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草坪夏季斑病害的研究进展

2016-06-15 18:02:28    来源:中国高尔夫产业网    点击:

夏季斑(summer patch)也叫夏季斑枯病或夏季环斑病,是一种危害严重的草坪病害。1984年由美国首次报道,在国内赵美琦最早报道。近年来,在北京地区,凡是种植草地早熟禾Poa pratensis的草坪均有发生,危害严重,造成草坪草整株死亡,使草坪出现秃斑,严重影响草坪景观。

1984年Landschoot和Jackson首次从早熟禾中分离出一种导致夏季斑发生的真菌,并把它命名为Magnaporthe poae。它是寄生在草坪草根部的第一种雌雄异体的外生菌。目前尤其是国内对夏季斑的认识还不是很深入,专家仍在致力于研究M.poae的生物学特性,希望能够更全面地描述它,同时,也在寻找更有效的防治方法。

1 夏季斑的分布及寄主范围

夏季斑是一种危害严重的草坪病害,国外仅在北美、欧洲等少数几个国家有报道。我国主要集中在北京、河北等北方地区。近年来,危害逐年严重,成为危害北方地区草坪的几大病害之一。

夏季斑主要侵染草地早熟禾、一年生早熟禾P.annua、紫羊茅Festuca rubra;最近在匍匐剪股颖Agrostis stolonifera上也有发现。多年生黑麦草Lolium perenne和大部分的暖季型草对它的抗性较强。

早熟禾不同品种中抗性强的品种有Adel-phi,admiral,baron,challenge,aspen,glade,mid-night,Nassau,parade,sydsport,touchdown,van-tage,Windsor,vantage,rugby,Bristol,challenge,aspen;易感病的品种有Park,Kenblue,South Da-kota,Certified,Eagle,Alence,Greenley Merion,Windsor Dormie,Fylking,S-21。

Dernoeden发现,在实际的田间条件下,不同的品种对夏季斑的抗性还会因土壤情况、天气状况、栽培因素和其他病害的同时存在而不同。

2 夏季斑的症状

类似于蛙眼状,侵染根部和根茎部。经常出现在建植二三年的草地上。近年在新建植的草地上也有发现。一旦发病,会在同样的地方连续出现。

夏季斑通常在6-9月出现,尤其当持续高温伴随大量降雨,夏季斑更加频发。最初是生长缓慢、瘦小萎蔫的分散状小圆斑或不规则的病斑,直径从最初的3~8 cm可以扩散到30 cm左右。在十分适宜的条件下还有可能扩大到上述的2倍大小,不同的病斑可能连成一片,形成大面积的不规则形枯草区。随着中部草坪植株的恢复,环形的病斑开始显现。在高温胁迫下,叶片上可能会出现白色带状的伤痕。当菌丝开始侵染组织时,被感染植株的根部、根茎、分蘖枝会变成深棕色。随着病害的发展,病株根部、根冠部和根状茎变成黑褐色,最后皮层组织开始腐烂,维管束也变成褐色,植株逐渐死亡。在显微镜下检查,可见到平行于根部生长的暗褐色匍匐状外生菌丝,有时还可见到黑褐色不规则聚集体结构。

叶子从难看的棕黄色到黄褐色,轻微的秸秆黄,最后形成环状病斑。在高温高湿条件下,这种病害发病迅速,有时没有任何前兆,大面积的病斑就会出现。

3 病原物

该病是由一种真菌所致,学名为Magna-porthepoae,属子囊菌亚门,是一种异宗配合的外生真菌。

该菌无性繁殖形成分生孢子,无性时期,瓶梗孢子无色,长3~8μm,附着胞球形,深褐色,浅裂,自然条件下可在基部和根部看到。

在自然条件下很难观察到有性生殖。在具备无性型的2种交配型存在的实验室培养条件下,可观察到有性繁殖。有性阶段形成子囊壳,黑色,球形,直径为252~556μm,有长357~756μm的圆柱形颈,子囊单囊壁,圆柱形,长63~108μm,含有8个子囊孢子,成熟的子囊孢子长23~42μm,直径4~6μm,子囊孢子有3个隔膜,中间2个细胞深褐色,两端的细胞无色。

在1/2PDA培养基上,菌丝初期无色,菌丝较稀疏,紧贴培养基卷曲生长。后期成熟后逐渐变灰,或是橄榄棕。菌丝从菌落边缘向中心卷回生长。在28~30℃下,夏季斑在培养皿中最大的生长速度为7~12 mm/d。

M.poae一般存在于植物组织或植物残体,能够在很艰苦的条件下存活。这种菌生长的适宜温度为28℃,当晚春土壤温度达到20℃时,开始侵染。在生长季节,真菌在根际生长扩散。在湿润的天气下气温显著上升时,会出现明显的症状。

4 发生发展特点

夏季斑通常6-9月爆发。当持续的高温(25~30℃)伴随着一段时期的大量降雨,夏季斑容易爆发。病菌在同一块土地上能够存活好多年。如果条件适宜,病斑在下一个生长季,同一地点扩大。病原菌通过感病植株的残体或机械作业来传播,但是病原菌在土壤中仅能够扩散到一小段距离,从死掉的植株转移到新的寄主上。

水分、温度、pH值是影响夏季斑的三大因素。研究发现,高温、高湿、高pH值更利于夏季斑的爆发。

4.1水分 

最初,人们认为干旱胁迫是易发夏季斑的一个主要因素。1985年,Smiley分别通过试管、盆栽、大田试验测定了夏季斑与水分的关系。Smiley发现,没有干旱胁迫(> - 0. 05MPa),夏季斑更易发病。大田小区试验中水分充足的地方,夏季斑症状更加严重。Kackley也得出类似结论,高水分有利于夏季斑发生。

4.2温度

Smiley、Kackley和Plum-ley等试验表明,在培养条件下,夏季斑的最适生长温度为27~31℃。在10℃以下或40℃以上,夏季斑停止生长。在30℃夏季斑的生长和致病力达到了最大。

温度除了影响夏季斑生长,还影响寄主根部生长以及它对病害的抵抗力[16]。当土壤温度为10~18.5℃时,草地早熟禾的根部生长最快。26℃以下,根部生长在一定程度上受到抑制。Kackley推测,在25~30℃温暖湿润的土壤条件下,根部生长被削弱,寄主对病害的抵抗力也减弱,但这个是夏季斑生长的最适温度。所以在这个温度下,寄主最容易感染夏季斑。在低于25℃时,温度适合根的生长,不太适合夏季斑的生长,因此这时寄主对它的抵抗力增强,不易感染病害。

4.3pH值 

试验表明,病害在高pH值时会更严重,因此要尽量保持土壤或根际的pH值为5.5~6.0。

Kackley的田间试验表明:日照的时间越长,强度越大,越会引发夏季斑。观察得出,夏季斑经常会出现在阳光直射的南向坡面,或是炎热等易受胁迫的地方。

夏季斑在贫瘠或是紧实的土地上也经常发病[8]。过密的种植,频繁修剪等管理带来的胁迫也会导致夏季斑的发生。

5 夏季斑的鉴定

5.1田间诊断

第一步,可以根据夏季斑的病斑特点,即蛙眼状病斑或不规则的枯斑来初步判定。

第二步,在被侵染的根部,经常可见到平行于根部生长的稀疏暗褐色匍匐状外生菌丝,有隔膜,有时在外表皮组织上还可见到黑褐色不规则聚集体结构。

第三步,由于很多时候,没有典型的夏季斑病斑,根茎部的变色也不明显或是根茎部的菌丝体稀少不能断定,还可以依据夏季斑流行的一些规律来断定是否是这种病害。比如说:高温,多雨,感染的草种(草地早熟禾、一年生早熟禾、细叶羊茅等)。

5.2实验室诊断 

通常夏季斑病害易混同于虫害(蛴螬、喙甲)、除草剂或是干旱胁迫引起的伤害,同时易混杂于赤霉菌引起的病害。因此,田间诊断并不能精确地鉴定。

鉴定夏季斑的最好方法是采集样本到植物病害实验室进行鉴定分离。

1)采样。样本要包括感染病害的草和周边及中央的健康草。通常样本大小15 cm×15 cm,要尽量包含所有的根系。

2)分离培养。取患病草的根茎部,切成0.3~0.5 cm小段,先浸在质量分数为1%的AgCl溶液中消毒30~60 s,然后放在质量分数为5%的NaCl中清洗5~10 s。最后放到无菌水中冲洗干净,用吸水纸吸干,最后放到1/2PDA培养基中培养,为抑制细菌的生长,在1/2PDA中要加入50 mg/L的链霉素。一般很难从土壤中直接提取夏季斑病菌。

3)孢子的诱导。将不同型的夏季斑病菌(大概直径0.6 cm)放到无菌小麦秆的两端。再把小麦秆植入SACH琼脂培养基中,室温培养。根据培养皿中病菌及孢子的形态特征鉴定病菌。

5.3生物技术鉴定 

夏季斑的实验室鉴定费时、费力,不适合快速诊断。并且夏季斑在实验室的培养条件下,只有2种类型的配子同时存在才会产生有性生殖阶段,因此可以应用一些生物技术来加以鉴定。现在常用的鉴定方法为聚合酶连锁反应、DNA检测法等。

6 防治方法

6.1养护管理

6.1.1施肥 

对大多数草地早熟禾草坪来讲,每100m2需要1~2.5 g的氮肥就足够了。只在晚春(5月)和秋季(9-11月)施肥。春季应施用缓释氮肥或胞衣氮肥,秋季施用硫酸铵。施氮肥的同时要注意磷肥和钾肥的平衡施用。

在7、8月高温高湿的情况下,一定要注意对氮肥的控制。过量的氮肥只能促进草坪草叶片的生长,加大对根系的消耗,加重症状的表现。在这段时间内,为其补充少量氮、合适的磷、钾及铁、镁等微量元素,提供保持草坪草正常生长发育及保持必要的色泽所需能量。

6.1.2灌溉 

深灌是一种促进根际生长的措施。在干燥的夏季,在感病地带,每7~10 d都要灌溉15~20 cm深度。中午高温的时候进行适量的喷灌,可以有效给草地降温,给病株提供适量水分,减少夏季斑病害的发生和蔓延。

6.1.3修剪 

修剪可以使草坪保持美丽的外观,但会在很大程度上减少植株对逆境或疾病的抵抗力。最近的研究表明,在较高的修剪高度(如7cm )草坪上,夏季斑的症状会减轻。

6.2化学防治 

防治夏季斑的主要途径就是化学防治。化学防治的效果受治疗时间、治疗频率、药剂浓度的影响。

防治的时间很关键,夏季斑是一种根部病害。发病的隐蔽性强,从地下部分受害到地上部分表现出征状需要一个相对长的过程,而当植株表现出受旱症状时,说明根部已经受到相当大的损害,因此一定要在根冠部产生可以看见的腐烂等明显征状之前施用农药。

一般在病害发生期内要防治2~4次。防治的关键时期是在春末和夏初,土壤温度为18~20℃时进行。

国外测定过不同的杀菌剂对夏季斑的治疗效果。试验表明,嘧菌酯、肟菌酯、氯苯密醇、腈菌唑、丙环唑、三唑酮可以用于春季夏季斑的防治,嘧菌酯、肟菌酯的防治效果尤其好。甲基拖布津一般用于夏季夏季斑的控制治疗。

试验还表明,在预防夏季斑时,800~1000倍液的丙环唑、氯苯密醇、三唑酮比苯并咪唑、苯菌灵、甲基拖布津的效果要好。但一旦发病,苯并咪唑可以显著减轻病害。百菌清、异菌脲的混用会加重夏季斑。因此那些互相作用产生药效的杀菌剂一定避免混用。

张金林测定了4种杀菌剂对夏季斑枯病菌的生长抑制作用。结果表明:4种药剂中烯唑醇对该病原菌的抑菌效果最好。

虽然目前有很多化学药剂可以用于夏季斑的防治,但是效果都不甚理想。夏季斑主要的防治手段还在于良好的管理措施配合喷施有效的农药预防。

另外,使用砷酸盐除草剂、速效氮肥和某些杀菌剂,可以加快夏季斑症状的表现。

6.3生物防治 

随着一些病害对化学药剂表现出的抗性增强,以及使用化学农药的高成本及对环境的危害,人们开始研究草坪病害的生物防治方法。

国外从20世纪90年代初开始研究草坪病害的生物防治方法,主要是一些拮抗微生物的筛选。

1991年, Melvin发现拮抗微生物Faeriefun-gin[34]对夏季斑有明显的抑制作用。之后陆续发现了一些对夏季斑有拮抗作用的微生物。

Clarke等从10种对农作物的土传病害有显著抑制作用的细菌中,通过温室、大田试验筛选出了5种对夏季斑有明显抑制作用的细菌。在温室试验中,从小麦中分离出的3种菌,Pseudo-monas fluorescens2-79,P.Fluorescens13-79,Bacillussubtilisd-39Sr和从棉花上分离出2种细菌,Enterobacter cloacaeEcH-1和EcCT-501,跟对照相比,分别在29%~46%的范围内减轻了夏季斑症状。在大田试验中,第1年没有作用,从第2年起,B.subtilisd-39Sr和E.cloacaeEcH-1分别减轻了53%和49%。第3年,B.subtilisd-39Sr和E.cloacaeEcH-1分别减轻39%和34%。

David等通过筛选在草坪根部分离出的上百种细菌,通过温室和大田试验,筛选出了Pseudomonassp.105-2,Comamonas acidovoransHF42和Enterobactersp.BF143种能够显著减轻夏季斑症状的细菌。

Kobayashi发现LysobacterenzymogenesC3,一种具有溶酶作用的物质,对夏季斑具有拮抗作用。

但拮抗微生物作用机理方面的研究不多,Sreedhar发现在侵染早熟禾的过程中,M.poae在感染的根部分泌了一种类似于枯草杆菌蛋白酶MP1。这种酶的含量随着侵染的严重程度而增加。此外土壤环境也限制了拮抗微生物发挥功效。草坪病害的生物防治还处于初级阶段。夏季斑的生物防治方法国内还鲜见报道。

在播种的时候混播10%~15%(按质量计)一年生黑麦草L.multiflorum,或是在草坪上撒播黑麦草或其他对夏季斑抗性较强的草种会减少夏季斑的发生。

来自:中高协场地委员会CCCGA(么文超 蒋勤军)

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