甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区山杨锈病病原及发生规律

鲍双玲,张亚莉,朱学泰,马正学(．甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区管理局,甘肃平凉　744000; ．西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州　730070)

甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区山杨锈病病原及发生规律

鲍双玲1,张亚莉1,朱学泰2,马正学2
(1．甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区管理局,甘肃平凉744000; 2．西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州730070)

山杨锈病是甘肃太统G崆峒山自然保护区中对山杨林危害最严重的植物病害.2013年3月—2014年12月,对该保护区内山杨锈病的发生规律进行了跟踪调查,并对病原真菌进行了采样、分离和鉴定.结果显示,在保护区内发生的山杨锈病病原菌属于松杨栅锈菌(Melampsora lariciG populina Kleb．).该病原生物的发生规律主要表现为:每年5月下旬至6月初山杨开始发病,6月下旬危害程度逐渐加重,7月中、下旬病害快速蔓延,危害程度进一步加重,到7月底感病率达到100%;8月中、下旬约有60%叶片发黑,30%的叶片脱落,山杨的长势受到严重影响.研究结果基本反映了该区域山杨锈病的发生规律,为该林区山杨林保护提供了理论依据,为山杨锈病的防治研究奠定了基础.

太统G崆峒山自然保护区;山杨锈病;发生规律;防治对策

引用格式:Bao Shuangling,Zhang Yali,Zhu Xuetai,et al．Pathogen and Occurrence Regularity of Populus DavidG iana Rust Disease in Kongtong Mountains Natural Conservation Area of Gansu Taitong[J]．Journal of Gansu SciG ences,2016,28(2):33G37．[鲍双玲,张亚莉,朱学泰,等．甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区山杨锈病病原及发生规律[J]．甘肃科学学报,2016,28(2):33G37．]

有关杨树叶锈病研究已经有较多报道,早期主要集中在研究病原菌种类、寄主及其生物学特征上[1G4],针对杨树锈病进一步开展了病害的防治研究[5G7].甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区管理局的科研人员近年来也在积极开展森林病虫害的防治研究,已经发表有关的研究报道[8,9].

甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区属于森林生态类型的自然保护区,主要保护对象为森林生态系统、稀有野生动植物、古文化遗迹和地质遗迹.该保护区是甘肃陇东地区唯一一处国家级自然保护区,是泾河上游(黄河支流)重要的水源涵养基地,其森林植被是黄土高原保存较为完整地典型森林生态系统,在涵养水源、调节气候、防风固沙、保持水土、保障泾河中上游地区生态平衡、维护下游地区经济可持续发展方面发挥着重要作用[10,11].

杨树广泛分布于30°~72°N之间,是该自然保护区的乔木优势树种之一,根据调查(2012年保护区二类林业调查资料),保护区内山杨(Populus spp)分布面积为315．7 hm2、杨类1 477．5 hm2.因其生长快、易繁殖、用途广、适应性强、轮伐期短而极受欢迎[10].自2000年以来,杨树病虫害多重发生,其中叶锈病是分布最广、危害较严重的病害.为了更有效地保护自然森林植被,控制病害发生,2013年3月—2014年12月,保护区管理局组织人员开展了山杨锈病专项研究,旨在为杨树锈病防治提供技术支持.

1　研究方法

1．1野外调查方法

标准地调查:按照国家林业有害生物普查技术要点[12],对有危害症状、或发现有害生物分布的林地设置标准样地进行详查;每块标准样地面积0．067~1 hm2,样地内主要寄主植物不得少于100株;人工林标准样地累计面积不应少于有害生物发生面积的3%,天然林不应少于0．2%[12];在保护区内按杨树分布范围,在不同地段设立树杨锈病固定样地5处,从杨树新叶开始萌发前(2014年3月)每月上旬和下旬进行观测,记录相关信息.在调查中详细记录杨树锈病的发生状况及树木受害程度,采集相关标本及拍摄有害生物或危害状的照片,将山杨叶片上的锈斑带回室内及时进行鉴定[2G4].5个固定样地的调查信息见表1.

表1　固定样地信息Table 1　Fixed sample plot information sheet

1．2室内研究方法

将采集到的病害植物制作成腊叶标本长期保存,同时采集病原菌接种到试管培养基中,带回实验室(西北师范大学生命科学学院微生物研究室)分离培养鉴定菌种.对获得的数据采用SPSS15．0和Excel软件进行数据分析和资料整理.

2　结果与分析

2．1山杨锈病病原菌

针对山杨树锈病的发生发展进行了系统调查.采集到病害标本54件,经鉴定病原生物属于松杨栅锈菌.

2．2山杨锈病发生情况监测数据

2014年从固定样地调查到的山杨锈病发生情况数据统计资料见表2~表6.

从表2可以看出,在1号山杨锈病固定样地调查获得的信息中,从5月份开始锈病感染株数为13%,为轻度危害;6月份~11月份锈病感染株数逐渐增加(52%~100%),感染率快速上升(13%~ 100%),危害程度由轻微到严重.

表2　1号固定样地山杨锈病调查信息Table 2　Investigation information sheet for populus davidiana rust disease in fixed sample plot no．1

表3　　2号固定样地山杨锈病调查信息Table 3　Investigation information sheet for populus davidiana rust disease in fixed sample plot no．2

从表3可以看出,在2号山杨锈病固定样地调查获得的信息中,从6月份开始锈病感染株数为23%,为轻度危害;7月—9月份锈病感染株数逐渐增加(91%~100%),感染率快速上升到100%,危害程度由轻度上升到严重危害程度.这一结果与1号样地比较稍有延迟,这主要与地区小环境气候差异所致,麻武山区与太统山比较气温较低,湿度较高.

从表4可以看出,在3号山杨锈病固定样地调查获得的信息中,其结果与2号样地相似.

表4　3号固定样地山杨锈病调查信息Table 4　Investigation information sheet for populus davidiana rust disease in fixed sample plot no．3

表5　4号固定样地山杨锈病调查信息Table 5　Investigation information sheet for populus davidiana rust disease in fixed sample plot no．4

从表5可以看出,在4号山杨锈病固定样地调查获得的信息中,从6月份开始锈病感染株数为20%,为轻度危害;7月—10月份锈病感染株数逐渐增加(77%~100%),感染率快速上升到100%,危害程度由轻度上升到严重危害程度.这一结果与1号样地比较稍有延迟,与2号和3号样地相似.崆峒后峡属于二阴山地,小环境气候有差异(气温较低).

表6　5号固定样地山杨锈病调查信息Table 6　Investigation information sheet for populus davidiana rust disease in fixed sample plot no．5

从表6可以看出,5号山杨锈病固定样地调查获得的信息其结果与4号样地相似.

根据调查数据统计分析发现,杨树锈病在太统G崆峒山自然保护区发病规律是5月下旬—6月初开始发病,山杨树每个枝条上有3~4片叶被感病,病叶上分布有5~14个锈病菌斑;6月下旬危害程度开始加重,全树约有20%的叶片受害,叶片背面约有15%被锈孢子感染;7月中、下旬开始,山杨锈病快速蔓延,危害程度加重,到7月底,感病率达到100%,约有80%的山杨叶背面100%感病;8月中、下旬约有60%~80%叶片发黑,随后叶片脱落.

2．3山杨锈病在保护区的发生特征

山杨锈病主要发生在山杨树的叶部.山杨锈病先在叶片背面发病,开始时出现淡褐色小斑点,3~ 5天后就生出橙黄色小疱,疱破后显出黄粉堆,严重时叶背面布满黄粉,叶片出现干枯.秋季时叶片正面出现红褐色至深褐色疱状斑,即病菌的冬孢子堆,多时可连成片,病叶上寄生孢子堆影响叶片光合作用,出现水分过量蒸腾,导致叶片枯萎并提早脱落.发病严重时,成片的杨树叶片全部脱落,病原菌在落叶层中越冬.翌年开春后,病菌由树下部叶片逐渐向上传染,依次逐年循环感染.

2．4杨树锈病病原菌生物学特性

杨树锈病是多重寄主的病菌,即病菌在生活史的不同阶段侵染不同的寄主.典型锈菌的生活史需要一个完整的生长季节.锈菌通常是在杨树的落叶中以双核锈菌的形式越冬,冬孢子在春天繁殖,在冬孢子器中经过减数分裂产生单倍体的担子孢子.担子孢子影响次生寄主(通常是松属树种)并形成性孢子器,由性孢子器再形成合子.性孢子器有甜味,从而能够吸引昆虫传播分生孢子.两个可亲合的性孢子器结合形成双核菌丝体.菌丝体生长形成锈孢子器并产生风媒传播的锈孢子.这些锈孢子经气孔感染叶片,生长一段时间后形成夏孢子器,产生靠风媒传播的夏孢子.在较好的气候条件下,夏孢子能够越冬,在没有次生寄主的情况下也可以进行无性繁殖.在杨树锈病病原菌次生寄主很少的地区,锈病主要通过夏孢子传播.锈病病菌的传播速度很快且范围很广,研究表明,杨树锈病病原菌在流行期内1周可以扩散上百公里.

3　结论及建议

设置固定样地定点调查并采集植物病害样本,带回室内鉴定分析,结果发现:山杨锈病的病原菌是松杨栅锈菌;病原菌在该保护区内的发生规律是于5月下旬—6月初开始发病,6月下旬危害程度逐渐加重,7月中、下旬山杨锈病快速蔓延,危害程度加重,到7月底,感病率达到100%,随后约有80%的山杨叶片枯黄,8月中、下旬60%叶片发黑,30%的叶片脱落.如果遇到6—7月天气阴湿多雨,山杨锈病发病更加严重(如2013年,在该保护区内7月中下旬山杨树叶几乎完全枯死脱落,8月初新生叶片又开始展叶),其结果严重影响到山杨树的生长.

针对以上研究结果,提出几点建议:采用科学营林策略,选育抗锈病的杨树树种;在营林生产中不要营造落叶松、油松等松类与杨树的混交林.越冬期间加强预防管理(锈菌通常是在杨树的落叶中以双核锈菌的形式越冬,冬孢子在春天繁殖传播感染.因此,建议在发病较严重的地区,在越冬初期集中清理杨树落叶做消毒处理,减少二次传播途径).在发病期间喷洒50%代森氨100倍稀释液,50%退菌特500~1 000倍稀释液,抑制夏孢子萌发[4G7].

[1]袁毅．我国杨树叶锈病——松杨栅锈病菌种类研究[J]．西北林学院学报,1984,1(1):48G82．

[2]周仲铭,袁毅．杨树叶锈病研究概况[J]．西北林学院学报, 1985,2(4):84G102．

[3]李淑娴,黄敏仁,王明庥．杨树锈病抗性遗传特性及基因克隆策略研究进展[J]．南京林业大学学报:自然科学版,2008,32 (6):85G89．

[4]高雅．杨树叶锈病菌——松杨栅锈菌夏孢子的扫描电镜观察[J]．微生物学报,1982,22(1):26G30．

[5]平凉市森林病虫害防治检疫站．甘肃省平凉市林业有害生物普查成果汇编[Z]．2005．

[6]甘肃省林业病虫害防治检验局．甘肃林业病虫害资料汇编[Z]．2005．

[7]陈昌洁．中国主要森林病虫害防治研究进展[M]．北京:中国林业出版社,1999．

[8]鲍双玲,张亚莉,马雄,等．陇东地区主要树种的病害研究——以甘肃太统G崆峒山自然保护区为例[J]．甘肃科学学报, 2014,26(4):32G35．

[9]张亚莉,鲍双玲,马雄,等．甘肃太统G崆峒山自然保护区优势树种的害虫研究[J]．甘肃科学学报,2014,26(4):44G49．

[10]李嘉珏,谢忙义．甘肃太统G崆峒山自然保护区科学考察集[M]．北京:中国林业出版社,2001．

[11]吴冬秀．陆地生态系统观测规范[M]．北京:中国环境科学出版社,2007．

[12]国家林业局森林病虫害防治总站．中国林业有害生物概况: 2003—2007年全国林业有害生物普查成果汇编[M]．北京:中国林业出版社,2008．

Pathogen and Occurrence Regularity of Populus Davidiana Rust Disease in Kongtong Mountains Natural Conservation Area of Gansu Taitong

Bao Shuangling1,Zhang Yali1,Zhu Xuetai2,Ma Zhengxue2
(1．Administration of TaitongGKongtong Mountain National Nature Reserve,Pingliang 744000,China; 2．College of Life Science,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China)

Populus davidiana rust disease is a serious plant disease for populus davidiana in Kongtong mountains natural conservation area of Gansu Taitong．A followGup investigation on the occurrence regularG ity of populus davidiana rust disease in this conservation area is conducted by sampling,separation and iG dentification of pathogenic fungus．The result shows pathogenic bacteria occurred in this conservation area is Melampsora lariciGpopulina Kleb．The occurrence regularity of this pathogens in this conservation area is mainly as per below:populus davidiana starts getting sick from the end of May to the beginning of June．Damage degree aggravates gradually at the end of June．The disease spreads rapidly at the middle and end of July．With the further aggravation of the disease degree,the virus infection rate amounts to 100%．At the middle and end of August,under 60%of leaves turning black and 30%of them falling off,the growth vigor of populus davidiana suffers a strong impact．This research result basically reflects the occurrence regularity of populus davidiana rust disease in this conservation area,provides a theoretical evidence for the populus davidiana protection in this conservation area,and lays a foundation for the protection research on populus davidiana rust disease．

Kongtong mountains natural conservation area of Gansu Taitong;Populus davidiana rust disG ease;Occurrence regularity;Countermeasures

S432

A

1004G0366(2016)02G0033G05

10．16468/j．cnki．issn1004G0366．2016．02．008．

2015G06G26;

2015G08G10．

甘肃太统G崆峒山国家级自然保护区科研基金项目(GTJ20130301)．

鲍双玲(1967G),女,甘肃平凉人,工程师,研究方向为植物病虫害及防治．EGmail:407085436＠qq．com．

马正学．EGmail:mzhx53＠nwnu．edu．cn．