(李)據
利用除人類以外的壹種或多種生物,主要是微生物來防治森林病害的理論和方法。森林病害的生物防治主要是通過減少病原菌接種量或其致病性來實現的。比如高等寄生植物菟絲子上有壹種寄生的膠孢炭疽菌,用這種真菌的純培養孢子液噴灑菟絲子使其發病,從而減少菟絲子造成的損失。能殺死植物病原體或抑制其生長、繁殖和活動,或對病原體有其他不利影響的生物稱為拮抗劑。拮抗劑包括動物、植物和微生物。比如有些蛾類昆蟲以松莖銹病的銹孢子為食,它是松莖銹病的拮抗劑;非洲萬壽菊和法國萬壽菊容易感染根結線蟲,但線蟲不會在根部產卵。因此,與萬壽菊間作或輪作可以減少土壤中根結線蟲的數量,減少對作物或幼苗的危害。然而,微生物是自然界中最常見的拮抗微生物,拮抗微生物在植物病害的生物防治中也得到了廣泛的研究和應用。
在農林生產中,利用拮抗菌防治植物病害的途徑有:①調整作物、樹木或地被植物的種類,利用不同植物根系分泌物對土壤中根際微生物的影響,選擇性地促進拮抗菌的生長;②調整環境條件,如土壤結構、酸度、有機質含量等,使之適合某些拮抗菌的生長和增殖;(3)應用人工培養的拮抗微生物。
微生物對植物病原菌的拮抗作用表現在以下幾個方面:
寄生和捕食
寄生在病原體上的微生物被稱為寄生蟲或超寄生蟲。重寄生現象在自然界很普遍。包括真菌對真菌的寄生,病毒對真菌、細菌和線蟲的寄生,真菌和細菌對線蟲的寄生等。比如白粉病的寄生真菌寄生在白粉病的分生孢子上,可以抑制植物白粉病的發展;銹菌寄生在紡錘銹菌的銹孢子器上,可使寄生表面的銹孢子產量減少72%。土壤中還發現了捕食線蟲的真菌、原生動物和食肉線蟲。還有捕食真菌的線蟲。但無論是重寄生菌還是捕食性微生物,除了膠孢炭疽菌在菟絲子上的應用外,其他重寄生菌由於人工培養困難或其擴散規律不明確,很少用於植物病害的生物防治。
競爭
通常是空間或者營養基礎的競爭。松樹幹銹病的潰瘍病斑上常寄生有壹種紫色黴菌。它曾被認為是幹銹菌的銹孢子上的壹種重寄生物。後來的研究證明,紫黴菌只感染被銹菌寄生的松樹細胞,宿主細胞被破壞,所以專性銹菌無法存活。因此,紫黴菌抓住了銹菌的基部,抑制了銹孢子的大量產生。有人曾試圖培養大量的紫黴菌來控制五針松皰銹病,但沒有成功。松樹根部白腐真菌的孢子常從鮮切根的傷面侵入,並迅速擴散到整個根系,再通過病根與健康根的接觸而侵染。過去,新鮮的扡插根被化學品毒害,使自然界的腐生真菌迅速占領扡插根,從而消除了白腐真菌對松樹根的感染。20世紀60年代,人們發現真菌大孢黴是松樹扡插根上壹種極其活躍的腐生真菌。將其分生孢子接種在傷面上,8個月內可完全占領扡插根,使扡插根不被松根白腐菌侵染。該方法已在林業生產中得到應用。在松根白腐病流行區,第壹代松林第壹次間伐時,立即用黃孢原毛平革菌的孢子液接種新鮮切根,或在伐木鋸上使用用機油配制的孢子液,在伐木的同時完成切根和接種的步驟。
抗生
壹種微生物的代謝產物可以抑制另壹種或多種微生物的生長,或者可以破壞或溶解其細胞結構,這就是所謂的抗菌作用。細菌、放線菌和真菌是具有抗菌作用的微生物。它們的抗菌物質被提純成為抗生素。用抗生素防治植物病害屬於化學防治的範疇。生物防治是利用抗生素真菌直接防治植物病害。抗菌真菌在土壤中非常豐富,其消長與土壤的理化性質和地被植物種類密切相關。在歐洲的壹種山楊的根部周圍發現了大量的放線菌等真菌,它們大多對松樹根部的白腐菌有拮抗作用。因此,根腐病通常不會發生在挪威雲杉和榿木的混交林中或榿木林采伐地上的第壹代雲杉林中。木黴菌是土壤中的壹種抗生素細菌,對多種植物根腐病菌有拮抗作用。引起幼苗白絹病的核盤菌菌核中常可分離到木黴菌。在感病土壤上施用木黴菌純培養物可以降低白絹病的發病率。用腐熟的棉籽餅作肥料可以促進土壤中抗生素真菌的繁殖。在防治苗木莖腐病的研究中發現,用棉籽餅作基肥追肥,可降低銀杏苗木發病率40%。如果在追肥中加入拮抗放線菌,在發病前壹個月左右施用,發病率可降低70%。復雜的腐生微生物種群也存在於植物的地上部分表面,它們對壹些病原菌也有拮抗作用。它們的消長不僅受植物分泌物提供的營養物質或抑制物質的影響,還受大氣溫度、濕度和光照的影響。這些環境因素變化劇烈,利用微生物的技術問題更加復雜,但現在已經有了壹些初步的試驗結果。例如,在樹木的切口上接種木黴孢子液,可以減少銀葉真菌和其他木腐真菌的感染。
防止混線
同壹植物病毒的不同毒株對宿主的毒性可能不同。當宿主被減毒株感染時,它沒有表現出癥狀或受到很小的損害,但它獲得了對同壹病毒的其他毒株的免疫力。因此,可以通過用減毒病毒株接種健康的宿主植物來預防強毒株的感染。這種現象叫做交叉保護。交叉保護只能對壹種病原病毒有效。如果壹株植物被另壹種病毒感染,由於這兩種病毒的混合感染,它可能會受到更大的損害,因此它沒有被應用於植物病害防治的實踐中。
降低細菌的毒性
植物病原真菌被病毒寄生後,往往毒性降低,成為減毒株。當減毒株與正常株接觸時,菌絲相連,病毒的雙鏈DNA通過連接通道進入正常株的細胞內並復制,使正常株成為減毒株。20世紀60年代,歐洲發現了板栗疫病的病原。它可以寄生在幾種栗樹上,但幾乎沒有致病性。用減毒株接種感染流行性疾病的板栗樹的患病部位,可使患病樹逐漸恢復健康。這壹發現為防治板栗疫病提供了新的途徑。
菌根形成
有菌根的樹比沒有菌根的樹感染少。菌根的防病作用可能是:①表面形成的菌絲鞘對根部病害真菌的入侵有機械屏障作用;②某些菌根真菌能產生抗菌物質,抑制根瘤病菌的生長和侵染;③真菌能刺激宿主在體內產生揮發性和非揮發性抗菌物質,可阻止菌根真菌在體內進壹步擴展,抑制根際病原菌;④菌根可以選擇性地刺激根際抗真菌的生長,從而拮抗病原菌。森林苗圃常用人工接種菌根真菌,但多以含菌根真菌的森林土壤為接種物。菌根真菌純培養應用於接種仍有許多問題需要解決。
森林病害的生物防治不會破壞生態平衡和汙染環境,但防治效果慢,受環境影響大,效果不穩定。