核桃焦葉病與礦質元素關系分析

摘"要：【目的】""分析樹體營養水平調控增強核桃抗焦葉病能力，為核桃焦葉病科學防控提供理論依據。

【方法】""通過系統比較健康、輕度、中度、重度核桃焦葉病生產園以及不同施肥處理后核桃樣園和核桃葉片中礦質元素含量變化。

【結果】""核桃不同發病程度葉片礦質元素含量之間差異比較：大量元素為健康園葉片中N、P、K、Ca含量顯著高于中度園和重度園（P＜0.05），而健康園葉片中Mg含量顯著低于發病園（P＜0.05）；微量元素：健康園葉片中Fe、Mn、Cu含量顯著高于發病園（P＜0.05），Cl、Na和Zn含量顯著低于發病園（P＜0.05）。核桃不同發病程度土壤礦質元素含量之間差異比較：大量元素為健康土壤中TN、TP、TK、AN、AP、AK含量顯著高于中度園和重度園（P＜0.05）；微量元素為健康土壤中Fe、Cu、Zn含量顯著高于中度園和重度園（P＜0.05）。健康土壤中Na、Cl含量顯著低于中度園和重度園（P＜0.05）。N和K在PC1和PC2中均為正值，并且呈正相關，對焦葉病發揮主要作用。施肥處理后，合理的根施N、K和葉噴N、K相結合效果最佳，發病率降到8%，并且土壤和葉片中的氮鉀含量都顯著上升。

【結論】""核桃焦葉病的發生與N、K含量低和Cl含量高有密切關系，合理補充N、K可有效防控核桃焦葉病。

關鍵詞：""核桃；焦葉病；礦質元素；施肥

中圖分類號："S436""""文獻標志碼："A""""文章編號："1001-4330（2024）11-2750-11

0"引 言

【研究意義】核桃焦葉病自2008年在新疆和田地區被報道以來，已在阿克蘇地區、喀什地區、和田地區等新疆南疆核桃主產區大面積發生［1］。焦葉病發生后會阻礙核桃葉片光合作用，降低核桃樹勢，影響核桃干物質積累，導致核桃出仁率低、空殼率高、單果重小、產量低、堅果品質差［2-3］。發病核桃樹的商品果率僅為50%～70%［4］。核桃焦葉病最早于5月下旬開始發生，發病初期個別枝條最先表現癥狀，奇數羽狀復葉小葉葉緣首先出現褪綠變黃，葉尖出現黃褐色斑點，并微微皺縮，6月底開始病斑沿葉緣向內擴散，擴散形狀為火焰狀，發病部位繼續向內卷曲，病斑區與健康部分交界處有黃色光暈狀邊界，發病高峰期（8月中下旬）病斑幾乎遍布整個葉片，形似火燒［2］。

【前人研究進展】有關核桃焦葉病的研究主要集中在病原及防治措施2個方面。有關病原的研究均一致認為核桃焦葉病屬于生理性病害［4-5］，但是病原不盡相同。核桃焦葉病的發生受環境的影響較大，田間相對濕度，土壤含水量，水源含鹽量以及土壤中速效鉀和有機質含量的影響［4］。由于南疆地區果園的特殊水土條件及不合理的耕作栽培措施，造成核桃園發生不同程度焦葉病［6］。由于土壤和葉片中元素比例失衡導致焦葉病的發生［7］。已有的核桃焦葉病防治措施根據其作用部位主要包括以下4類：（1）根系類防治措施：通過增加土壤Na+和Cl-淋溶、平衡施肥、增施鉀肥和腐殖酸有機肥減少核桃樹對Na+和Cl-的吸收［8］；通過深翻打通地表50～60 cm處的膠泥層促進核桃主根深扎土壤，誘發核桃根系大量形成［9］，（2）葉片類防治措施：通過噴施由水楊酸、茉莉酸、甜菜堿、硝酸鈣、吲哚乙酸組成的生理調節劑和黃腐酸溶液減少核桃葉面Na+和Cl-富集、維持核桃葉片細胞組織結構、提高核桃商品率［9］；通過不同物候期噴施氮肥、磷鉀肥和微肥降低核桃葉片蒸騰強度［8］；通過噴施鎖水生物藥劑鎖住葉片水分［10］。（3）枝梢類防治措施：通過摘心、拉枝、打頂、疏除競爭枝和抽干枝條減少樹體營養消耗、控制秋梢生長、降低核桃郁閉、加強樹體通風透光［8］。（4）其他病蟲害類防治措施：通過主干束膜、涂粘蟲膠、掛滅蟲燈、核桃生產園噴施石硫合劑、噴灑高效、低毒、綠色化學農藥預防和抑制核桃病蟲害的發生，提高樹體抗性［8］。

【本研究切入點】與其他植物病害相同，經濟林木病害是寄主林木和病原物的拮抗性共生，其發生和流行是寄主林木和病原物相互作用的結果，在相互作用過程中環境因素發揮重要作用［11］。其中土壤礦質營養作為一個重要的環境因子，對林木的樹勢以其抗病性影響較大［12-13］，處于最佳營養水平經濟林木具有較強的抗病性［14］。因此，借助土壤中礦質營養元素調控技術來提高樹勢進而提高經濟林木的抗病性，是經濟林木病害防治值得探究的新途徑［15］。

【擬解決的關鍵問題】以阿克蘇地區阿瓦提縣核桃生產園為研究對象，選取11個核桃生產園調查焦葉病發生情況，系統比較不同焦葉病發生程度的核桃生產園中葉片和土壤中的礦質元素含量，基于核桃焦葉病樣園差異關鍵元素設計施肥處理，并調查分析不同施肥處理下核桃葉片中礦質元素的含量及焦葉病發生程度的變化，揭示礦質元素與核桃焦葉病發生的關系，分析防治核桃焦葉病的關鍵元素，為新疆阿克蘇地區核桃焦葉病的科學防治提供理論和技術支持。

1"材料與方法

1.1"材 料

1.1.1"試驗地概況

試驗在新疆阿克蘇地區阿瓦提縣（39°31′～40°50′N，79°45′～81°05′E）進行。阿瓦提縣位于塔里木盆地西北邊沿、天山南麓，年平均氣溫10.4℃，最熱月（7月）平均氣溫24.2℃，極端最高氣溫39.4℃，最冷月（1月）平均氣溫零下8.3℃，極端最低氣溫零下25℃；年平均降水量46.7 mm，年均日照2 679 h；氣溫年較差34℃，年均日較差15℃，屬暖溫帶大陸性干旱氣候區，試驗地土壤類型以沙壤土為主。

1.1.2"核桃焦葉病調查

2021年在阿瓦提縣選取樹齡相近，常規管理的11個核桃生產園作為焦葉病發病率調查樣園，在焦葉病發病高峰期（8月中旬），在每個核桃樣園中各隨機選取長勢基本一致、樹齡13 a的核桃樹100株，調查各樣園的焦葉病發病率。圖1

發病率=（發病株數/調查總株樹）×100%。

將調查的11個核桃生產園分為重病園（焦葉病發病率≥80%）、中病園（20%lt;焦葉病發病率lt;80%）、輕病園（0%lt;焦葉病發病率在≤20%）和健康園（發病率為0%）。

1.2"方 法

2021年8月下旬，即核桃焦葉病發病盛期，分別采集核桃重病園、中病園、輕病園和健康園的葉樣和土樣。

葉樣采集：每個樣園選取9棵具有代表性的樣株，分別從樹冠中層東、西、南、北四個方位隨機選取20片核桃葉樣，將每個樣園每3株樣株上采集的葉樣混合后作為一個重復，每個樣園葉樣共計3個重復。葉樣經去離子水沖洗干凈后，用無菌濾紙擦干葉樣表面殘留水分，然后置于101型電熱恒溫鼓風干燥箱中105℃殺青30 min，然后80℃烘干至恒重。葉樣經粉碎機粉碎后過80目篩用于礦質元素的測定。

土樣采集：每個核桃樣園土樣按照五點采樣法采集，采樣點選取核桃樹冠正投影內側距離樹干2/3處，使用鐵鏟挖掘一個垂直于地面60 cm的完整剖面，避開施肥溝（坑），使用木鏟將垂直剖面表層土去除（目的是避免鐵鏟上的金屬元素混入樣品內），從平行剖面自上而下均勻采取20～40 cm的土樣1 kg，將5個采樣點的土樣混合均勻后，采用四分法取其中一份，去除土中異物，置于電熱鼓風干燥箱中80℃烘干至恒重。土樣經粉碎機粉碎后過80目篩，用于礦質元素含量測定。

1.2.1"不同施肥處理對核桃焦葉病發生及礦質元素含量的影響"

于2022年3月下旬，選取3個核桃焦葉病重病園進行施肥試驗。

采用單因素隨機區組設計，每個核桃樣園設置6個小區，每個小區20棵樹，設計3個對照組，3個處理組，共計6個參試組。

分別進行根部施肥和葉面噴肥。其中根部施肥采用環狀溝施，于3月中下旬和6月中下旬各施肥一次；葉面噴施于4月、5月、6月中下旬各噴施一次。除處理差異外，其他措施均常規管理。

2022年8月下旬，調查每個小區核桃焦葉病發病率，并采集每個處理樣株的葉片及土壤樣品測定礦質元素含量。表1

1.2.2"礦質元素含量測定

土樣測定指標：大量元素全氮（TN）、全磷（TP）、全鉀（TK），速效氮（AN）、速效磷（AP）、速效鉀（AK）、Ca、Mg，以及微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、Na、Cl和有機質（OM）共15項。葉樣測定指標：大量元素N、P、K，微量元素Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Na和Cl元素含量共11項。各項指標測定方法均參照國家標準進行［16］。主成分分析為9個標準化后指標的線性組合，權重系數分別為各指標相對應的特征向量［17］。表2

1.3"數據處理

采用Excel 2016和SPSS 26.0軟件對試驗數據進行數據統計分析；利用鄧肯新復極差法進行差異分析，利用origin 2021軟件繪圖。

2"結果和分析

2.1"核桃焦葉病發病情況

研究表明，核桃焦葉病在阿克蘇地區阿瓦提縣普遍發生，病園率達80%；樣園4、6、7和9為輕度發病園，發病率分別為16%、20%、19%、18%，樣園1和8是中度發病園，發病率分別為61%和72%，樣園2、3和5是重度發病園，發病率分別為92%、80%和89%，僅樣園10和樣園11的核桃焦葉病發病率為0%。表3

2.2"不同發病程度核桃樣園葉片中礦質元素含量比較"

研究表明，健康園葉片中N、P、K、Ca含量顯著高于中度園和重度園（P＜0.05），而健康園葉片中Mg含量顯著低于發病園（P＜0.05）；健康園葉片中Fe、Mn、Cu含量顯著高于發病園（P＜0.05），Cl、Na和Zn含量顯著低于發病園（P＜0.05）。圖2，圖3

2.3"不同發病程度核桃樣園土壤中礦質元素含量比較"

研究表明，健康園土壤中TN、TP、TK、AN、AP、AK含量顯著高于中度園和重度園（P＜0.05），而不同發病程度樣園中Ca、Mg含量之間均無顯著差異（P＞0.05）；健康園土壤中OM、Fe、Cu、Zn含量顯著高于中度園和重度園（P＜0.05）。健康園土壤中Na、Cl含量顯著低于中度園和重度園（P＜0.05）。圖4，圖5

2.4"葉片礦質元素含量的主成分

研究表明，土壤礦質元素受影響程度均比葉片要弱，同時土壤礦質營養元素（TN、TP、TK、AN、AP、AK）與葉片中（N、P、K）對應元素均呈正相關（Plt;0.05），核桃葉片的礦質營養狀況可以較好地反映核桃樹體的礦質營養狀況。

按特征值＞1提取2個主成分，其特征值分別為5.224和2.225，累計方差貢獻率達82.763%，完全符合≥80%的分析要求。表4"

根據各指標特征向量可得到9個不同元素在第1、2主成分的得分。在第1主成分上，微量元素Cl排名第1且得分為負值；按大量元素排名，氮和鉀排名分別為第3和第4，且得分為負值；在第2主成分上，K排名第1，N排名第3，并且N和K得分都為正。表5

核桃焦葉病發病葉片和核桃健康葉片可清晰區分，N和K靠近PC1右半軸和PC2上半軸，在主成分1和主成分2中均為正值；并且N和K之間呈正相關；N和K與健康圈呈正相關；Cl、Mg、Zn和Na在主成分1中為負值，核桃焦葉病的發生與大量元素N、K含量密切相關。圖6

2.5"不同施肥處理核桃焦葉病發病率

研究表明，對照組核桃焦葉病發病率表現為CK2＞CK1＞CK3，核桃焦葉病在CK2發病率最高，達到87%，CK3雖然發病率降低，但焦葉病發病率仍較高（77.67%），3個施肥處理組核桃焦葉病發病率均極顯著低于3個對照組（Plt;0.01）。施肥處理組核桃焦葉病發病率表現為T2＞T1＞T3；T3處理的發病率為8%，顯著低于T1（發病率21%）和T2（發病率31%）（P＜0.05）。采用根施N、K肥和葉面噴施N、K肥對焦葉病防治效果最好，即于3月中下旬和6月中下旬，將1 kg尿素和1 kg硫酸鉀充分溶解于50 kg水中采用環溝法根施入單株核桃根系集中分布區，4月、5月、6月中下旬，將2 kg尿素和2 kg硫酸鉀溶入1 000 kg水中進行葉片噴施。圖7

2.6"施肥處理前后核桃樣園葉片中礦質元素

研究表明，對照組CK與處理組（T1、T2、T3）葉片礦質元素含量之間存在極顯著差異（P＜0.01），CK葉片中TN含量顯著低于T1、T2、T3葉片中TN含量；T3中N含量顯著高于T1和T2（P＜0.01）。葉片N含量在T3處理時達到最高為24.13 g/kg，在T1時葉片TN含量最低為18.77 g/kg，T4處理較T1、T2、T3顯著提高了葉片全氮含量（P＜0.01），分別提高了28.56%、17.94%、15.59%；葉片K含量在T3處理時達到最高為9.54 g/kg，較CK、T1、T2顯著提高了葉片K含量（P＜0.01），分別提高了61.12%、38.53%和20.85%。圖8

T3中TN元素含量顯著高于T1和T2，并且T1和T2元素含量之間無顯著差異（P＞0.05），土壤TN含量在T3處理時達到最高為1.05 g/kg，較CK、T1、T2顯著提高了土壤TN含量（P＜0.01），分別提高了138.1%、84.44%和98.92%。土壤TK含量在T3處理時達到最高為24.01 g/kg，較CK、T1和T2顯著提高了土壤TK含量（P＜0.01），分別提高了37.44%、24.92%和28.83%。圖9"

3"討 論

3.1

通過分析葉片礦質營養可以對果樹的營養水平進行診斷，進而指導施肥，使果園管理科學化［18］。葉片的營養狀態直接決定了葉片的抗病能力［19］。研究結果顯示，健康園葉片中N、P、K、Ca含量顯著高于核桃焦葉病中度園和重度園（P＜0.05），而健康園葉片中Mg含量顯著低于發病園（P＜0.05）；健康園葉片中Fe、Mn、Cu含量顯著高于發病園（P＜0.05），Cl、Na和Zn含量顯著低于發病園（P＜0.05）。表明健康葉片和發病葉片的營養狀態是存在差異的，而這些差異是葉片發病后引起的，葉片礦質元素同時受樹體生長時期和外界環境影響波動較大，而樹體生長所需的養分大部分來自土壤，核桃的生長發育狀況、高產、優質均與土壤養分的供應狀況相關［20］。研究結果顯示，健康樣園土壤中TN、TP、TK、AN、AP、AK含量顯著高于核桃焦葉病中度園和重度園（P＜0.05）；在微量元素方面，健康樣園土壤中Fe、Cu、Zn含量顯著高于核桃焦葉病中度園和重度園（P＜0.05）。健康土壤中Na、Cl含量顯著低于中度園和重度園（P＜0.05）。核桃焦葉病不同發病程度樣園土壤養分的供應狀況差異明顯，即核桃焦葉病與多種土壤礦質元素相關。

3.2

N和K在PC1和PC2中均為正值，并且N和K之間呈正相關，表明N、K元素是核桃焦葉病發生的關鍵元素，N、K元素虧缺更易誘發核桃焦葉病。N、K元素虧缺引起植物病害已有文獻報道，如N元素缺乏引發核桃葉片黃化［20］，施K有利于植物抵御病原侵入，提高植株的抗病性［21］，土壤中施用K肥，能有效抑制油菜黑斑病［22］，通過控制N/K＜1.65和P/K＜0.28，能有效抑制核桃腐爛病的發生［23］，并且對櫻桃果實的品質特性有積極影響［24］。但研究主成分分析結果中仍有部分病葉與健康葉片相互混在一起，未能清晰區分開，可能是因為植物中礦質元素的吸收和運輸往往是在與其他礦質元素相互影響相互作用下進行的，不同礦質營養元素的供給水平也影響其他礦質元素植物體內的運輸和積累，這些相互作用可能是相互促進的，也可以彼此抑制［25］。研究中N、K元素虧缺很可能引起其他礦質元素的運輸和積累發生變化。因此，核桃焦葉病的發生與可能是多種元素失調共同作用的結果。已有的植物病害的相關研究也得出類似結論，例如：Ca、Mg元素失調導致李焦葉癥和K、Mg、Mn元素失調導致臍橙生理病害發生［26-27］。如重金屬會對植物營養元素，如N、P、S等的利用效率造成較大的干擾［28］，并且綜合利用根部施肥和葉面追肥有利于進行蘋果樹養分管理［29］。

3.3

研究針對N和K兩個關鍵元素設計不同施肥處理，結果表明通過根部和葉面噴施N、K能夠顯著提高葉片和土壤中N和K的含量，同時焦葉病發病率顯著降低。合理補充N、K元素能夠提高核桃抗焦葉病能力，同時也進一步驗證了N、K是核桃焦葉病的關鍵元素。因此，通過礦質營養調節增強植物的抗病能力，減少植物病害的發生，不僅能提高植物產量和改善其品質，可以減少農藥用量［30］。但是土壤及葉片中礦質元素含量受環境條件、樹體生長發育階段及栽培管理措施影響。土壤和葉片中礦質元素數據存在不穩定性，研究得出的結論均是基于一年的試驗數據得出的，因此還需要進行連年的檢測，以驗證研究的結果。

4"結 論

核桃焦葉病的發生與低含量N、K和高含量Cl有密切關系，N和K兩種元素的虧缺是核桃焦葉病發生的關鍵元素，通過根部施肥和葉片噴肥相結合，對核桃樹體進行N和K元素補充，核桃焦葉病的發病率由87%降低到8%，同時土壤和葉片中N和K含量顯著提高。通過合理補充N、K元素來提高核桃樹體樹勢，可有效防控核桃焦葉病。

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Analysis of the relationship between walnut leaf ""scorch disease and mineral elements

ZHAO Shasha， WANG Shiwei， ZHANG Cuifang， HAO Honglong， ""GUO Tong， YANG Xianan， YANG Wenjie

（College of Forestry and Landscape Architecture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China）

Abstract：【Objective】 ""To enhance the ability of walnut to resist leaf scorch disease by taking the regulation of tree nutrient level as the entry point in the hope of providing a theoretical basis for the scientific prevention and control of the disease.

【Methods】 """The changes of mineral elements in healthy， mild， moderate and severe walnut leaf scorch disease production gardens and walnut leaf leaves after different fertilization treatments were systematically compared.

【Results】 """Differences in leaf mineral element contents in walnuts with different pathogenesis levels were compared.In terms of a large number of elements， the contents of N， P， K and Ca in the leaves of healthy garden were significantly higher than those in medium garden and heavy garden （Plt;0.05）; The Mg content in the leaves of the healthy garden was significantly lower than that in the diseased garden （Plt;0.05）; In terms of trace elements， the contents of Fe， Mn and Cu in the leaves of the healthy garden were significantly higher than those in the morbidity garden （Plt;0.05）; The contents of Cl， Na and Zn were significantly lower than those in the morbidity garden （Plt;0.05）; The contents of Na and Cl in healthy soil were significantly lower than those in moderate and heavy gardens （Plt;0.05）; Principal component analysis revealed that N and K were positive in PC1 and PC2 so they were positively correlated， which played a major role in focal leaf scorch.After fertilization treatment， the combination of reasonable root application N， K and leaf spraying N and K was the best， the incidence rate of which was reduced to 8%， and the nitrogen and potassium content in soil and leaves increased significantly.

【Conclusion】 ""The occurrence of walnut leaf scorched is closely related to low content of N and K and high content of Cl， and reasonable supplementation of N and K can effectively prevent and control walnut leaf scorch disease.

Key words：""walnut; leaf scorch disease; mineral elements; fertilization

Fund projects：""The Key Ramp;D Special Project of Xinjiang Uygur Autonomous Region \"R amp; D and Demonstration of Key Technologies for Monitoring and Prevention and Control of Major Pests and Diseases of Walnut/Jujube\" （2021B02004）

Correspondence author："""WANG Shiwei （1984-），male， from Henan， professor， doctor， master tutor， research direction： forest cultivation，（E-mail）wsw850204@163.com

收稿日期（Received）：

2024-04-02

基金項目：

新疆維吾爾自治區重點研發專項“核桃/紅棗重大病蟲害監測及防控關鍵技術研發與示范”（2021B02004）

作者簡介：

趙莎莎（1997-），女，云南大理人，碩士研究生，研究方向為森林培育技術與應用，（E-mail）1439172753@qq.com

通訊作者：

王世偉（1984-），男，河南周口人，教授，博士，碩士生導師，研究方向為森林培育，（E-mail）wsw850204@163.com