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上海柑橘黑点病田间流行与降雨关系研究

2022-04-04蒋飞张喜喜肖小娥李红叶祝增荣

植物保护 2022年2期
关键词:降雨量柑橘

蒋飞 张喜喜 肖小娥 李红叶 祝增荣

摘要 自2009年起柑橘黑点病逐渐成为上海地区影响柑橘果实商品价值的最主要病害,严重制约上海市柑橘产业的效益。为了解该病的田间流行动态以及病害发生与降雨量的关系,2010年—2018年连续9年进行了病害发生动态调查和分析。结果表明,上海地区6月上旬至8月下旬是果实感病期,其中,6月中旬至7月中旬为发病高峰期;雨水是黑点病发生的必要条件,果实生长期不同阶段的降雨参数,尤其是6月下旬的降雨量与病情指数密切相关。本文以病情发展的3个时间节点(7月15日、8月15日和9月10日)的病情指数为因变量,以这3个时间点之前各旬的降雨量、降雨日为自变量筛选变量建立了多元线性回归方程,根據分析结果,采用6月下旬的降雨量等气象因子建立的多元线性回归方程,可以比较准确地预测7、8月中旬和9月10日即病害发展稳定期的田间病情。

关键词 柑橘; 柑橘黑点病; 病害发生动态; 降雨量

中图分类号: S436.66

文献标识码: A

DOI: 10.16688/j.zwbh.2020705

Abstract Since 2009, citrus melanose disease has gradually become the most important disease affecting the commercial value of fruits in Shanghai, and seriously restricted the benefit of citrus industry. In order to understand the epidemic dynamics of the disease in the citrus orchard and the relationship between the disease incidence and rainfall, the investigation and analysis of disease occurrence dynamics were carried out for nine consecutive years from 2010 to 2018. The results showed that the susceptible period of citrus fruit was from early June to late August, and the peak period of the disease incidence was from mid-June to mid-July. The rainfall was essential for the occurrence of the disease. The precipitation variables in different growth stages of fruits, especially the rainfall in late June, was closely related to the disease index. In this paper, The multiple linear regression equations were established according to disease index at three time points of disease development (July 15, August 15 and September 10) as the dependent variable, and the rainfall and rainfall days of each ten days before the three time points as independent variables to screen the parameters closely related to the change of disease index. The results showed that multiple linear regression equation established by meteorological factors such as rainfall in late June can accurately predict the disease development in the field in mid-July and Mid-August and September 10 when the disease development is stable.

Key words citrus; citrus melanose disease; epidemic dynamics; rainfall

柑橘黑点病(也称沙皮病)是柑橘上的一种重要真菌性病害,在我国普遍发生[1]。上海地处中国柑橘种植适宜区北缘地带,根据上海市农业农村委员会统计数据:2018年全市柑橘种植面积为0.4万 hm2,露地种植以耐寒性较好的‘宫川’温州蜜柑Citrus reticulata ‘Unshiu’为主,占全市种植面积90%以上。笔者调查发现,自2009年起,柑橘黑点病逐渐上升为上海地区柑橘的主要病害,果面的黑点和沙皮症状成为影响果实商品价值的重要因素。柑橘黑点病病原有性态为柑橘间座壳菌Diaporthe citri,无性态为柑橘拟茎点霉Phomopsis citri[2]。病原菌普遍存在于叶片、枝梢、枝干和果实上[3],因发病部位不同而产生流胶、干枯、蒂腐、沙皮、黑点等症状[4],国内研究报道表明:病菌孢子成熟后,遇到雨水就膨胀分散开来。降雨量、雨日和湿度直接影响分生孢子器溢出分生孢子角。分生孢子借风雨传播,降落到果面、嫩叶和枝梢表面而扩散[57]。降雨量与黑点病发生有较高的关联性[6],高湿多雨的天气易发病[4],病菌潜育期为7~10 d[1]。

为了解该病的发生规律以及和雨水的关系,进而为防治措施的制定提供参考,笔者选取2009年发病严重、树势较差的橘园,于2010年-2018年对柑橘黑点病发生情况进行了持续调查和分析。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

定点调查地设在上海前卫柑橘有限公司生产基地(位于上海市崇明区长兴岛)。目前该基地有露地橘园267 hm2,种植品种为‘宫川’和‘尾张’温州蜜柑,1983年-1985年种植,株行距为3 m×3.5 m,砧木为枳Citrus trifoliata。调查品种为‘宫川’温州蜜柑,调查区域面积为2 001 m2,田间管理较粗放,病枯枝较多,沟系基本通畅。自2010年起全年不喷施杀菌剂,不清园,保留田间病枯枝。

1.2 试验方法

2010年起,每年在调查地内选取10株上年表现出典型症状的发病柑橘树作为系统观察对象。2010年—2018年每年自6月1日起,采用随机取样法,每株树选2个果实,一共选20个果实,挂牌标记。每隔5 d观察1次,用手持式10倍放大镜观察黑点病在果面上的发生程度,计算病情指数,直至8月底果实转色时结束观察。从上海前卫柑橘有限公司获取每年5月上旬至8月下旬的降雨量和降雨日数据,并分析果实病情指数和降雨量之间的关联性。

果实黑点病的病情分级标准如下:0级,果面无黑点;1级,黑点面积占果面面积≤10%;2级,10%<黑点面积占果面面积≤20%;3级,20%<黑点面积占果面面积≤30%;4级,30%<黑点面积占果面面积≤40%;5级,黑点面积占果面面积40%以上。病情指数=∑(各级病果数×相应病级)/(调查总果数×5)×100[8]。

1.3 数据处理

使用Microsoft Excel整理调查数据,采用DPS(Data Processing System)软件进行多因素逐步回归分析[9]。以病情发展的3个时间节点(7月15日、8月15日和9月10日)的病情指数为因变量,相应地,以这3个时间节点之前各旬的降雨量、降雨日为自变量筛选变量。本着预测方程能尽量解释变异性,即决定系数(R2)要尽量大,但所包含的自变量越少越简便的基本原则,分3步构建预测方程:1)先在满足P<0.05的前提下,引入的变量尽量少; 2)再在满足P<0.01的前提下,引入的变量尽量少, 得出包含多个自变量的预测方程;3)前两步预测出的方程均只选出1个自变量即6月下旬的降雨量,符合变量尽量少的简便要求,但相应的决定系数并不高,为了提高决定系数,绘制3个时间节点的病情指数与入选的变量6月下旬的降雨量之间的散点图,根据基本趋势,选出最大决定系数的方程。

2 结果与分析

2.1 果实黑点病的发生情况

连续9年的观察表明,病害在6月上旬始见,此后病情大多快速加重,大流行年份(2015年和2016年)7月中旬病情指数即达100(图1)。除2018年外,病情增长最快的时期是6月上旬至7月中旬,其次是7月中旬至8月中旬,8月中旬后只有在2010年、2011年和2018年有较为明显的增长。总体上,病害发生后,病情的发展有3个时间节点,即7月15日、8月15日和9月10日(图1)。按潜育期7~10 d计,病菌侵染柑橘果实的高峰期为着果后至8月上旬,也即落花后70 d左右。笔者调查发现,上海地区柑橘常年在5月上旬初花,5月中旬盛花,5月下旬谢花,6月份为幼果期,7月至8月为果实膨大期。

2.2 果实黑点病发生期的降雨情况

在发病很重(9月10日调查结果)的2014年、2015年和2016年,5月-8月的总降雨量分别为667、831 mm和597 mm,降雨日数分别为48、47 d和44 d;在发病较轻的2017年和2018年,5月-8月的降雨量分别为401 mm和418 mm,降雨日数分别为43 d和36 d。可见,发病重的年份与发病轻的年份相比较,5月-8月降雨量差异普遍较大,而降雨日数差异有的较大,有的较小。进一步比较不同病情年份6月上旬至7月中旬(梅雨季)的降雨量和降雨日发现,发病最重的2015年和2016年这期间的降雨量分别为561 mm和387 mm,降雨日分别为26 d和25 d;而发病最轻的2017年和2018年同期的降雨量分别为188 mm和90 mm,降雨日分别为22 d和14 d。2018年5月下旬的降雨量达185 mm,而整个6月份的降雨量只有33.4 mm,7月5日前几乎观察不到病斑;在遇7月上旬56.5 mm和4 d的降雨后,病情指数才明显上升;在7月下旬有82.5 mm和4 d的降雨后,病情指数快速增长(图1和表1)。由此推测,5月下旬前的降雨对病害的发生影响较小,之后梅雨季的降雨與病害发生关系密切,而梅雨季后(7月下旬)遇台风和连续降雨仍然可诱发病害。

2.3 病情与降雨参数回归关系

2.3.1 7月15日的病情指数(DI0715)与降雨参数的回归关系

以P<0.05作为方程的显著水平,且入选最少变量为标准时,得到逐步回归结果:DI0715=17.497 0+ 0.518 7P6L(F1,8=10.281 1,P=0.014 9,决定系数R2=0.594 9)。入选变量只有6月下旬降雨量(P6L), 偏相关系数=0.771 3,t=3.206 4,P=0.014 9。

以P<0.01作为方程的显著水平,且入选最少变量为标准时,得到逐步回归结果: 7月15日病情指数 DI0715=29.988 5-0.311 7P5L+0.426 5P6L -9.627 6DP5E+10.428 3DP5L(F4,8=25.669 4,P=0.004 1,决定系数R2=0.962 5)。入选变量有5月下旬降雨量(P5L)、6月下旬降雨量(P6L)、5月上旬降雨日(DP5E)、5月下旬降雨日(DP5L)。偏相关系数分别为:-0.905 4、0.942 4、-0.832 8、0.949 1;t值分别为:4.265 3、5.633 6、3.008 4、6.026 7;P值则分别为:0.013、0.004 9、0.039 6、0.003 8。方程对相应2010年-2018年9年样本的回验误差率23.7%(表2)。

2.3.2 8月15日的病情指数(DI0815)与降雨参数的回归关系

以P<0.05作为方程的显著水平,且入选最少变量为标准时,得到逐步回归结果:DI0815=44.813 9+0.370 8P6L(F1,8=7.083 1,P=0.032 4,决定系数R2=0.503 0);选入变量只有6月下旬降雨量(P6L), 偏相关系数=0.709 2,t=2.661 4,P=0.032 4。

以P<0.01作为方程的显著水平,且入选最少变量为标准时,得到逐步回归结果: DI081 5=10.194 4+0.393 94P6L -5.7626 4DP5E+5.611 48DP5M +7.280 645DP5L+3.514 7DP6M-5.706 5DP7L (F6,8=6 768.6,P=0.000 1,决定系数R2=0.999 95)。

选入变量有6月下旬降雨量(P6L)、5月上、中、下旬降雨日(DP5E、DP5M、DP5L)、6月中旬降雨日(DP6M)、7月下旬降雨日(DP7L)。相应的偏相关系数分别为: 0.999 9、-0.999 4、0.999 6、0.999 9、0.998 8、-0.999 5;t值分别为:133.467 2、40.583 2、52.529 7、87.720 7、29.231 2、43.435 1;P值分别为:0.000 1、0.000 6、0.000 4、0.000 1、0.001 2、0.000 5;均达极显著水平。方程对相应2010年-2018年9年样本的回验误差率为0.2%(表2)。

2.3.3 9月10日的病情指数(DI0910)与降雨参数的回归关系

以P<0.05作为方程的显著水平,且入选最少变量为标准时,得到逐步回归结果:DI0910=48.055 5+0.350 4P6L(F1,8=6.304 3,P=0.040 3,决定系数R2=0.473 9);选入变量只有6月下旬降雨量(P6L), 偏相关系数=0.688 4,t=2.510,P=0.040 3。

以P<0.01作为方程的显著水平,且入选最少变量为标准时,得到逐步回归结果: 9月10日病情指数DI0910=24.423 4+0.397 7P6L -0.281 7P8M -6.508 4DP7L+7.711 9DP8E+3.787 2DP8L。 F5,8=18.220 7,此时P=0.018 8为最小值,纳入更多的变量会导致P值增大,决定系数 R2=0.968 1;6月下旬降雨量(P6L)、8月中旬降雨量(P8M)、7月下旬降雨日(DP7L)、8月上、下旬降雨日(DP8E、DP8L)对9月10日病情指数(DI0910)有极显著的影响。偏相关系数分别为:0.973 8、-0.943 6、-0.843 9、0.904 4、0.841 8;t值分别为:7.415 1、4.935 6、2.724 4、3.6709、2.7008; P值则分别为:0.005 1、0.015 9、0.072 3、0.035 0、0.073 7。方程对相应2010年-2018年9年样本的回验误差率4.3%(表2)。

2.3.4 病情指数与6月下旬的降雨量(P6L)之间简要回归方程的改进

第1批预测的方程均只选出1个自变量,即6月下旬的降雨量(P6L),符合变量尽量少的简便要求,但相应的决定系数(R2)并不高,为了提高决定系数,通过绘制3个时间节点的病情指数与入选的变量6月下旬的降雨量(P6L)之间的散点图(图3),发现其基本趋势并非如第一批筛选出的直线回归,而是曲线更佳,因此通过改变回归方程类型,选出决定系数最大的相应方程,发现均以对数曲线最佳, 相应的决定系数均有所提高。

3 结论与讨论

通过对上海地区连续9年的柑橘黑点病田间发生情况和降雨量关系研究表明:雨水是柑橘黑点病发生的必要条件,病害侵染期的降雨情况将直接影响病害总体发生程度,与其他地区的研究报道一致[47]。柑橘黑点病在果实上的发生高峰与物候期相关,每年均在幼果至膨大期间病情指数迅速上升,在果实停止膨大至转色时不再有明显增加。该病在上海地区6月到8月均可在果实上侵染危害,其中6月中旬至7月中旬是发病高峰期。在上海地区5月下旬前的降雨对病害的发生影响较小,之后梅雨季的降雨与病害发生关系较大,尤其是6月下旬的降雨量与病情指数密切相关。通过多元线性回归方程,可以根据6月份降雨量来准确预测后期田间柑橘黑点病的发生情况,为田间生产提供预测预报和指导意见。在制定该病的防治方案时需要密切关注幼果至膨大期的降雨,在降雨多的年份尤其需要加大防病力度。除了常规用药防治以外,6月-8月若遇上持续5 d降雨,或累计降雨量超过200 mm,应抢在停雨间隙用药补救,方可在恶劣的气候环境下将该病控制在较低的水平。

参考文献

[1] 姜丽英, 徐法三, 黄振东, 等. 柑橘黑点病的发病规律和防治[J]. 浙江农业学报, 2012, 24(4): 647653.

[2] HUANG Feng, HOU Xin, DEWDENY M M, et al. Diaporthe species occurring on citrus in China [J]. Fungal Diversity, 2013, 61: 237250.

[3] 陈国庆, 姜丽英, 徐法三, 等. 防治柑橘黑点病药剂的离体和田间筛选[J]. 浙江大学学报(农业与生命科学版), 2010, 36(4): 440444.

[4] 韩世锦. 柑桔树脂病的发生与防治[J]. 广东科技, 2011, 20(12): 66.

[5] 李红叶, 祝增荣, 刘玉婷, 等. 柑橘果实黑点病防治技术挂图[M].北京: 中国农业出版社, 2016.

[6] 余华梅, 徐法三. 柑橘黑点病发病因素调查和田间消长观察初报[J]. 浙江农业科学, 2011(6): 1364 1365.

[7] 张长英, 張慧吉, 王亚琴. 柑桔树脂病严重发生原因及综合防治措施[J]. 中国南方果树, 2008, 37(2): 1617.

[8] 蒋飞, 吴丹丹, 张喜喜, 等. 上海柑橘黑点病田间发生规律研究[J]. 浙江柑橘, 2018, 35(2): 1619.

[9] 唐启义. Data processing system (DPS)数据处理系统[M]. 北京: 科学出版社, 2017.

(责任编辑:杨明丽)

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