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作物土传病害及其防治

印度的七弦琴博士1,普丽娅·H·R2, Raheesa M Khatib1以及达薇亚·乔伊蒂3.

1农业科学大学农学院植物病理科,印度卡纳塔克邦达尔瓦德- 580005

2农业科学大学农学院农学系,印度卡纳塔克邦达瓦德- 580005

3.植物病理学系,GKVK,班加罗尔,卡纳塔克邦,印度

*通讯作者:
印度的七弦琴博士
农学院植物病理科“,
农业科学大学
达尔瓦德- 580005,卡纳塔克邦,印度

收到:01/03/2014接受:26/03/2014发表:16/03/2014

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摘要

土传病害是实现几种农作物良种产量潜力的关键。由于这些疾病的发病率高度不同,而且缺乏关于土壤传播病原体的流行病学方面的知识,这些疾病往往很难管理。古代和现代农作物的土传病害一直对作物的生长和生产力有一定的影响。世代相传的观察和经验产生了减少或最小化土壤传播和地上疾病损失的文化习俗,但在农业领域可能很少有人声称能“控制”这些疾病。农业作物多样性的扩大要求同时扩大战略,以尽量减少土壤传播疾病。土壤传播疾病的有效控制只有通过对土壤传播病原体的生存、传播的详细研究;环境条件的影响、文化习俗的作用以及寄主的抗性和易感性将在疾病管理中发挥重要作用。

关键字

土壤传播病原体,土壤传播疾病和管理。

简介

"由在土壤基质和土壤表面残留物中持续存在(存活)的病原体引起的疾病被定义为土传疾病"。因此,土壤是这些病原体的接种库,其中大多数广泛分布在农业土壤中。然而,一些物种表现出局部分布模式。大多数情况下,植物根和冠组织的损伤隐藏在土壤中。因此,直到植物的地上部分(叶片)受到严重影响,表现出发育迟缓、萎蔫、褪绿和死亡等症状时,才可能注意到这些疾病。

土壤传播疾病难以控制,因为它们是由病原体引起的,这些病原体可以在没有正常作物宿主的情况下存活很长一段时间,通常有广泛的宿主范围,包括杂草,化学防治往往效果不佳,不实际或太昂贵,而且很难培育抗性植物品种。这些疾病通常很难准确诊断,病原体可能难以在培养物中生长和准确识别。由于它们的微小尺寸和感染的非特异性症状,土传生物生活在人们看不到的地方,通常也不为种植者和植物保护工作者所知。土壤传播疾病的有效控制只有通过对土壤传播病原体的生存、传播的详细研究;环境条件的影响、文化习俗的作用以及宿主的抗性和易感性将在疾病管理中发挥重要作用[123.8].

土壤传播病原体的生物学

生存

土壤传播的病原体以土壤居住者(在土壤中存活相对较长时间)、土壤入侵者或土壤暂态者(在土壤中存活相对较短时间)的形式存活。土壤传播的病原体也以非致病性的形式存在,通常以腐菌(以腐烂的有机物为食的生物)的形式存在。在某些适宜的条件下,这些病原菌会变成致病的形式。

土壤中病原体的分布

土壤传播病原体的水平和垂直分布取决于生产实践、种植历史和各种其他因素。沿着垂直轴,大多数根部病原体的接种体位于土壤剖面的顶部10英寸内,这是发现宿主根、组织和其他有机基质的层。在水平面上,接种物在田间的分布通常集中在已种植易感作物的地区:

影响分布的因素

土壤中的许多因素影响土传病原体和疾病的活性:土壤类型、质地、pH值、湿度、温度和营养水平都在其中。然而,排水不良的土壤往往有利于土壤传播病原体的生存和分布,如腐霉属疫霉和隐菌。同样的,镰刀菌素而且轮枝菌属枯萎在潮湿土壤中也比在干燥土壤中更严重。只有少数根部疾病有利于干燥的土壤(例如,由疥疮链霉菌引起的普通土豆结痂)。

土壤传播的主要病原体

真菌:菌核rolfsii,丝核菌以上,镰刀菌素sp,腐霉属疫霉等。

细菌:埃氏菌,罗氏菌,根单胞菌,农杆菌,链霉菌等。

线虫:Meloidogyne, Heterodera, Longidorus, Paratrichodorus等。

由土壤传播植物病原体引起的不同类型的疾病

根腐烂

土壤传播疾病是由一组不同的真菌和相关生物引起的。最重要的属包括腐霉属而且疫霉丝核菌、导致根腐烂的圆筒菌和蜜环菌。这些疾病的特征是真正的根系腐烂;一些病原体通常局限于幼根,而另一些则能够攻击根系的较老部分。可观察到的症状包括萎蔫、叶片死亡和落叶、树枝和四肢死亡,在严重情况下会导致整株植物死亡。下面是这些疾病的一些例子。

丝核菌根腐病

在较老的幼苗中,真菌的侵袭局限于外层皮层组织,形成伸长的棕褐色到红褐色病变。该区域可能会增加长度和宽度,直到最后包围茎和植物可能死亡。

茎、领子和头部腐烂

这些疾病也是由一组不同的病原体引起的,包括种类疫霉菌核丝核菌菌核病镰刀菌素,偶尔Aspergillusniger.这些疾病最明显的症状是茎在地面的腐烂。这种腐烂通常会导致枯萎、叶子死亡和植物死亡的症状。下面是这些疾病的一些例子。疫霉例如,在这些条件下可引起菠萝心腐病、马铃薯和番茄枯萎病以及一些水果腐烂等疾病。类似的丝核菌在暖湿天气下,该菌可引起玉米叶枯病和白菜头腐病。

枯萎

引起这些疾病的主要真菌种类是镰刀菌素孢菌和轮枝菌属这些疾病的症状包括叶片萎蔫和茎部维管组织内部坏死。某些种类的细菌也能引起类似类型的疾病。下面是这些疾病的一些例子。

种苗枯病和防病

各种常用的名称用于苗木疾病,如苗木枯萎病和潮枯病。通常导致幼苗死亡的真菌包括腐霉属疫霉丝核菌菌核Rolfsii和不太常见的镰刀菌素这些真菌可以在种子萌发、出苗前或出苗后阶段感染幼苗。在越南北部腐霉属丝核菌而且菌核罗氏病通常与豆类、卷心菜和其他十字花科作物、葫芦和番茄等蔬菜的幼苗死亡有关。

腐霉属阻尼性疾病

最常遇到的物种是Pythiumdebaryanum,最后的P., P. aphanidermatum和P. graminicola。这种疾病通常以大致圆形的模式发生。这是因为真菌倾向于从起源点迅速生长,这是区分疾病与引起相同症状的其他因素的现场标记之一。

疫霉腐烂

疫霉属卵菌纲,蟒蛇科。p .过p .草莓属p . palmivora,p . syringaecauseprimarily低茎腐病,蔬菜,森林树木和观赏植物的衰减。不像腐霉属疫霉在较高的土壤温度(15-23°C),但仍在低温条件下具有侵略性。洪水,伴随着温暖的温度。最初受影响的组织会发展成一种柔软的、含水的棕色腐烂。几天之内,受影响的植物部分可能会干燥。

土壤传播疾病的管理

土壤传播疾病的管理取决于对病原体、寄主植物和有利于感染的环境条件的全面了解。为了使疾病发展,这三个因素必须同时存在。病原体(一种致命的感染性病原体)必须有可感染宿主的活的接种体,如游动孢子。宿主(易感植物)必须暴露在病原体的接种物中,并且在生理上易受感染。最后,环境条件必须有利于植物的侵染和病原体的生长。例如,土壤必须被水饱和一段时间,以便水霉菌发展并感染根系。了解这些病原体-宿主-环境的动态将有助于你设计一种疾病管理策略。有效的疾病管理方案必须是经济的:也就是说,节省下来的作物价值必须超过控制的成本。因此,在考虑控制策略时,对发病率、疾病严重程度和潜在作物损失的评估是关键因素。仔细、定期监测农田和彻底检查有症状的植物是必不可少的步骤。 The timing of control measures is also critical. Management of a destructive disease such as疫霉根腐烂可能需要及早实施适当的管理措施。除了经济上合理,管理策略还应简单、安全、适用成本低,并足以有效地将疾病减少到可接受的水平。然而,很少有管理方案具备所有这些可取的品质,因此通常最好是综合多种管理方案(例如,种植抗性品种,遵循有益的培养方法,以及应用疾病控制材料)。

文化控制

施肥:

•在灌溉的同时施用化肥可以改善植物的整体健康,从而减少疾病严重程度的影响。

•施用碳酸氢铵降低了罗氏菌巩膜体的活力

•施用磷肥也会通过增加植物抗毒素的产生来影响寄主的抗性

•管理腐霉属而且疫霉通过磷酸的应用。

•石膏的施用降低了巨果素花生的发病率。

提供良好的土壤排水和植物间良好的空气流通

灌溉管理以尽量减少土壤传播病原体的水传播,并通过避免传播到其他地区来监测疾病发病率,这些做法与土壤微生物没有明显的关系。当病害发生时,及时清除死的或受感染的植物可以减少接种物积聚的可能性。

•良好的土壤排水可以减少某些卵菌病原体的数量和活性(例如,腐霉属)和线虫。

•长期淹水或干旱休耕也可能减少镰刀菌素菌核病菌核和线虫

•灌溉还有助于减少由木豆病引起的土壤传播疾病炭腐病。

轮作

一般来说,土壤传播的病原体在土壤和植物碎片中存活长达数年。轮作有助于控制土传接种量,因为如果寄主在特定的年数内不存在,那么接种量就会减少。对于土壤入侵者病原体,即仅在活的植物上存活或只要宿主残余物作为其腐生存在的底物,可以通过轮作对其进行满意的控制。然而,当病原体是土壤居民时,即产生长寿命的孢子或可以作为腐生植物存活5或6年以上,作物轮作就变得不那么有效或不切实际。在后一种情况下,轮作仍然可以减少土壤中病原体的数量(例如,轮枝菌属),每隔第三年或第四年可获得可观的产量。在一些耕作制度中,土地被耕作后休耕一年或一年中部分时间。

耕作实践

播种前的土壤准备有助于减少病原菌的数量,方法是将接种剂深埋于土壤中或在顶部暴露层干燥。深耕含有病菌的作物残余物能更有效地减少这一重要的感染源。研究发现,种植前进行次土壤处理可提高对根腐病敏感和耐根腐病品种的青豆产量。pisi和腐霉属最后(13].综合采用耐蚀品种和降低土壤压实性的栽培措施,可经济地降低沙壤土豌豆根腐病的影响。

土壤改良剂

施用锯屑、秸秆、油饼等有机改进剂,可有效防治因腐霉属疫霉轮枝菌属,大毛菌属,植毛菌属。有益微生物在土壤中增加,有助于抑制致病微生物。例如,施用石灰(2500公斤/公顷)可使土壤pH值提高到8.5 [14].同样地,在土壤中施用硫(900公斤/公顷)可使土壤pH值降至5.2,并减少由疥疮链霉菌引起的马铃薯普通结痂病[6].施用蓖麻饼和印楝叶有助于减少小麦的脚腐病[14].脱咖啡因废物与水葫芦联合防治根结线虫[5].

土壤日晒

在阳光明媚的夏天,当透明聚乙烯被放置在潮湿的土壤上时,土壤顶部5厘米的温度可能高达52°C,而没有覆盖的土壤的最高温度为37°C。如果阳光充足的天气持续数天或数周,由太阳热量引起的土壤温度升高,即日晒作用,使土壤表面附近的许多土壤传播的病原体如真菌、线虫和细菌失去活性(杀死),从而减少接种量和疾病的可能性。轮枝菌属土壤日晒可防治枯萎病。该方法还可减少由密西根克拉杆菌引起的番茄溃疡病。由于土壤日晒造成的亚致死剂量的温度也使病原体繁殖体更容易受到生物防治剂的攻击[7].

生物防治

生物控制病原体,即其他生物对病原体种群的全部或部分破坏,在自然界中经常发生。例如,有几种疾病的病原体不能在某些地区发展,这是因为被称为抑制性土壤的土壤中含有拮抗病原体的微生物,或者因为受到病原体攻击的植物在病原体攻击之前或之后也自然地接种了拮抗微生物。有时,拮抗微生物可能由同一病原体的无毒菌株组成,它们破坏或抑制病原体的发展,正如低毒力和交叉保护所发生的那样。在某些情况下,即使是高等植物也会通过诱捕可利用的病原体(诱捕植物)或向土壤中释放对病原体有毒的物质来减少接种量。研究人员已经加大努力,利用这种天然的生物拮抗作用,并制定策略,通过这些策略,生物防治可以有效地防治几种植物病害。

抑制土壤

几种土壤传播的病原体,如镰刀菌素oxysporum(引起维管枯萎病的原因),Gaeumannomycesgraminis(小麦全蚀病的原因),疫霉肉桂病(许多水果和森林树木的根腐烂的原因),腐霉属在某些土壤中,燕麦囊线虫(Heteroderaavenae,燕麦囊线虫)发育良好,并引起严重疾病,称为有益土壤,而在另一些土壤中,它们发育得少得多,引起的疾病要轻得多,称为抑制土壤。土壤抑制不同病原体的机制并不总是清楚,但可能涉及生物和/或非生物因素,并且可能因病原体而异。然而,在大多数情况下,它们似乎主要是通过在这些土壤中存在一种或几种拮抗病原体的微生物来起作用的。这样的拮抗剂,通过它们产生的抗生素,通过裂解酶,通过争夺食物,或通过直接寄生在病原体上,不允许病原体到达足够高的人群,从而引起严重的疾病。多种拮抗微生物在抑制性土壤中增加;然而,最常见的病原体和疾病抑制已被证明是由真菌引起的,如木霉、青霉菌和孢孢子菌,或由假单胞菌属、芽孢杆菌和链霉菌属的细菌引起的。在有益土壤中添加抑菌土,可引入拮抗病原菌的微生物,减少病害的发生。例如,用含有一种链霉菌拮抗链霉菌的土壤(马铃薯赤霉病的病因)进行土壤改良后,马铃薯块茎明显没有赤霉病。例如,压制性的处女地被用来控制Phytophthoraroot通过在果园土壤的洞中埋设抑制土种植木瓜苗而引起的木瓜腐烂,该土壤已被根腐病所侵染Phytophthorapalmivora

化学防治

化学农药通常用于保护植物表面不受感染或根除已经感染植物的病原体。然而,一些化学处理的目的是在接种物与植物接触之前根除或大大减少接种物。雷竞技网页版这些措施包括土壤处理(如熏蒸)、仓库除害、处理设备的卫生和控制昆虫传播的病原体。

某些杀菌剂以粉尘、液体淋剂或颗粒的形式施用于土壤,以控制水分流失、幼苗枯萎病、树冠和根部腐烂以及其他疾病。在可以灌溉的田地,杀菌剂有时与灌溉水一起施用,特别是在喷灌中。用于土壤处理的杀菌剂包括甲霉菌、重氮苯、五氯硝基苯(PCNB)、卡帕坦和氯oneb,尽管后两种主要用于种子处理。然而,大多数土壤处理的目的是控制线虫,使用的材料是挥发性气体或产生挥发性气体(熏蒸剂),渗透到整个土壤(熏蒸)。然而,有些杀线虫剂不挥发,而是溶于土壤水,然后在土壤中分布。

•植物病害中的化学物质用于在寄主表面和病原体之间建立毒性屏障。

•这些作为种植前和种植后应用于土壤中。一般来说,这些处理是在高价值的经济作物中进行的。

•用于土壤熏蒸、土壤淋湿、种子处理。

杀菌剂如prothiocarb, propamocarb和metalaxyl对控制卵菌病原体是有用的。

•Fosetyl - Al是一种杀菌剂,用于叶面喷洒时,可控制土壤传播的病原体[10].为了解杀菌剂处理种子的效果进行了试验。所有杀菌剂均能显著提高葫芦、苦瓜和黄瓜的种子萌发率和植株大小,降低幼苗死亡率和根侵染率。

与对照(78%)相比,Aliette(92%)处理的葫芦种子萌发率最高,其次是Benlate(90%)、多菌灵(Carbendazim)、Ridomil、代锰锰锌(Mancozeb)和Vitavax (Vitavax)处理的葫芦种子萌发率显著提高了84 ~ 88%。杀菌剂对植株大小的影响显著,但各不相同。topsinm处理种子(4%)后,RidomilAliette、Benlate、Carbendazim、Mancozeb和Vitavax处理种子的幼苗死亡率降低最大。同样,杀真菌处理也能显著控制根感染,但效果不一。多菌灵和topsinm分别控制最大根感染6%和8% [9-13].

寄主植物抗性

种植抗病植物是最有效、最经济的方法之一。寄主植物抗性不仅减少了作物的损失,而且减少了病害防治的费用,减少了污染危害。

单基因(垂直)

它也被称为种族特异性或主要基因抗性。它是完整的和稳定的病原体有一些病原体类型,但很容易分解在其他。在白菜黄(F. oxysporumf.sp.;粘连菌)单基因抗性在本质上是永久性的。

多基因(水平)

也被称为种族非特异性或数量抗性。多基因抗性效果较差,但通常持续时间较长。

当结合培养和化学方法时,宿主抗性最有效。

转基因的方法

现代DNA技术已使改造转基因植物成为可能,这些转基因植物被转化为耐受不利环境因素的基因,抵抗特定疾病的基因,或被转化为针对某些病原体群体(如真菌、病毒和细菌)的几丁质酶和葡聚糖酶等酶的编码基因,或被转化为导致病原体基因沉默的核酸序列。

通过特定的植物基因赋予抗性

在许多作物中,从抗性植物中分离出特定病原体的植物基因,转移到易感植物中,并在这些植物中表达。如果所有必要的支持基因也在新的寄主中转移和表达,一些以前易感的植物现在表现为抗性。这些具有抗性的植物随后被克隆和繁殖,每一个都产生一个独特的品系或品种,可以抵抗特定的病原体。将豌豆抗性基因DRR206转移到油菜中,转基因油菜植株对由细肢菌引起的黑腿病表现出抗性,降低了由根病原菌引起的幼苗死亡率丝核菌而导致叶片损伤较小菌核病sclerotiorum。

抗病性化合物编码基因转化的转基因植物

编码几种致病相关(PR)蛋白的基因,如几丁质酶和一些葡聚糖酶,已被分离、克隆并在植物中表达,从而干扰某些病原体群的发育,并对受影响的植物提供抗性。用编码抗致病化合物的基因改造的植物的例子包括用抗真菌基因改造的花生植物,它减少了疟疾的发病率菌核病枯萎病,由菌核病与易感的非转基因植物相比[29].

遥感管理

遥感是一门科学/艺术,它使我们能够在不与物体进行物理接触的情况下,通过分析通过感官设备获得的数据来获得关于物体/现象的信息。雷竞技网页版

航空摄影

航空摄影可以在更大范围内探测到陆地上的物体。Colwell [4]首次利用遥感技术监测小麦茎锈病。他指出,全色,特别是红外航空摄影技术可用于检测小谷物的锈病和病毒性疾病以及柑橘的某些疾病。后来,红外摄影在英国用于马铃薯晚疫病。区分作物患病部分和健康部分的关键是使用适当的薄膜或过滤器组合。主要使用的胶片类型有全色、红外线、普通彩色和彩色红外线。红外薄膜是首选的,因为它们对可见光和近红外辐射波长(700-900 mμ)具有优越的灵敏度。彩色红外或Ektachrome Aero红外(伪装探测膜)更优越,因为它可以显示出患病和健康植物斑块之间的颜色差异。健康的叶子对红外波长有很强的反射,在这张照片上呈现红色,而枯萎或患病的叶子红外反射率较低,在这张照片上不呈现红色[7].

卫星成像

气象卫星

通常气旋会带来大雨,而反气旋则会带来万里无云的天空。所有这些都可以通过气象卫星进行有效监测。连续的图片显示了这些系统在到达一个区域之前的运动。因此,通过使用卫星监测流行有利系统,可以监测现场的疾病发生情况。例:小麦茎锈病菌的传播和沉积受特定天气条件的影响,称为印度茎锈病规律。

地球资源技术卫星(LANDSAT, 1972,美国):

陆地卫星每18天覆盖全球一次,在固定的时间扫描同一区域。将扫描数据进行比较,以确定18天内发生的任何重大差异。Nagarajan利用LANDSAT红外光谱波段6 (0.7 ~ 0.8μm)和7 (0.8 ~ 1.1μm)区分了印度健康小麦作物和巴基斯坦黄锈病严重作物。例如:椰子根腐病、小麦黑茎锈病、柑橘溃疡病

结论

当有关作物、影响作物的病害、过去几年的历史、寄主的抗性水平和主要环境条件的所有必要信息都能获得时,土壤传播疾病的管理是最成功和最经济的。疾病管理做法的结合可能产生相加或协同效应,对于流行病学上完全不同的土壤传播疾病,这种方法尤其可取。希望目前强调使用综合疾病管理实践的情况将促进非化学疾病管理方法的发展,以更好地管理土壤传播的病原体。

参考文献

全球科技峰会