付興飛 胡發(fā)廣 程金煥 婁予強(qiáng) 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(jì)作物研究所云南保山678000)
咖啡是一類經(jīng)濟(jì)價值極高的熱帶經(jīng)濟(jì)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(fèi)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(jì)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(yán)重的連作障礙,導(dǎo)致咖啡產(chǎn)量降低、生長慢、土傳病害嚴(yán)重及生物多樣性喪失等問題,嚴(yán)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??Х菴offea 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(yán)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(jì)收入。咖啡復(fù)合農(nóng)林系統(tǒng)被認(rèn)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(hù),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(jì)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(jì)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??Х炔∠x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。
1.1.1 樣地概況
研究地位于云南省臨滄市小??Х确N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??Х绕贩N均為“Catimor”系列品種,該系列品種具有明顯的抗銹病特點。
1.2.1 試驗設(shè)計
根據(jù)種植區(qū)內(nèi)小??Х葘嶋H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)??Х确N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??Х忍峁┮欢ㄕ谑a。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??Х炔∠x害種類開展調(diào)查。對能現(xiàn)場鑒別的病蟲害進(jìn)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??Х炔∠x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??Х?0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??Х炔∠x害危害數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計,并計算病蟲害危害率和危害指數(shù)。
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??Х炔『鶠?種,無褐斑?。幌憬?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??Х炔『ξ:η闆r
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
澳洲堅果-咖啡混農(nóng)林(AK)中咖啡銹病危害最嚴(yán)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(yán)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(yán)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(yán)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(yán)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(yán)重,咖啡銹病危害最嚴(yán)重??Х燃兞郑柟饪Х龋↘)除煤煙病不嚴(yán)重外,其余4種病害均危害嚴(yán)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??Х认x害危害情況
在14種小??Х认x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??Х绕渌οx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(yán)重,危害指數(shù)為26.67,其余種植模式害蟲對小??Х任:^?。ū?)。
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(yán)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(yán)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)??Х蠕P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(yán)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(yán)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(yán)重的原因。滅字脊虎天牛屬小??Х鹊膮^(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(jìn)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(jì)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(jī)制值得進(jìn)一步開展系統(tǒng)性研究。本次調(diào)查中,小??Х绕贩N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(yán)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(yán)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??Х葏^(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(yán)重的缺點已逐漸顯現(xiàn),通過咖啡與其他經(jīng)濟(jì)樹種進(jìn)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(yán)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(yán)重,但可通過后期水肥管理增強(qiáng)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(jì)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(jì)作物為遮蔭樹種,構(gòu)建經(jīng)濟(jì)林-咖啡混農(nóng)林系統(tǒng),而產(chǎn)值低、生長慢、病蟲害嚴(yán)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(yán)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??Х炔∠x害的影響進(jìn)行調(diào)查,缺少經(jīng)濟(jì)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)。