間套作推廣:多樣化種植抑制病害

鐮孢菌屬(

Fusarium

)真菌是農作物病害重要病原物,是一種重要的植物病原真菌,侵染寄主植物維管束系統和根部,引起根部腐爛、莖部腐爛、植株枯萎等病害症狀,從而發生枯萎病、根腐病等,是生產上最難防治的土傳病害之一。

枯萎病是常見的豆科土傳病害之一

,致病菌主要為:尖孢鐮刀菌(

Fusarium oxysporum

)。尖鐮孢菌是一種世界性分佈的土傳病原真菌,屬真菌界(

Fungi

)、子囊菌門(

Ascomycota

)、糞殼菌綱(

Sordariomycetes

)、肉座菌目(

Hypocreales

)、赤殼科(

Nectriaceae

)、鐮孢菌屬。

豆科作物根腐病由多種土傳病原真菌獨立或複合侵染引起

,目前國內外已報道病原菌主要有真菌病原菌鐮孢菌、腐黴菌(

Pythium

spp。)、疫黴菌(

Phytophthora

spp。)和絲核菌(

Rhizoctonia

spp。),但是鐮孢菌屬為主要病原,該屬病原危害最嚴重。

鷹嘴豆種子由於含有大量富含賴氨酸的蛋白質,是人類食物和動物飼料的主要來源。這些特點使得鷹嘴豆的種植對發展中國家的糧食安全尤為重要。枯萎病是世界範圍內影響鷹嘴豆的重要病害之一。感染枯萎病的鷹嘴豆症狀有葉片乾燥、變黃、枯萎,後期會發展到整株植物,造成植株矮化,葉片黃化,根部腐爛及維管束變褐。該疾病的症狀可以在植物生長的任何階段發展,受影響的植物可能被歸為斑塊或出現在整個田間傳播。枯萎病透過降低種子產量和種子重量來降低鷹嘴豆的產量。鷹嘴豆的疾病管理應以排除或減少病原體為目標。為實現這一目標而採取的疾病控制措施應包括:(1)使用無病原體的種子;(2)避免在高風險土壤中播種;(3)減少或消除土壤中的接種物;(4)使用抗性品種;(5)用殺菌劑或生物防治劑處理種子;(5)選擇合理的種植方式以避免有利於病原體感染的條件。

蠶豆是一種重要的豆科糧食作物,特別是在地中海國家、中東和中國。世界上大約種植了250萬公頃的蠶豆。蠶豆含有大量的蛋白質,平均含量30%,是植物蛋白的重要來源。蠶豆還富含各類氨基酸、維他命和礦物質等營養物質。在蠶豆生產過程中,根腐病枯萎病等土傳病害嚴重影響蠶豆的產量和品質。枯萎病根腐病等土傳病害容易發生在蠶豆連續單作的種植體系中,引起蠶豆枯萎病的病原體也是具有破壞性的尖孢鐮刀菌,它會導致嚴重的疾病全球經濟損失和限制蠶豆生產。

蠶豆成株發病表現為上部葉片開始呈黃綠色,萎凋下垂,但葉片不會脫落,病株長勢矮小,極易被拔起,其根部發黑,鬚根減少,主根縮短,呈黑褐色鼠尾狀。蠶豆根腐病的症狀主要有根部腐爛,莖基部腐爛,維管束腐爛,葉部豆莢發黑等。防治枯萎病和根腐病的方法有很多,如使用抗性品種、化學殺菌劑和不同的農藝措施等,但這些方法不夠實用、有效、經濟。因此,透過開發有效的農藝措施,提高土壤的病原菌抑制能力,對防治蠶豆的枯萎病至關重要。

間作種植是一種簡單並且經濟的疾病控制方法,而且和汙染性較強的殺蟲劑相比,間作是更有前景的解決病害的方案

2.3.2根系分泌物對土傳病害的影響

土壤營養缺乏或紊亂,土壤酶活性降低,根際菌群惡化和土壤傳播疾病的發病率提高均會導致連作障礙,自身毒性作用是產生連作障礙的重要原因,

根系分泌物中有些化感物質會產生自毒作用,從而產生病害

。許多酚酸,包括肉桂酸、對羥基苯甲酸、苯甲酸、香草酸、丁香酸、香豆酸和阿魏酸,已從許多連續種植作物的根系分泌物中檢測到。菸草根系分泌物中的化感自毒物質肉桂酸、肉豆蔻酸、富馬酸累積吸引病原菌在根系定殖,促進了菸草枯萎病的發生。甜瓜根系分泌物中化感自毒物質阿魏酸、苯甲酸、肉桂酸對病原菌尖孢鐮刀菌菌絲生長和孢子萌發表現出刺激作用,增強了病原菌致病性基因表達,促進病原菌生長的同時也增加了甜瓜枯萎病的發病率,並且隨著化感物質濃度越高,枯萎病也越嚴重。

黃瓜根系分泌物中的自毒物質肉桂酸降低了黃瓜的光合作用、氣孔導度,從而抑制了黃瓜生長,同時對根系造成了氧化脅迫,保護酶活性降低,使黃瓜根系更容易感染病原菌,加重黃瓜枯萎病發病程度,隨著肉桂酸累積和濃度升高,黃瓜光合作用和氣孔導度被抑制程度以及黃瓜枯萎病發病率越來越高。有證據表明,蠶豆枯萎病的發生與自身根系分泌物密切相關,這涉及到根系分泌物和分解的殘留物中酚酸的釋放或積累量,這是導致根際土壤微生物區系失衡、刺激病原菌生長、蠶豆生長不良、枯萎病加重的直接原因,但是蠶豆和小麥間作後,會抑制蠶豆自身分泌的有機酸含量,緩解病害。

在多樣化種植的生態系統中,可以有效地控制植物病害和昆蟲,

同時種植多種作物品種,如覆蓋作物種植或間作,是提高作物產量、增強生物多樣性、減少病蟲害和改善土壤健康的有效種植措施。間作是農業生態系統中可以提高生物多樣性的關鍵種植模式,間作不僅提高了植物的生長和生產力,而且提高了植物對各種昆蟲和病原體的抗性。化學防禦在間作系統抑制疾病中發揮著重要作用。

例如,作物根系分泌次生代謝物,可以幫助周圍的作物抑制土壤傳播的病原體感染,一種作物釋放揮發性有機化合物,以幫助其他作物抑制風傳播的病原體。玉米是間作體系中最流行的作物。當玉米與豆科、茄科或十字花科作物互作時,比如玉米/蠶豆,玉米/馬鈴薯(

Solanum tuberosum

L。)、玉米/辣椒(

Capsicum annuum

L。)、玉米/菸草(

Nicotiana tabacum

L。)、玉米/甘蔗(

Saccharum officinarum

L。)間作時,兩種作物的病害均顯著受到抑制。

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