板栗内腐病又名栗仁斑点病、板栗实腐病、板栗干腐病、栗黑斑病，近年来，在中国燕山板栗产区呈暴发趋势。目前，板栗采收后主要通过冷库贮藏保鲜，笔者在调研板栗大型加工厂发现，栗仁周年内腐率为7%~10%，这给生产和经营企业造成巨大的经济损失。板栗内腐病的显著特点是：板栗采收后栗蓬、栗壳和栗仁的外观均没有发生变化，板栗入库贮藏2~3 个月后，栗仁表面产生各种各样的坏死性斑点，严重时引起腐烂霉变。栗仁内腐病的主要发病症状是：发病初期栗仁外层产生白垩状物质并向内核扩展，渐变成褐色，形成墨绿色或黑色腐烂病斑，有苦味和霉酸味；后期病斑逐渐干枯甚至形成空洞，导致种仁完全干硬化，可见灰黑色菌丝层，种仁变得易粉碎；同时，种皮下形成粉状子座；随着时间推移，病部还常被细菌感染，变成软腐，产生异味，种仁失去食用价值[1-2]。
为探究栗仁内腐病的发生机制，不同学者在发病的栗仁中分离出了不同种类的病原菌，其中炭疽菌属、镰刀菌属、链格孢属等被证明是致病优势菌株[3-7]。初步判断出，病原菌从6 月中旬即板栗雌花授粉期开始，随花粉侵入雌花的柱头，并进入花柱和子房，随着栗仁的发育，病原菌潜伏在栗仁[1]。板栗内腐病的发病过程比较漫长，普遍认为生长期种仁的总苞、花柱、果皮等组织中均带病原菌，但种仁不表现症状，直到采收后才发病。病原菌有明显的潜伏侵染特性，有研究证明病原菌的发病与栗果组织中的酚类物质有关，栗果成熟时，果皮中酚类物质含量急剧减少，减弱了对病菌的抑制作用[8]。此外，贮藏期栗仁失水也是诱发内腐病发病的重要因素。板栗属于顽拗性种子，采收时代谢活跃，对水分丧失高度敏感性，在板栗成熟采收、栗农销售、运输至贮藏过程中，随着栗仁含水量下降，含糖量升高，淀粉酶活性增强，膜质过氧化作用增强，细胞膜透性增大，自由基清除剂超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性明显降低，进而诱发内腐病发生[8-9]。
不同学者通过花期喷施药剂、贮藏期保鲜等方法对栗仁内腐病进行防治。在花期喷施药剂的处理方法中，王俊凤[10]在室内毒力测定发现，苯醚甲环唑、多菌灵、戊唑醇在药剂初筛试验中对胶孢炭疽菌有较好的抑制效果，其抑制率超过90%；于秀敏等[5]对长柄链格孢菌和胶孢炭疽菌的杀菌剂筛选中发现，25%咪鲜胺、40%异菌·氟啶胺、30%唑醚·戊唑醇和10%苯醚甲环唑对该种病菌有较好的抑制效果；霍佳欢等[11]对茄病镰刀菌筛选和毒力测定发现丙硫菌唑、苯醚甲环唑抑制效果较好。目前的研究多在室内进行毒力测定，而通过大田喷施药剂对栗仁内腐病防治的研究较少。夏婷[12]通过花期喷施药剂发现，45%噻菌灵悬浮剂处理后的栗仁内腐率由10%降低至7.5%。此外，通过贮藏期保鲜以降低栗仁内腐率的研究也较多。通过精油与壳聚糖复合涂膜处理可显著抑制板栗的坏果率[13-14]；山苍子精油与壳聚糖复合涂膜处理后，板栗贮藏120 d 后的坏果率为14.67%[13]；复合植物精油和壳聚糖涂膜混合处理使板栗好果率提高了63%[14]。
目前在内腐病的防治措施方面，关于板栗花期喷施药剂的研究还较少，随着植保无人机的普及，为防治板栗内腐病提供了更多的便利。本研究中通过无人机飞防，探究不同浓度药剂和采后壳聚糖保鲜对板栗内腐病的抑制效果及栗仁主要品质的影响，旨在为板栗内腐病的防治提供理论支撑。
1 材料和方法
1.1 植物材料和试验地
以北京市怀柔区渤海镇板栗园内的早熟品种燕山早丰、中熟品种北农冰栗和晚熟混杂品种的板栗为试验材料，探究不同成熟期板栗品种内腐率的变化。以河北省唐山市迁西县的板栗燕山早丰为试验材料，探究飞防和贮藏保鲜防治板栗内腐病的效果。燕山早丰板栗树龄10~15 a（年），树形均为开心形，平均树高5.5 m，试验地位于河北省唐山市迁西县两个具有代表性的板栗果园，分别位于迁西县洒河桥镇安家峪村、迁西县滦阳镇喜峰口，其中安家峪板栗园为平地，喜峰口板栗园为坡地，坡度在30°左右，两个栗园土质均为片麻岩风化土。
1.2 试验方法
1.2.1 无人机花期喷施3种药剂处理 通过无人机飞防，探究不同药剂处理对栗仁内腐率的影响。药剂为：苯醚甲环唑、嘧菌酯、吡唑醚菌酯，各药剂设置2个浓度（表1），对照组和处理组的板栗试验面积约为2000 m2（图1）。药剂处理时间为板栗雄花序开花前期和盛花期。药剂喷施的时间为2023年6月7日和6月20日。无人机类型：大疆T50；无人机喷洒参数：飞行速度2.9 m·s-1，飞行高度距板栗树顶相对高度4 m，喷施量0.02 L·m-2，喷雾化粒径120µm；飞防助剂：壹品松脂。
图1 无人机对试验地小区的划分
Fig.1 Plots of test site were divided by drone
表1 植保无人机板栗花期喷施药剂处理
Table 1 The chemical treatments sprayed by plant protection drone during chestnut flowering stage
序号Number对照1 Control 1对照2 Control 2处理1-1 Treat 1-1处理1-2 Treat 1-2处理1-3 Treat 1-3处理1-4 Treat 1-4处理1-5 Treat 1-5处理1-6 Treat 1-6对照3 Control 3对照4 Control 4处理2-1 Treat 2-1处理2-2 Treat 2-2处理2-3 Treat 2-3处理2-4 Treat 2-4处理2-5 Treat 2-5处理2-6 Treat 2-6编号Number CK-1 CK-1-1 AJY-1 AJY-2 AJY-3 AJY-4 AJY-5 AJY-6 CK-2 CK-2-1 DDY-1 DDY-2 DDY-3 DDY-4 DDY-5 DDY-6药剂处理Chemical treatments不做处理No treatment清水Water苯醚甲环唑Difenoconazole ρ/（g·L-1）试验地Experimental site河北省迁西县洒河桥镇安家峪村板栗园Anjiayu Chestnut Orchard in Saheqiao Town, Qianxi County,Hebei Province嘧菌酯Azoxystrobin吡唑醚菌酯Pyraclostrobin不做处理No treatment清水Water苯醚甲环唑Difenoconazole河北省迁西县滦阳镇喜峰口板栗园Xifengkou Chestnut Orchard in Luanyang Town,Qianxi County,Hebei Province嘧菌酯Azoxystrobin吡唑醚菌酯Pyraclostrobin//535353//535353
1.2.2 药剂喷施后栗仁产量指标的测定 板栗果实成熟后，在各处理组随机选取3棵树，并设置3次重复，收集每个处理的果实，统计栗仁的坐果率、出实率等主要产量性状指标。按照《板栗种质资源描述规范和数据标准》[15]对主要指标进行测定，单果质量和栗苞总质量使用灵敏度为0.01 g的电子天平测量。
1.2.3 壳聚糖复合剂对板栗处理 笔者课题组前期通过不同浓度的壳聚糖复合剂对入库前贮藏的栗仁进行处理，筛选到壳聚糖复合剂抑制栗仁内腐率的最佳浓度。本试验以最佳浓度壳聚糖2%，脱落酸0.01%，氯化钠2%组成的壳聚糖复合剂，对无人机花期喷施3 g·L-1嘧菌酯（AJY-4）种子浸泡5 min 后捞出，通风自然晾干，并放置板栗商业冷库（-2 ℃）贮藏，并以水处理的种子作为对照。
1.2.4 板栗栗仁内腐率和石灰化率的测定 对贮藏1~7 个月的种子进行栗仁内腐率和石灰化率的测定，每个处理和对照均随机选取300个板栗种子，并设置3 次重复。剥除栗壳和涩皮后，切开栗仁的内部，统计栗仁的内腐率和石灰化率，内腐率/石灰化率/%=（坏果个数/调查总数）×100（图2）。
图2 栗仁内腐病的形态
Fig.2 Morphology of rot disease in Chinese chestnut nut
1.2.5 栗仁主要品质指标的测定 测定板栗果实的主要品质指标，包括：含水量及总淀粉、直链淀粉、支链淀粉、可溶性糖等的含量。其中栗仁含水量测定采用恒温烘干法，将板栗仁切碎成板栗薄片，放置38 ℃烘箱，烘干48 h至恒质量。含水量/%=（烘干前湿质量/烘干后干质量）×100。栗仁总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量采用双波长法测定[16]，栗仁可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[17]。
1.2.6 板栗贮藏期呼吸强度的测定 呼吸强度选用HED-GX20 果蔬呼吸测定仪测定。称取200 g 板栗种子置于2 L密闭容器，设置测定时间300 s，5次重复，压力流速1000 mL·min-1，3 次重复，取样称质量测量。
1.2.7 数据分析 使用Microsoft Excel、GraphPad Prism 软件整理试验数据、作图，使用SPSS 22 软件中t检验和方差分析进行数据的差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 壳聚糖处理对板栗贮藏期内腐病的影响
不同板栗品种的内腐病发生率不同。北京市怀柔区早熟品种燕山早丰、中熟品种北农冰栗和晚熟混杂品种在冷库贮藏1~7 个月期间，栗仁的内腐率均随着贮藏时间的增加而上升。在贮藏1个月，3个板栗品种内腐率均为0，在贮藏2~7 个月，燕山早丰的内腐率显著高于北农冰栗和晚熟混杂品种。在贮藏4 个月时，燕山早丰的平均内腐率为9.25%，北农冰栗的平均内腐率为5.32%，晚熟混杂品种的内腐率为4.52%。在贮藏7个月时，燕山早丰的平均内腐率为15.25%，北农冰栗的平均内腐率为10.32%，晚熟混杂品种的内腐率为8.79%，其中燕山早丰的内腐率是北农冰栗的1.48 倍，是晚熟混杂品种的1.73倍（图3）。
图3 北京市怀柔区不同成熟期板栗品种的内腐率变化
Fig.3 Change of the rot disease of different period maturity of Chinese chestnut cultivar in Huairou district,Beijing
对燕山早丰板栗进行壳聚糖处理，经冷库贮藏3~7 月发现，壳聚糖处理可显著降低板栗内腐率（图3）；贮藏4 个月，燕山早丰的平均内腐率为9.25%，壳聚糖处理后其内腐率为4.14%，平均下降了55.24%；贮藏7 个月时，燕山早丰的平均内腐率为15.25%，壳聚糖处理后其内腐率为9.55%，平均下降了37.38%。
2.2 飞防对板栗坐果率和果实出实率的影响
以中国北方主栽品种燕山早丰为材料，探究飞防处理是否对板栗内腐病具有一定效果。为了探究飞防是否影响板栗的产量，对喷施药剂后的板栗坐果率、果实出实率、单果质量和栗苞总质量主要产量指标进行调查分析。结果发现，无人机在花期喷施苯醚甲环唑、嘧菌酯、吡唑醚菌酯对板栗坐果率的影响没有显著差异，且2 个板栗园的坐果率无显著差异，平均坐果率为92.82%（表2）。此外，无人机在花期喷施不同药剂后，板栗果实的单果质量、栗苞总质量和出实率均无显著差异，平均出实率为40.06%，平均单果质量为8.23 g，栗苞总质量为43.26 g。
表2 药剂处理后对板栗的主要产量指标的影响
Table 2 Effect of main yield index by chemical treatments in Chinese chestnut
注：不同小写字母表示差异显著（p＜0.05）。
Note: Different small letters indicate significant difference (p＜0.05).
出实率Kernel yield/%40.16±2.13 a 40.26±3.16 a 40.15±4.12 a 40.25±2.17 a 39.36±3.26 a 39.17±2.93 a 39.46±2.84 a 39.46±2.65 a 41.16±3.12 a 41.46±3.36 a 40.23±3.45 a 40.23±2.17 a 40.36±2.96 a 40.96±3.18 a 40.23±2.46 a 39.69±2.36 a编号Number CK-1 CK-1-1 AJY-1 AJY-2 AJY-3 AJY-4 AJY-5 AJY-6 CK-2 CK-2-1 DDY-1 DDY-2 DDY-3 DDY-4 DDY-5 DDY-6坐果率Fruit setting rate/%93.16±3.79 a 92.16±2.69 a 93.17±4.23 a 93.15±2.89 a 93.35±3.64 a 92.19±3.61 a 93.18±3.69 a 92.15±2.32 a 92.63±3.69 a 93.15±2.98 a 93.16±2.46 a 93.24±3.32 a 93.14±3.21 a 92.15±2.45 a 92.17±3.36 a 92.65±3.23 a单果质量Single nut mass/g 8.23±0.83 a 8.15±0.45 a 8.25±0.89 a 8.17±0.45 a 8.26±0.96 a 8.19±0.49 a 8.23±0.89 a 8.25±0.87 a 8.14±0.68 a 8.19±0.78 a 8.14±0.69 a 8.26±0.87 a 8.27±0.92 a 8.30±0.83 a 8.27±0.86 a 8.15±0.74 a栗苞总质量Total bur mass/g 43.18±4.39 a 42.23±3.90 a 42.93±4.56 a 41.32±2.18 a 42.96±2.36 a 40.10±2.69 a 42.93±3.89 a 43.99±3.87 a 42.45±3.96 a 43.26±4.21 a 42.96±3.46 a 42.56±2.39 a 43.49±4.69 a 42.16±4.95 a 42.36±3.16 a 43.17±3.96 a
2.3 飞防对板栗内腐病发生率和品质变化的影响
为了测定无人机喷施不同药剂后的板栗内腐发生率，将采收的板栗放入商业冷库贮藏，并在板栗贮藏1~4 个月期间分别测定栗仁的内腐率。结果显示，在安家峪和喜峰口栗园中，对照组的板栗在贮藏1~4 个月期间，栗仁的内腐率呈增长趋势。在安家峪栗园试验中，对照组贮藏1 个月时内腐发生率为1.11%，贮藏4月时内腐发生率为7.39%（图4）；无人机花期喷施不同药剂处理后，板栗在贮藏1~4 个月期间，栗仁的内腐率也呈增长趋势；在贮藏1~2个月时，栗仁内腐发生率为0，在贮藏4个月时，无人机花期喷施3 g·L- 1 的嘧菌酯栗仁的内腐发生率为2.09%，较对照下降了71.72%。在喜峰口果园中，对照组贮藏1个月时内腐发生率为0，贮藏4月内腐发生率为10.87%；无人机花期喷施不同药剂后，板栗在贮藏1~4个月期间，栗仁的内腐率呈增长趋势，在贮藏1~2 个月时，栗仁内腐发生率为0，在贮藏4 个月时，无人机花期喷施3 g·L-1的嘧菌酯栗仁（AJY-4）的内腐发生率为3.33% ，较对照下降了69.37%。综合2 个栗园数据分析，在贮藏4 个月时，对照栗仁平均内腐率为9.13%，无人机花期喷施3 g·L-1的嘧菌酯后，栗仁平均内腐率为2.71%，同对照相比下降了70.32%。此外，在贮藏4个月时，无人机花期喷施5 g·L-1的苯醚甲环唑，栗仁平均内腐率为4.90%，同对照相比下降了46.33%；在贮藏4个月时，无人机花期喷施3 g·L-1的吡唑醚菌酯，栗仁平均内腐率为3.49%，同对照相比下降了61.77%。
图4 植保无人机在板栗花期喷施不同药剂处理对栗仁内腐率的影响
Fig.4 Effect of rot disease rate in different chemical treatments sprayed by plant protection drone during chestnut flowering stage
对无人机喷施不同药剂后的板栗栗仁的主要品质指标进行测定，结果发现，栗仁含水量在贮藏1~4个月期间均未发生显著变化，平均含水量为51.91%；可溶性糖含量在贮藏1~4 个月间的变化差异也不显著，平均可溶性糖含量为19.52%，但无人机花期喷施3 g·L-1的嘧菌酯（AJY-4），栗仁的平均可溶性糖含量增加约1%（图5）；栗仁总淀粉含量（w，后同）在贮藏1~4 个月变化差异不显著；支链淀粉含量在贮藏1~3 个月逐渐上升；直链淀粉含量在贮藏1~3个月逐渐下降，在贮藏4个月时直链淀粉含量呈上升趋势；无人机花期喷施3 g·L-1的嘧菌酯（AJY-4）对栗仁总淀粉含量变化差异不显著。综合说明，与对照组相比，无人机喷施不同药剂后的板栗栗仁主要品质指标变化无显著差异。
图5 植保无人机在板栗花期喷施不同药剂处理对栗仁主要品质指标的变化
Fig.5 Changes in the main quality indices of chestnut in different chemical treatments sprayed by plant protection drone during chestnut flowering stage
2.4 壳聚糖处理对飞防后栗仁内腐和果实品质变化的影响
通过壳聚糖复合剂处理可降低栗仁的坏果率。无人机花期喷施3 g·L-1嘧菌酯（AJY-4）后，栗仁在贮藏1~7 个月期间，通过壳聚糖复合剂处理可显著抑制栗仁内腐的发生：在贮藏4个月，花期飞防后使用壳聚糖复合剂处理的栗仁内腐率为1.21%，相比AJY-4下降了42.11%；在贮藏7个月，壳聚糖复合剂处理后栗仁内腐率为2.40%，相比AJY-4 下降了44.19%（图6）。此外，石灰化是淀粉粒变性的重要特征体现，栗仁内部果肉出现“石灰质”、“粉质”等特征也会影响栗仁的品质。无人机花期喷施3 g·L-1嘧菌酯（AJY-4）后栗仁在贮藏1~7个月期间，栗仁石灰化率呈上升趋势，栗仁在贮藏期的石灰化率分别为0、1.15%、3.14%、4.15%、5.44%、5.45%、6.52%。花期飞防后使用壳聚糖复合剂处理可显著抑制栗仁石灰化的发生，在贮藏4个月，壳聚糖复合剂处理栗仁石灰化率为2.14%，相比AJY-4下降了48.47%；在贮藏7 个月，壳聚糖复合剂处理栗仁石灰化率为3.59%，下降了45.25%。
图6 壳聚糖对飞防后贮藏期栗仁内腐和主要品质的变化
Fig.6 Changes and main qualities of chestnut by chitosan complex treatment.
板栗贮藏呼吸强度是板栗种子自身生理状态的具体体现，呼吸强度活跃代表板栗种子自身代谢快，极大地消耗了自身营养物质，不利于长久贮藏。本研究中发现随着栗仁在冷库贮藏，呼吸强度逐渐呈下降趋势，壳聚糖复合剂处理可显著抑制栗仁的呼吸速率。此外，对贮藏期栗仁的主要品质指标比较发现，壳聚糖复合剂处理对栗仁含水量、总淀粉含量、可溶性糖含量的影响差异不显著。花期飞防后使用壳聚糖复合剂处理（Treat-AJY-4），栗仁含水量在贮藏期内呈下降趋势，在贮藏期7个月时，栗仁平均含水量达48.57%；栗仁总淀粉含量呈先下降后上升的趋势，在贮藏第4 个月时淀粉含量最低，为48.21%；栗仁可溶性糖含量呈先上升后下降的趋势，在贮藏第2个月时已达最高为21.55%，贮藏第5个月时下降至17.04%，贮藏第7 个月时下降至14.55%（图6）。综合分析，板栗花期无人机喷施3 g·L-1嘧菌酯（AJY-4），采后使用壳聚糖复合剂处理后，冷库贮藏4个月，内腐病发生率仅为1.21%，与不做任何处理相比，内腐病发生率下降了83.63%。
3 讨 论
近年来，板栗内腐病的发生在中国燕山板栗产区呈逐渐严重的趋势，给板栗从业者造成很大的困扰。栗仁的内腐率为7%~10%，早熟品种因采后没有及时入库，内腐率更高。目前的研究发现引起内腐病的主要病原菌有炭疽菌属、镰刀菌属、链格孢属等，病原菌在板栗花期进入子房，并潜伏至板栗果实的成熟[1-3]。现有的研究多是测试内腐病菌的毒力和筛选有效的药剂，但基于大田的内腐病防治报道较少[5-7]。本研究中，在燕山板栗产区，基于无人机飞防技术，在板栗花期喷施不同药剂，并对采收后的板栗进行冷库贮藏保鲜，发现3 g·L-1的嘧菌酯处理可显著降低栗仁的内腐发生率，栗仁平均内腐率2.71%，与对照相比下降了70.31%，这是对内腐病菌室内毒力测试的重要补充。此外，在室内药效测试发现，苯醚甲环唑对胶孢炭疽菌和链格孢菌抑制效果显著[10-11]。在大田的药剂测试中发现，其对内腐病也有抑制效果，在贮藏4个月时，无人机花期喷施5 g·L-1的苯醚甲环唑，栗仁平均内腐率为4.90%，但其对内腐病的抑制效果低于嘧菌酯。本研究中对苯醚甲环唑、嘧菌酯和吡唑醚菌酯等药剂的浓度进行了筛选，栗仁在贮藏期的内腐率均显著下降，但栗仁内腐病还未被完全抑制，因此需要进一步筛选药剂组合或者更换药剂。
通过板栗保鲜技术抑制栗仁内腐病的研究较多。利用涂膜保鲜处理、杀菌防腐剂等来贮藏保鲜[18]，壳聚糖复合剂涂膜[13-14]、漂白紫胶/海藻酸钠复合涂膜[19]、百里香酚纳米级保鲜剂[20]等涂膜保鲜处理，可显著降低栗仁的内腐率或坏果率。多数的研究聚焦在壳聚糖复合涂膜处理对栗仁的保鲜作用[21-24]方面。壳聚糖与不同材料组合成的复合膜处理栗仁的保鲜效果不同，可能与不同材料、不同板栗品种、不同冷库贮藏方式等有关[21-25]。1-甲基环丙烯-1.5%壳聚糖复合涂膜处理燕山早丰板栗，经冷库贮藏120 d 时腐烂率可由17%降低至6%左右，贮藏150 d 时腐烂率可由25%降低至10%左右[25]；精油-1.5%壳聚糖复合涂膜处理湘栗四号板栗，经冷库贮藏120 d 腐烂率可由20%降低至5%左右[14]；茶多酚-1.5%羧甲基壳聚糖复合涂膜处理板栗（混合品种）经冷库贮藏60 d 腐烂率可由30.3%降低至5.8%左右[21]。但飞防、保鲜技术联合抑制栗仁内腐病的研究未有报道。本研究中基于飞防-壳聚糖复合涂膜处理，与对照相比，板栗经冷库贮藏4个月腐烂率由7.39%降低至1.21%，内腐病发生率下降了83.63%，显著降低了栗仁的内腐发生率。因此，内腐病的防治需要在板栗生长期进行病原菌防治，联合合适的保鲜技术，共同控制板栗内腐病的发生。
燕山早丰板栗作为主栽早熟品种，一般贮藏1~4个月供炒货市场。通过对燕山早丰花期飞防药剂处理和入库后使用壳聚糖保鲜剂处理，对栗仁内腐病均有显著的抑制效果。板栗花期飞防属于源头处理，且不影响花期授粉。随着无人机飞防的普及，为板栗内腐病的防治提供更多的便利，栗仁采后保鲜技术也将成为降低内腐率的重要手段。
4 结 论
栗仁内腐病在燕山板栗产区发生严重。本研究通过使用植保无人机在花期喷施不同药剂，并对采收后的板栗进行冷库贮藏保鲜，发现3 g·L-1的嘧菌酯处理可显著降低栗仁内腐发生率，且不影响花期授粉、产量和栗仁的主要品质。另外，花期飞防后，板栗入库后使用壳聚糖复合剂处理可降低栗仁的呼吸效率和内腐率。
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