摘 要 樱花根癌病是北方地区校园绿化中一种严重影响樱花生长的病害,主要由根癌土壤杆菌引起,不仅严重危害樱花的生长状况,导致植株发育不良、观赏价值降低,而且会对校园整体绿化景观效果产生负面影响,增加校园绿化维护成本。为加强樱花根癌病防治,保障北方地区校园绿化的健康与美观,系统分析了樱花根癌病的病原菌特性,并总结樱花根癌病防治措施,包括农业防治、生物防治、化学防治和物理防治等。
关键词 校园绿化;樱花根癌病;病原菌;防治措施;北方地区
中图分类号:S436.8 文献标志码:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.06.060
北方地区校园绿化中,樱花作为极具观赏价值的植物,以其淡雅的花朵和优美的树形备受喜爱,在美化校园环境、营造文化氛围等方面发挥着重要作用[1]。然而,樱花根癌病却成为北方地区校园绿化中樱花种植面临的严峻挑战。这种病害频繁发生,不仅严重危害樱花的生长状况,导致植株发育不良、观赏价值降低,而且对校园整体绿化景观效果产生负面影响,增加了校园绿化维护成本[2]。因此,深入探究樱花根癌病的病原菌特性,并研究出有针对性的防治措施,对于保障北方地区校园绿化中樱花的健康生长及校园绿化的可持续发展意义重大。
1 樱花根癌病的发生和危害
1.1 病原菌危害
北方地区校园绿化中的樱花根癌病是一种严重影响樱花生长的病害,其核心致病因素为病原菌。经研究发现,樱花根癌病主要由根癌土壤杆菌引起。这种病原菌具有独特的致病机制,它含有一种Ti质粒,Ti质粒上的T-DNA片段能够转移并整合到樱花根部细胞的基因组中[3]。这一过程使得樱花根部细胞的生长和分裂失去正常调控,导致细胞异常增殖,从而形成根癌。这些根癌会阻碍樱花根部对水分和养分的吸收,影响樱花植株的正常生长,严重时甚至会导致樱花植株死亡。值得注意的是,根癌土壤杆菌具有较广的寄主范围,除樱花外,还能侵染多种木本和草本植物。在北方地区校园绿化中,樱花是其常见的侵染对象之一,侵染率在30%~50%。
1.2 环境因素影响
环境因素在樱花根癌病的发生和发展过程中起着重要作用。温度、湿度、土壤pH值等环境条件,都会对根癌土壤杆菌的生存、生长和侵染能力产生影响,进而影响樱花根癌病的发生情况。根癌土壤杆菌在温度为20~25 ℃、土壤湿度较高(土壤含水量60%~80%)的环境下,生长和侵染能力最强,樱花根癌病的发生也最为严重。此外,土壤pH值对根癌土壤杆菌有影响,偏中性(pH值6.5~7.5)的土壤环境更有利于根癌土壤杆菌的生长和侵染。北方地区校园的土壤环境差异较大,部分区域的土壤条件如果恰好满足根癌土壤杆菌的生长需求,就会增加樱花根癌病的发生风险[4]。同时,一些不良的土壤管理措施,如过度灌溉或排水不畅,会导致土壤湿度长时间处于较高水平,这也会提高樱花根癌病的发生概率。
1.3 樱花树体自身的生理生化变化
樱花树体在受到根癌土壤杆菌侵染后,会发生一系列复杂的生理生化变化。根癌土壤杆菌对樱花根部细胞的侵染会破坏细胞的正常生理功能,细胞的代谢平衡被打破,正常的呼吸作用、光合作用等生理过程受到干扰。根癌土壤杆菌的侵染会引起樱花根部细胞内激素水平的变化,如生长素和细胞分裂素的比例失调,这种激素失衡会进一步刺激根部细胞的异常增殖,促进根癌的形成。同时,樱花树体为了应对根癌土壤杆菌的侵染,会启动自身的防御机制。在防御过程中,一些防御酶的活性会发生变化,如苯丙氨酸解氨酶和几丁质酶等[5]。苯丙氨酸解氨酶活性的增强有助于合成更多的酚类物质,这些酚类物质具有一定的抗菌作用;几丁质酶能够分解根癌土壤杆菌细胞壁中的几丁质成分,从而抑制根癌土壤杆菌的生长。然而,在根癌土壤杆菌强大的致病力下,樱花树体的防御机制往往难以完全抵御根癌土壤杆菌的侵染,从而导致病害的发生和发展。
1.4 分子水平的致病机理
在分子水平上,根癌土壤杆菌的致病过程涉及复杂的分子相互作用。当根癌土壤杆菌接近樱花根部细胞时,它会分泌一些信号分子,这些信号分子能够被樱花根部细胞表面的受体所识别。随后,根癌土壤杆菌会将Ti质粒上的T-DNA通过一种特殊的转运机制转移到樱花根部细胞内。在樱花根部细胞内,T-DNA会整合到基因组中,从而激活一系列与细胞增殖相关的基因表达。这些基因的异常表达会导致细胞分裂失控,形成根癌。同时,樱花树体自身具有一套分子防御机制。樱花根部细胞的细胞膜上存在着一些识别蛋白,这些识别蛋白能够识别根癌土壤杆菌的特定分子模式,从而启动细胞内的信号传导通路。这些信号传导通路最终会调节一些抗性基因的表达,以抵御根癌土壤杆菌的侵染。然而,根癌土壤杆菌也会采用一些策略来干扰樱花树体的分子防御机制,如分泌一些抑制蛋白来干扰樱花根部细胞的信号传导过程,从而实现成功侵染。
2 防治措施
2.1 农业防治
2.1.1 选用抗病品种
选用抗病品种是北方地区校园绿化中樱花根癌病防治的重要基础。通过对不同樱花品种的抗病性进行评估和筛选,选出具有良好抗病特性的品种进行种植。抗病品种具有特殊的根系结构或细胞生理特性,能够有效抵御根癌土壤杆菌的侵染。例如,某些樱花品种的根系细胞具有特殊的细胞壁成分或者细胞膜受体,使得根癌土壤杆菌难以识别或侵入。采用长期田间观测和实验室抗性鉴定相结合的方法,筛选出对樱花根癌病具有较强抗性的樱花品种,在北方地区校园绿化中优先推广种植。
2.1.2 合理规划种植布局与土壤改良
合理规划樱花的种植布局对于预防樱花根癌病至关重要[6-7]。在校园绿化规划中,应避免樱花种植过密,确保植株之间有足够的空间,保证良好的通风透光条件,降低湿度,减少病原菌滋生和传播的机会。同时,注重土壤改良。根据土壤检测结果,对偏酸性或偏碱性的土壤进行调节,使土壤pH值保持在6.5~7.5的适宜范围内。增施有机肥料,改善土壤结构,提高土壤的保水保肥能力和透气性,增强樱花植株的生长势和抗病能力。
2.1.3 科学的灌溉与施肥
在北方地区校园绿化中,科学的灌溉和施肥措施有助于维持樱花的健康生长,增强其对樱花根癌病的抵抗力。在灌溉方面,要根据天气状况和土壤墒情合理浇水,避免过度灌溉或积水,防止土壤湿度过高而滋生病原菌。采用滴灌或渗灌等节水灌溉方式,可精准控制土壤湿度。施肥时,应依据土壤养分状况和樱花生长需求进行平衡施肥,适量增施磷、钾肥,减少氮肥的过量使用,以促进樱花根系发育,提高植株的整体抗性。
2.2 生物防治
拮抗细菌如枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌,这些细菌能够分泌抗菌物质,抑制根癌土壤杆菌的生长,同时通过与根癌土壤杆菌竞争营养和空间资源,降低根癌土壤杆菌的生存机会。真菌如木霉菌,其能够寄生在根癌土壤杆菌的菌丝上,破坏其细胞结构,同时分泌酶类物质降解根癌土壤杆菌的细胞壁,从而抑制其生长。针对根癌土壤杆菌的特异性噬菌体,能够直接侵染并裂解根癌土壤杆菌,具有高效、专一性强等特点。将筛选出的细菌或真菌制成菌剂,通过灌根或拌土的方式施入樱花根际土壤中,接种量根据土壤条件和病害严重程度调整。也可在樱花移栽或定植前,将其根部浸泡在菌剂中,浸泡时间为30~60 min。由于细菌或真菌在土壤中的存活时间有限,需要定期补充菌剂,建议每2~3个月施用一次,以维持其防治效果。
2.3 化学防治
2.3.1 合理选择化学药剂
防治樱花根癌病可选择抗生素类药剂——农用链霉素,其对根癌土壤杆菌具有较好的抑制作用。同时,氢氧化铜是一种有效的防治樱花根癌病的药剂。
2.3.2 精准施药
农用链霉素可在樱花休眠期施用,此时樱花生长活动减缓,对药剂的耐受性相对较好,且根癌土壤杆菌处于相对不活跃状态,施药能够有效抑制根癌土壤杆菌的滋生。发病初期也是施药的关键时期,一旦发现樱花根部有初期根癌症状,如小瘤状物出现时,应立即施药。樱花休眠期可进行一次全面的根部施药,发病初期每隔7~10 d施药一次,连续施药3~4次。采用灌根的方法,将药剂稀释后直接浇灌到樱花根部周围的土壤中。使用10%农用链霉素可湿性粉剂500~1 000倍液进行灌根,每株樱花的灌根量根据植株大小而定,一般小植株灌根200~300 mL,大植株灌根500~1 000 mL。
氢氧化铜同样可在樱花休眠期进行预防性施药,在发病初期及时施药以控制病情发展。在樱花休眠期施药一次,发病初期每隔10~14 d施药一次,总共施药3~5次。可使用77%氢氧化铜可湿性粉剂500~800倍液,重点喷洒樱花的根颈部和根部周围的土壤表面,也可使用77%氢氧化铜可湿性粉剂1 000~1 500倍液进行灌根,每株樱花灌根量根据植株大小确定,小植株为100~200 mL,大植株为300~500 mL。还可使用53.8%氢氧化铜悬浮剂1 000~1 200倍液进行灌根,每株樱花的灌根量在150~400 mL。
施药后,避免樱花被用于观赏或接触人群。在樱花的观赏期前21 d内禁止施药。定期对樱花植株进行农用链霉素残留检测,可采用酶联免疫吸附测定法或高效液相色谱法等方法。如果检测到残留量超过0.02 mg·kg-1,应停止使用樱花所在区域,并采取措施加速药剂降解,如加强灌溉和通风等。
2.4 物理防治
2.4.1 土壤热处理
土壤热处理可用于控制樱花根癌病。在种植樱花前,对土壤进行热处理,利用高温杀灭土壤中的根癌土壤杆菌。例如,采用太阳能热处理法,在夏季高温时段,将土壤深翻后覆盖透明塑料薄膜,利用太阳辐射使土壤温度升高到足以杀死根癌土壤杆菌的温度(一般50~60 ℃持续一段时间)。这种方法可有效减少土壤中的根癌土壤杆菌数量,降低樱花根癌病的发生风险。不过,要注意避免过高温度对土壤肥力和结构造成破坏。
2.4.2 物理隔离
在樱花种植过程中,采用物理隔离措施也有助于防止樱花根癌病的传播。例如,对于已经发病的樱花植株,使用塑料薄膜或其他隔离材料将其根部与周围健康植株的根部隔离开来,防止病原菌通过土壤、水流等途径传播到健康植株上。同时,在引进新的樱花苗木时,要对苗木进行严格检查,确保无病后再种植,并对种植区域进行适当隔离,确定新苗木健康生长一段时间后再解除隔离。
3 结语
樱花根癌病对北方地区校园绿化的影响不容忽视,深入研究其病原菌特性及致病机制是有效防治的基础。通过实施针对性的防治措施,显著降低樱花根癌病的发生率,确保樱花健康生长。未来的防治工作应注重多种措施的综合应用,结合科学技术的进步,探索更加有效的防治策略。同时,加强对校园绿化环境的管理与监测,提升师生对植物病害防治的认识,将有助于构建更加美丽和健康的校园生态环境。
参考文献:
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(责任编辑:刘宁宁)
作者简介:巩向忠(1968—),大专,高级工程师,研究方向为校园园林绿化养护管理。E-mail:2395647072@qq.com。