七種種植模式下小粒咖啡病蟲害調(diào)查

付興飛 胡發(fā)廣 程金煥 婁予強 呂玉蘭 黃家雄 李亞男 李貴平

(云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟作物研究所云南保山678000)

咖啡是一類經(jīng)濟價值極高的熱帶經(jīng)濟作物和飲料作物，全球種植面積超過1 100萬hm2，其產(chǎn)量、消費量及產(chǎn)值均居世界三大飲料作物之首［1-3］。據(jù)統(tǒng)計，全球直接從事咖啡種植人口超過2 500萬，咖啡是發(fā)展中國家出口創(chuàng)匯的主要經(jīng)濟作物之一［2，4-5］。中國引入栽培咖啡已超過100年，主要種植于熱帶和亞熱帶區(qū)域，如云南、海南及臺灣等省［6］。種植初期，為獲取最高的咖啡產(chǎn)量，主要以咖啡純林種植（陽光咖啡）為主。但連續(xù)多年的純林種植已產(chǎn)生了嚴重的連作障礙，導(dǎo)致咖啡產(chǎn)量降低、生長慢、土傳病害嚴重及生物多樣性喪失等問題，嚴重制約了中國咖啡產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展［8-10］。

云南是中國最大的小粒咖啡Coffea arabica生產(chǎn)區(qū)，其種植面積、產(chǎn)量及產(chǎn)值均超過全國總量的98%［5，9］。長期咖啡純林種植導(dǎo)致了嚴重的連作障礙。近年國際咖啡市場價格持續(xù)低迷，迫切需要尋找一種新的種植模式來取代傳統(tǒng)咖啡種植模式，提高農(nóng)戶的經(jīng)濟收入。咖啡復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)被認為是一種比較理想的種植模式，可為咖啡提供必要遮蔭、提高咖啡產(chǎn)值，有利于生物多樣性保護，符合農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求［8］。目前，咖啡主要與芒果Mangifera indica、澳洲堅果Maca‐damia ternifolia等經(jīng)濟作物或林業(yè)樹種構(gòu)成復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)，一定程度增加了種植者的經(jīng)濟收入。病蟲害是制約咖啡產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要因子之一，但關(guān)于咖啡復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)對病蟲害影響的研究較少。因此，開展不同種植模式對小粒咖啡病蟲害影響的調(diào)查具有必要性，筆者于2020年對云南省臨滄市小粒咖啡種植區(qū)7種種植模式下的小粒咖啡病蟲害危害情況開展調(diào)查分析，以期為小粒咖啡種植和病蟲害防治提供基礎(chǔ)信息。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 樣地概況

研究地位于云南省臨滄市小粒咖啡種植區(qū)（E98°40′～100°34′；N23°05′～25°02′），海拔860～1 350 m，屬亞熱帶低緯度高原山地氣候，年均溫15～20.3℃，年均降雨量1 100～2 780 mm。

1.1.2 試材

小粒咖啡品種均為“Catimor”系列品種，該系列品種具有明顯的抗銹病特點。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

根據(jù)種植區(qū)內(nèi)小粒咖啡實際種植情況，選擇7種具有代表性的種植模式，即澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林（AK）、沉香-咖啡混農(nóng)林（CK）、銀合歡-咖啡混農(nóng)林（YK）、牛油果-咖啡混農(nóng)林（NK）、香蕉-咖啡混農(nóng)林（XK）、鈍葉黃檀-咖啡混農(nóng)林（DK）及咖啡純林（陽光咖啡）（K）。咖啡種植規(guī)格為1 m×2 m，樹齡均超過10年。遮蔭樹種均已成林，可為小粒咖啡提供一定遮蔭。其中，銀合歡Leucaena leucocephala、鈍 葉 黃 檀Dalbergia obtusifoliawe為冬季落葉樹種；其余遮蔭樹種均為常綠樹種，香蕉-咖啡混農(nóng)林（XK）郁閉度最大（約50%），其它類型種植樣地郁閉度5%～25%。

1.2.2 調(diào)查

通過踏查，對7種種植模式下小粒咖啡病蟲害種類開展調(diào)查。對能現(xiàn)場鑒別的病蟲害進行記錄；對不能鑒別的病蟲害采集標(biāo)本，記錄采集信息，帶回室內(nèi)鑒定。根據(jù)病蟲害生物學(xué)特性和實際危害狀況，結(jié)合病蟲害危害等級劃分標(biāo)準(zhǔn)開展專題調(diào)查。參照周興銀等［11］病蟲害危害等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置4個危害等級：0級，全株無病蟲害危害；Ⅰ級，葉部受害面積小于1/3或樹干及枝梢受害低于20%；Ⅱ級，葉部受害介于1/3～2/3間或樹干及枝梢受害介于21%～50%；Ⅲ級，葉部受害大于2/3或樹干及枝梢受害超過50%。根據(jù)公式（1）和（2），計算不同種植模式下小粒咖啡病蟲害的危害率和危害指數(shù)［12］。其中，澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林（AK）調(diào)查小粒咖啡30株，其余6種種植模式均調(diào)查20株。

1.2.3 統(tǒng)計方法

采用Excel對小粒咖啡病蟲害危害數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并計算病蟲害危害率和危害指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 小粒咖啡病蟲害種類

7種種植模式下小粒咖啡病害共有6種（表1），即褐斑病、咖啡銹病、炭疽病、煤煙病、藻斑病和枝枯病。澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林（AK）6種病害均有發(fā)生；沉香-咖啡混農(nóng)林（CK）有咖啡銹病、炭疽病和枝枯病3種；銀合歡-咖啡混農(nóng)林（YK）、牛油果-咖啡混農(nóng)林（NK）、鈍葉黃檀-咖啡混農(nóng)林（DK）和咖啡純林（陽光咖啡）（K）中小粒咖啡病害均為5種，無褐斑病；香蕉-咖啡混農(nóng)林（XK）有病害4種，無褐斑病和藻斑病發(fā)生。

表1 不同種植模式小粒咖啡病害危害情況

續(xù)表1不同種植模式小粒咖啡病害危害情況

7種咖啡種植模式下小粒咖啡蟲害有6目12科14種（表2）。其中，澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林（AK）中蟲害種類最多，為9種；牛油果-咖啡混農(nóng)林（NK）中害蟲種類次之，為7種；鈍葉黃檀-咖啡混農(nóng)林（DK）和咖啡純林（陽光咖啡）（K）模式下害蟲種類均為5種；香蕉-咖啡混農(nóng)林（XK）、沉香-咖啡混農(nóng)林（CK）和銀合歡-咖啡混農(nóng)林（YK）中害蟲種類最少，均為4種。

表2 不同種植模式小粒咖啡蟲害危害情況

2.2 小粒咖啡病蟲害危害情況

澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林（AK）中咖啡銹病危害最嚴重，危害率為100%，危害指數(shù)為78.89；炭疽病危害次之，危害率為100%，危害指數(shù)為35.56；其余4種病害危害較低，危害率3.33%～60%，危害指數(shù)低于45。沉香-咖啡混農(nóng)林（CK）中咖啡銹病和炭疽病發(fā)生較為普遍，但以咖啡銹病危害最嚴重，危害指數(shù)為35。銀合歡-咖啡混農(nóng)林（YK）中炭疽病發(fā)生最普遍（危害率90%），但煤煙病危害最嚴重（危害指數(shù)48.33）。牛油果-咖啡混農(nóng)林（NK）中以咖啡銹病發(fā)生最嚴重，危害率100%，危害指數(shù)70；其余4種病害危害率30%～60%，危害指數(shù)21～45。香蕉-咖啡混農(nóng)林（XK）中4種病害發(fā)生危害均不嚴重。鈍葉黃檀-咖啡混農(nóng)林（DK）中除藻斑病外，其余4種病害發(fā)生均嚴重，咖啡銹病危害最嚴重。咖啡純林（陽光咖啡）（K）除煤煙病不嚴重外，其余4種病害均危害嚴重，危害率≥70%，危害指數(shù)≥33.33（表1）。

續(xù)表2不同種植模式小粒咖啡蟲害危害情況

在14種小粒咖啡蟲害中，僅澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林（AK）中滅字脊虎天牛Xylotrechus quad‐ripes、沉香-咖啡混農(nóng)林（CK）中茶蓑蛾Clania minuscula和 美洲斑 潛 蠅Liriomyza sativae及香蕉-咖啡混農(nóng)林（XK）中美洲斑潛蠅的危害率≥40%，其余種植模式下小粒咖啡其他害蟲的危害率均≤35%。但咖啡純林（陽光咖啡）（K）中滅字脊虎天牛危害最嚴重，危害指數(shù)為26.67，其余種植模式害蟲對小粒咖啡危害較小（表2）。

3 討論

病蟲害是制約咖啡產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因子之一，輕則引起咖啡生長不良或產(chǎn)量降低，重則直接導(dǎo)致咖啡植株死亡［12］。全世界咖啡病害有50余種，蟲害900余種［12-13］。云南省作為中國最重要的小粒咖啡生產(chǎn)區(qū)，已記錄病害10余種，蟲害150余種［14］。筆者對云南省咖啡種植區(qū)7種模式下小粒咖啡病害開展調(diào)查，發(fā)現(xiàn)病害6種，蟲害6目12科14種，發(fā)生普遍及危害較為嚴重的病蟲害有咖啡銹病、炭疽病及滅字脊虎天牛，其余病蟲害有發(fā)生但不嚴重，這與病蟲害的生物學(xué)特性及所處區(qū)域環(huán)境相關(guān)。咖啡銹病由駝孢銹菌Hemileia vastatrix引起［14-15］，炭疽病由盤長孢狀刺盤孢Colletotrichum gloeosporioid引 起［14］，上 述2種病害均屬世界性咖啡病害，這也是2種病害普遍發(fā)生的主要原因。煤煙病由煤苔菌Caphaleurossp.引起，一般由半翅目昆蟲分泌蜜露導(dǎo)致［14］。本次調(diào)查顯示，蚜蟲和蚧殼蟲等半翅目昆蟲有發(fā)生但不嚴重；藻斑病由寄生性銹藻Cephaleuros virescens引起，通常在環(huán)境潮濕的區(qū)域危害較嚴重［14］；枝枯病主要因產(chǎn)量過高、寒害、病蟲害等因素引起［14］；而褐斑病由咖啡生尾孢Cercospora coffeicola引起［14］，主要發(fā)生在幼樹期。本次調(diào)查中咖啡樹樹齡超過10年，這也是導(dǎo)致4種病害發(fā)生但不嚴重的原因。滅字脊虎天牛屬小粒咖啡的區(qū)域性重大害蟲，在云南省主要咖啡產(chǎn)區(qū)均有危害報道，主要分布在1 200 m海拔以下的區(qū)域［16］。

所處環(huán)境直接決定了病蟲害的特殊性，種植模式可以對田間小氣候和植被群落等產(chǎn)生影響，進而對病蟲害種類及危害情況產(chǎn)生影響［12，17］。本研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，咖啡銹病、炭疽病及枝枯病在7種種植模式咖啡園均有發(fā)生，但危害情況有差異，表明通過咖啡-經(jīng)濟林構(gòu)建復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)不能抑制病害發(fā)生，但可以改變病害的危害情況，而這些種植模式對咖啡病害的影響機制值得進一步開展系統(tǒng)性研究。本次調(diào)查中，小粒咖啡品種均為“Catimor”系列品種，具有明顯的抗銹性特征，但咖啡銹病危害仍然很嚴重，這也表明了云南省咖啡種植區(qū)“Catimor”系列品種對咖啡銹病的抗性已明顯下降，這可能與咖啡銹菌病原菌生理小種相關(guān)［18］，因此，開展咖啡抗銹品種選育，仍是未來咖啡研究的一個重要方向。而枝枯病以咖啡純林（陽光咖啡）（K）中最為嚴重，這主要是咖啡純林產(chǎn)量過高和樹勢衰弱導(dǎo)致的［14］。滅字脊虎天牛屬小粒咖啡區(qū)域性重大害蟲，已有研究表明，種植蔭蔽樹種可有效降低滅字脊虎天牛的危害［16］，本次調(diào)查結(jié)果與前人研究結(jié)果一致，即通過種植落葉樹種或常綠樹種均可有效控制滅字脊虎天牛的危害。

受國際咖啡市場價格持續(xù)低迷影響，傳統(tǒng)咖啡純林種植咖啡品質(zhì)差、產(chǎn)值低和病蟲害嚴重的缺點已逐漸顯現(xiàn)，通過咖啡與其他經(jīng)濟樹種進行復(fù)合生態(tài)種植，也成為維持我國咖啡健康可持續(xù)發(fā)展的一種重要模式。7種咖啡種植模式中，咖啡純林（陽光咖啡）（K）病蟲害發(fā)生最為嚴重、咖啡品質(zhì)差、產(chǎn)值低、樹勢衰退快。澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林產(chǎn)值高，澳洲堅果可為咖啡提供必要的遮蔭，提高咖啡品質(zhì)，也可適當(dāng)降低滅字脊虎天牛的危害；咖啡銹病雖然最為嚴重，但可通過后期水肥管理增強樹勢，降低咖啡銹病的危害。沉香-咖啡混農(nóng)林中沉香長勢慢，產(chǎn)值轉(zhuǎn)化較差。銀合歡和鈍葉黃檀屬于林業(yè)速生樹種，產(chǎn)值較低，鈍葉黃檀可以用于紫膠蟲飼養(yǎng)，但近年紫膠產(chǎn)值低迷，并且容易誘發(fā)煤煙病。牛油果-咖啡混農(nóng)林產(chǎn)值高，可以提供遮蔭。香蕉-咖啡混農(nóng)林中香蕉屬于速生型植物，當(dāng)年就可以形成經(jīng)濟效益，咖啡病蟲害也較低。因此，在今后咖啡產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，應(yīng)該以產(chǎn)值高、生長快、見效快的澳洲堅果、牛油果及香蕉等經(jīng)濟作物為遮蔭樹種，構(gòu)建經(jīng)濟林-咖啡混農(nóng)林系統(tǒng)，而產(chǎn)值低、生長慢、病蟲害嚴重的林業(yè)樹種-咖啡混農(nóng)林系統(tǒng)種植模式和產(chǎn)量高、品質(zhì)差、病蟲害嚴重的咖啡純林種植模式不建議繼續(xù)推廣種植。但本次調(diào)查僅就不同種植模式對小粒咖啡病蟲害的影響進行調(diào)查，缺少經(jīng)濟效益和生態(tài)效益等方面的系統(tǒng)性評價，急需開展后續(xù)調(diào)查工作，以期為中國咖啡產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供科學(xué)性指導(dǎo)。