甲環唑。雖然針對炭疽病的化學殺菌劑種類較茶餅病多,但在田間施用最頻繁的仍然是吡唑醚菌酯和苯醚甲環唑。同時用于炭疽病防治的生物農藥產品缺乏,活性評價工作仍處于實驗室階段,產品的田間應用技術和防效還需要深入研究。盡管免疫激活劑在茶樹病害防治中得到較為廣泛的應用,但其在茶樹上的作用靶標和調控機制的研究還不透徹。

當前,我國在茶樹上登記的農藥品種劑型單一,以傳統的可濕性粉劑等劑型為主。然而,茶樹葉片的界面特性影響了農藥在茶葉界面上的潤濕、鋪展、彈跳、傳輸等行為[117]。研究表明,茶樹葉片的界面特性與茶樹品種、葉片葉齡、施肥措施、田間管護、季節變化等相關[118]。當前,仍然缺乏基于茶樹葉片界面特性的數據,特別是病害發生后的界面特性數據,還需要開展農藥在茶樹上的精準用藥技術的相關研究,提高防治效果,減少農藥在環境中的損失。

近幾年,茶葉質量安全穩步提升,農藥殘留抽檢合格率超過98%,但農藥殘留超標及有害重金屬超標等情況還時有發生。同時,2019年,歐盟列出了457種農藥在茶葉中最大農殘限量范圍,這也提高了我國對出口茶葉的要求。為保障我國茶葉質量安全,我國也將茶葉中的農藥殘留限量增加至65項。然而,我國田間用于茶樹病害防治的藥劑,水溶性較高,易導致其在茶水中浸出,帶來農藥攝入的風險。

5.1.3綠色防控技術的組織實施和經營服務模式面臨多種問題

盡管茶樹病害綠色防控技術的研發和推廣應用取得令人可喜的成績,提出了綠色防控的新理念,研發了一批綠色防控的新產品、新設備,創新了綠色防控新技術,形成了以作物健康為導向的生態茶園防控技術體系。但生物防治與化學防治的協同、健康栽培措施與防控措施的協同、全年期或全生育期茶葉采摘和田間病蟲防治的協同、小農戶自有茶園的管理與茶葉企業或專業合作社專屬茶園管理的協同等,還需要進一步深化研究。此外,受制于資金投入、經營規模、技術要求、勞動力等因素,還需要加大綠色防控示范區的建設力度,提高綠色防控的覆蓋率,需要加強統防統治與聯防聯控的融合發展,需要進一步培育植物保護經營服務組織,探索社會化服務模式。

5.2 機遇與展望

雖然茶樹病害綠色防控面臨嚴峻挑戰,但在黨的十九大報告上提出了生態文明建設和綠色發展理念,尤其是7部委在2019年發布了《國家質量興農戰略規劃(2018-2022年)》方案,提出要實施綠色防控取代化學防控行動。2020年國務院頒布了《農作物病蟲害防治條例》,將綠色防控作為必須堅持的原則,并將此措施提高到行政法規層面。2021年農業農村部出臺了《關于加快發展農業社會化服務的指導意見》,支持社會化服務組織的業務經營范圍從糧油作物向果菜茶等拓展。同年,農業農村部等3部委發布了《關于促進茶產業健康發展的指導意見》,支持社會化服務組織開展統防統治融合綠色防控服務模式,減少化學農藥的用量。以及中國茶葉流通協會發布了《中國茶產業十四五發展規劃建議(2021-2025)》,強調運用信息技術打造茶產業智慧種植平臺等。以上文件的出臺為茶樹病害綠色防控的發展指明了方向,提供了新的發展機遇。

5.2.1培育植保新理念,指導綠色防控技術

綠色植保理念要求防控措施綠色,與環境和諧友好。采用抗病品種是最為經濟有效的措施,可避免因施用化學農藥所致的安全問題。但茶樹品種繁育耗時長,工作量大。因此,基于免疫誘抗理念的茶樹病害防控技術成為重要的措施。實踐表明,通過施用氨基寡糖素等植物免疫誘抗劑,可激活寄主抗病基因,生成抗病物質,抵御病原侵染,減輕病害癥狀。當前,業界充分認識到茶園生態調控對害蟲控制的效果,但生態系統對茶園微生態系統的影響,及對病害防治的效果,研究還不足。還需要深入研究不同生態區茶園的生態系統構建模式及其對茶園微生態及病害的影響。同時,因為作物在全生育期中的生長發育規律不同,對水肥的需求不同,其病蟲害發生規律也有特殊性。因此,需基于作物特殊的生長發育周期,制訂精準的防控技術措施。本團隊提出了茶樹全生育期協同控害增效技術體系,即基于全生育期生長特點,針對真菌病害的發生流行特征,從時空上合理采用多靶向協同的模式進行病害防治(圖2)。

圖2 基于全生育期理念防控茶樹葉部真菌病害Fig.2 Prevention and control of fungal diseases on tea leaves based on the concept of whole growth period

5.2.2研發病害識別與預警的新技術,融入綠色防控技術體系

我國實行“預防為主,綜合防治”的植保方針,因此,開展茶樹病害的早期識別與預警工作是重中之重,更是判斷病害發生趨勢和制定防控技術方案的依據。依托傳統專業技術人員的田間調查識別與預警已不符合新時期茶園建設與管理的需要。當前,智慧農業不斷與茶園管理相融合,深度學習技術、深度監督哈希技術、深度哈希神經網絡、遙感技術、AI技術、物聯網技術等逐漸在茶樹病害的識別、監測與預警等方面得到應用。相信隨著技術的進步,未來會有更多的新技術應用于茶園病蟲害防治與常規管理中。

5.2.3創制農藥新產品,研發施藥新器械,保障茶葉質量安全

針對茶樹病害登記農藥少等問題,急需基于茶餅病、茶葉斑病等重大病害,研究藥物關鍵靶標,創建藥物活性篩選平臺,開展原創性綠色新農藥的創制,以及研究茶葉界面特性,特別是病害發生后的界面特性及茶葉生理生化機制,創制適合茶樹葉面界面結構特性的新劑型,特別是符合茶葉質量安全的環境友好的新制劑?；诓铇涿庖哒{控的機制,針對病原真菌侵染、極端氣候條件脅迫,開展免疫激活劑的創制和應用。目前,茶樹抗病基因功能的研究主要停留在本氏煙Nicotianabenthamiana、擬南芥Arabidopsisthaliana等模式植物上,而在茶樹上開展基因沉默技術、基因超表達技術等,還不完全成熟,存在一定的技術難點。當前,關于茶樹根部至葉部微生物種群結構及變化規律及與病害間關系的研究尚不透徹,還需要深入研究茶樹微生物種群變化規律,基于種群變化規律創制微生物菌劑、菌肥、土壤調理劑等;研究病原微生物與寄主間非編碼RNA和編碼RNA的跨種調控機理,并以此創制RNA農藥產品。針對茶樹冠層結構特點及病害發生規律,基于病害發生特征和茶樹生長場景,研究藥械影響藥液傳導的規律,研發適合藥液的器械和元件,研究施藥技術,提高農藥的利用率。

5.2.4創新植保服務方式,推動綠色防控技術進步

綠色防控不是采取單項的技術,而是因地制宜地采用多種技術、產品進行集成創新。當前,專業化和社會化的植保服務組織能在人力、產品、裝備、技術上進行高效組織,將專業化統防統治和聯防聯控進行融合發展,解決了小農戶在組織化、規?；确矫娴膯栴},節約人力成本,降低農殘風險,實現茶產業的專業化、標準化生產,從而有效推動茶產業的高質量發展。