植物疾病被定义为“任何阻止植物发挥其最大潜能的东西”。这个定义很宽泛,包括非生物和生物植物疾病。
非生物或非传染性疾病:
这些疾病是由植物外部条件引起的,而不是由生物因素引起的。它们不能在植物间传播,但非常常见,在评估任何植物的健康状况时都应加以考虑。非生物疾病的例子包括营养缺乏、土壤压实、盐伤、冰和晒焦(图61)。
生物或传染病:
这些疾病是由生物体引起的。当它们感染植物时被称为植物病原体。为了讨论植物病理学,只讨论植物病害病原体。病原体可在植物间传播,并可感染所有类型的植物组织,包括叶、嫩枝、茎、冠、根、块茎、果实、种子和维管组织(图62)。
植物病原体的种类
植物病原体与引起人类和动物疾病的病原体非常相似。真菌、类真菌生物、细菌、植物原体、病毒、类病毒、线虫和寄生高等植物都是植物病原体。
真菌和类真菌生物(FLOs)
总的来说,真菌和FLOs比任何其他种类的植物病原体引起的植物疾病都多。这些生物不能自己制造食物,缺乏叶绿素,有丝状生长,可能或不可能通过孢子繁殖。真菌和FLOs能够在土壤或植物碎片上越冬。然而,由于冬季温度较低,一些真菌和FLOs不能在北方气候中越冬。这些病原体在南方过冬,然后被气流送回北方。在生长季节,可以监测疾病从南方向北方的移动(图63)。
细菌:
细菌是单细胞微生物,其细胞壁通过二元裂变(一个细胞分裂成两个)繁殖。引入植物必须通过植物的自然开口或伤口。细菌主要在土壤和不分解的植物材料中越冬,但有些细菌在昆虫载体中存活(图64)。
Phytoplasmas:
植物胞浆是显微镜下的细菌样生物体,缺乏细胞壁,因此呈丝状(图65)。
病毒和病毒:
病毒是细胞内(生活在细胞内)的核酸颗粒,带有蛋白质外壳,可以感染其他生物并在其感染的宿主中复制。类病毒是类似病毒的颗粒,但缺乏蛋白质外壳。病毒和类病毒主要由媒介传播,包括昆虫、线虫和真菌,它们在进食过程中引入病毒或类病毒。病毒和类病毒也可以通过种子、营养繁殖和修剪传播(图66)。
线虫:
线虫是一种微小的蠕虫状动物。大多数线虫是生活在土壤中的动物,随土壤移动。然而,有一些线虫通过昆虫传播,感染地上的植物部分(图67)。
寄生高等植物:
寄生高植物是含有叶绿素但不能生产自己的食物的植物。它们寄生在其他植物上获取营养和水。例如槲寄生和菟丝子。
疾病的三角形
病害在任何植物系统中发生都有三个绝对必要的组成部分。这三个组成部分是:
- 易感寄主植物
- 致命的病原体
- 一个良好的环境
当这三种成分同时存在时,在有利的环境条件下,如果易感宿主植物与有毒植物病原体密切相关,就会发生疾病(阴影区域)。这个概念由上图阴影部分表示。当有高度重叠时(阴影区域变大),就会有中度到高度的疾病。(图68)。
重要的是要记住,在宿主、病原体和环境这三个组成部分中,都有许多变量可能会影响疾病的发病率和严重程度。这些变量包括遗传多样性、宿主植物和病原体的生物学和生命周期以及环境条件。
- 遗传多样性:在一种宿主植物中,可能存在着难以置信的遗传多样性范围,极大地影响着对任何特定病原体种类的易感性。如果宿主对病原体有抵抗力,即使病原体在有利的环境条件下存在,疾病也不会发生(图69)。遗传多样性还在病原体毒性或其感染宿主和引起疾病的能力方面发挥作用,这也可能影响疾病的数量和严重程度。
- 寄主植物和病原的生物学和生命周期:寄主植物可能在发育的一个阶段对病原体有抗性,但在另一个阶段则没有。同样,有些病原体必须处于关键的生命阶段才能引起感染。
- 环境条件:环境中有许多变量会影响疾病的发病率和严重程度,包括温度、阳光、湿度、相对湿度和一年中的时间。病原体通常根据宏观气候的条件被限制在一个地区。小气候是指某一地理区域的主要气候条件。在一个宏观气候中,可能存在小区域,其中的气候可能与周围地区不同。这被称为小气候。由于日照和风、土壤类型和许多其他因素的不同,每个景观都充满了小气候。
疾病周期
为了疾病的发展,病原体必须存在并成功侵入植物宿主组织和细胞。与疾病发展有关的一系列事件包括接种、渗透、感染、孵化、繁殖和存活(图70)。
接种:
这描述了植物病原体引入宿主的过程。不同的病原体群体采用不同的接种方法,并配备了各种专门的机制,以帮助接种过程。例如,一些真菌病原体向空气中释放孢子,然后孢子在气流的帮助下传播。
渗透:
伤口部位和植物的自然开口,如气孔和水蛭,有利于一些植物病原体的进入;另一些则进化出了独特的直接渗透机制。如果环境条件(如湿度和温度)有利于真菌和线虫的渗透过程,它们就能积极地渗透宿主组织和细胞。
感染:
当病原体侵入植物组织并在自身和植物之间建立寄生关系时,就会发生这种情况。病毒、细菌和植物原体不能主动穿透或进入植物宿主组织。因此,它们必须依靠其他方法来感染植物组织和细胞。这些病原体已与昆虫媒介建立了联系,以帮助接种和传播。
孵化
病原体一旦进入植物,可能会经历潜伏期,并在引发疾病之前潜伏一段时间。
繁殖
植物病原体可以有性繁殖和无性繁殖。这取决于病原体。
生存
植物病原体的进化使它们能够在长时间的不利天气条件下生存。例如,褐斑病是一种真菌病原体,它产生的孢子颜色变深,减少紫外线的穿透量,防止细胞死亡。此外,大豆囊肿线虫在角质层中产卵。表皮非常坚硬,可以防止其他微生物和化学物质进入,在卵孵化前杀死它们。
如果在循环中的任何一个步骤被打乱,疾病就会不那么严重或不发展。了解和理解一种特定疾病的疾病周期对控制疾病非常有帮助。有两种类型的疾病循环,单环和多环。
内布拉斯加州大豆委员会慷慨地为《大豆管理指南》提供资金。
课程由:
艾米Timmerman、扩展教育家,亚伦尼葛伦、扩展教育家,白兰地”、扩展教育家,罗兰吉斯勒拓展植物病理学家,罗恩·西摩、扩展教育家,基斯Glewen、扩展教育家,查尔斯·夏皮罗,扩展土壤科学家,阿米特哈,推广杂草科学家,唐Treptow,研究生