北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析

植物病理學報 ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA                                                           研究論文   doi:10.13926/j.cnki.apps.000167 北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài) 監(jiān)測和影響因素分析 徐佳美#，王海光#，秦豐，張國珍*Epidemic monitoring and influence factor analysis of strawberry gray mold in greenhouse in Beijing XU Jia-mei#, WANG Hai-guang#, QIN Feng, ZHANG Guo-zhen* (Department of Plant Pathology, China Agricultural University, Beijing 100193, China) (中國農業(yè)大學植物病理學系，北京 100193) 摘要：草莓灰霉病是由灰葡萄孢（Botrytis cinerea  Pers.）引起的一種真菌病害，可造成草莓爛果，嚴重影響草莓產量和采后保存。為了探明日光溫室草莓灰霉病的發(fā)生流行規(guī)律，在2013-2014年生長季和2014-2015年生長季，對北京地區(qū)草莓日光溫室空氣中灰葡萄孢分生孢子數量、草莓花瓣帶菌率和灰霉病病果數進行了動態(tài)監(jiān)測和調查，同時對日光溫室中氣象因子進行了系統(tǒng)監(jiān)測和記錄。結果表明，在草莓日光溫室中，利用孢子捕捉器捕獲的灰葡萄孢分生孢子數量在一天中主要集中在5:00-18:00，以11:00-14:00數量最大。在一天中每小時捕獲的分生孢子數量與溫度和光照強度呈極顯著正相關（P0.01），與相對濕度呈極顯著負相關（P0.01）。新增草莓灰霉病病果數與7 d前當天捕獲的分生孢子數量呈極顯著正相關（r =0.872，P0.01），與7 d前當天的新鮮花瓣帶菌率亦呈極顯著正相關（r =0.807，P0.01），這為利用捕獲的分生孢子數量和新鮮花瓣的帶菌率預測7 d后草莓灰霉病的發(fā)生情況提供了重要參考。本研究結果有助于了解日光溫室中草莓灰霉病的發(fā)生規(guī)律和影響因素，為該病害的防控和預測測報提供了依據。 關鍵詞：草莓灰霉病；流行監(jiān)測；影響因素；發(fā)病動態(tài)；花瓣帶菌率 Abstract：Strawberry gray mold caused by Botrytis cinerea Pers. is an important infectious disease, which can cause fruit rot of strawberry and gives a great threat to fruit yields and post-harvest fruits of strawberry. To study the epidemics of strawberry gray mold in greenhouse and to investigate the corresponding influence factors, the number of airborne conidia of B. cinerea, the rate of petals infected by the fungus and the number of new diseased fruits were dynamically monitored in the growing seasons of 2013 to 2014 and 2014 to 2015, respectively. Combining with meteorological factors recorded in the greenhouse, all 收稿日期：2017-05-05；修回日期：2017-06-15 基金項目：公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項“保護地果蔬灰霉病綠色防控技術研究與示范”（201303025） 共同第一作者：徐佳美，碩士研究生，主要從事草莓灰霉病發(fā)生規(guī)律研究；E -mail：1021237882qq.com 王海光，博士，副教授，主要從事植物病害流行學和宏觀植物病理學研究；E -mail：wanghaiguangcau.edu.cn 通訊作者：張國珍，博士，教授，主要從事真菌生物學及真菌病害研究；E-mail：zhanggzhcau.edu.cn。 網絡出版時間：2017-07-11 17:04:53網絡出版地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/11.2184.S.20170711.1704.001.html徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    2  collected data were analyzed. The results showed that the airborne conidia concentration of B. cinerea was high from 5:00 to 18:00, especially during 11:00 to 14:00 in one day. The analysis results based on the obtained data in the two growing seasons of strawberry demonstrated that the hourly number of trapped conidia had highly significant positive correlation with temperature and light intensity (P0.01) , and had highly significant negative correlation with relative humidity (P0.01) . The number of new diseased fruits had highly significant positive correlation with both the number of trapped conidia (r=0.872, P0.01) and the infection rate of the fresh petals (r=0.807, P0.01)  on the seventh day before the corresponding fruit survey, indicating that this number of trapped conidia and this infection rate could be used as references to predict strawberry gray mold seven days in advance. The results of this study are helpful to understand the occurrence and influence factors of strawberry gray mold in greenhouse, and have provided some basis for the prevention and control of this disease. Key words: strawberry gray mold; epidemic monitoring; influence factor; disease dynamics; petal infection rate 中圖分類號：S431.16; S432.44    文獻標識碼：A     草莓（Fragaria ananassa Duch.）是薔薇科草莓屬的多年生草本植物，果實色、香、味俱佳，被譽為“水果皇后”。近年來，隨著草莓種植面積的不斷擴大，草莓病蟲害日趨嚴重，其中草莓灰霉病是露地和保護地栽培草莓的最重要病害之一1。引起草莓灰霉病的病原菌為灰葡萄孢（Botrytis cinerea Pers.），是氣傳的死體營養(yǎng)型植物病原真菌，可侵染危害1400余種植物2。草莓灰霉病主要為害花器、果實、果柄和葉片，伴隨著潰爛和薄壁組織中出現水漬狀，在果實和葉片上迅速出現灰色霉層是該病害最典型的癥狀3。該病害的發(fā)生嚴重影響草莓產量和采后保存，已成為草莓生產和產業(yè)發(fā)展中的一個重要問題1, 4, 5。 掌握草莓灰霉病發(fā)生流行規(guī)律是防治該病害的重要基礎和前提。研究該病害的發(fā)生流行規(guī)律，需要了解溫度、相對濕度、光照等氣象條件以及空氣中病原菌分生孢子數量和草莓花器帶菌率等因素對病害發(fā)生的影響。對于草莓灰霉病發(fā)生流行規(guī)律的研究，已往的文獻主要側重于病害發(fā)生與環(huán)境因素之間的關系6, 7。關于草莓灰霉病與空氣中病原菌分生孢子數量之間關系的研究相對較少8, 9。Xu等8建立了露地草莓灰霉病花器帶菌率（即受侵染普遍率）與氣象因子和空氣中灰葡萄孢分生孢子數量之間的關系模型，所建模型達到顯著性水平。Blanco等9研究發(fā)現露地草莓空氣中灰葡萄孢分生孢子濃度與平均太陽輻射和平均溫度均呈顯著正相關，與降雨量和相對濕度均呈負相關，7 d累計分生孢子數量與灰霉病病果率之間呈顯著正相關。由此可見，盡管目前已有結合灰葡萄孢分生孢子數量監(jiān)測進行草莓灰霉病發(fā)生規(guī)律研究的文獻報道，但主要是針對露地草莓灰霉病開展的研究，而對于設施草莓灰霉病發(fā)生流行規(guī)律較為系統(tǒng)的研究較少。 開展病原菌定量監(jiān)測對于病害測報和制定防控措施具有重要意義，進行空氣中病原菌孢子捕捉是定量監(jiān)測氣傳病原菌的重要方式和手段1012。各種孢子捕捉器是進行孢子捕捉的重要工具，其捕徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    3  捉載體主要有涂有黏性物質的玻片、膠棒或類似的圓柱體、透明膠帶、培養(yǎng)基或感病寄主組織、Eppendorf管等1012。目前，在科研和生產中傾向于使用定容式孢子捕捉器1322。對捕獲的孢子進行定量計數的方法除傳統(tǒng)的顯微鏡觀察計數方法16, 18, 20, 22, 23之外，還有利用分子生物學技術進行定量測定的方法21, 24, 25和基于圖像處理技術的孢子自動計數方法2628。不同的孢子捕捉器和捕獲孢子計數方法各有優(yōu)缺點，在科研和生產中可以根據需要和具體條件選擇使用適宜的孢子捕捉器和孢子計數方法。 20世紀80年代以來，隨著設施農業(yè)的發(fā)展，我國設施草莓生產規(guī)模不斷擴大，北方草莓的種植模式主要為設施栽培，尤其是在北京地區(qū)全部為設施栽培。草莓灰霉病是設施草莓生產和產業(yè)發(fā)展的嚴重威脅。本研究通過對草莓日光溫室中氣象因子、灰葡萄孢分生孢子數量、草莓花瓣帶菌情況和草莓灰霉病病果數的系統(tǒng)監(jiān)測和調查，研究北京地區(qū)設施草莓灰霉病的發(fā)病規(guī)律和影響因素，旨在掌握設施草莓灰霉病發(fā)生關鍵因子，為草莓灰霉病的預測預報和防控提供依據，有助于設施草莓灰霉病的安全有效防控。 1 材料與方法 1.1 調查地點和材料 本研究中草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)調查在北京市林業(yè)果樹研究所草莓日光溫室進行。溫室長度為60 m，寬度為8 m。栽培方式為高壟覆膜栽培，溫室內共有72壟，每壟長7 m，高40 cm；每壟栽植2行，6070株草莓。每個草莓生長季中，選擇連續(xù)的10壟（約90 m2）作為調查區(qū)。草莓品種為章姬，生育期中不進行病害藥劑防治。 1.2 研究方法 1.2.1氣象數據的采集 2013-2014年生長季從2月27日至5月8日和2014-2015年生長季從12月17日至5月5日在所用日光溫室內利用擴展式溫濕度和光照記錄儀HOBO U12-012（美國Onset Computer Corporation產品）進行氣象數據的記錄和采集。將記錄儀懸掛在距離草莓植株30 cm左右的高度，利用軟件HOBOware設置記錄儀每小時記錄1次溫度、相對濕度和光照強度，每監(jiān)測1個月將數據導出到計算機。 1.2.2日光溫室內空中灰葡萄孢分生孢子數量的動態(tài)監(jiān)測 采用“河農型”電動孢子捕捉器（河北農業(yè)大學植物病害流行與綜合防治實驗室研制）于2013-2014年生長季和2014-2015年生長季，分別對所調查日光溫室內空中灰葡萄孢分生孢子數量進行動態(tài)監(jiān)測。孢子捕捉器放于所選擇調查草莓種植區(qū)中間位置，放置高度與草莓植株高度相當。該孢子捕捉器利用透明膠帶作為捕捉載體，以風扇抽氣所形成的負壓為動力，使外部空氣以氣流進入并沖擊膠帶，從而使空氣中的分生孢子黏著在膠帶表面。膠帶被固定于一圓盤上（該圓盤7 d 轉1周，每小時轉過的圓周長度為2 mm）。每7 d更換1次膠帶。將膠帶取回實驗室后，以乳酚油作為浮載劑，將膠帶剪成以48 mm為1 d的長度制作成臨徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    4  時玻片，顯微觀察計數所捕獲的灰葡萄孢分生孢子數量。參考單一的縱向移動和12個橫向移動法23進行分生孢子計數，采用3個縱向移動，2 mm為1 h轉過的長度，在OLYMPUS BH-2顯微鏡20倍目鏡下進行計數，每一縱向統(tǒng)計24個視野，3個縱向為72個視野，利用最終取平均值的方法確定分生孢子數量。 1.2.3草莓花瓣帶菌率的監(jiān)測 2013-2014年生長季和2014-2015年生長季，分別對所用日光溫室內所選擇草莓種植區(qū)中草莓花瓣帶菌率進行動態(tài)監(jiān)測。在所選擇連續(xù)的10壟內，按照5點取樣法，每點分別采集剛開放的新鮮花瓣和已落地花瓣各20片。每周采集一次花瓣。所采集花瓣經3.3%次氯酸鈉溶液表面消毒后，置于PDA培養(yǎng)基上22下培養(yǎng)45 d后，在OLYMPUS BH-2顯微鏡下觀察花瓣帶菌情況，統(tǒng)計長出灰葡萄孢的花瓣數，計算花瓣帶菌率。 1.2.4草莓果實灰霉病的調查 2013-2014年生長季從2月26日至5月10日和2014-2015年生長季，從2月2日至5月5日分別對所用日光溫室內草莓灰霉病進行調查。每一生長季中對選擇的連續(xù)10壟草莓，每隔57 d調查1次每壟草莓總果數和灰霉病病果數。每次調查后摘除已成熟的果實和病果。 1.2.5數據處理方法 使用軟件Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0 對所獲得數據進行處理和統(tǒng)計分析。計算2013-2014年生長季和2014-2015年生長季監(jiān)測期內每小時捕獲的分生孢子數量的平均值，繪制各個生長季一天中逐小時捕獲的分生孢子數量變化動態(tài)圖。將每天中每小時捕獲的分生孢子數量之和作為當日捕獲的分生孢子數量，繪制各個生長季監(jiān)測期內捕獲孢子量的日變化動態(tài)圖。計算監(jiān)測期內溫度、相對濕度和光照強度每小時的平均值和每日采集數據的平均值，繪制各個生長季監(jiān)測期內氣象因子逐日動態(tài)變化圖。繪制日光溫室內草莓灰霉病和草莓花瓣帶菌率的變化動態(tài)圖。利用相關分析方法分析逐小時所捕獲孢子數量與日光溫室氣象因子之間的關系、所捕獲孢子數量日變化與氣象因子之間的關系以及草莓灰霉病新增病果數與各氣象因子、所捕獲孢子數量、花瓣帶菌率之間的關系。 2 結果與分析 2.1日光溫室空氣中草莓灰霉病菌分生孢子的變化動態(tài)與相關氣象因子影響分析 2.1.1捕獲的病原菌分生孢子數量在一天中的逐小時變化動態(tài)及其與氣象因子的關系 2013-2014年生長季所用日光溫室中灰葡萄孢分生孢子數量在一天中逐小時動態(tài)變化監(jiān)測結果如圖1-A所示，捕獲的分生孢子數量主要集中在5:00-17:00，以11:00-13:00孢子數量最大。2014-2015年生長季所用日光溫室中灰葡萄孢分生孢子數量在一天中逐小時動態(tài)變化監(jiān)測結果如圖1-B所示，捕獲的分生孢子數量主要集中在7:00-18:00，以12:00-14:00孢子量最大。兩個生長季中分生孢子在一天中的逐小時動態(tài)變化趨勢一致，均為午間時段孢子量最大，夜間極少。 徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    5  對2013-2014年生長季一天中逐小時捕獲的灰葡萄孢分生孢子數量和與之對應的逐小時溫度、相對濕度和光照強度的相關分析結果表明，每小時捕獲的分生孢子數量與溫度呈極顯著正相關（r=0.676，P0.01）、與相對濕度呈極顯著負相關（r= -0.574，P0.01）、與光照強度呈極顯著正相關（r =0.815，P0.01）。用同樣的方法對2014-2015年生長季中獲得的相關數據進行分析，結果表明，每小時捕獲的分生孢子數量與溫度呈極顯著正相關（r =0.950，P0.01）、與相對濕度呈極顯著負相關（r =-0.962，P0.01）、與光照強度呈極顯著正相關（r =0.848，P0.01）。 Fig.1 Changes of the amounts of conidia captured hourly in 2013-2014 (A) and 2014-2015 (B) growing seasons 2.1.2 捕獲的病原菌分生孢子的季節(jié)變化動態(tài)及其與氣象因子的關系 2013-2014年生長季和2014-2015年生長季所用日光溫室中捕獲的灰葡萄孢分生孢子數量的季節(jié)變化動態(tài)如圖2所示。在2013-2014年生長季，2月底和4月底這兩個時期捕獲的分生孢子數量較多（圖2-A）。2014-2015年生長季最早在12月底捕獲到分生孢子，隨著草莓逐漸成熟，捕獲的分生孢子數量逐漸增多，在草莓果實成熟（2015年2月2日）之前，每天捕獲的分生孢子數量在05.1103個/m3（圖2-B），而果實成熟之后捕獲的孢子數量開始增多，最多可達到3.5104個/m3。兩個生長季的監(jiān)測數據對比結果表明，2014- 2015年生長季的分生孢子日變化數量明顯高于2013-2014年生長季。 在2013-2014年生長季中，發(fā)生過孢子捕捉器斷電等意外情況，致使部分數據缺失，每日捕獲的灰葡萄孢分生孢子數量與日平均溫度、日平均相對濕度和日平均光照強度之間無顯著相關性（P >0.05）。在2014-2015生長季，每日捕獲的灰葡萄孢分生孢子數量與日平均溫度呈極顯著正相關（r =0.545，P0.01）、與日平均相對濕度呈極顯著負相關（r =-0.449，P0.01）、與日平均光照強度呈極顯著正相關（r =0.578，P0.01）。 B A 徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    6  Fig.2 Daily changes of the amounts of conidia captured from February to May in 2013-2014 growing season (A) and from December to May in 2014-2015 growing season (B) 2.2草莓花瓣帶菌率的變化動態(tài) 2013-2014年生長季所采集花瓣的帶菌率檢測結果表明，新鮮花瓣與脫落花瓣的帶菌率變化較為一致，但脫落花瓣帶菌率明顯高于新鮮花瓣帶菌率。新鮮花瓣帶菌率平均值為18.85%，最高為55.00%；脫落花瓣帶菌率平均值為32.00%，最高為70.00%。新鮮花瓣帶菌率有3個高峰值，分別出現在3月14日、3月22日和4月20日；脫落花瓣帶菌率有2個高峰值，分別出現在3月14日和3月31日（圖3-A）。 2014-2015年生長季所采集花瓣的帶菌率檢測結果表明，新鮮花瓣與脫落花瓣的帶菌率變化趨勢亦是一致的，新鮮花瓣帶菌率明顯低于脫落花瓣帶菌率（圖3-B）。自1月19日起，新鮮花瓣帶菌率平均值為34.57%，脫落花瓣帶菌率平均值為44.31%。 A missing missing missing 徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    7  01020304050607080901002.263.23.63.103.143.183.223.314.44.84.124.164.204.244.285.25.6Infectionrate/%DateThe fresh petals The fallen petals0102030405060708090100Infectionrate/%DateThe fresh petals The fallen petalsFig.3 Dynamics of the incidence of the infected fresh petals and the infected fallen petals in 2013-2014 (A) and 2014-2015 (B) growing season 2.3日光溫室草莓果實灰霉病的發(fā)生動態(tài)及其與相關因子關系分析 2013-2014年生長季對草莓灰霉病病果的調查結果顯示，2月下旬開始出現灰霉病病果，隨后新增病果數迅速上升，3月5日最多，之后逐漸下降，4月中旬后有所回升，在4月23日出現一個小高峰（圖4-A）。總體來講，第一生長季的病果數相對較少。在2013-2014年生長季調查期間，草莓灰霉病較嚴重的時期主要在2月下旬至3月下旬，期間所用日光溫室內日平均溫度一般在1519（圖4-B），日平均相對濕度一般在75%以上（圖4-C）。4月底至5月初，灰霉病發(fā)病率較低，日平均相對濕度均低于55%（圖4-C）。相關性分析結果表明，新增病果數與兩次病果調查之間的平均相對濕度呈極顯著正相關（r =0.872，P0.01）（圖5），溫度和光照強度（圖4-D）對新增病果數的影響不大。2013-2014年生長季期間孢子捕捉器發(fā)生意外斷電，計數不完整，無法定量分析捕獲的分生孢子數量與新增病果數之間的關系。 051015202530352.20 2.26 3.5 3.12 3.19 3.26 4.2 4.9 4.16 4.23 4.30 5.7 5.14ThenumberofnewdiseasedfruitsDateA B A 徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    8  Fig.4 Dynamics of strawberry gray mold (A),the daily mean temperature(B), the daily mean relative humidity(C) and the daily mean light intensity(D) in greenhouse in 2013-2014 growing season B C D 徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    9  0102030405060708090100051015202530353.5 3.12 3.19 3.26 4.2 4.9 4.16 4.23 4.30 5.7ThenumberofnewdiseasedfruitsDateThe number of new diseased fruits Relative humidityRelativehuminity/%Fig.5 Changes of the number of new diseased fruits and the mean relative humidity during two consecutive surveys of diseased fruits in 2013-2014 growing season 2014-2015年生長季對草莓灰霉病病果的調查結果顯示，日光溫室內新增灰霉病病果數出現了3次高峰，分別在3月15日、4月9日和5月5日，尤其是5月5日出現了一次大暴發(fā)，新增病果數達1009個（圖6-A）。2014-2015年生長季新增病果數明顯高于2013-2014年生長季，且發(fā)病率的高峰較2013-2014年生長季有所推遲。2014-2015年生長季日光溫室草莓灰霉病新增病果數與調查當天的溫度（圖6-B）、相對濕度（圖6-C）、光照強度（圖6-D）以及捕獲的分生孢子數量并無顯著相關關系，新增病果數與7 d前當天捕獲的分生孢子數量呈極顯著正相關（r =0.872，P0.01）。 0200400600800100012002.3 2.9 2.14 2.28 3.7 3.14 3.21 3.28 4.3 4.9 4.16 4.22 4.29 5.5ThenumberofnewdiseasedfruitsDateB A 徐佳美，等:  北京地區(qū)日光溫室草莓灰霉病發(fā)生動態(tài)監(jiān)測和影響因素分析                    10  Fig.6 Dynamics of strawberry gray mold (A),the daily mean temperature(B), the daily mean relative humidity(C) and the daily mean light intensity(D) in greenhouse in 2014-2015 growing season 2014-2015年生長季新增病果數與花瓣帶菌率之間關系的分析結果表明，草莓新增病果數出現的高峰期滯后于新鮮花瓣帶菌率出現的高峰期，錯開一次的新增病果數與新鮮花瓣帶菌率之間呈極顯著正相關( r=0.807，P0.01)（圖7），即新增病果數與7 d前新鮮花瓣帶菌率之間呈極顯著正相關。2013-2014年生長季新增病果數高峰值與新鮮花瓣帶菌率高峰值相比，也有滯后現象（數據未列出）。 0102030405060700501001502002503003504001.27 2.3 2.9 2.28 3.7 3.14 3.21 3.28 4.3 4.9 4.16Theinfectionrateofthefreshpetals/%ThenumberofnewdiseasedfruitsDateThe number of new diseased fruits The infection rate of the fresh petalsFig.7 Changes of the number of new diseased fruits and the infection rate of the fresh petals in 2014-2015 growing season C D