北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析

植物病理学报 ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA                                                           研究论文   doi:10.13926/j.cnki.apps.000167 北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态 监测和影响因素分析 徐佳美#，王海光#，秦丰，张国珍*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) (中国农业大学植物病理学系，北京 100193) 摘要：草莓灰霉病是由灰葡萄孢（Botrytis cinerea  Pers.）引起的一种真菌病害，可造成草莓烂果，严重影响草莓产量和采后保存。为了探明日光温室草莓灰霉病的发生流行规律，在2013-2014年生长季和2014-2015年生长季，对北京地区草莓日光温室空气中灰葡萄孢分生孢子数量、草莓花瓣带菌率和灰霉病病果数进行了动态监测和调查，同时对日光温室中气象因子进行了系统监测和记录。结果表明，在草莓日光温室中，利用孢子捕捉器捕获的灰葡萄孢分生孢子数量在一天中主要集中在5:00-18:00，以11:00-14:00数量最大。在一天中每小时捕获的分生孢子数量与温度和光照强度呈极显著正相关（P0.01），与相对湿度呈极显著负相关（P0.01）。新增草莓灰霉病病果数与7 d前当天捕获的分生孢子数量呈极显著正相关（r =0.872，P0.01），与7 d前当天的新鲜花瓣带菌率亦呈极显著正相关（r =0.807，P0.01），这为利用捕获的分生孢子数量和新鲜花瓣的带菌率预测7 d后草莓灰霉病的发生情况提供了重要参考。本研究结果有助于了解日光温室中草莓灰霉病的发生规律和影响因素，为该病害的防控和预测测报提供了依据。 关键词：草莓灰霉病；流行监测；影响因素；发病动态；花瓣带菌率 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 基金项目：公益性行业（农业）科研专项“保护地果蔬灰霉病绿色防控技术研究与示范”（201303025） 共同第一作者：徐佳美，硕士研究生，主要从事草莓灰霉病发生规律研究；E -mail：1021237882qq.com 王海光，博士，副教授，主要从事植物病害流行学和宏观植物病理学研究；E -mail：wanghaiguangcau.edu.cn 通讯作者：张国珍，博士，教授，主要从事真菌生物学及真菌病害研究；E-mail：zhanggzhcau.edu.cn。 网络出版时间：2017-07-11 17:04:53网络出版地址：http:/kns.cnki.net/kcms/detail/11.2184.S.20170711.1704.001.html徐佳美，等:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    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 中图分类号：S431.16; S432.44    文献标识码：A     草莓（Fragaria ananassa Duch.）是蔷薇科草莓属的多年生草本植物，果实色、香、味俱佳，被誉为“水果皇后”。近年来，随着草莓种植面积的不断扩大，草莓病虫害日趋严重，其中草莓灰霉病是露地和保护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为灰葡萄孢（Botrytis cinerea Pers.），是气传的死体营养型植物病原真菌，可侵染危害1400余种植物2。草莓灰霉病主要为害花器、果实、果柄和叶片，伴随着溃烂和薄壁组织中出现水渍状，在果实和叶片上迅速出现灰色霉层是该病害最典型的症状3。该病害的发生严重影响草莓产量和采后保存，已成为草莓生产和产业发展中的一个重要问题1, 4, 5。 掌握草莓灰霉病发生流行规律是防治该病害的重要基础和前提。研究该病害的发生流行规律，需要了解温度、相对湿度、光照等气象条件以及空气中病原菌分生孢子数量和草莓花器带菌率等因素对病害发生的影响。对于草莓灰霉病发生流行规律的研究，已往的文献主要侧重于病害发生与环境因素之间的关系6, 7。关于草莓灰霉病与空气中病原菌分生孢子数量之间关系的研究相对较少8, 9。Xu等8建立了露地草莓灰霉病花器带菌率（即受侵染普遍率）与气象因子和空气中灰葡萄孢分生孢子数量之间的关系模型，所建模型达到显著性水平。Blanco等9研究发现露地草莓空气中灰葡萄孢分生孢子浓度与平均太阳辐射和平均温度均呈显著正相关，与降雨量和相对湿度均呈负相关，7 d累计分生孢子数量与灰霉病病果率之间呈显著正相关。由此可见，尽管目前已有结合灰葡萄孢分生孢子数量监测进行草莓灰霉病发生规律研究的文献报道，但主要是针对露地草莓灰霉病开展的研究，而对于设施草莓灰霉病发生流行规律较为系统的研究较少。 开展病原菌定量监测对于病害测报和制定防控措施具有重要意义，进行空气中病原菌孢子捕捉是定量监测气传病原菌的重要方式和手段1012。各种孢子捕捉器是进行孢子捕捉的重要工具，其捕徐佳美，等:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    3  捉载体主要有涂有黏性物质的玻片、胶棒或类似的圆柱体、透明胶带、培养基或感病寄主组织、Eppendorf管等1012。目前，在科研和生产中倾向于使用定容式孢子捕捉器1322。对捕获的孢子进行定量计数的方法除传统的显微镜观察计数方法16, 18, 20, 22, 23之外，还有利用分子生物学技术进行定量测定的方法21, 24, 25和基于图像处理技术的孢子自动计数方法2628。不同的孢子捕捉器和捕获孢子计数方法各有优缺点，在科研和生产中可以根据需要和具体条件选择使用适宜的孢子捕捉器和孢子计数方法。 20世纪80年代以来，随着设施农业的发展，我国设施草莓生产规模不断扩大，北方草莓的种植模式主要为设施栽培，尤其是在北京地区全部为设施栽培。草莓灰霉病是设施草莓生产和产业发展的严重威胁。本研究通过对草莓日光温室中气象因子、灰葡萄孢分生孢子数量、草莓花瓣带菌情况和草莓灰霉病病果数的系统监测和调查，研究北京地区设施草莓灰霉病的发病规律和影响因素，旨在掌握设施草莓灰霉病发生关键因子，为草莓灰霉病的预测预报和防控提供依据，有助于设施草莓灰霉病的安全有效防控。 1 材料与方法 1.1 调查地点和材料 本研究中草莓灰霉病发生动态调查在北京市林业果树研究所草莓日光温室进行。温室长度为60 m，宽度为8 m。栽培方式为高垄覆膜栽培，温室内共有72垄，每垄长7 m，高40 cm；每垄栽植2行，6070株草莓。每个草莓生长季中，选择连续的10垄（约90 m2）作为调查区。草莓品种为章姬，生育期中不进行病害药剂防治。 1.2 研究方法 1.2.1气象数据的采集 2013-2014年生长季从2月27日至5月8日和2014-2015年生长季从12月17日至5月5日在所用日光温室内利用扩展式温湿度和光照记录仪HOBO U12-012（美国Onset Computer Corporation产品）进行气象数据的记录和采集。将记录仪悬挂在距离草莓植株30 cm左右的高度，利用软件HOBOware设置记录仪每小时记录1次温度、相对湿度和光照强度，每监测1个月将数据导出到计算机。 1.2.2日光温室内空中灰葡萄孢分生孢子数量的动态监测 采用“河农型”电动孢子捕捉器（河北农业大学植物病害流行与综合防治实验室研制）于2013-2014年生长季和2014-2015年生长季，分别对所调查日光温室内空中灰葡萄孢分生孢子数量进行动态监测。孢子捕捉器放于所选择调查草莓种植区中间位置，放置高度与草莓植株高度相当。该孢子捕捉器利用透明胶带作为捕捉载体，以风扇抽气所形成的负压为动力，使外部空气以气流进入并冲击胶带，从而使空气中的分生孢子黏着在胶带表面。胶带被固定于一圆盘上（该圆盘7 d 转1周，每小时转过的圆周长度为2 mm）。每7 d更换1次胶带。将胶带取回实验室后，以乳酚油作为浮载剂，将胶带剪成以48 mm为1 d的长度制作成临徐佳美，等:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    4  时玻片，显微观察计数所捕获的灰葡萄孢分生孢子数量。参考单一的纵向移动和12个横向移动法23进行分生孢子计数，采用3个纵向移动，2 mm为1 h转过的长度，在OLYMPUS BH-2显微镜20倍目镜下进行计数，每一纵向统计24个视野，3个纵向为72个视野，利用最终取平均值的方法确定分生孢子数量。 1.2.3草莓花瓣带菌率的监测 2013-2014年生长季和2014-2015年生长季，分别对所用日光温室内所选择草莓种植区中草莓花瓣带菌率进行动态监测。在所选择连续的10垄内，按照5点取样法，每点分别采集刚开放的新鲜花瓣和已落地花瓣各20片。每周采集一次花瓣。所采集花瓣经3.3%次氯酸钠溶液表面消毒后，置于PDA培养基上22下培养45 d后，在OLYMPUS BH-2显微镜下观察花瓣带菌情况，统计长出灰葡萄孢的花瓣数，计算花瓣带菌率。 1.2.4草莓果实灰霉病的调查 2013-2014年生长季从2月26日至5月10日和2014-2015年生长季，从2月2日至5月5日分别对所用日光温室内草莓灰霉病进行调查。每一生长季中对选择的连续10垄草莓，每隔57 d调查1次每垄草莓总果数和灰霉病病果数。每次调查后摘除已成熟的果实和病果。 1.2.5数据处理方法 使用软件Microsoft Excel 2007和SPSS 17.0 对所获得数据进行处理和统计分析。计算2013-2014年生长季和2014-2015年生长季监测期内每小时捕获的分生孢子数量的平均值，绘制各个生长季一天中逐小时捕获的分生孢子数量变化动态图。将每天中每小时捕获的分生孢子数量之和作为当日捕获的分生孢子数量，绘制各个生长季监测期内捕获孢子量的日变化动态图。计算监测期内温度、相对湿度和光照强度每小时的平均值和每日采集数据的平均值，绘制各个生长季监测期内气象因子逐日动态变化图。绘制日光温室内草莓灰霉病和草莓花瓣带菌率的变化动态图。利用相关分析方法分析逐小时所捕获孢子数量与日光温室气象因子之间的关系、所捕获孢子数量日变化与气象因子之间的关系以及草莓灰霉病新增病果数与各气象因子、所捕获孢子数量、花瓣带菌率之间的关系。 2 结果与分析 2.1日光温室空气中草莓灰霉病菌分生孢子的变化动态与相关气象因子影响分析 2.1.1捕获的病原菌分生孢子数量在一天中的逐小时变化动态及其与气象因子的关系 2013-2014年生长季所用日光温室中灰葡萄孢分生孢子数量在一天中逐小时动态变化监测结果如图1-A所示，捕获的分生孢子数量主要集中在5:00-17:00，以11:00-13:00孢子数量最大。2014-2015年生长季所用日光温室中灰葡萄孢分生孢子数量在一天中逐小时动态变化监测结果如图1-B所示，捕获的分生孢子数量主要集中在7:00-18:00，以12:00-14:00孢子量最大。两个生长季中分生孢子在一天中的逐小时动态变化趋势一致，均为午间时段孢子量最大，夜间极少。 徐佳美，等:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    5  对2013-2014年生长季一天中逐小时捕获的灰葡萄孢分生孢子数量和与之对应的逐小时温度、相对湿度和光照强度的相关分析结果表明，每小时捕获的分生孢子数量与温度呈极显著正相关（r=0.676，P0.01）、与相对湿度呈极显著负相关（r= -0.574，P0.01）、与光照强度呈极显著正相关（r =0.815，P0.01）。用同样的方法对2014-2015年生长季中获得的相关数据进行分析，结果表明，每小时捕获的分生孢子数量与温度呈极显著正相关（r =0.950，P0.01）、与相对湿度呈极显著负相关（r =-0.962，P0.01）、与光照强度呈极显著正相关（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 捕获的病原菌分生孢子的季节变化动态及其与气象因子的关系 2013-2014年生长季和2014-2015年生长季所用日光温室中捕获的灰葡萄孢分生孢子数量的季节变化动态如图2所示。在2013-2014年生长季，2月底和4月底这两个时期捕获的分生孢子数量较多（图2-A）。2014-2015年生长季最早在12月底捕获到分生孢子，随着草莓逐渐成熟，捕获的分生孢子数量逐渐增多，在草莓果实成熟（2015年2月2日）之前，每天捕获的分生孢子数量在05.1103个/m3（图2-B），而果实成熟之后捕获的孢子数量开始增多，最多可达到3.5104个/m3。两个生长季的监测数据对比结果表明，2014- 2015年生长季的分生孢子日变化数量明显高于2013-2014年生长季。 在2013-2014年生长季中，发生过孢子捕捉器断电等意外情况，致使部分数据缺失，每日捕获的灰葡萄孢分生孢子数量与日平均温度、日平均相对湿度和日平均光照强度之间无显著相关性（P >0.05）。在2014-2015生长季，每日捕获的灰葡萄孢分生孢子数量与日平均温度呈极显著正相关（r =0.545，P0.01）、与日平均相对湿度呈极显著负相关（r =-0.449，P0.01）、与日平均光照强度呈极显著正相关（r =0.578，P0.01）。 B A 徐佳美，等:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    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草莓花瓣带菌率的变化动态 2013-2014年生长季所采集花瓣的带菌率检测结果表明，新鲜花瓣与脱落花瓣的带菌率变化较为一致，但脱落花瓣带菌率明显高于新鲜花瓣带菌率。新鲜花瓣带菌率平均值为18.85%，最高为55.00%；脱落花瓣带菌率平均值为32.00%，最高为70.00%。新鲜花瓣带菌率有3个高峰值，分别出现在3月14日、3月22日和4月20日；脱落花瓣带菌率有2个高峰值，分别出现在3月14日和3月31日（图3-A）。 2014-2015年生长季所采集花瓣的带菌率检测结果表明，新鲜花瓣与脱落花瓣的带菌率变化趋势亦是一致的，新鲜花瓣带菌率明显低于脱落花瓣带菌率（图3-B）。自1月19日起，新鲜花瓣带菌率平均值为34.57%，脱落花瓣带菌率平均值为44.31%。 A missing missing missing 徐佳美，等:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    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日光温室草莓果实灰霉病的发生动态及其与相关因子关系分析 2013-2014年生长季对草莓灰霉病病果的调查结果显示，2月下旬开始出现灰霉病病果，随后新增病果数迅速上升，3月5日最多，之后逐渐下降，4月中旬后有所回升，在4月23日出现一个小高峰（图4-A）。总体来讲，第一生长季的病果数相对较少。在2013-2014年生长季调查期间，草莓灰霉病较严重的时期主要在2月下旬至3月下旬，期间所用日光温室内日平均温度一般在1519（图4-B），日平均相对湿度一般在75%以上（图4-C）。4月底至5月初，灰霉病发病率较低，日平均相对湿度均低于55%（图4-C）。相关性分析结果表明，新增病果数与两次病果调查之间的平均相对湿度呈极显著正相关（r =0.872，P0.01）（图5），温度和光照强度（图4-D）对新增病果数的影响不大。2013-2014年生长季期间孢子捕捉器发生意外断电，计数不完整，无法定量分析捕获的分生孢子数量与新增病果数之间的关系。 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:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    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:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    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年生长季对草莓灰霉病病果的调查结果显示，日光温室内新增灰霉病病果数出现了3次高峰，分别在3月15日、4月9日和5月5日，尤其是5月5日出现了一次大暴发，新增病果数达1009个（图6-A）。2014-2015年生长季新增病果数明显高于2013-2014年生长季，且发病率的高峰较2013-2014年生长季有所推迟。2014-2015年生长季日光温室草莓灰霉病新增病果数与调查当天的温度（图6-B）、相对湿度（图6-C）、光照强度（图6-D）以及捕获的分生孢子数量并无显著相关关系，新增病果数与7 d前当天捕获的分生孢子数量呈极显著正相关（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:  北京地区日光温室草莓灰霉病发生动态监测和影响因素分析                    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年生长季新增病果数与花瓣带菌率之间关系的分析结果表明，草莓新增病果数出现的高峰期滞后于新鲜花瓣带菌率出现的高峰期，错开一次的新增病果数与新鲜花瓣带菌率之间呈极显著正相关( r=0.807，P0.01)（图7），即新增病果数与7 d前新鲜花瓣带菌率之间呈极显著正相关。2013-2014年生长季新增病果数高峰值与新鲜花瓣带菌率高峰值相比，也有滞后现象（数据未列出）。 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