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我國(guó)楊樹爛皮病研究進(jìn)展

2018-03-31 14:26倪鵬躍劉巍
防護(hù)林科技 2018年3期
關(guān)鍵詞:皮病楊樹病菌

倪鵬躍,劉巍

(1.遼寧省實(shí)驗(yàn)林場(chǎng),遼寧 撫順 113311;2.遼寧省楊樹研究所,遼寧 營(yíng)口 115213)

楊樹爛皮病是一種嚴(yán)重危害林業(yè)生產(chǎn)的林木病害,在世界范圍內(nèi)普遍存在,為真菌性病害, 是楊樹常見病害之一,傳染性強(qiáng),在我國(guó)主要分布在東北、西北和華北,在東北尤為嚴(yán)重[1]。該病危害各種楊樹以及旱柳、榆等,常引起樹木春季大面積枯死,幼樹和當(dāng)年新植樹發(fā)病最重。近年來(lái),隨著楊樹新品種的大力推廣,楊樹栽植面積不斷擴(kuò)大,人工純林的面積也不斷擴(kuò)大,加之盲目引種,不遵循適地適樹原則,經(jīng)營(yíng)管理措施不到位,致使楊樹爛皮病發(fā)病率呈上升趨勢(shì),發(fā)生程度和受害的損失不斷增高,對(duì)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅,是生產(chǎn)上急需解決的問題。

1 楊樹爛皮病發(fā)病規(guī)律研究

1.1楊樹爛皮病越冬與潛伏侵染

楊樹爛皮病的病原菌以子囊殼、菌絲或分生孢子器在植物病部組織內(nèi)越冬。越冬后病斑上產(chǎn)生的分生孢子器,遇雨釋放分生孢子。楊樹爛皮病病菌為弱寄生菌,通過(guò)皮層傷口或枯枝侵入衰弱和生長(zhǎng)不良的樹木。一般情況下,樹木中帶菌率很高,但健康樹木能夠生長(zhǎng)正常,當(dāng)出現(xiàn)干旱、水澇、凍害、日灼等惡劣條件時(shí),病害開始在林分中迅速發(fā)生,造成巨大損失[2,3]。該菌具有潛伏侵染特點(diǎn),病菌侵入后,潛伏在健康、生長(zhǎng)旺盛的樹體中,停止發(fā)展,當(dāng)由于種種原因造成樹勢(shì)衰弱時(shí),處于潛伏狀態(tài)的病菌便繼續(xù)侵染危害[1]。爛皮病菌潛伏侵染率與附近有無(wú)大量的爛皮病病菌來(lái)源和楊樹品種的抗病性有關(guān)[4]。

1.2楊樹爛皮病與凍害的關(guān)系

楊樹凍害是導(dǎo)致楊樹爛皮病發(fā)生和流行的重要因素[5-7],爛皮病在樹體受到凍害后爆發(fā)性危害,在東北地區(qū)以初冬和早春最為嚴(yán)重,受凍害后,樹勢(shì)較弱,爛皮病容易侵染。南樹北移的品種由于光周期的延長(zhǎng),沒有及時(shí)封頂進(jìn)入休眠狀態(tài),從而遭受凍害,引發(fā)爛皮病。如歐美楊107、108在北京、山東一帶生長(zhǎng)良好,引入遼寧后,因爛皮病大暴發(fā)而大面積死亡。楊自湘等對(duì)13個(gè)楊樹無(wú)性系抗?fàn)€皮病與早春抗凍性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,休眠枝在-25 ℃以上低溫未受凍害,滲出率值與抗病程度表現(xiàn)無(wú)關(guān);萌動(dòng)枝在-5 ℃出現(xiàn)了凍害,受凍差異與各無(wú)性系抗病表現(xiàn)一致,早春凍害是爛皮病誘因之一,可用早春抗凍害的表現(xiàn)估測(cè)楊樹抗?fàn)€皮病能力[7]。東北地區(qū)冬季氣溫日較差越大、春季氣溫越高易造成樹木遭受凍害,樹干凍裂,越有利于楊樹爛皮病發(fā)生發(fā)展;冬春的水分條件、春季溫濕度系數(shù)與楊樹爛皮病的相關(guān)系數(shù)較大[8]。

1.3楊樹爛皮病與立地條件的關(guān)系

譚成春等調(diào)查結(jié)果表明,在發(fā)生“暖秋”和“倒春寒”的年份幼樹爛皮病發(fā)病較重,農(nóng)田新植幼樹發(fā)病重于宜林荒地[9]。土壤黏重,鹽漬化土壤,地勢(shì)低洼,林分衛(wèi)生差,排水不良,土壤干旱,土壤中鐵、鋁含量高或鉀含量低等立地條件下均不利于楊樹生長(zhǎng),爛皮病發(fā)生較重[10]。

2 危害現(xiàn)狀

在我國(guó)楊樹爛皮病主要分布東北、西北和華北各地,在黑龍江、遼寧、吉林、河北、內(nèi)蒙古、寧夏、甘肅、青海、新疆等楊樹栽培地區(qū)都有發(fā)生,直接威脅著我國(guó)生態(tài)環(huán)境建設(shè)和用材林基地建設(shè)。該病除危害楊屬外,也危害柳樹、接骨木、槭和桑樹等木本植物。聞名的“三北”防護(hù)林曾遭受嚴(yán)重的楊樹爛皮病危害,直接經(jīng)濟(jì)損失非常嚴(yán)重。1999年,哈爾濱市有近萬(wàn)株樹木因感染爛皮病枯死;沈陽(yáng)市公園及城市綠地2萬(wàn)多株樹木發(fā)??;大慶市有7萬(wàn)多株樹木感病[11]。近年來(lái),楊樹人工純林面積的不斷擴(kuò)大,加之氣候的異常變化,楊樹爛皮病也隨之加重,已成為林木毀滅性病害,對(duì)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。遼寧省2006年、2009年、2011年和2013年共發(fā)生四次較大規(guī)模的楊樹災(zāi)害,全省累計(jì)受災(zāi)面積達(dá)8.7萬(wàn)多hm2,死亡面積近2.7萬(wàn)hm2,直接經(jīng)濟(jì)損失超20億元,生態(tài)功能嚴(yán)重下降,嚴(yán)重影響了林農(nóng)發(fā)展楊樹的積極性。

3 品種抗性評(píng)價(jià)

不同楊樹品種,由于本身的DNA序列或質(zhì)粒存在微小的差異,對(duì)病原菌的感受性存在一定的差異。華北地區(qū)的青楊及其雜交種具有較高的抗病性,而加楊、加青楊、北京楊等易感?。晃鞅钡貐^(qū)的銀白楊、胡楊較抗病,箭桿楊、鉆天楊、新疆楊抗病性較差;東北地區(qū)的中東楊、小青楊、小黑楊較抗病,而小葉楊、格里爾楊、滇楊較易感病[10]。王志明等對(duì)吉林省目前栽植的主要楊樹品種進(jìn)行爛皮病抗性調(diào)查,結(jié)果表明:晚花楊、西+加楊、格爾里楊、白林2號(hào)、黃快楊高度抗病;中綏12號(hào)楊、大青楊優(yōu)良無(wú)性系較抗??;銀中楊、大青楊中度感?。挥?號(hào)楊、北京楊、山地1號(hào)、小×黑、長(zhǎng)林1號(hào)、歐美楊107、歐美楊108易感病[12]。遼寧新民地區(qū)主要速生楊樹品種中,爛皮病危害最重的是107、荷蘭64[13]。遼中縣天演楊、3930 楊發(fā)病最重, 發(fā)病率分別為46.5%和34%;N3016和北京楊發(fā)病最輕,發(fā)病率分別為3%和14.5%[9]。鐵嶺市付雜2號(hào)、開原青、小青楊、中綏12、銀中楊、2001號(hào)和8000號(hào)抗病能力較強(qiáng)[14]。王德宏研究表明:白楊派的新疆楊較為抗病,潛育期為14天;小葉楊為中度感病,潛育期為9天;大葉鉆天楊和加楊感病嚴(yán)重,潛育期只有7天[15]。張忠華等對(duì)25種楊樹感發(fā)爛皮病進(jìn)行調(diào)查研究,篩選出71107 、742407 、732504 、銀中楊、DN113 等和輕微感病品種青山楊、中黑防4# 、755701 、756103[16]。

4 楊樹爛皮病防治措施

4.1營(yíng)林措施

要做到適地適樹,引進(jìn)栽培品種要經(jīng)過(guò)審認(rèn)定且不要超出其適生栽培區(qū)而盲目栽植。根據(jù)品種特性等選擇合理的造林密度和撫育管理措施,林分密度偏大又未及時(shí)撫育間伐,會(huì)導(dǎo)致樹木個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)激烈,營(yíng)養(yǎng)空間不足,生長(zhǎng)發(fā)育不良。不利的環(huán)境條件和缺少撫育管理措施,是引起楊樹病害發(fā)生的主要因素。營(yíng)造混交林,如楊樹和刺槐,楊樹和紫穗槐,楊樹和胡枝子混交均能增加土壤固氮作用和改善土地貧瘠條件,能夠有效抑制楊樹爛皮病的發(fā)生。及時(shí)清除感病嚴(yán)重、生長(zhǎng)衰弱的林木病株,從而改善林內(nèi)衛(wèi)生狀況,減少病菌來(lái)源。楊樹苗木栽植時(shí),采用ATP生根粉蘸根,能夠使苗木提早生根,增加生根量,提高苗木含水量,從而增強(qiáng)抗病能力。

4.2抗性良種選育

楊樹雜交育種是指通過(guò)派間、派內(nèi)種間或親緣關(guān)系更遠(yuǎn)的屬間、科間雜交,利用基因重組獲得具有新的優(yōu)良特性的雜種。抗病育種的目的就是要選育出具有抗病基因型的楊樹種或雜交種[17]。

抗病育種是控制楊樹病害的最經(jīng)濟(jì)、最有效的措施。造林時(shí),選用抗逆性強(qiáng)的楊樹品種,能夠有效減少爛皮病的發(fā)生。岳朝陽(yáng)等對(duì)57個(gè)楊樹種、品種(無(wú)性系)爛皮病的病情指數(shù)和相對(duì)抗性指數(shù)進(jìn)行調(diào)查分析,結(jié)果表明除三倍體毛白楊外的其他品系在造林初期均發(fā)病較輕;通過(guò)差異顯著性分析,不同的雜交組合相對(duì)抗性指數(shù)存在差異,但在多數(shù)雜交組合間差異不顯著;同一雜交組合的不同品系抗病性不同,出現(xiàn)分化,部分品系間的相對(duì)抗性指數(shù)差異顯著;高感的種、品種(無(wú)性系)有三倍體毛白楊,低抗的主要有準(zhǔn)噶爾1號(hào)20、南林2141;中抗的有天演楊、南林2144、柵欄楊、南林106-南林105;其余49個(gè)均表現(xiàn)為高抗[18]。李慶會(huì)等研究表明,河北楊不同種源混合系、白楊派內(nèi)雜交種、黑楊派或以黑楊派為母本、青楊派為父本或多父本雜交種以及以黑楊派為父母本的雜交種表現(xiàn)為抗?。汇y新、椴新、黑楊派表現(xiàn)為中抗;白楊派內(nèi)雜交種山毛、黑楊派與胡楊派雜交種表現(xiàn)為中感[19]。

4.3防控技術(shù)研究

王純枝等分析河北省楊樹爛皮病的發(fā)生發(fā)展與氣象條件的關(guān)系,認(rèn)為降水量、降水日數(shù)、溫濕系數(shù)、相對(duì)濕度與楊樹爛皮病發(fā)生率呈正相關(guān);日照時(shí)數(shù)、極端最低氣溫、夏季高溫日數(shù)與楊樹爛皮病發(fā)生呈負(fù)相關(guān);影響爛皮病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵氣象因子分別是3月和4月的溫濕系數(shù)、3月下旬和4月下旬的日照時(shí)數(shù)、4月上下旬氣溫、3月上旬和4月上旬以及上年12月上旬極端最低氣溫,利用歸一化處理后的關(guān)鍵氣象因子建立預(yù)報(bào)模型,擬合準(zhǔn)確率為91%,可用于從氣象角度對(duì)華北地區(qū)楊樹爛皮病發(fā)生發(fā)展進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)[20]。東北地區(qū)楊樹爛皮病發(fā)病面積與冬季氣溫日較差≥15 ℃的天數(shù)、春季和初夏氣溫呈正相關(guān),冬季氣溫日較差越大,春季和初夏氣溫越高,越有利于楊樹爛皮病的發(fā)生發(fā)展[8]。曲輝輝等研究認(rèn)為楊樹爛皮病發(fā)病率與上年10月至當(dāng)年4月平均氣溫、5—9月溫濕系數(shù)、降水量、降水日數(shù)、上年10月和當(dāng)年3月空氣相對(duì)濕度、極端最高氣溫、氣溫日較差及平均風(fēng)速成正比;濕潤(rùn)、溫涼和冬季冷熱驟變的氣候環(huán)境可加劇楊樹爛皮病的發(fā)生發(fā)展[21]。

4.4早期癥狀診斷

楊樹爛皮病在發(fā)生時(shí)期,大多文獻(xiàn)報(bào)道該病害的最初活動(dòng)是每年的3—4月,但因各地氣溫條件的不同,發(fā)病遲早會(huì)有一些差異,說(shuō)明該病害在早春就已存在。關(guān)于楊樹爛皮病的早期癥狀診斷技術(shù)研究,近幾年有所進(jìn)展。高國(guó)平等以銀中楊和107楊為觀測(cè)對(duì)象,采用肉眼觀察、組織解剖和物候觀察的方法對(duì)2種楊樹早春癥狀進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示:2種楊樹在早春時(shí)期均可以觀察到明顯不同的爛皮病癥狀,且不同時(shí)期癥狀不同[22]。隨后秋季采用定期、定點(diǎn)觀察法,以5種速生楊為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究了楊樹爛皮病秋季初始發(fā)病期以及不同時(shí)間段癥狀的表現(xiàn)[23]。黑楊派楊樹是最為速生,人工栽植面積最大的樹種,但黑楊派楊樹樹皮粗糙,爛皮病病斑表面不易被發(fā)現(xiàn),往往失去了最佳的防治時(shí)期。劉巍等重點(diǎn)對(duì)黑楊派楊樹爛皮病的早春癥狀和病害對(duì)應(yīng)的物候特征進(jìn)行了研究,以期為生產(chǎn)上掌握該病害的發(fā)生時(shí)期,達(dá)到早診斷、早防治的目的[24]。

4.5生物化學(xué)防治

楊樹爛皮病的生物防治主要采用木霉素作為拮抗菌種,木霉素(Trichoderma)是自然界普遍存在并具有豐富資源的拮抗微生物[25]。李沖偉從29個(gè)木霉菌株中篩選出對(duì)楊樹爛皮病菌具有高效抑制作用的菌株T-33,對(duì)楊樹爛皮病菌的生長(zhǎng)抑制率為92%,孢子萌發(fā)抑制率可達(dá)100%,并通過(guò)木霉T-33培養(yǎng)液提取物對(duì)楊樹爛皮病菌代謝途徑中幾種關(guān)鍵酶的影響研究,初步探討了培養(yǎng)液提取物對(duì)楊樹爛皮病的抑制機(jī)理[26-27]。木霉菌株T43及其代謝產(chǎn)物對(duì)楊樹爛皮病菌有明顯的抑制作用,菌株T43發(fā)酵液乙酸乙酯提取物對(duì)病原菌3種保護(hù)酶活性均有不同程度的影響,可導(dǎo)致病原菌3種保護(hù)酶活性降低,尤其是SOD活性下降的最為顯著[28]。徐明等研究認(rèn)為6種頡頏真菌中木霉對(duì)楊樹爛皮病菌的抑制率最高為51%,頡頏細(xì)菌4個(gè)菌株的抑制率均在60%左右,頡頏細(xì)菌的抑制效果明顯高于頡頏真菌[29]。池玉杰等運(yùn)用甲醇、乙醇、NaOH、超聲波4種方法對(duì)哈茨木霉分生孢子進(jìn)行提取,并將提取液對(duì)楊樹爛皮病菌進(jìn)行抑制實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:超聲波水法中D1提取物稀釋100倍的抑菌率最高,其次是NaOH提取物,甲醇和乙醇提取物抑菌效果較弱[30]。李立梅等研究表明,拮抗放線菌F58的活菌及發(fā)酵液對(duì)楊樹爛皮病和楊樹潰瘍病均有明顯的抑制作用[31]。楊樹爛皮病的化學(xué)防治可作為輔助性的、應(yīng)急的防治措施,采用的相關(guān)化學(xué)藥劑均為傳統(tǒng)老藥,有代森鋅、多菌靈、甲基托布津等。楊春杰等通過(guò)對(duì)10種殺菌劑抑制楊樹爛皮病菌孢子萌發(fā)作用的篩選,最后選出可殺得(53.8%干懸浮劑)、雙效靈(10%)、甲基硫菌靈(50%可濕性粉劑)無(wú)論從室內(nèi)實(shí)驗(yàn)還是室外接種,抑制效果均最好,防治效果達(dá)90%[32]。許怡玲從10種藥劑中篩選出可殺得、甲苯硫菌靈、雙效靈具有較好的效果[33]。徐明等通過(guò)對(duì)殺菌劑的篩選認(rèn)為,濃度為5 μgmL-1吡唑醚菌酯和嘧菌酯EC50抑菌率達(dá)到90%以上,效果最好,而且吡唑醚菌酯和嘧菌酯還能有效抑制孢子萌發(fā)[34]。

5 小結(jié)

楊樹爛皮病是一種生態(tài)性病害,就單個(gè)因素而言,品種、林齡、栽植密度和地形等都會(huì)對(duì)楊樹爛皮病的發(fā)生產(chǎn)生不同程度的影響,但楊樹爛皮病的發(fā)病程度往往是各因素綜合作用的結(jié)果。近些年來(lái),在急功近利思想和經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使下,許多楊樹品種沒有經(jīng)過(guò)引種試驗(yàn)確定其適生區(qū)就大范圍引種栽植,甚至沒有經(jīng)過(guò)審認(rèn)定的無(wú)性系也大面積栽植,忽視樹種的生物學(xué)特性和生態(tài)需求,過(guò)分盲目地追求速生,嚴(yán)重違背了適地適樹基本原則,導(dǎo)致林分健康狀況極差,氣候稍有異常變化,樹木就無(wú)法正常越冬,遭受凍害。另外,造林密度過(guò)大、病蟲害防控不及時(shí)等粗放經(jīng)營(yíng)管理方式都會(huì)導(dǎo)致林木營(yíng)養(yǎng)積累不足,生長(zhǎng)不良,健康狀況差,為楊樹爛皮病的發(fā)生發(fā)展提供了有利條件。因此,要加強(qiáng)營(yíng)林管理、加強(qiáng)抗病品種選育研究、加強(qiáng)病害早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)研究等多方面工作,才能有效控制病害的發(fā)生發(fā)展,把損失降到最低。

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