气流对广东侵染性林木病害发生的影响*
2017-03-09杨晓朱黄少彬雷梦英匡蓉琳王宏洪李馥纯莫介羽孙思
杨晓朱黄少彬雷梦英匡蓉琳王宏洪李馥纯莫介羽孙思
(1.广东生态工程职业学院,广东 广州510520;2.华南农业大学 林学与风景园林学院,广东 广州510642)
气流对广东侵染性林木病害发生的影响*
杨晓朱1黄少彬1雷梦英1匡蓉琳1王宏洪1李馥纯1莫介羽1孙思2
(1.广东生态工程职业学院,广东 广州510520;2.华南农业大学 林学与风景园林学院,广东 广州510642)
在2002—2016年对广东省部分重要林木病害进行现场调查,分析气流与林木侵染性病害发生之间的关系。结果表明,在广东省广泛发生的黧蒴(Castanopsis fi ssa)枝枯病和桉树(Eucalyptus sp.)梢枯病属于气传病害;气流运动为杉木(Cunninghamia lanceolata)细菌性叶枯病、红豆杉(Taxus chinensis)根腐病、相思(Acacia sp.)根腐病和木麻黄(Casuarina equisetifolia)青枯病病原菌开辟了入侵通道;这些病害的防治策略可进行相应调整。气流运动导致广东省部分重要林木病害的发生,建议开展针对气传病害的试验研究来推动今后的防控工作。
气流;广东省;林木;侵染性病害
植物病理学的核心是寄主—病原—环境的三角关系,不良的环境条件通常对植物病害的发生起到重要的促进作用,有的甚至起到主导作用。气流运动往往成为植物病害发生的重要因素,而广东省是我国重要的沿海省份和林业大省,林木病害的发生受风,特别是台风的影响极大。以往林木病害与风关系的研究,多集中于风本身作为病原,即研究对象为非侵染性病害中的风害[1],受影响较大的树种主要包括橡胶树(Hevea brasiliensis)[2]、桉树(Eucalyptus sp.)[3]、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、相思(Acacia sp.)[4]和松树(Pinus thunbergii)[5]等。而从气流运动与林木侵染性病害发生关系的角度探讨的内容较少。普通植物病理学,特别是其中的植物病害流行学部分,已经明确气流运动是病原传播的重要途径之一,是植物病害流行的重要促进因素[6]。而且气流的作用不只是传播病原。笔者根据多年来在广东省进行的林木病害调查研究结果,从气流运动对病原的传播、气流运动开辟病原入侵通道和防治策略的改变3方面对气流与林木侵染性病害发生的关系进行探讨。
1 调查方法
从2002年至今,根据广东省各地林木种植者或业主提供的病害发生信息到现场进行调查。调查的方式括现场实地观察和与工作人员访谈。
1.1 观察
观察的主要对象是林木生长的环境和病害症状。环境观察包括可能与病害发生相关的信息,例如坡位、坡向、地势、土质和水流。症状观察除常规的外观症状外,还包括地下根部和树干木质部的症状,对病害发生面积和分布进行记录。
1.2 访谈
由于病害的发生是一个持续的过程,但现场观察只能获得一个时间点的信息,因此需要和现场的工作人员进行交流,目的是了解调查时间点之外病害发生的相关环境与症状信息,以及工作人员已经采取的防控措施等。例如,即使是常年气流运动明显的地点,在调查的时间点可能并没有感受到强气流运动,此时可以询问工作人员此地风害的严重程度。
2 结果与分析
2.1 气流运动对病原传播的影响
气流对病原的传播一般指病原菌菌体(孢子和菌丝等)随气流从发病寄主传播到健康寄主的过程。根据近年来在广东省调查可知,黧蒴枝枯病和桉树梢枯病属于典型的气传病害。
2.1.1 黧蒴枝枯病黧蒴枝枯病的病原按公开发表的文献为Cytosporella cinnamomi,2014年在广东首次报道[7]。按笔者记录(未发表),2004年在广州市白云区太和镇发现这种病害,当时已有大量死树,说明实际发生时间更早。此后在广州白云山风景名胜区、华南农业大学树木园和黄埔区联和街道等地均发现大量黧蒴(Castanopsis fi ssa)发病,部分已经死亡。到目前,该病害已经扩展到了珠三角的多个城市,包括深圳、佛山、东莞、清远、肇庆和江门市等。目前黧蒴枝枯病的传播方式尚未有清晰的定论,而松材线虫病和林木青枯病研究较多,传播途径较为清晰,因此参考这两种病害进行分析。松材线虫病的病原为松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus),其发生虽然严重,但传播途径十分清晰,近距离一般为媒介昆虫——松褐天牛(Monochamus alternatus)迁飞传播;远距离由木材或其它木制品调运传播[8]。黧蒴枝枯病可以从广州市向珠三角其它城市作跳跃式传播,首先排除天牛迁飞的可能性;因为珠三角地区人员和物资的流动极为频繁,人为传播在理论上有一定可能性。根据黧蒴枝枯病发生地点的调查发现,黧蒴林均为生态公益林,而非用材等经济用途,种植时间较长;同时大部分种植地没有黧蒴新造林,排除了苗木或其它木制品带菌传入的可能性。此外,该病害的症状为地上部梢枯直至枝干开裂,上有病斑可分离到病原真菌,地下根部无症状,甚至地上部完全死亡后,根部仍能产生萌芽条,因此可以排除是土传病害的可能性。综合判断,黧蒴枝枯病是一种气传病害,病菌从发病地随气流向周边地区扩散。
2.1.2 桉树梢枯病桉树梢枯病在广东地区时有发生,但近年来发生日趋严重,根据笔者的调查,其危害程度已经超过桉树癌症——青枯病。青枯病的病原菌——青枯菌(Ralstonia solanacearum)生活在土壤中,很难随风传播,目前大面积发生较少,多为点发性,在一个侵染地点通常有数株到数十株桉树发病。而梢枯病的病原菌为Botryodiplodia theobromae[9],其菌体在桉树枝梢侵染繁殖,可随风雨传播。2014年在西江林业局下属的良洞迳林场,2015年在江门台山市均发生了数十公顷。2016年在肇庆市封开县某私人林地发生了约200 hm2的桉树梢枯病,造成巨大经济损失。调查发现,桉树梢枯病的发生与地势没有明显相关性。地势低洼的地方,通风透气性差,湿度大,桉树枯梢病发生严重;地势平坦,通风良好的地方也大面积严重发病,说明气流对于病原菌的传播可能起到重要作用。
2.2 气流运动开辟病原菌入侵通道
2.2.1 杉木细菌性叶枯病部分病害已有明确记录其入侵方式与气流运动有关,杉木细菌性叶枯病(病原菌为Pseudomonas syringae)即是一个典型例子[8]。杉木(Cunninghamia lanceolata)的针叶尖利,在随风摇摆的过程中很容易相互刺伤,这为病原菌的入侵开辟了通道。笔者2015年在云浮罗定市调查时观察发现,杉木细菌性叶枯病的样本与《林木病理学》[8]描述的发生规律一致:种植在迎风面的杉木有部分轻微发病。
2.2.2 红豆杉根腐病杉木细菌性叶枯病是叶部病害,较易观察,根部病害与风的关联性则需要作深入地分析。2006年阳江发生台风“派比安”。台风后,某苗圃种植的大量红豆杉(Taxus chinensis)苗木倒伏,未折断,经扶正后,部分植株逐渐枯萎死亡。实验室检测发现,苗木根颈部受到镰刀菌(Fusarium sp.)(未发表)侵染,皮层环割状坏死,最后导致全株死亡。镰刀菌是土壤习居菌,在土壤中长期大量存在,但苗木前期健康生长时并未受到侵染。由这两点综合推定是台风吹倒苗木后,根颈部产生了撕裂伤口,为病菌入侵开辟了通道。
2.2.3 相思根腐病由于相思类树种在广东省种植面积大、范围广,该病发生较为普遍。该病病原为热带灵芝(Ganoderma tropicum)[10],生存在土壤当中,从根部入侵后,沿根的木质部向树干的木质部扩展,为土传病害。笔者从2005年起在潮州市的红山林场、广州市的凤凰山森林公园、江门市的河排林场和中山市等地都有调查到该病害。该病害有明显的点发性,大面积发生较少。据发生地工作人员介绍,许多发生点为风口或其它气流运动明显的地点,而距离风口较近,但风速较小的地点种植的相思则没有发生这种病害。因此推断,相思根腐病的病原菌在根部健康完整时并不易入侵,而是在风吹摇树木、根部产生撕裂伤后获得了入侵通道。
2.2.4 木麻黄青枯病木麻黄作为重要的沿海防护林树种,其作用尚无其它树种可以替代,因此针对木麻黄的研究较多。首先,多年的实践已经证明木麻黄青枯病的发生与台风有密切关联,台风后青枯病随即严重发生。木麻黄青枯病的病原菌与桉树青枯病的病原菌相同,两种病害都是土传病害。因此,了解台风后木麻黄青枯病严重发生的机理,对于这种病害的防控十分关键。前人研究表明,其机理主要有两点:一是台风在树木枝干部位造成大量伤口,有利于病菌入侵;二是“台风旱”造成树木生长势差,有利于病害的发生[11]。根据现场对木麻黄病死植株的解剖观察,其根的木质部出现发黑坏死症状,并溢出大量乳白色菌脓。而当观察的部位由根部向树干上方移动时,发现木质部症状越来越轻,甚至没有明显的症状。如果根据前面机理的描述,病原菌从折断受伤的枝干伤口入侵[11],则应该是木质部先出现明显的症状。因此,笔者认为台风发生后青枯菌入侵的主要部位仍然是木麻黄根部,台风猛烈摇摆树干给根部造成的撕裂伤是青枯菌入侵的主要通道。
2.3 对病害防控的影响
气传病害防治难度大,农业上防治气传病害是通过预测预报提早介入、采取喷施杀菌剂等方法。采用植保无人机喷施杀菌剂防治病害是今后的一个重要发展方向,可在集中成片、地势平坦的人工林试验推广。林业病害的预测预报工作相对落后,林分结构复杂,且在山地环境施用杀菌剂操作性差,都为气传病害的防治增加了难度。
对于防控风后根部产生撕裂伤导致病原菌入侵,可运用“避病”的方法[6]。避病是指通过人工措施,使寄主植物避开发病高峰期,或避开病害高发地。可以避免在气流运动频繁的地点植树造林,不在沿海台风登陆点建苗圃,或者避免种植易发生根腐病的树种,如相思等。
根据木麻黄抗风性的相关研究,有多种途径可以提高木麻黄林抗风的能力,如调整株行距或密度[12-13]。通过提高木麻黄林抗风性,进而提高抗青枯病的能力。不仅限于采取改善营林措施、培育抗病树种等传统措施来减少病虫害发生,甚至可以根据临海最前沿的风速大,木麻黄受风害重,距离前沿距离越远,风速越小,木麻黄受害轻的规律[14-15],预判每年台风的植株发病受害率,对这些植株采取放弃、砍伐和补植等措施。这种方法目的是将病害造成的损失控制在经济阈值之下,而不是将病害彻底消灭。
3 讨论
总体来看,气流运动形成的风作为主要的环境因素之一,通过传播病原、开辟病原入侵通道等因素,助长了广东省的桉树、杉木、相思和木麻黄等主要造林树种部分重要病害的发生和流行;同时由于气流运动难以预测预报,导致这类病害防控难度较大。因此开展对这类气传病害的研究十分必要。
由于本文研究的方法主要是对病害结果的观察,且多是应林木养护人员或业主的要求进行的,是一种临时性的定性研究,因此建议今后可开展气传病害的专题试验研究。可采用真菌孢子捕捉仪器测定孢子传播的数量、方向和距离等获取气流传播病原的定量数据;在台风发生前后从林木根部分离病原菌,验证是否因气流运动开辟病原菌入侵通道导致病害发生;使用无人机喷洒农药防治病虫害,特别是采用植保无人机喷药防治陡峭山地的林木气传病害;或通过设置不同的防护林树种种植密度和行间距,筛选可减小林间风力、进而减轻青枯病发生的最佳造林方式。
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Effects of Air fl ow on Infectious Forest Diseases in Guangdong Provincee
YANG Xiaozhu1HUANG Shaobin1LEI Mengying1KUANG Ronglin1WANG Honghong1LI Fuchun1MO Jieyu1SUN Si2
(1.Guangdong Eco-engineering Polytechnic, Guangzhou,Guangdong510520, China; 2.College of Forestry and Landscape Architecture, South Chin a Agricultural University, Guangzhou,Guangdong 510642, China)
In 2002-2016, some important forest diseases in Guangdong province were investigated in the fi eld, and the relationship between air fl ow and infection diseases of forest was analyzed according to the survey data. Results showed that branch withering of Castanopsis fi ssa, dieback of Eucalyptus sp. were cause d by the air borne diseases; the air fl ow opened up the invasion channel for pathogen of bacterial leaf blight of Cunninghamia lanceolata,root rot of Taxus chinensis, Acacia sp. and bacterial wilt of Casuarina equisetifolia; the penetration and control strategies for these diseases could be adjusted accordingly. In summary, air fl ow could obviously make for the occurrence of some important forest diseases, it was recommended to carry out the experimental study of air borne diseases to promote the future prevention and control work in Guangdong province.
air fl ow;Guangdong province;forest;infectious disease
S763.1
A
2096-2053(2017)03-0057-04
广东生态工程职业学院2015年校级质量工程精品课程项目《林木病理学》精品资源共享课(2015zlgc-xj-jpkc03)。
杨晓朱(1975— ),女,副教授,主要从事林业有害生物防治工作,E-mail:543647345@qq.com。