避雨种植对葡萄白粉病形成影响与微气象学分析

云南高原葡萄产区具有生产优质葡萄得天独厚的地理和气候优势,是我国最早上市的鲜食葡萄产地之一,葡萄2月初萌芽,早熟品种和晚熟品种分别在5~8月成熟上市。但云南省主要葡萄产区干湿季节分明,每年降雨多集中于6~9月,这个季节正好与葡萄挂果和果实成熟期相重叠,常导致葡萄一些主要病害爆发流行,如白腐病、炭疽病等(果腐病),严重影响葡萄的品质和产量。目前,在我国南方夏季多雨地区,常采用避雨栽培控制葡萄病害的严重发生[1-9]。近年来,课题组在云南省主要葡萄产区进行了多年避雨栽培控制葡萄病害技术的探索。实践表明,通过避雨栽培可以显著减少葡萄霜霉病、白腐病、炭疽病、黑豆病等主要病害种类和危害程度,降低葡萄农药残留,提高葡萄品质,节约防病支出。但课题组的调查结果表明,在避雨栽培中葡萄白粉病的发生反而加重,李向东等人[1]的调查结果也表明葡萄避雨栽培会加重白粉病的发生和流行。为了探明避雨栽培处理中葡萄白粉病发生严重的原因,寻找适宜避雨栽培白粉病防治的有效方法,本文中对避雨和露天栽培处理中葡萄植株冠层微气象因子的差异、微气象因子与白粉病发生流行的关系进行了比较分析,并调查比较了避雨栽培条件下杀菌剂对白粉病的防治效果,以期为葡萄避雨栽培中白粉病的防治提供参考。

1材料与方法

1.1试验地点和小区设置

试验点分别设置于云南省昆明市石林县板桥镇葡萄园(北纬24°48′31?87″,东经103°24′1?25″,海拔1915m)和弥勒县葡萄园(北纬24°24′13?58″,东经103°26′54?27″,海拔1426m)。石林葡萄园栽培品种为红提(又名红地球,Vitisviniferacv.RedGlobe),栽培方式为篱架式栽培,行株距为2?2m×1?0m;弥勒县葡萄园栽培品种为水晶葡萄,栽培方式为棚架式栽培,行株距为3?0m×1?0m。每个试验点比较避雨和露天栽培2种处理对白粉病的防治效果及其气象条件差异,每个处理设3个重复。石林和弥勒葡萄园每个小区面积分别为100m2和80m2。各个试验点均按照常规管理方法进行管理,适时进行葡萄的整形修剪、控枝控芽和水肥管理。

1.2白粉病的田间调查

于发病初期参照Carroll&Wilcox的方法[15]调查葡萄白粉病的病情基数,之后每隔10d调查1次病情发展情况,并计算病情指数和防治效果。每个小区内随机固定10株葡萄,每株随机固定4个新梢,每梢自上而下调查叶片,记录总叶量,并按病情对叶片分级,记录各级叶片数量,计算病情指数。根据病斑面积占整个叶面积的百分比分级,标准如下:0级,叶片无病斑;1级,病斑面积占5%以下;2级,5%~25%;3级,26%~50%;4级,51%~75%;5级,75%以上。

1.3植株冠层气象因子的观测

石林、弥勒的试验点分别采用虹吸式雨量计(天津气象仪器厂)测量葡萄生长季节降雨量情况。采用HOBOH8(H08-004-02型)温度和湿度自动测定仪进行避雨和露天栽培处理中葡萄植株同一冠层高度温度、湿度和果面持露时间的监测。仪器放置于塑料防雨罩里,位置统一朝向西北方向。采用叶面温度湿度监测仪(Spectrum,型号130)测定棚内和棚外果面持露时间,将该仪器统一固定在葡萄冠层中间且与地面成45°的斜面。自动仪器每h测定1次,对试验地不同栽培处理中植株冠层的温度、湿度、叶面湿度等微气候因子进行昼夜连续观测。

1.4白粉病的防治

为了比较避雨栽培与常规栽培对气象因子的影响以及与其它防治方法在防治效果方面的差异,试验在弥勒县葡萄园设置了4个处理:处理1,常规露天栽培对照,且不进行白粉病的防治;处理2,常规露天栽培对照,发现白粉病后施用杀菌剂防治;处理3,避雨栽培处理,不进行白粉病防治;处理4,避雨栽培处理,发现病害后针对性地施药防治。每个处理重复3次,随机区组排列。棚架式栽培小区长宽规格为32?0m×10?0m。2008年,处理2于叶片上发现葡萄白粉病后交替喷施三唑醇和45%咪鲜胺,每隔10d喷施1次,共4次。处理4于发现白粉病后喷施1次三唑醇,20d后喷施1次45%咪鲜胺。2009年药剂防治方法与2008年一样,对照处理2于6月19日开始施药(三唑醇和果鲜宝交替使用,共喷施4次)。处理4也是于6月19日开始喷施1次三唑醇,20d后喷施1次45%咪鲜胺。各个处理均按照1?2中的方法进行病害调查,根据病情指数评价防治效果。

2结果与分析

2.1避雨栽培和露天栽培中白粉病的发生流行规律

避雨栽培和常规露天栽培处理中白粉病的发生流行情况监测结果表明(见图1),石林试验点白粉病发生较轻,2008和2009年的病情指数均低于10。但2个葡萄园避雨栽培处理中白粉病的病情指数要高于常规露天栽培,且避雨栽培处理中白粉病的病情指数随着时间的推移持续上升,而露天栽培处理中白粉病从7月中下旬开始持续降雨后呈稳定发展或减轻的趋势。

2.2杀菌剂对避雨栽培中白粉病的防治效果

2008年弥勒葡萄园白粉病防治效果表明(见表1),避雨栽培、避雨+药剂防治、药剂防治和对照4个处理中,白粉病从6月22日有零星发生。每次调查结果均表明,避雨栽培处理中白粉病的病情指数均显著高于露天栽培的对照处理(P>0?05)。露天栽培处理中按10d间隔喷施了4次杀菌剂后对白粉病的防治效果可达50%以上,而避雨栽培处理中按20d用药间隔仅喷施了2次杀菌剂其防治效果就能达到70%以上。2009年的重复试验也表现出相似的趋势(见表2)。

2.3避雨栽培和露天栽培气象条件差异

2.3.1降雨量和叶面结露差异

雨量记录显示(见图2),石林葡萄园2008年从6月9日到7月28日50d内,降雨达29d,总降雨量为337?06mm。降雨主要集中在6月中旬及7月下旬,此时降雨多为大到暴雨。2009年的降雨量少于2008年,6月9日到7月28日50d内共降雨16d,总降雨量为217?9mm,降雨主要集中在6月中下旬,且多为大到暴雨。弥勒葡萄园2008年从6月9日到7月28日共50d内降雨达23d,总降雨量为115?95mm,降雨主要集中在6月中旬及7月下旬,此段时间降雨多为小到中雨。2009年6月9日到7月28日共50d,降雨21d,总降雨量为167?5mm,降雨主要集中在7月上旬和下旬,除6月24日的暴雨外,其它时间降雨多为小到中雨。结合图1~3可以看出,降雨和叶面持露时间对白粉病的发生具有显著影响,若白粉病接种后叶片保持湿润超过1h,白粉病的发生会显著降低。避雨栽培中葡萄白粉病的病情指数高于常规露天栽培,可能与葡萄叶片表面的结露时间有关系。由于降雨比较集中且时间长,导致常规露天栽培葡萄园中植株冠层叶面结露时间显著长于避雨栽培处理(见表3)。石林葡萄园中,2008年平均日降雨持续时间为2?01h,避雨栽培中平均日叶面结露时间为1?89h,仅为露天栽培的40%;2009年日平均降雨持续时间为1?83h,避雨栽培中日均叶面结露持续时间为1?20h,仅为露天栽培的50%。弥勒葡萄园各个处理中,2008年和2009年避雨栽培处理中的日均叶面结露时间也显著低于露天栽培处理。

2.3.2避雨栽培和露天栽培处理中植株冠层温度的差异

白粉病菌孢子萌发的最适宜温度为21~30℃,低于5℃或高于35℃孢子均不能正常萌发。避雨和对照2个处理中(见表4),植株冠层内每天适宜白粉病发生温度的时间变化规律显示,2008年石林葡萄园晴天和雨天避雨处理中最适宜白粉病发生的温度时间段稍高于露天栽培,2009年则是露天栽培高于避雨处理。2008和2009年弥勒县葡萄园中露天栽培处理中最适宜白粉病发生的温度的时间段也长于避雨处理。但统计分析结果表明,石林和弥勒两地葡萄园中晴天和雨天对照和避雨处理中最适宜白粉病发生的时间段均没有显著性差异(P>0?05)。田间白粉病的发生情况监测表明,避雨栽培中白粉病的病情指数高于露天栽培,虽然温度是白粉病发生流行的关键因素,但避雨和露天栽培中适宜白粉病发生的温度时间段无显著差异,因此,温度不是造成避雨栽培中白粉病发生严重的关键因素。

2.3.3避雨栽培和露天栽培处理中植株冠层湿度的差异

葡萄园中白粉病菌在空气湿度60%~90%的条件下容易发生,当空气湿度>90%,且随着湿度的增加,孢子萌发率降低。田间避雨栽培和常规露天栽培中植株冠层适宜白粉病发生的空气湿度的分析结果表明(见表5),各个试验点避雨栽培植株冠层适宜白粉病发生的湿度时间段长于露天栽培。避雨栽培和常规露天栽培每日24h内湿度变化规律结果也表明(见图4、5),晴天条件下,避雨和常规栽培处理20:00~8:00相对湿度较高(大于80%,小于95%),棚内和棚外没有显著差异;白天棚内外湿度急剧下降,但棚内的湿度明显高于棚外。雨天条件下,棚内的湿度明显低于棚外,20:00~8:00棚外的湿度明显高于棚内,且棚外大部分时段的湿度均大于95%,而棚内均小于95%;白天棚内外湿度也明显下降,但棚外的湿度高于棚内。晴天和雨天避雨栽培处理中平均相对湿度均低于95%,有利于白粉病菌的萌发和侵染;而常规栽培中雨天空气湿度大于95%的时间段较长,且在雨天植株叶面常因降雨而长时间存在水膜,不利于白粉病的发生。因此,避雨栽培中白粉病发生严重的另外一个原因可能是避雨栽培创造了适宜白粉病发生的湿度。

2.3.4避雨栽培和露天栽培处理中植株冠层光照强度的差异

监测表明,试验中避雨栽培使用的薄膜可以使光照强度减弱6?4%(见图4)。石林和弥勒两地的棚内外光照强度对比结果也表明(见图5),露天栽培植株冠层的光照强度始终大于避雨栽培。石林和弥勒葡萄园避雨栽培处理中平均日照强度分别减少了16?41%和21?33%。

3结论与讨论

(1)避雨栽培改变了葡萄植株冠层的微气象条件,有利于白粉病的发生和流行。葡萄白粉病是由子囊菌门葡萄钩丝壳菌Uncinulanecater(Schw.)Burr寄生引起的能降低葡萄产量、阻碍枝条生长发育和降低水果品质的破坏性病害[10-12]。前人的研究结果表明,白粉病的发生流行主要受温度、湿度、水膜和光照等因素的影响。白粉病的生长需要干燥、阴天天气,在孢子萌发和侵染过程中不需要自由水存在。温度是葡萄白粉病发生和流行的主要影响因子。白粉病在10~27℃条件下即可以侵染,温度高于35℃便停止生长。温暖的天气通常会加重白粉病的危害。其次,白粉病菌是一种能抵御干旱的真菌,在相对湿度低至8%的干燥条件下,其分生孢子也可以萌发。白粉病在39%~98%的湿度范围内能够发生,在60%~90%范围内传播迅速;在湿度<50%或>95%且叶片湿润条件下不宜发生。因此,多雨对白粉菌的侵染反而不利。干旱的夏季和温暖而潮湿、闷热的天气利于诱发白粉病的大发生[13-20]。

避雨栽培促进白粉病的发生与危害。避雨栽培和露天栽培葡萄园中植株冠层微气象条件的差异比较结果表明,避雨栽培处理中叶面持露时间缩短和空气湿度降低是影响白粉病菌孢子萌发和侵染的关键因素之一。监测数据表明,降雨季节常规栽培处理中植株叶面日均持露时间均大于3h,而避雨处理后植株冠层的叶面持露时间仅为露天栽培的20%~40%。另外,各个试验点避雨栽培植株冠层适宜白粉病发生的湿度时间段长于露天栽培。晴天和雨天避雨栽培处理中平均相对湿度均低于95%,有利于白粉病菌的萌发和侵染;而常规栽培中雨天空气湿度大于95%的时间段较长,且在雨天植株叶面常因降雨而长时间存在水膜,不利于白粉病的发生。因此,避雨栽培中白粉病发生严重的另外一个原因可能是避雨栽培创造了适宜白粉病发生的高湿但叶面干燥的环境。

另外,避雨栽培的薄膜对光照的遮蔽作用可能也是加重白粉病发生的原因之一。光照是葡萄白粉病发生流行很重要的影响因子。一方面,日光中的紫外线对白粉病菌孢子萌发和菌丝生长均有抑制作用[21];另一方面,阳光直射环境下叶片的温度可能不太适宜甚至高于病原的致死温度35℃[22]。因此,葡萄园中葡萄植株冠层中照射不到阳光的叶片和果实白粉病发生最严重。石林和弥勒两地的棚内外光照强度对比结果表明,露天栽培植株冠层的光照强度始终大于避雨栽培。光照强度的减弱可能降低了叶面的温度和紫外线对白粉病菌的杀菌效果,从而加重了白粉病的发生,具体机理还有待进行深入研究。

(2)适宜的杀菌剂防治措施可以有效地控制避雨栽培中白粉病的发生危害。科学合理的药剂防治措施能有效地控制白粉病的发生和危害[23-24]。试验结果表明,避雨栽培处理中科学合理的杀菌剂使用能提高防治效果,降低白粉病的危害。由于避雨栽培可使施用于植株表面的杀菌剂免受雨水冲刷,药剂的药效持续时间长,防治效果好。2年的试验数据均表明,田间自然发病后,避雨栽培处理中利用三唑醇和咪鲜胺按照20d的时间间隔各喷施1次对白粉病和褐斑病的防效就能达到70%以上;而常规露天栽培时2种杀菌剂按照10d的时间间隔各喷施2次防治效果均低于50%。这表明,避雨栽培处理中葡萄白粉病发生危害时可以通过杀菌剂的合理使用有效控制。

综上所述,避雨栽培创造了适宜白粉病发生的高湿(60%~90%)但叶面干燥的环境,且减弱了葡萄植株冠层的光照强度,消弱了光照对白粉病菌的抑制效果,有利于白粉病的侵染和流行。但通过合理的杀菌剂施用能有效地控制白粉病的发生和危害。