沙棘枝干枯萎病癥狀觀測與病原菌室內(nèi)化學(xué)藥劑篩選

趙東曉，陳 悅，夏 博，胡建忠，殷麗強

(1.水利部沙棘開發(fā)管理中心，北京 100038； 2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；3.山合林(北京)水土保持技術(shù)有限公司，北京 100038)

沙棘是我國重要的生態(tài)經(jīng)濟樹種，尤其在“三北”地區(qū)小流域治理和防護林建設(shè)中具有重要的作用[1]。沙棘枝干枯萎病俗稱沙棘干縮病、沙棘鐮刀菌黃萎病等，是目前為止全球公認(rèn)的“沙棘癌癥”。據(jù)報道，俄羅斯的一些沙棘品種每年因沙棘枝干枯萎病致死率為30%左右[2]。在我國西北半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)的調(diào)查結(jié)果表明，部分沙棘品種枝干枯萎病發(fā)病率高達30%～40%，產(chǎn)量下降40%以上，并導(dǎo)致沙棘大面積死亡[3]。

不同發(fā)病地區(qū)報道的沙棘枝干枯萎病的致病菌種類不同。張軍等[4]認(rèn)為沙棘雙絲孢座菌(Plowightiahippophaes)是該病害的主要致病菌，其無性型為胡頹子小色二孢(Microdiplodiaelaeagnipotebnia)。劉曉輝等[5]認(rèn)為沙棘干縮病的病原菌為擬枝孢鐮刀菌(Fusariumsporotrichiella)，然而并未就病原菌的致病性進行系統(tǒng)性驗證。國外有專家認(rèn)為沙棘干縮病分為傳染性干縮和非傳染性干縮2種類型，傳染性干縮的病原菌為大麗花輪枝孢菌(Verticilliumdahliae)和絲核鐮刀菌(Fusatiumrhizoctonia)[2]。宋瑞清等[6]經(jīng)過系統(tǒng)的致病性驗證表明，引起黑龍江省沙棘枝干枯萎病的病原菌為擬枝孢鐮刀菌，目前這一結(jié)論得到了比較廣泛的認(rèn)同。

近幾年來，“三北”地區(qū)一些沙棘引種基地的大果沙棘品種受到沙棘枝干枯萎病的嚴(yán)重危害，比如青海大通試點在2018年初就遭受到了毀滅性打擊。本研究針對不同地區(qū)的沙棘枝干枯萎病癥狀進行觀測，對比不同環(huán)境條件下大果沙棘的感病癥狀，初步探索了不同環(huán)境因素對病害癥狀的影響，以期為該病害的田間診斷提供依據(jù)。同時，針對沙棘枝干枯萎病目前比較公認(rèn)的致病菌擬枝孢鐮刀菌，研究了6種低毒性化學(xué)農(nóng)藥對該病原菌的抑制效果，旨在篩選出抑制病原菌效果顯著、藥效持續(xù)時間較長的殺菌劑，為沙棘枝干枯萎病的防控提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 不同地區(qū)沙棘枝干枯萎病癥狀觀測

野外觀測地點為青海省大通縣、新疆維吾爾自治區(qū)額敏縣和黑龍江省綏棱縣，觀測時間為2017年7月至2019年8月，品種均為2014年栽培的引進大果沙棘。

根據(jù)沙棘感病后枝條、葉片、根部和根頸處表現(xiàn)出的典型癥狀，對沙棘枝干枯萎病的發(fā)病癥狀進行了觀測，包括如下癥狀[3]的描述：①變色(植物組織出現(xiàn)褪綠和黃化，如整株或整個葉片變色)；②壞死(植物細(xì)胞或組織死亡，如葉斑、葉燒、立枯等)、腐爛(植物組織大面積地分解和破壞，如干腐、濕腐、軟腐等)；③萎蔫(植物維管束受破壞，引起凋萎、卷曲等)；④畸形(植物器官各種形態(tài)的異常膨大或皺縮，如叢生、矮縮、腫瘤、蕨葉)等。

記載沙棘枝干枯萎病的癥狀，觀測發(fā)病沙棘的生長勢、感病后是否死亡、同一植株的部分分株感病對其他分株生長的影響、感病沙棘的樹齡等。

1.2 化學(xué)藥劑的室內(nèi)篩選

1.2.1 供試菌株

試驗所用的擬枝孢鐮刀菌由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院提供。

1.2.2 供試藥劑

試驗所用藥劑為：75%百菌清可濕性粉劑、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑、1%呻嗪霉素懸浮劑、50%福美雙可濕性粉劑、烯唑醇、50%異菌脲。

1.2.3 測定方法

室內(nèi)藥劑篩選工作于2018年7月至9月進行，采用生長速率測定法測定。將供試藥劑分別用無菌水稀釋成不同濃度梯度的藥液，即用注射器吸取100 mL剛滅菌結(jié)束未凝固的PDA培養(yǎng)基，兌入等量不同稀釋倍數(shù)的藥液，加入無菌錐形瓶中充分搖勻；在每個培養(yǎng)皿中倒入含藥的培養(yǎng)基20 mL，接種5 mm菌餅至培養(yǎng)皿中央，置于無光照的28 ℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)7 d后用十字交叉法測量含藥培養(yǎng)基上擬枝孢鐮刀菌的菌落直徑。每個處理3次重復(fù)。計算各藥劑對病菌的平均抑制百分率，篩選出抑制效果最好的藥劑。

1.2.4 計算公式

菌落生長速率=(菌落直徑-菌餅直徑)/7

抑菌率=(對照菌落直徑-處理菌落直徑)/(對照菌落直徑-菌餅直徑)×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地區(qū)沙棘枝干枯萎病癥狀

青海省大通基地的沙棘長勢較弱，在2017年7月下旬至8月下旬陰雨天氣后出現(xiàn)明顯感病癥狀，嚴(yán)重感病的枝條上凹陷病斑連接成片狀，大量沙棘植株的葉片突然提前褪綠變黃并迅速脫落，2018年春季大量植株不再萌發(fā)，干縮死亡。

黑龍江綏棱基地的感病沙棘枝條上形成較多的橢圓形褐色或黑色病斑，病斑逐漸凹陷，中心通常呈黑色。

新疆額敏基地的沙棘長勢明顯優(yōu)于其他兩個基地，可能與當(dāng)?shù)毓庹蘸谩⒉捎玫喂嗟绒r(nóng)藝措施有關(guān)。新疆的感病沙棘明顯出現(xiàn)樹皮皸裂的癥狀，主干和側(cè)枝的樹皮開裂現(xiàn)象比較典型，主干基部的向陽一側(cè)樹皮開裂尤為明顯。

野外調(diào)查結(jié)果見表1。

對3個觀測地點的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，發(fā)病的較細(xì)側(cè)枝通常出現(xiàn)樹皮皺縮的癥狀，一些枝條表皮會出現(xiàn)黑色小顆粒狀的點狀物，枝條通常在第2年長勢衰弱或干枯死亡，短期內(nèi)對主枝和其他側(cè)枝的影響較小。如果發(fā)病枝條為主枝，將會導(dǎo)致整株沙棘逐漸發(fā)病，樹體逐漸枯萎死亡。

表1 不同地區(qū)沙棘(林齡4～5年)枝干枯萎病癥狀觀測

對調(diào)查的感病沙棘根部進行解剖后發(fā)現(xiàn)，感病沙棘的根部極少出現(xiàn)腐爛的癥狀，部分根部的橫截面出現(xiàn)黑褐色病變特征，但與之相鄰近的根系暫時未觀測到黑褐色病變癥狀。這可能解釋了經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)沙棘大部分枝干枯死后從根部又叢生出新側(cè)枝的現(xiàn)象。

重度感病沙棘的結(jié)實量明顯降低，青海省樣地的重度感病沙棘在2017年沒有產(chǎn)量，新疆樣地的重度感病沙棘果實出現(xiàn)了干腐的癥狀，病害嚴(yán)重降低了大果沙棘的果實產(chǎn)量和品質(zhì)。

2.2 化學(xué)農(nóng)藥和生物制劑的室內(nèi)篩選結(jié)果

75%百菌清可濕性粉劑在不同濃度下均對擬枝孢鐮刀菌有抑制作用且抑菌率均大于60%；1 000倍液的藥劑濃度下抑菌率最高，達到73.3%。

70%甲基硫菌可濕性粉劑對擬枝孢鐮刀菌的抑制效果較好。試驗表明，不同濃度的70%甲基硫菌可濕性粉劑均對擬枝孢鐮刀菌生長起到抑制作用，抑菌率均在70%以上，并且隨著濃度的遞增而升高，1 000倍液的藥劑濃度下抑菌率可達99.7%，500倍液的藥劑濃度下抑菌率可達100%。綜合經(jīng)濟成本來看，1 000倍液更適合田間應(yīng)用。

50%福美雙可濕性粉劑在5種濃度下均對擬枝孢鐮刀菌有較好的抑制作用，其中500倍液的藥劑濃度下時抑菌率最高，達到87.7%。

1%申嗪霉素藥劑在500和1 000倍液時對擬枝孢鐮刀菌均有很好的抑制作用，抑菌率均可達100%。綜合經(jīng)濟成本來看，1 000倍液的1%申嗪霉素更適合生產(chǎn)中應(yīng)用。

1 000～1 500倍液的烯唑醇對擬枝孢鐮刀菌有較好的抑制作用，抑菌率達90%以上。1 000倍液的烯唑醇對擬枝孢鐮刀菌的抑制率最高，達到95.3%，提高藥劑濃度后(500倍液)抑菌率并未隨之升高。

藥劑稀釋倍數(shù)為1 000～2 500倍的50%異菌脲對擬枝孢鐮刀菌的抑制效果一般，50%異菌脲的500倍液抑菌率僅為62.3%。

6種殺菌劑在不同濃度下對擬枝孢鐮刀菌的抑制率詳見表2。

表2 6種殺菌劑在不同濃度下對擬枝孢鐮刀菌的抑制率

3 結(jié)論與討論

對3個省區(qū)沙棘枝干枯萎病的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該病害主要在樹齡3年以上的植株上發(fā)生。良好的沙棘生長狀況可以延緩病害對植株的危害進程，延長感病沙棘存活的時間。有報道表明成齡沙棘從發(fā)病到整株死亡一般會經(jīng)歷1～4年的時間[4]，這與我們的觀測結(jié)果一致。沙棘是喜光性樹種，新疆額敏基地光照充足，采用滴灌模式進行節(jié)水灌溉，沙棘的長勢是調(diào)查3地中最好的，因此雖然沙棘在感病后樹皮開裂現(xiàn)象嚴(yán)重，但仍有很多中度感病的沙棘存活時間超過了2年。青海省大通基地的沙棘樹勢較弱，在突遇不良環(huán)境(2017年秋季的連續(xù)陰雨)的情況下，染病的沙棘病情發(fā)展迅速，導(dǎo)致大量死亡。

沙棘枝干枯萎病的發(fā)病癥狀受到環(huán)境中諸多因子的影響，如光照、溫度和水分等，其中水分因子的影響較大，持續(xù)干旱或者秋季多雨的氣候狀況將加速感病沙棘的死亡。新疆額敏基地處于降雨量少、蒸發(fā)量大的缺水環(huán)境，感病沙棘側(cè)枝、主干的樹皮出現(xiàn)明顯的開裂，干縮癥狀明顯，嚴(yán)重感病的沙棘果實呈僵果狀貼掛在枝上。黑龍江綏棱基地氣候比較濕潤，空氣濕度較高，感病沙棘側(cè)枝上通常出現(xiàn)比較多的橢圓形凹陷病斑，嚴(yán)重感病的沙棘果實出現(xiàn)提前脫落的現(xiàn)象。青海省大通基地在2017年由于秋季受到連續(xù)陰雨的影響，感病沙棘的葉片提前褪綠并大量脫落，枝條上的凹陷病斑通常連接成片狀，嚴(yán)重影響了植株水分和養(yǎng)分的運移。

沙棘枝干枯萎病作為“沙棘癌癥”，感病的沙棘樹勢會逐漸衰弱，直至地上枝干全部死亡。因此，對病害前期的有效預(yù)防是該病害防控的關(guān)鍵。同時，建立沙棘枝干枯萎病病原菌的分子檢測技術(shù)也是病害防控和沙棘林綜合管理的重要環(huán)節(jié)。本研究通過室內(nèi)藥劑篩選試驗，篩選出3種對擬枝孢鐮刀菌抑制效果較好的化學(xué)藥劑，分別為70%甲基硫菌靈可濕性粉劑(1 000倍液)、烯唑醇(1 000倍液)和1%申嗪霉素(1 000倍液)，可供生產(chǎn)中選擇使用。

在沙棘栽培管理過程中，應(yīng)盡量避免或減少除草等農(nóng)事操作過程中對沙棘根頸部的機械損傷，徹底清除沙棘種植園中的感病植株，對已經(jīng)出現(xiàn)表皮破潰的沙棘莖干部位，可以涂抹或噴施化學(xué)藥劑70%甲基硫菌靈可濕性粉劑和1%申嗪霉素等化學(xué)藥劑，及時抑制有害病原菌的侵染，預(yù)防病害的發(fā)生或降低病害的發(fā)生程度。

沙棘枝干枯萎病的防控需要應(yīng)用多種綜合的技術(shù)手段，持續(xù)深入挖掘農(nóng)藝栽培管理、抗病沙棘品種引種和育種等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的潛力，這樣對該病害的科學(xué)防控才能逐步實現(xiàn)。本文是對沙棘枝干枯萎病研究成果的初步報道，有關(guān)研究工作還在按計劃進行中。