川东北地区杨树与柳树锈病发生与病理学观察

胥 梦，周明强，唐春芳，吴邦元，袁施彬

(西华师范大学a.生命科学学院，b.教育部西南野生动植物资源保护重点实验室，四川 南充 637009)

杨树和柳树分别是杨柳科(Salicacea)杨属(Populus)和柳属(Salix)植物的通称[1]。杨树是世界上三大速生树之一，有生态适应性强、分布广、种类和品种多，容易杂交和改良遗传性及无性繁殖等特点[2]，被广泛应用于生态防护林、农田防护林和工业用防护林[3]。柳树自古就被应用于园林造景，其观赏价值主要在于叶部[4]。四川具有丰富的杨柳科植物资源，在各市、县均有分布[5～6]。据调查研究，为害杨树和柳树最多的病害主要有锈病、灰斑病、黑斑病和褐斑病等[7～8]。其中，锈病严重影响杨树和柳树的栽培与健康生长[9～10]。

本研究以川东北地区4区(县)的杨树和柳树为研究对象，比较杨树和柳树锈病的发病症状、流行特点及病原菌特征，为该病的防治提供理论和实际指导依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

川东北地区指四川省东北部城市群，包括南充市、达州市、广安市、巴中市和广元市。该地区以山区和丘陵为主，属中亚热带湿润季风气候，雨量充沛、光照适宜，具有夏长秋短、四季分明、适合多种作物生长的气候特点。年平均气温20℃～21℃，年平均日降水量8.9 mm～11.8 mm，相对湿度69%～74% ，极端高温41℃～44℃，极端低温-1℃，夏季平均温度30℃～30.6℃，夏季月平均降雨量507 mm～598 mm[11～12]。本研究主要以南充市的高坪区和西充县，广安市前锋区和武胜县为调查地。

1.2 材料与方法

1.2.1 样地选择和野外病害标本的采集

本次调查时间2016年4月—2016年9月，4月开始长出新叶，9月开始落叶。在对4区(县)杨树和柳树分布区域进行调查的基础上，采用地面人工踏查，标准地调查[13]，各选取5个调查区域，在调查区域内分别于不同方位选择30株树作为标准株，同时做好各植株标记。从植株表现侵害症状开始，每隔1周调查1次病情。定树定期按病情分级计数法计算病情指数，以此确定杨树锈病和柳树锈病的发病高峰期，具体分级标准见表1。使用相机(Canon 6D)拍照记录病症的同时，采集感染锈菌的新鲜杨树叶和柳树叶样品，无菌封装、标记并及时送实验室检测。

病情指数=∑ [各病级代表数值×调查叶片数]/[最高病级代表数值×调查总叶片数]×100

表1 杨树和柳树叶锈病分级标准

1.2.2 病原鉴定

病原鉴定的方法：主要采用制作临时玻片的方法来鉴定锈病的病原菌。操作步骤：取一片洁净干燥的载玻片→吸取灭菌蒸馏水并滴1滴于载玻片中央→用镊子轻轻刮取少量叶片样品上的锈病病原菌，与蒸馏水充分混匀，使病原均匀分布于蒸馏水中→小心盖上洁净干燥的盖玻片→用滤纸吸去盖玻片四周溢出的蒸馏水→用显微镜下观察其夏孢子的形态、颜色，并测量夏孢子大小。采用Motic显微镜((MoticamPro 205A、麦克奥迪医疗诊断系统有限公司，中国厦门))和显微成像系统(motic102m/麦克奥迪电气股份有限公司，中国厦门)观察杨树锈病和柳树锈病病原孢子的形态，于×400倍和×1 000倍的视野下观察并采集图像[14]。

2 结果

2.1 杨树和柳树锈病的发生

如图1所示，杨树从4月开始萌发新芽，在5月上旬逐渐出现零星的感病情况，病情指数为1%左右，为发病初期；进入6月，危害逐渐加重，病情指数明显增加，到7月病情指数已达到50%，为发病中期；进入8月，锈病危害程度进一步加重，快速传播蔓延，这期间病情指数从50%迅速增长到90%以上，为发病后期。从4区(县)杨树锈病的发病指数来看，早期仅西充县表现出明显患病情况；中期高坪区和西充县明显高于前锋区和武胜县，且西充县病情指数比高坪区高；后期西充县锈病的病情指数略高于其余3个区(县)。

图1 杨树锈病病情指数变化趋势

如图2所示，柳树在5月末锈病感染率低，病情指数在1%左右，为发病初期；进入6月，病情呈现快速增长的现象，感染率明显增加，为发病中期；进入7月，病情指数已达到40%，为发病中后期；到8月时，患病情况再次快速上升，病情指数在80%左右，为发病后期。从4区(县)柳树锈病的发病指数来看，早期西充县和武胜县高于其余区(县)；中期和中后期武胜县高于另外3区(县)；后期4区(县)病情指数均在90%以上。

两种锈病早期危害表现都不明显，杨树锈病的发生要明显早于柳树锈病；两种锈病均具有传播蔓延速度快的特点，发病高峰期均在天气炎热的7月、8月、9月；但杨树锈病在8月就已达到患病后期，而柳树则是在9月进入患病后期。

图2 柳树锈病病情指数变化趋势

2.2 感病症状与显微鉴定

2.2.1 杨树锈病感病症状与致病菌

杨树锈病主要危害杨树苗木和幼树，主要危害部位为叶片，也危害嫩梢、叶柄。正常杨树叶表面光滑无斑点痕迹(见图3a)；杨树锈病在5月初开始发病，发病初期在杨叶背面生出淡绿色的小斑点(见图3b)；6月下旬危害程度逐渐加重，此时叶背出现半球形橘黄色小疱，即夏孢子堆，疱破后散出黄粉堆(见图3c)。7月初病害快速蔓延、传播，危害程度进一步加重，到7月底感病率达到90%以上，杨树叶的正面可见到不规则斑点，初为铁锈色，逐渐变为暗褐色。到了8月中、下旬大多叶片出现发黑症状，少数叶片甚至脱落，严重的病叶孢子堆连结成片，布满整个叶面。病叶上的孢子影响光合作用，使树体水分过量蒸腾，导致叶片枯萎，提前脱落。受害严重的小苗和幼树，引起卷叶，出现早期落叶现象。

图3 杨树叶及锈病危害症状

鉴定发现，引起杨树锈病的病原菌为松杨栅锈菌(Melampsoralarici-populins)。该菌是一种长循环型转主寄生菌，属于栅锈菌属。夏孢子为头状或棍棒状侧丝，堆生于杨树叶面上，以叶的背面为多，呈长椭圆形或者矩圆形(见图4a(10×40)和4b(10×100))。孢子的大小为(20.6～44.3)×(10.5～19.7)μm，锈孢子表面有刺，基部具有细密且明显的刺，顶部的刺稀疏较小。

图4 松杨栅锈菌显微图

2.2.2 柳树锈病感病症状与致病菌

柳树锈病主要危害植株的芽及叶片，也会危害花絮、叶柄、果柄。结果显示，调查地区正常柳树叶表面光滑无斑点痕迹(见图5a)，柳树锈病在5月末至6月初开始发病，发病初期，多在柳叶背面产生橘黄色的疱状隆起，即夏孢子堆，斑点较大(见图5b)；有时叶片正面也会产生夏孢子堆。疱破散后露出黄粉堆；嫩枝上的孢子堆形状略长且较大(见图5c)。7、8月份病害加重，感病率增加，孢子堆逐渐集聚增大并布满叶片两面，逐渐现出微隆起的红褐色病斑，病斑也增大呈块状。9月份叶片卷曲萎蔫，早期脱落。病嫩叶皱缩、加厚、反卷，严重时，会造成嫩枝枯死，影响幼苗和幼树的生长。

图5 柳树叶及锈病危害症状

柳树锈病的病原菌为拟鞘锈栅锈菌(MelampsoracoleosporioidesDiet.)。该菌为长循环型转主寄生菌。夏孢子堆中混生有头状侧丝夏孢子，堆生于叶片两面，以叶背为多，长卵形，少数卵形、椭圆形，橘黄色，表面有刺，大小为(13.7～20.3)×(11.2～13.6)μm，如图6所示。

图6 拟鞘锈栅锈菌显微图

3 防治建议

由调查结果可知，两种病害的发生具有一定的规律。从发病时期来看，两种病害的发生时间有所不同，杨树锈病的发生要早于柳树锈病，在同一调查时期，杨树锈病比柳树锈病更严重，两种病均在7月、8月、9月达到发病高峰期。已有研究表明，锈病的发生与当地湿度、温度有关[15]，而单一的林分结构更易引起病害的快速扩散和传播[16～17]。通过病原菌的显微鉴定发现，杨树锈病和柳树锈病分别由不同的病原菌引起，两者在形态结构、大小等方面均存在差异。因此对于两种病害需以病原为基础进行针对性防治。

杨树和柳树锈病的防治应在感病初期进行，以避免其大范围地蔓延。对于杨树锈病在4月初就应对长新叶的树林进行重点监测；柳树锈病可在4月末—5月初进行重点防护，保持密切监测，并及时采取防治措施。

在病害防治上，长时间以来主要采用喷洒杀菌剂并辅以人工去除患病部位的方式。虽然，此形式能达到快速而有效的目的[18～19]，但这种外力形式对于植物本身就是一种不利影响[20]。不仅污染生态环境[21]，也会产生抗药性[22]。可采用友好型防控措施，如物理防治，生物防治等[23]。通过合理间植[24]、改善通风和透光条件等种植管理手段[25]，结合严密的监测防控措施，能起到较好的预防控制效果。陈秀芬等研究显示[26]，瘿蚊可取食松杨栅锈菌的夏孢子堆，该昆虫为一种锈菌瘿蚊，是松杨栅锈菌的天敌[27]，敌对生物可对病害产生抑制作用，可作为生物防治的方法之一[28]。