徐 陽 ，鄧全恩 ，吳開云 ，龔榜初 *，陳學初 ，莫明全 ，童靜亮

（1.中國林科院亞熱帶林業(yè)研究所，杭州 311400；2.浙江省林木育種技術(shù)研究重點實驗室，杭州 311400；3.恭城瑤族自治縣農(nóng)業(yè)局水果站，桂林 542500；4.平樂縣農(nóng)業(yè)局水果站，桂林 542400；5.蘭溪市木材運輸巡查大隊，浙江 金華 321100）

柿（Diospyros kaki Thunb.）是著名的鐵桿莊稼，一年種植多年收益[1]。近年來我國柿產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，僅廣西恭城一縣，恭城水柿（Diospyros.kaki Thunb‘Gongchengshuishi’）種植面積高達2.5萬hm2以上，產(chǎn)值7億多元，是當?shù)刂匾?jīng)濟支柱，在精確扶貧中發(fā)揮了重要作用[2-10]。然而柿規(guī)?；a(chǎn)以后，各種新型病蟲害頻發(fā)，極不利于柿產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。如，新型病害柿果頂腐病，發(fā)病后果頂變黑，快速軟化落果，失去商品價值，導致果園大量減產(chǎn)、絕產(chǎn)[2-4]。據(jù)調(diào)查，恭城水柿主產(chǎn)區(qū)廣西恭城、平樂兩縣約3.3萬hm2柿園，每年因頂腐病損失近2億多元[2]。該病已成為柿產(chǎn)業(yè)中亟須解決的實際問題。

目前，國外未見該病報道。自恭城水柿頂腐病2010年集中爆發(fā)后[4]，我國柿從業(yè)人員對頂腐病發(fā)病規(guī)律進行了細致調(diào)查與總結(jié)。結(jié)果表明柿頂腐病具有明顯生理性病害特點：柿果第二次膨大期集中發(fā)生；病發(fā)果園無發(fā)病中心；病害部位均在果頂1/3范圍內(nèi)，病發(fā)部位未檢測到病原菌；樹冠外側(cè)果相對內(nèi)膛果易發(fā)，大果相對小果易發(fā)[2，4-5]。

在此基礎上，學者們對柿頂腐病病因展開研究。全金成等[6-7]推測該病產(chǎn)生可能與硼缺乏有關(guān)。而楊長林等[3，8]根據(jù)根補施石灰對頂腐病具有較明顯的防治效果，推測該病癥發(fā)生可能與鈣缺失有關(guān)。孫寧靜等[9-10]認為該病和鈣硼均有一定的關(guān)系，其中與鈣的關(guān)系更為密切?？傊壳罢J定該病為缺素造成的生理性病害，但尚未明確具體缺素病因，也較少同時關(guān)注土壤、樹體、果實主要礦質(zhì)元素含量及其比值與柿頂腐病的發(fā)生關(guān)系，于之相應的防治技術(shù)體系尚未建立。

據(jù)此，本試驗以恭城水柿為材料，對主產(chǎn)區(qū)不同發(fā)病柿園、土壤、葉片及果實中主要礦質(zhì)元素運用多重比較、相關(guān)分析、多元回歸、通徑分析等方法進行系統(tǒng)分析，探索果實、葉片及土壤礦質(zhì)元素含量與柿頂腐病之間的關(guān)系，以期明確水柿頂腐病病因，為科學防治提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

恭城縣與其相鄰的平樂縣是恭城水柿主產(chǎn)區(qū)，兩縣產(chǎn)量約占廣西全省的70%左右[5]。2014—2015年間對廣西桂林市內(nèi)，恭城縣、平樂縣相鄰村鎮(zhèn)的21個恭城水柿園進行調(diào)查。采樣地均屬亞熱帶季風氣候，土壤環(huán)境為山間平原地區(qū)，土層深厚，黃壤，主要成分為黏土。各果園按“S”形選取15～20株樹病果率，各樹平均病果率視為該園發(fā)病率，并按發(fā)病率范圍劃分果園發(fā)病等級（見表1）。

1.2 礦質(zhì)元素測定

在各柿園中，對所選柿樹進行取樣測定。每株樹冠中上部外圍4個方向共取12個果實，并于每株樹樹冠中上部的東、南、西、北4個方向選取樹冠外圍中上部健壯營養(yǎng)枝1枝。從每枝自上而下第4～6葉片中，選取成熟、健康、完整的功能葉片各2片，每株取8片。其中，果實取果實頂部樣本，各果園樣本充分混合后進行礦質(zhì)元素測定。每柿園按“S”形取土樣5點，四分法留土0.5 kg。委托國家林業(yè)局經(jīng)濟林產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測中心（杭州）進行樣本指標檢測，其中，土壤中水解性氮采用堿解-擴散法測定[11]150，土壤速效鉀[11]194、交換性鈣[11]197、交換性鎂[11]197、交換性錳含量[11]209采用乙酸銨浸取-原子吸收分光光度法測定，土壤有效硼含量采用沸水浸取-亞甲胺分光光度法測定[11]221-223，土壤有機質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定[11]107，pH采用電位法測定[11]126。果實和葉片，氮含量測定采用H2SO4-H2O2消煮后，用凱氏定氮法測定[11]309，鉀含量用火焰光度計法測定[11]315，鈣、鎂含量用濕灰化-原子吸收分光光度法測定[11]318-322，硼含量用干灰化-姜黃素分光光度法測定[11]326。

表1 樣品發(fā)病等級分類情況Table1 The overview of disease grade sample classification base on top rot occurrence ratio

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SPSS 16.0和EXCEL軟件進行統(tǒng)計，所得數(shù)據(jù)均用平均數(shù)±標準誤差表示，用DUNCAN新復極差法比較差異顯著性（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)病等級間礦質(zhì)元素多重比較分析

由表2、表3可知，2級病害柿園土壤pH平均為4.07，顯著低于 0級柿園（4.35）和 1級柿園（4.35）。隨著發(fā)病程度加劇，土壤水解性氮、水解性氮/交換性鈣、水解性氮/交換性鎂、水解性氮/交換性錳、水解性氮/有效硼、速效鉀/交換性鈣呈增大趨勢，土壤有機質(zhì)、交換性鎂/交換性錳值呈減少的趨勢，但均未達到顯著水平。

由表4、表5可知，2級病害柿園中柿葉片硼平均含量為28.1 mg/kg，顯著低于0級和1級。但1級病害柿葉片硼含量，平均為43.04 mg/kg，也顯著最高也顯著高于0級柿園葉片硼含量（37.36 mg/kg）。而葉片鈣含量與發(fā)病程度負相關(guān)的規(guī)律性更加明顯，其中0級病害柿園葉片鈣含量平均為17.2 mg/kg，顯著最高，1級病害柿園葉片鈣含量為13.33 mg/kg，顯著高于2級病害柿園葉片鈣含量（12.43 mg/kg），而顯著低于0級病害柿園。葉片鉀含量、氮/鈣、鉀/鈣、鉀/鎂、錳/硼值隨著柿園發(fā)病程度加深，呈增大的趨勢，但未達到顯著水平。

表2 不同頂腐病發(fā)病等級柿園土壤主要礦質(zhì)元素含量Table2 Contents of main mineral elements in soils within different top rot disease grade persimmon orchards

表3 不同頂腐病發(fā)病等級柿園土壤主要礦質(zhì)元素間比值Table3 Ratios of main mineral elements in soils within different top rot disease grade persimmon orchards

由表6、表7可知，0級病害、1級病害、2級病害柿園的果肉鎂含量分別為0.46、0.51、0.52 mg/kg，氮/鈣值分別為 5.32、5.67、5.8，鈣/錳值分別為 0.36、0.53、0.67，鉀/錳值分別為 4.22、6.29、8.02，總體上隨柿園發(fā)病程度加深，呈現(xiàn)增加趨勢。而果肉鉀含量（9.84、8.51、8.32 mg/kg）、鉀/鎂值（22.1、17.86、16.75）呈現(xiàn)降低的趨勢，但果實各項指標多重比較中均未存在顯著差異。

2.2 土壤、葉片、果實礦質(zhì)元素與頂腐病發(fā)病率相關(guān)性分析

多重比較結(jié)果顯示，只有較少的礦質(zhì)元素指標在各病級樣本間存在顯著差異。為進一步分析土壤、葉片、果實礦質(zhì)元素與柿果頂腐病發(fā)生間關(guān)系，本文繼續(xù)進行頂腐病發(fā)病率與礦質(zhì)元素間相關(guān)性分析。結(jié)果表明，發(fā)病率主要和土壤與葉片礦質(zhì)元素指標存在顯著相關(guān)。如表8所示，發(fā)病率與土壤pH存在極顯著負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.667 7；與土壤速效鉀/交換性鈣值極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.564 1；與水解性氮/交換性鈣顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.506 8。同時，表8也顯示發(fā)病率與葉片硼元素顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.480 1；而與葉片中氮/硼、鎂/硼值存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為 0.638 7、0.541；與葉片中鉀/硼、鈣/硼值顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.424 3、0.428 3。而發(fā)病率和果實礦質(zhì)元素間并未檢測到顯著相關(guān)關(guān)系。

表4 不同頂腐病發(fā)病等級柿葉主要礦質(zhì)元素含量Table4 Contents of main mineral elements in persimmon leaves with different top rot disease grade

表5 不同頂腐病發(fā)病等級柿葉主要礦質(zhì)元素間比值Table5 Ratios of main mineral elements in persimmon leaves with different top rot disease grade

表6 不同頂腐病發(fā)病等級柿果主要礦質(zhì)元素含量Table6 Contents of main mineral elements in persimmon fruits with different top rot disease grade

表7 不同頂腐病發(fā)病等級柿果主要礦質(zhì)元素含量比值Table7 Ratios of main mineral elements in persimmon fruits with different top rot disease grade

表8 頂腐病發(fā)病率與礦質(zhì)元素含量及比值間相關(guān)系數(shù)Table8 Correlation coefficient among the contents and ratios of main mineral elements and top rot disease rates

2.3 土壤、葉片、果實礦質(zhì)元素與頂腐病發(fā)生多元回歸及通徑分析

前文結(jié)果表明，柿果頂腐病發(fā)生受多種礦質(zhì)元素指標共同影響，需在簡單相關(guān)分析的基礎上進行多元回歸及通徑分析。據(jù)此，以土壤、葉片、果實中礦質(zhì)元素共21個檢測值為自變量，以發(fā)病率為因變量，進行逐步回歸分析，得出發(fā)病率最優(yōu)方程:

對回歸方程進行顯著性檢驗，結(jié)果達到顯著性差異水平，表明建立的方程穩(wěn)定性較好。由回歸方程可知，當其他變量固定時，柿園內(nèi)土壤交換性鎂（X4）、土壤 pH（X8）、柿葉片氮含量（X9）、柿葉鈣含量（X11）、柿葉錳含量（X13）變化 1個單位，柿園頂腐病的發(fā)病率分別變化 0.962、-136.549、-7.288、-5.197、-0.024個單位，其中土壤pH對柿園頂腐病的發(fā)生影響最大。

通徑系數(shù)的絕對值大小反映了各礦質(zhì)元素指標對頂腐病發(fā)病率影響的大小。如表9所示，柿園土壤交換性鎂（X4）、土壤 pH（X8）、柿葉片氮含量（X9）、柿葉鈣含量（X11）、柿葉錳含量（X13）均對發(fā)病率有較大影響。各礦質(zhì)元素對頂腐病發(fā)病率直接貢獻大小依次為：土壤 pH（-1.222）＞柿葉鈣含量（-0.824）＞土壤交換性鎂含量（0.783）＞柿葉片氮含量（-0.667）＞柿葉錳含量（0.568）。其中土壤pH、柿葉鈣含量、柿葉片氮含量、和柿葉錳含量對頂腐病發(fā)病率的直接貢獻為負值，土壤交換性鎂對頂腐病發(fā)病率的直接貢獻為正值。各樣本中礦質(zhì)元素含量除直接作用影響頂腐病發(fā)生率大小變化外，還通過與其相關(guān)的其他自變量間接引起發(fā)病率的變化。土壤交換性鎂及葉片錳元素雖對頂腐病發(fā)生存在較大影響，但土壤交換性鎂間接作用為0.674，葉片錳元素間接作用為0.343，表明兩者對發(fā)病率均存在較大間接影響。其中土壤交換性鎂主要存在與柿葉鈣含量的間接正效應（0.449），葉片錳元素的間接正效應主要存在與柿葉氮含量間（0.177）。另外，土壤pH和柿葉鈣含量均通過土壤交換性鎂含量存在較大負效應（分別為-0.379、-0.472），但兩者與其他元素間均存在正效應，并且土壤pH和柿葉鈣含量分別與發(fā)病率的間接影響也相應較小，間接作用分別為-0.109、-0.194，表明兩者影響頂腐病發(fā)病率主要是通過直接效應。

表9 水柿頂腐病發(fā)病率與土壤、葉片、果實主要礦質(zhì)元素的通徑分析Table9 Path analysis between top rot disease rates and main mineral elements in fruits，leaves and soil

3 討論與結(jié)論

柿頂腐病是近年出現(xiàn)的一種新型生理性病害，發(fā)病后柿果頂部變黑，失去商品價值，柿園大量減產(chǎn)、絕產(chǎn)。然而，病因目前尚未明了，相應的防治技術(shù)體系也尚未建立。本研究通過對桂林市不同發(fā)病程度的恭城水柿園中柿果、葉片及土壤進行礦質(zhì)元素測定，以探索果實、葉片及土壤礦質(zhì)元素含量與柿頂腐病發(fā)生的關(guān)系，為柿頂腐病的防治提供可靠的理論參考。

以往研究表明恭城水柿頂腐病發(fā)生與鈣元素關(guān)系密切[3，8]，本文結(jié)果也同樣顯示葉片鈣含量與恭城水柿頂腐病發(fā)病率顯著負相關(guān)，隨發(fā)病程度加深而顯著降低。但本文并未檢測到，孫寧靜研究中[10]恭城水柿頂腐病與果實鈣含量及硼含量的顯著關(guān)系。而番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）臍腐病[12-14]、蘋果（Malus pumila Mill.）苦痘病[15-16]、辣椒（Capsicum annuum linn.）臍腐病[17-18]等生理性缺鈣癥的研究中，也與本文一樣，未檢測到病害與果實鈣含量的顯著關(guān)系[12-13，15-16，18]。綜合本文病果及病樹（葉片）中含有較高N/Ca，K/Ca趨勢的結(jié)果，柿頂腐病的發(fā)生或許和番茄、蘋果和辣椒生理性缺鈣癥一樣，果實中單一的含鈣低并不一定導致病癥的發(fā)生，還與果實或樹體中鉀[12，15]、氮[12-13，20]、鎂[15，19]等其他元素的含量有關(guān)。

土壤是樹體養(yǎng)分主要來源，而番茄、蘋果缺鈣生理性病害發(fā)生時，往往土壤中并不缺乏鈣，而土壤中較低的pH與較高的鉀和氮含量，均不利于植物對鈣的吸收，從而導致樹體缺鈣[12-13，16，18，20]。本文結(jié)果同樣顯示頂腐病與土壤硼元素、鈣元素關(guān)系均不顯著，發(fā)病率卻與土壤pH極顯著負相關(guān)，與土壤速效鉀/交換性鈣值、水解性氮/交換性鈣值顯著正相關(guān)。

同時，生產(chǎn)中通過根施用石灰，一是直接補鈣，二是通過提高土壤pH促進柿樹鈣吸收，可以減輕柿頂腐病病情[3，8]。此外蘋果苦痘病研究中發(fā)現(xiàn)，氮肥施用過多，導致葉片含量增高，葉片生長迅速，加劇了葉片與果實爭鈣，進而加劇頂腐病的發(fā)生[21-22]，本文也同樣表明頂腐病發(fā)生與葉片中氮含量呈顯著直接負相關(guān)。這些結(jié)論均顯示顯示柿果頂腐病與生理性缺鈣關(guān)系密切。

本文與全金成等研究[6-7]同樣也發(fā)現(xiàn)頂腐病發(fā)病率與葉片硼含量顯著負相關(guān)。但本研究多元回歸分析及通徑分析中，硼與病害發(fā)生的關(guān)系并不顯著，并且1級病害柿葉片硼含量顯著高于0級病害柿葉。這些暗示，硼與柿頂腐病的關(guān)系或許在一定發(fā)病范圍內(nèi)較為密切，在一定硼濃度范圍內(nèi)，硼可以促進鈣的吸收，增強鈣在植物體內(nèi)（特別是向果實部位）的移動性[23-24]。因此筆者推測頂腐病與硼的關(guān)系不如與鈣緊密[9-10]，缺硼或許并不是頂腐病的直接病因，而是通過影響鈣的吸收運輸，從而間接影響頂腐病發(fā)生率。也正如，硼肥的施用只在一定范圍內(nèi)對恭城水柿頂腐病有一定的防治效果[6-7]。然而，硼與柿頂腐病的關(guān)系是否只在一定硼濃度或頂腐病發(fā)病率范圍內(nèi)較為顯著，仍需進一步深入研究。

據(jù)此，筆者初步認為恭城水柿頂腐病發(fā)生與鈣關(guān)系密切，實際生產(chǎn)中，酸化、高鎂、高氮的土壤環(huán)境均不利于柿樹對鈣的吸收，從而導致恭城水柿樹體缺鈣（葉片鈣濃度下降）、出現(xiàn)樹體礦質(zhì)營養(yǎng)失衡及生理性缺鈣（葉片中較高的N/Ca、K/Ca值，果實中較高的N/Ca值）。而鈣具有維持離子平衡、細胞壁結(jié)構(gòu)和膜功能等功能，是細胞分裂和增長所必需，當嚴重生理性缺鈣時，果肉細胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)普遍解體，細胞內(nèi)的分室化作用消失[12，20，24-26]，表現(xiàn)為果實褐變，進而易發(fā)生（或加?。╉敻　Ｍ瑫r土壤中較高氮元素加劇了葉片與果實爭鈣，加劇了恭城水柿頂腐病的發(fā)生，在一定硼濃度范圍內(nèi)，硼促進鈣的吸收，增強鈣在植物體內(nèi)的移動性，可減輕了頂腐病癥狀。這也啟示我們在恭城水柿生產(chǎn)過程中，當土壤pH較低、鎂含量較高、葉片氮含量較高，葉片鈣、硼含量較低時，應當注重及時進行頂腐病防治，在補鈣同時要注重土壤其他元素的協(xié)調(diào)。